金刚石、石墨与C60

1、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 思考：同一种元素能不能组成不同的物质？思考：同一种元素能不能组成不同的物质？氧元素氧元素可以可以组成氧气和臭氧组成氧气和臭氧, ,磷元素磷元素可以可以组成红磷和白磷组成红磷和白磷. .金刚石、石墨和金刚石、石墨和C60 都是由碳元素组成的单质。都是由碳元素组成的单质。研究表明研究表明:第六单元第六单元 碳和碳的氧化物碳和碳的氧化物 课题课题1 1 金刚石、石墨和金刚石、石墨和C60 一、碳的单质一、碳的单质1、金刚石、金刚石无色透明固体、硬度大、熔点高做装饰品（钻石）、玻璃刀结构：物理性质：用途：正八面体网状正八面体网状铅笔芯是铅做的吗？铅

2、笔芯的主要成分是：石墨石墨2、石墨石墨深灰色有金属光泽的固体、质软、有滑腻感、导电性做铅笔芯、做润滑剂石墨电极结构：物理性质：用途：细鳞片层状细鳞片层状石墨石墨具有导电性导电性石墨石墨金刚石金刚石高温高压高温高压催化剂催化剂注意注意：（化学变化）（化学变化）（3）结构结构决定决定性质性质决定决定用途用途体现体现体现体现 2、结合金刚石和石墨的结构、性质和用途，讨、结合金刚石和石墨的结构、性质和用途，讨论物质的结构、性质与用途之间有什么关系？论物质的结构、性质与用途之间有什么关系？（2）思考：思考：1、金刚石和石墨都是由碳元素组成的金刚石和石墨都是由碳元素组成的碳单质，但它们的物理性质为什么显著

3、不同？碳单质，但它们的物理性质为什么显著不同？ （1） 碳原子的排列方式不同碳原子的排列方式不同一个一个C60分子分子是由是由60个碳原子个碳原子构成的。构成的。3.C60思考：思考：C60分子中分子中60是代表什么意思？是代表什么意思？是由C60分子构成的结构：足球状结构：足球状用途：其分子很稳定，用于超导、催化。用途：其分子很稳定，用于超导、催化。（足球烯足球烯）鹅卵石鹅卵石石英砂石英砂棉棉花花活性炭活性炭木木炭炭焦焦炭炭炭炭黑黑活活性性炭炭走进生活显微镜下的木炭的结构显微镜下的木炭的结构 疏松多孔疏松多孔的结构的结构为什么木炭会具有吸附性呢为什么木炭会具有吸附性呢？4、无定形碳：、无定形

4、碳：由石墨的微小晶体和少量由石墨的微小晶体和少量的杂质构成的杂质构成 （1）木炭与活性炭：）木炭与活性炭： 具有具有疏松多孔结构疏松多孔结构，有较强的吸附能力，有较强的吸附能力,故可用故可用作作吸附剂吸附剂。（既能吸附气体气味既能吸附气体气味,又能吸附颜色又能吸附颜色）用于用于制造防毒面具，白糖脱色，冰箱除异味等。制造防毒面具，白糖脱色，冰箱除异味等。（2）焦炭焦炭:可用于冶炼金属可用于冶炼金属.（3）炭黑炭黑:可用于作墨汁可用于作墨汁.活性炭活性炭防防毒毒面面具具滤毒罐滤毒罐辅助辅助材料材料活性炭活性炭的的吸附吸附作用作用比木炭还比木炭还要强！要强！防毒面具里的防毒面具里的滤毒罐就是利滤毒罐

5、就是利用活性炭来吸用活性炭来吸附毒气的。附毒气的。 可以收集到炭黑可以收集到炭黑巩固练习巩固练习 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 炭黑炭黑 导电导电 金刚石金刚石 新型催化剂新型催化剂 C60 制油墨制油墨 活性炭活性炭 切割坚硬金属切割坚硬金属BC4、金刚石和石墨的不同点是（、金刚石和石墨的不同点是（ ）A、金刚石是纯净物，石墨是混合物、金刚石是纯净物，石墨是混合物B、金刚石是单质，石墨是化合物、金刚石是单质，石墨是化合物C、金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同、金刚石和石墨中碳原子的排列方

6、式不同D、金刚石和石墨中碳原子的内部结构不同、金刚石和石墨中碳原子的内部结构不同C3.科学家成功地利用精密仪器从石墨中分离出单层的石科学家成功地利用精密仪器从石墨中分离出单层的石墨片，这是目前世界上人工制得的最薄的材料，如图墨片，这是目前世界上人工制得的最薄的材料，如图所示。下列有关石墨片说法正确的是所示。下列有关石墨片说法正确的是（ ）A石墨片是混合物石墨片是混合物 B石墨片与石墨片与C60是同种物质，具有导电性是同种物质，具有导电性C石墨片是一种单质石墨片是一种单质D.D.石墨片完全燃烧后产物为二氧化碳和水石墨片完全燃烧后产物为二氧化碳和水5、某物质中只有一种元素，则它不可能是、某物质中只

7、有一种元素，则它不可能是（ ） A、单质、单质 B、混合物、混合物 C、化合物、化合物 D、纯净物、纯净物C6、以美国为首的北约在对南联盟的野蛮轰炸中悍然、以美国为首的北约在对南联盟的野蛮轰炸中悍然使用了石墨炸弹，用来破坏输变电系统，石墨炸弹的使用了石墨炸弹，用来破坏输变电系统，石墨炸弹的破坏性主要是利用了石墨的什么性质（破坏性主要是利用了石墨的什么性质（）A、质软、质软B、能导电、能导电C、有润滑性、有润滑性D、有金属光泽、有金属光泽B7、如图所示，向盛有红棕色二氧化氮、如图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶中投入几小块木炭，你能气体的集气瓶中投入几小块木炭，你能看到什么现象？为什么？看

8、到什么现象？为什么？答：二氧化氮被吸附答：二氧化氮被吸附到木炭里去了，所以到木炭里去了，所以红棕色消失，瓶中气红棕色消失，瓶中气体减少，压强减小，体减少，压强减小，所以烧杯中的导管内所以烧杯中的导管内液面上升。液面上升。红棕色消失，而烧杯中导管内液面上升。红棕色消失，而烧杯中导管内液面上升。铅笔中的铅笔中的HB：H代表代表Hard，坚硬的；，坚硬的；B代表代表Black，黑的。，黑的。6B含石墨最多、最软，颜色最深；含石墨最多、最软，颜色最深；6H含石墨较少、最硬，含石墨较少、最硬，HB居中。居中。写字、制图等写字、制图等考试填涂、素描等考试填涂、素描等铅笔其实不含铅，铅笔其实不含铅，除了除了

9、石墨外还含有少量的黏土。石墨外还含有少量的黏土。如何打开生锈的如何打开生锈的铁锁？铁锁？ 可以把铅笔芯的可以把铅笔芯的粉末放到锁孔里，粉末放到锁孔里，因为铅笔芯的成分因为铅笔芯的成分中有石墨，石墨具中有石墨，石墨具有润滑性，可以做有润滑性，可以做润滑剂。润滑剂。石墨还具有优良的导电性能石墨还具有优良的导电性能南非之星(Starof South Africa)(Starof South Africa)“碳碳”“炭炭”是元素的名称，是核电荷数是元素的名称，是核电荷数为为6的一类原子的总称。比如：的一类原子的总称。比如：碳元素、碳单质、含碳化合碳元素、碳单质、含碳化合物、一氧化碳。（这儿不能物、一氧

10、化碳。（这儿不能用用“炭炭”）表示由碳元素组成的某种表示由碳元素组成的某种单质单质木炭、活性炭、焦木炭、活性炭、焦炭、炭黑等炭、炭黑等。一般在一般在未指明未指明具体单具体单质时，质时，习惯上习惯上用碳，用碳，如如“炽炽热的碳热的碳”“当碳当碳燃烧燃烧时时”。“碳碳”和和“炭炭”的区的区别：别：碳原子在空间构成碳原子在空间构成连续的，网状的结构连续的，网状的结构所以其质地坚硬。所以其质地坚硬。碳原子碳原子呈平面层状结构呈平面层状结构, ,层与层之间作用力小，层与层之间作用力小，所以其质软有滑感。所以其质软有滑感。金刚石中碳原子的排列金刚石中碳原子的排列石墨中碳原子的排列石墨中碳原子的排列两幅明清

11、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.二二. .单质单质碳的化学性质碳的化学性质 例如把木制的电线杆在埋入地下前，例如把木制的电线杆在埋入地下前，为什么要为什么要将其表面将其表面烧焦烧焦呢？呢？ 其目的就是为了让电线杆不易腐烂，可以保存久一些。其目的就是为了让电线杆不易腐烂，可以保存久一些。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 因为在

12、因为在常温下常温下，碳的化学性质不活泼，碳的化学性质不活泼，碳受日光照射或与碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化的缘故。空气、水分接触，都不容易起变化的缘故。 请思考：元素的化学性质和元素原子结构元素的化学性质和元素原子结构中哪部分关系最为密切？中哪部分关系最为密切？是什么决定碳在常温下性质不活泼？是什么决定碳在常温下性质不活泼？最外层电子数！最外层电子数！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+6241.1.碳在常温下化学性质稳定碳在常温下化学性质稳定现象：发出白光，产生大量的热，生成的气体能使澄清的石灰现象：发出白光，产生大量

13、的热，生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。水变浑浊。2.2.碳在点燃时，与氧气反应。具有可燃性碳在点燃时，与氧气反应。具有可燃性C+O2CO2（O2充足）充足）点燃点燃2C+O22CO（O2不充足）不充足）点燃点燃【讨论】如何证明金刚石、石墨和【讨论】如何证明金刚石、石墨和C C6060都是都是碳元素组成的单质？碳元素组成的单质？分别把它们在氧气中充分燃烧，产物都只有分别把它们在氧气中充分燃烧，产物都只有CO2思考：冬天，北方思考：冬天，北方很多人晚上为了取很多人晚上为了取暖，在密封的房间暖，在密封的房间里点燃木炭进行烤里点燃木炭进行烤火，经常有人因为火，经常有人因为一氧化碳中毒死亡，一氧化碳中

14、毒死亡，为什么？为什么？3、碳和某些氧化物的反应：碳和某些氧化物的反应：a.a.黑色粉末逐渐变成光亮的红色黑色粉末逐渐变成光亮的红色b.b.澄清石灰水变成白色浑浊。澄清石灰水变成白色浑浊。 现象：现象：-有铜生成有铜生成-有二氧化碳生成有二氧化碳生成C + 2 CuO 2 Cu + CO2高温高温C + 2 CuO 2 Cu + CO2高温高温(1)用途：用途：冶炼金属冶炼金属把金属氧化物中的金属还原出来。把金属氧化物中的金属还原出来。3C + 2Fe2O3 4Fe + 3CO2 2C + Fe3O4 3Fe 2CO2高高 温温高高 温温在这个反应里，氧化铜失去氧而变成单质铜。这种在这个反应里

15、，氧化铜失去氧而变成单质铜。这种含氧化合物含氧化合物里的里的氧被夺去氧被夺去的反应，叫做的反应，叫做还原反应还原反应。C（碳）（碳）：在反应中夺取了在反应中夺取了CuO中的氧，使氧化铜还原为铜，中的氧，使氧化铜还原为铜， 所以，所以，碳（碳（C）有还原性）有还原性,称为称为还原剂还原剂！CO2 + C 2CO高高 温温(2)1、具有保存价值的档案、帐本等应用毛笔或具有保存价值的档案、帐本等应用毛笔或 注入碳素墨汁的钢笔书写，这是因为墨汁中注入碳素墨汁的钢笔书写，这是因为墨汁中 的的 碳常温下化学性质稳定碳常温下化学性质稳定2、“钻石恒久远，一颗永流传钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词被美国这句

16、广告词被美国广告时代广告时代评为评为20世纪的经典广告词之一，该广告词世纪的经典广告词之一，该广告词能体现钻石的性质是能体现钻石的性质是 A、硬度大、硬度大 B、不能导电、不能导电 C、化学性质稳定、化学性质稳定 D、熔点低、熔点低3、常温下碳的化学性质不活泼，这主要取决于碳原子的、常温下碳的化学性质不活泼，这主要取决于碳原子的 A、核电荷数、核电荷数 B、核内中子数、核内中子数 C、最外层电子数、最外层电子数 D、核外电子数、核外电子数u练习练习4、下列物质的用途，既利用了碳的物理性质，、下列物质的用途，既利用了碳的物理性质， 又利用了化学性质的是又利用了化学性质的是A、用焦炭炼铁、用焦炭炼

17、铁 B、用活性炭退色、用活性炭退色C、用墨写字保存时间长、用墨写字保存时间长 D、木炭做燃料、木炭做燃料5、由下面的实验现象可知，黑色粉末可能是、由下面的实验现象可知，黑色粉末可能是黑色粉末黑色粉末高温高温红色粉末红色粉末无色气体无色气体石灰水石灰水白色沉淀白色沉淀A、CuO和和 C B 、 Fe 和和 CuOC 、Mn 和和 CuO D 、 Fe 和和 C6.6.金刚石、石墨、金刚石、石墨、C C6060、C C7070都是碳元素组成的单都是碳元素组成的单质，关于它们的说法正确的是（填序号）质，关于它们的说法正确的是（填序号）A . 碳原子的排列方式不同碳原子的排列方式不同 B . 化学性质相似化学性质相似C . 物理性质相似物理性质相似 D . 是