课题1金刚石、石墨和C60

1、2、同种元素组成的物质一定是、同种元素组成的物质一定是纯净物吗？纯净物吗？不一定，氧气和臭氧组成的就是混合不一定，氧气和臭氧组成的就是混合物，但氧气和臭氧都是由物，但氧气和臭氧都是由O元素组成。元素组成。1、同种元素可组成不同的物质吗？ 很多元素都可以组成不同的很多元素都可以组成不同的单质，如单质，如C元素组成的单质主要元素组成的单质主要有：金刚石和石墨和有：金刚石和石墨和C60C60课题课题1 1 金刚石、石墨和金刚石、石墨和 C C6060 第六单元第六单元 碳和碳的氧化物碳和碳的氧化物世界最大的宝石世界最大的宝石金刚石库利南金刚石库利南 南非之星(Starof South Africa)

2、(Starof South Africa)纯净的金刚石是无色透明的、正八面体的固体物理性质：无色透明一、碳的单质1、金刚石纯净的金刚石是无色、透明、正八面体形状的固体。加工前加工后加工琢磨后璀璨夺目有光泽，可做钻石。 金刚石玻璃刀上的金刚石可以裁玻璃金刚石很硬 ，可以用来切割玻璃，也可以作钻探机的钻头。 天然最硬最硬的物质物理性质：天然存在的最硬的物体 玻璃刀金刚石钻头金刚石的物理性质和用途金刚石的物理性质和用途物理性质物理性质用途用途金金刚刚石石 纯净的金刚石是无纯净的金刚石是无色透明正八面体形色透明正八面体形状的固体。状的固体。经过仔细琢磨后，可经过仔细琢磨后，可以成为璀璨夺目的装以成为璀

3、璨夺目的装饰品饰品钻石。钻石。自然界存在的自然界存在的最硬的物质最硬的物质(质坚硬质坚硬)划玻璃、切割大理石、划玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，装加工坚硬的金属，装在钻探机的钻头上钻在钻探机的钻头上钻凿坚硬的岩层。凿坚硬的岩层。一、碳的单质2、石墨 天然最软的矿物之一石墨是深灰色、有金属光泽的鳞片状固体物理性质：石墨是深灰色、有金属光泽的鳞片状固体，软，有滑腻感 石墨的碳原子石墨的碳原子呈呈平面层状结构平面层状结构, ,层与层与层之间作用力小，层之间作用力小，所以质软。有滑感。所以质软。有滑感。铅笔小知识 铅笔上的“B”是英文“Black”的第一个字母，在铅笔中表示“软”；“H”是英文“Ha

4、rd”的第一个字母，在铅笔中表示“硬”。铅笔为什么有软和硬和差别呢？这是因为石墨太软，光用石墨做笔芯，既易断也易磨损，因此，生产上常在石墨粉末中掺进一些粘土 粉末以增加硬度。粘土掺得越多，铅笔就越硬；粘土掺得越少，铅笔就越软。 铅笔中的铅笔中的HB：H代表代表Hard，坚硬的；，坚硬的；在铅笔中表示“硬”。B代表代表Black，黑的；，黑的；在铅笔中表示“软”。6B最软，颜色最深；最软，颜色最深；6H最硬；最硬；HB软硬适中；软硬适中；2B考试专用铅笔。考试专用铅笔。铅笔里面其实不含铅，铅笔里面其实不含铅，是是石墨和黏土石墨和黏土混合而成的混合物混合而成的混合物物理性质：导电性能良好石墨具有优

5、良的导电性能石墨具有优良的导电性能物理性质：物理性质：软、有滑腻感、导电性能良好石墨石墨 是一种深灰色的是一种深灰色的有金属光泽而不透明有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。的细鳞片状固体。石墨很软，有滑腻感。石墨很软，有滑腻感。在纸上画过能留下深在纸上画过能留下深灰色的痕迹。灰色的痕迹。此外，石墨还具有优此外，石墨还具有优良的导电性能。良的导电性能。 石墨石墨物理性质物理性质用途用途石石墨墨石墨的物理性质和用途石墨的物理性质和用途深灰色，有金属光泽，不透明的深灰色，有金属光泽，不透明的细磷片状固体，质软细磷片状固体，质软(在纸上画过在纸上画过能留下深灰色的痕迹能留下深灰色的痕迹)。铅笔芯铅笔芯能

6、导电能导电电极电极滑腻滑腻润滑剂润滑剂 如果有一把长期不用如果有一把长期不用而生锈的铁锁，怎样可以而生锈的铁锁，怎样可以轻易打开？轻易打开？ 可以把铅笔芯的粉末放到锁孔里，因为铅笔芯的成分中有石墨，石墨具有润滑性，可以做润滑剂。金刚石（金刚石（ C C ）石墨（石墨（ C C ）色态色态 硬度硬度熔点熔点导电性导电性用途用途金刚石和石墨的物理性质的比较金刚石和石墨的物理性质的比较无色透明、正八无色透明、正八面形状的固体面形状的固体 深灰色、有金属色深灰色、有金属色泽，细鳞片状固体泽，细鳞片状固体最硬最硬质软、滑、在纸上质软、滑、在纸上可留下痕迹可留下痕迹很高很高高、耐高温高、耐高温不导电不导电

7、导电导电钻石、刻划玻璃、钻石、刻划玻璃、切割大理石切割大理石润滑剂、润滑剂、铅笔芯、作电极铅笔芯、作电极人造金刚石：人造金刚石用于材料科学，涂于材料表面增加耐磨性 将石墨转化成金刚石是将石墨转化成金刚石是物理变化还是化学变化？物理变化还是化学变化？判断同种物质的标准：1、组成元素相同、组成元素相同2、内部结构相同、内部结构相同 将石墨转化成金刚石，虽然其元素没有变化，但碳原子排布方式发生了改变，因此这一转变过程中产生了新的物质，是化学化学变化变化。为什么金刚石和石墨的物理性质有这么大差异呢？它们的碳原子的排列方式不同。比较金刚石、石墨的结构：比较金刚石、石墨的结构：金刚石结构金刚石结构石墨结构

8、石墨结构正八面体结构层状结构金刚石的碳原子在空间金刚石的碳原子在空间构成构成连续的，坚固的骨连续的，坚固的骨架架的结构，所以坚硬。的结构，所以坚硬。 石墨的碳原子石墨的碳原子呈平面层呈平面层状结构状结构, ,层与层之间作用层与层之间作用力小，所以质软，有滑感，力小，所以质软，有滑感，能导电。能导电。 因为因为碳原子的排列方碳原子的排列方式不同式不同，所以金刚石和石，所以金刚石和石墨的物理性质有很大差异墨的物理性质有很大差异记记结构决定性质 除金刚石与石墨外，生活中常接触到的木炭、除金刚石与石墨外，生活中常接触到的木炭、活性炭、焦炭、炭黑的主要成份也是由碳的单质活性炭、焦炭、炭黑的主要成份也是由

9、碳的单质构成。它们都是由石墨的微小晶体和少量杂质构构成。它们都是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。因含有少量的杂质，从而没有固定的形状，成的。因含有少量的杂质，从而没有固定的形状，故称为无定形炭故称为无定形炭。木炭具有疏松多孔的结构。焦。木炭具有疏松多孔的结构。焦炭、活性炭、炭黑的结构与木炭类似。炭、活性炭、炭黑的结构与木炭类似。木炭、活性炭用途很广，你想知道它们有什么性质吗？木炭、活性炭用途很广，你想知道它们有什么性质吗？1、木炭、活性炭有强吸附性强吸附性防毒面具里的滤毒罐冰箱中的除异味剂制糖工业的脱色剂 在自来水厂净化水的过程在自来水厂净化水的过程中中,用到一种有用到一种有吸附作用吸附作用

10、的物质的物质,请问这种物质是什么请问这种物质是什么?活性炭活性炭 木炭木炭主要是由石墨的微小晶体主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，具有疏松多孔和少量杂质构成的，具有疏松多孔的结构，因此它具有的结构，因此它具有吸附能力。 利用木炭的这个性质来利用木炭的这个性质来吸附吸附一一些食品和工业产品里的些食品和工业产品里的色素色素，也可，也可以用它来吸附以用它来吸附有异味的物质有异味的物质。“炭炭”：不是化学用语，无定形炭是人工制造的碳单质，：不是化学用语，无定形炭是人工制造的碳单质， 都含有少量杂质为表示区别，常写：木炭，都含有少量杂质为表示区别，常写：木炭， 活性活性 炭，焦炭，炭黑等。炭，焦炭

11、，炭黑等。“碳碳”：碳元素，属于化学用语。在书写元素名称：碳元素，属于化学用语。在书写元素名称 和碳的单质及碳的化合物等用到。和碳的单质及碳的化合物等用到。新的以单质形式存在的碳：C60C60是一种由是一种由60个碳原子构成的分子，个碳原子构成的分子，形似足球，性质很稳定。形似足球，性质很稳定。 研究表明，透明的金刚研究表明，透明的金刚石，深灰色的石墨和足球状石，深灰色的石墨和足球状的的C60，都是由碳元素组成的都是由碳元素组成的单质，单质，但是由于它们的但是由于它们的原子原子排列方式不同，排列方式不同，因此它们的因此它们的性质存在着差异性质存在着差异。 新的以单质形式存在的碳：C70C240

12、C540C60小结同一种元素也可以组成不同的物质。金刚石、石墨和C60等都是由碳元素组成的单质。金刚石是天然存在的最硬的物质木炭和活性炭具有吸附性结构决定性质决定用途 碳单质碳单质 金刚石金刚石 无定形炭无定形炭木炭木炭活性炭活性炭C60 石墨石墨巩固练习巩固练习 1、将以下左例和右例有关项目用线连接起来。、将以下左例和右例有关项目用线连接起来。 石墨石墨 冰箱去味剂、防毒面具冰箱去味剂、防毒面具 导电导电 金刚石金刚石 新型催化剂新型催化剂 C60 活性炭活性炭 切割坚硬金属切割坚硬金属2、填写下列空白、填写下列空白 由碳元素所形成的单质主要有由碳元素所形成的单质主要有石墨、金刚石、石墨、金

13、刚石、C603、 继发现继发现C60后后C70也已经制得也已经制得,下列有关下列有关C70的说法正确的是的说法正确的是( )A. 它是一种化合物它是一种化合物B. 它是一种单质，它是一种单质， 并且它是有并且它是有C70分子构成的。分子构成的。C. 它是一种混合物它是一种混合物D. 它的相对分子质量是它的相对分子质量是840B、D4、下列现象中属于化学变化的是（ ）A. 活性炭吸附有色、有毒的气体B. 铅笔把字迹留在纸上C. 用金刚石切割玻璃D. 石墨在空气中燃烧D5、金刚石、石墨和、金刚石、石墨和C60都是都是 元素组成的单元素组成的单质。 金刚石和石墨的物理性质有很大差异，是因为 。 金刚

14、石能用作钻头、用来裁玻璃是因为 。 石墨能用来制作铅笔，是因为 。 碳6、“科学预防，战胜非典”是2003年全国人民抗击“非典”的重要举措。戴一种含有活性炭的口罩可以预防“非典”，其活性炭的作用是 。7、同种元素组成的物质不可能是（ ） A 单质 B 化合物 C 纯净物 D 混合物8、1999年，曾使用了一种“石墨炸弹”。这种炸弹爆炸后释放出大量纤维状的石墨，他们覆盖在发电厂的设备上，造成设备短路而停电。试解释这是为什么？二、单质碳的化学性质二、单质碳的化学性质用碳笔画的古画用碳笔画的古画两幅明清时代祖先的古画两幅明清时代祖先的古画(见上图见上图)。古画高古画高2米，宽米，宽1米，用天然碳素粉

15、墨画成，线条勾勒清晰。米，用天然碳素粉墨画成，线条勾勒清晰。距今约有距今约有300多年的历史，是当今同类古画保存比较好的两幅多年的历史，是当今同类古画保存比较好的两幅. 我国古代一些书法家、画家用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，字画能够保存很长时间而不变色，这是为什么呢？这是为什么呢？ 这是因为在这是因为在常温下常温下，碳的化学碳的化学性质不活泼，性质不活泼，碳受日光照射或与空碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化的气、水分接触，都不容易起变化的缘故。缘故。 碳的化学性质：常温下碳的化学性质稳定；但随着

16、温度的升高活动性大大加强。请思考 为什么碳的化学性质在常温下比较稳定呢？ 碳原子的最外层电子数为4，既不容易得到电子，也不容易失去电子，所以常温下碳的化学性质比较稳定。用途：用碳素墨水用途：用碳素墨水书写档案材料等。书写档案材料等。C + O2 CO2点燃点燃碳具有可燃性。碳具有可燃性。体会：反应物量体会：反应物量的多少不同，反的多少不同，反应现象也不相同应现象也不相同。可以做燃料。可以做燃料。当碳燃烧不充分时，生成一氧化碳，当碳燃烧不充分时，生成一氧化碳，同时放出热量。同时放出热量。2C + O2 2CO点燃点燃反思：反思：当我们用煤等含碳的燃料取暖时，当我们用煤等含碳的燃料取暖时，应注意通

17、风换气，以防一氧化碳中毒。应注意通风换气，以防一氧化碳中毒。C + O2 CO2点燃点燃1、碳与氧气的反应（可燃性）、碳与氧气的反应（可燃性）单质碳的化学性质：单质碳的化学性质：、当氧气充足时、当氧气充足时、当氧气不足时、当氧气不足时2C + O2 2CO点燃点燃，碳燃烧生成二氧化碳。，碳燃烧生成二氧化碳。，碳燃烧生成一氧化碳。，碳燃烧生成一氧化碳。反思：反思：如果反应物量的多少不同，生如果反应物量的多少不同，生成物也可能不同。成物也可能不同。通过计算分析通过计算分析2 2、碳与某些氧化物的反应（、碳与某些氧化物的反应（还原性）还原性）现象黑色粉末逐渐变成光亮的红色，澄清石灰水变浑浊化学方程式

18、：C+2CuO=2Cu+CO2高温为什么为什么要加网要加网罩？罩？分析分析有铜和二氧化碳生成。有铜和二氧化碳生成。C + 2CuO 2Cu + CO2高温高温含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做还原反应还原反应.CuO失去氧，发生了还原反应。失去氧，发生了还原反应。物质跟物质跟氧氧的反应叫做的反应叫做氧化反应氧化反应. CuO被碳还原，被碳还原，碳具有还原性。碳具有还原性。C发生了氧化反应。发生了氧化反应。C被氧化铜氧化，被氧化铜氧化，所以说所以说碳具有碳具有还原性还原性。所以说所以说氧化铜具有氧化铜具有氧化性氧化性。C+2CuO=2Cu+CO2高温CuO：我的氧不见了，我终于被还原了！我发生了 反应。C：我能夺取别人的氧，能把别人还原，我发生了 反应。我有 性。碳的第三个性质是？ 利用碳的还原性可以做什么用途呢？利用碳的还原性可以做什么用途呢？ 冶炼金属冶炼金属把金属氧化物中的金把金属氧化物中的金属还原出来。属还原出来。例如：例如：2Fe2O3 + 3C 4Fe + 3CO2 2WO3+3C 2W 3CO2高高 温温高高 温温C + Fe2O3C + ZnO碳金属氧化物碳金属氧化物 金属二氧化碳金属二氧化碳高温高温C + 2CuO 2Cu + CO2高温高温3 2 4Fe +