化学人教版九年级上册碳和碳的化合物.ppt

第六单元碳和碳的氧化物课题1金刚石、石墨和C60,由同种元素组成的纯净物叫做什么?,-单质,同种元素可以组成不同的单质吗?,-可以!,例如:,氧元素可以组成氧气和臭氧,磷元素可以组成红磷和白磷.,碳元素可以组成金刚石、石墨和C60等,1、金刚石,一、碳的单质,金刚石,色态：硬度：导电性：熔点：用途：,无色透明、正八面体的固体,自然界中最硬的矿物,无,装饰品、玻璃刀、钻探机头、切割大理石等。,很高,世界最大的宝石金刚石库利南,南非之星(StarofSouthAfrica),2、石墨,石墨,色态：硬度：导电性：熔点：用途：,深灰色、有金属光泽、不透明的细鳞片状固体,最软的矿物之一,优良的导电性能,高，耐高温,电刷材料、电极、润滑剂等。,小故事,早在60年代初期，美国的科学家们就开始着手研究：能在太空中写字的笔。因为大家都知道，在太空失重的情况下，圆珠笔和钢笔都不能写出字来的。美国的科学家花了很长时间，也投入了很多的资金来研究创造。结果却一无所获。可是俄罗斯的一位宇航员却用了一只最普通的笔就解决了问题。同学们：你们知道他用的是什么笔么？,_石墨和粘土混合制成,制造铅笔芯,铅笔里面有“铅”吗？实际上，铅笔芯是石墨和黏土混合而成的，其组成中不含铅元素。画画用的铅笔常用“6B”的，写字用的通常是“HB”的，我们涂答题卡多规定用“2B”的，工程师制图用的多为“6H”的。“6B”最软，颜色最深；“HB”软硬适中，“6H”最硬，颜色最淡。,做一做！,你们可以设计一个实验来证明石墨具有导电性吗？,生活小常识,同学们，你们家有生了锈的锁么？如果你的钥匙不能把它打开，该怎么办呢？不要紧，我们有的是办法。你只要去找一支“2B”铅笔，把铅笔芯的粉末放到锁孔里。过一会，你就能轻而易举的将锁打开了！同学们：你们一定要回家试试哦！,碳单质的物理性质及用途,讨论1：为什么金刚石和石墨的物理性质差异很大?,金刚石的碳原子在空间构成连续的、坚固的骨架的结构，所以坚硬。,石墨的碳原子呈平面层状结构,层与层之间作用力小，所以质软。有滑感。,碳原子排列方式不同,金刚石和石墨的结构,人造金刚石,金刚石用途广泛，而从自然界获得金刚石非常稀少。金刚石和石墨是同素异形体，人们很自然地想到能否用价廉易得的石墨，通过人工方法把它转变成金刚石。科学家发现金刚石都在地下高温高压下形成的岩石中，人们设想让石墨在高温、高压条件下转化为金刚石。经过无数次的试验，终于把石墨加热到2000和加压到51061107千帕，并用铬、铁、铂等做催化剂，制造出人造金刚石。1975年已制出每粒0.2克重的人造金刚石。目前世界上每年生产人造金刚石约20吨。我国制造的人造金刚石已在工业上得到应用。,通常称为无定形碳的有木炭、活性炭、炭黑、焦炭等。,无定形碳,防毒面具的发明,一战期间的1915年4月22日，德军在比利时的伊普雷战役中使用了180吨的液态氯气攻击敌方阵地，使英法联军的1500人中毒，5000多人丧命，大量动物中毒而死，而野猪却安然无恙。原来是野猪拱地躲避刺激，泥土起了净化器的作用。由此人们想到了活性炭的吸附作用，它可用于吸附毒气，于是发明了防毒面具。,可以收集到炭黑,木材隔绝空气加强热,木炭在水蒸气中加强热加工制得,煤隔绝空气加强热,含碳物质不完全燃烧形成的,灰黑色多孔固体,黑色粉末或颗粒状固体,浅灰色多孔固体,非常细的黑色粉末,吸附能力,具有比木炭强的吸附能力,耐磨性,燃料冶炼金属脱色剂去异味剂,防毒面具净水剂脱色剂去异味剂,冶炼生铁还原剂、生产水煤气,黑色颜料、油墨、鞋油、橡胶制品的添加剂,讨论2：结合金刚石、石墨和木炭、活性炭的用途，讨论物质的性质与用途之间有什么关系？,性质,用途,决定,反映,3、C60,碳60,可以进行气体储存；制造有感觉功能的传感器；增强金属材料的强度；新型高效催化剂；有特殊的光学特性；对癌细胞具有杀伤效应和清除人体内自由基的功效。,C60是一种由60个碳原子构成的分子，形似足球，性质很稳定。,广泛的应用前景：,C60的平面图,C60的立体图,讨论3：比较金刚石、石墨、C60的结构差异，说明物质的结构、性质和用途之间的关系？,决定,决定,反映,C70,更新的碳单质：,C240,C540,纳米碳管,碳纳米管有着不可思议的强度与韧性，重量却极轻，导电性极强，兼有金属和半导体的性能；把纳米管组合起来，比同体积的钢强度高100倍，重量却只有1/6。,总结,碳单质,金刚石,石墨,C60,无定形碳,木炭活性炭焦炭炭黑,结构,性质,用途,决定,决定,反映,巩固练习:1、填写下列空白:由碳元素所形成的单质主要有2、将以下左例和右例有关项目用线连接起来。石墨冰箱去味剂、防毒面具炭黑导电金刚石新型催化剂C60制油墨活性炭切割坚硬金属,石墨、金刚石、C60、,二、碳的化学性质,用碳笔画的古画,两幅明清时代祖先的古画(见上图)。古画高2米，宽1米，用天然碳素粉墨画成，线条勾勒清晰。距今约有300多年的历史，是当今同类古画保存比较好的两幅.,思考1：我国古代一些书法家、画家用墨（用炭黑等制成）书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，这是为什么呢？,因为在常温下，碳的化学性质不活泼，碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化的缘故。,1、碳在常温下化学性质不活泼,木头电线杆或木桩在埋入地下前，常要把埋入地下的一部分木头表面稍稍烤焦，其目的就是为了让电线杆不易腐烂，可以保存久一些。,钻石恒久远，一颗永流传。,用碳素笔书写重要文件和资料。,思考2：碳可以在氧气中燃烧，怎么可以说它化学性质稳定呢？是什么决定碳在常温下性质不活泼,而在高温下性质活泼呢？,最外层电子数！,回忆：元素的化学性质和元素原子结构中哪部分关系最为密切？,点燃,点燃,2、碳与氧气的反应,（O2充足）,在氧气中充分燃烧,在氧气中不充分燃烧,（O2不充足）,碳具有可燃性;条件不同，燃烧产物也不相同。,书写方程式一定要注明反应条件，冬天用煤取暖一定要注意通风。,C+O2CO2,2C+O22CO,3：8：11,3：4：7,黑色粉末逐渐变成光亮的红色澄清石灰水变成白色浑浊。,现象：,-有铜生成,-有二氧化碳生成,3、碳和某些氧化物的反应,C+2CuO2Cu+CO2,C,CO2,C发生氧化反应,CuO,Cu,CuO发生还原反应,含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。,碳夺取了氧化铜中的氧使氧化铜被还原成单质铜，因此碳具有还原性。,单质碳的还原性可以用于冶金工业，例如：焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来。,2Fe2O3+3C4Fe+3CO2,高温,可燃性,2CuO+C2Cu+CO2,还原性：,点燃,点燃,2Fe2O3+3C4Fe+3CO2,高温,碳的化学性质,稳定性,小结：在外界条件变化时，随着温度的升高，其化学活动性也增强，说明任何物质的性质是相对的，不是绝对的，与条件有关。,怎样证明金刚石和石墨都是由碳元素组成的呢?,C+O2CO2在空气中点燃，反应只生成二氧化碳,且生成二氧化碳中碳元素的质量等于参加反应的金刚石和石墨的质量。,想一想？,怎样证明金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质呢?,再见,连一连,金刚石硬度大石墨的导电性能好活性炭的吸附能力强单质碳具有还原性常温下碳的化学性质不活泼碳燃烧时放热,冰箱除味剂切割玻璃干电池电极做燃料冶炼金属制油墨,想一想？,以美国为首的北约部队空袭南斯拉夫联盟共和国是对一个主权国家的粗爆侵犯，北约军对空袭南联盟发电厂时，使用了一种“石墨炸弹”。这种炸弹爆炸后释放出大量纤维状的石墨覆盖在发电厂的设备上，使设备短路而停电。石墨纤维能使设备短路的原因是_。北约军队准备使用的还有一种“油气炸