第六单元课题1《金刚石、石墨和C60》改课件.ppt

第六单元 碳和碳的氧化物 金 刚 石 石 墨 碳 60课 题 1、 金 刚 石 、 石 墨 和 C60 碳 的 单 质 主 要 包 括 金 刚 石 、 石 墨 和 C60分 子 。它 们 都 是 由 碳 元 素 组 成 的 单 质 。一 、 碳 单 质 的 物 理 性 质 ：1、 金 刚 石 ： 纯 净 的 金 刚 石 是 一 种 无 色 透 明 的 、 正 八 面 体 形状 的 固 体 ， 硬 度 大 ， 不 导 电 。 天 然 采 集 的 金 刚 石 经 过 仔 细的 琢 磨 就 会 成 为 璀 璨 夺 目 的 装 饰品 钻 石 南非之星(Starof South Africa).金 刚 石 世界最大的钻石库利南 含 有 杂 质 的 金刚 石 带 有 颜 色 钻 石 装 饰 品 天 然 金 刚 石 用 金 刚 石 刻 划 玻 璃切 割 大 理 石 或 加 工 坚 硬 的 金 属 等 .石 墨 石 墨 是 一种 深 灰 色 的有 金 属 光 泽而 不 透 明 的细 鳞 片 状 固体 。 石 墨 很软 ， 有 滑 腻感 。 2、 石 墨 ： 深 灰 色 的 具 有 金 属 光 泽 而 不 透 明 的 细 鳞 片 状固 体 。 质 软 ， 有 滑 腻 感 ， 电 的 良 导 体 。 石 墨 是 最 软的 矿 物 之 一石 墨 用石墨和粘土粉末混合制铅笔芯 用石墨做电极石墨耐高温，可以制成坩埚来熔炼金属 石 墨 炸 弹 是 美 国 制 造的 一 种 可 使 供 电 系 统 短路 而 导 致 瘫 痪 的 新 式 炸弹 。 石 墨 炸 弹 实 际 上 是集 束 炸 弹 的 变 种 ， 它 在目 标 上 空 爆 炸 ， 释 放 出无 数 “ 易 拉 罐 ” 大 小 的小 炸 弹 ， 这 些 内 装 碳 纤维 的 小 炸 弹 随 即 在 更 大的 区 域 爆 炸 ， 形 成 大 范围 的 碳 纤 维 云 ， 这 些 碳纤 维 可 使 供 电 系 统 短 路而 瘫 痪 。 开 眼 界 了 ！ 3、 无 定 形 碳 ： 无 定 形 碳 包 括 ： 木 炭 、 活 性 炭 、 焦 炭 、 炭 黑 。它 们 主 要 是 由 石 墨 的 微 小 晶 体 和 少 量 杂 质 构 成 的 。 木 炭 、 活 性 炭 具 有 疏 松 多 孔 的 结 构 ， 因 而 具 有吸 附 能 力 ， 但 活 性 炭 的 吸 附 能 力 比 木 炭 强 。木 炭 是 一 种 灰 黑 色 的 多 孔 性 固 体 ，燃 烧 时 ， 产 生 很 少 的 烟 ， 火 焰 很 小 活性炭防毒面具 ： 木 炭 （ 或 活 性 炭 ） 的 吸 附 性实 验 步 骤 实 验 现 象 结 论在 盛 有 品 红 溶 液 的 烧 杯中 加 入 少 量 木 炭 （ 或 活性 炭 ） ， 搅 拌 后 ， 过 滤 木 炭 （ 或 活 性 炭 ） 有 能 力 ， 此 变 化属 于 变 化 。吸 附 物 理红 色 褪 去 ，溶 液 变 成 无色 如 图 所 示 ,向 盛 有 红 棕 色 二 氧 化氮 气 体 的 集 气 瓶 里 投 入 几 小 块 烘 烤过 的 木 炭 ,会 出 现 什 么 样 的 想 象 ,为什 么 ? 木 炭 .活 性 炭 具 有 疏 松 多 孔 的 结构 ， 因 此 它 具 有 吸 附 能 力 。 利 用 木 炭 .活 性 炭 的 吸 附 性 来 吸 附 色 素 .气 味 和 有 毒 气 体 等 物 质 。 活 性 炭防 毒 面 具滤 毒 罐辅 助材 料 活 性 炭 的 吸 附作 用 比 木 炭 还要 强 ， 防 毒 面具 里 的 滤 毒 罐就 是 利 用 活 性炭 来 吸 附 毒 气的 ， 结 构 用 途木 炭 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 的结 构 ， 具 有 吸 附 能 力 。 作 燃 料 ， 制 造 黑 火 药 ，制 造 活 性 炭 ， 冶 炼 金属 ， 作 吸 附 剂 。活 性炭 净 化 多 种 气 体 和 液 体 ，用 于 防 毒 面 具 ， 作 吸附 剂炭 黑 制 造 油 墨 、 油 漆 、 鞋油 和 颜 料 等 ， 橡 胶 制品 的 填 料焦 炭 作 燃 料 和 冶 炼 可 以 收 集 到 炭 黑 焦 炭 烟 煤 在 隔 绝 空 气 的 条 件 下 ， 加 热 到950-1050 ， 经 过 干 燥 、 热 解 、 熔 融 、 粘结 、 固 化 、 收 缩 等 阶 段 最 终 制 成 焦 炭 ， 这一 过 程 叫 高 温 炼 焦 （ 高 温 干 馏 ） 。 能 否 人 工 制 造 金 刚 石 ?接 近 高 科 技 ： 金 刚 石 的 用 途 很 广 泛 ， 但 天 然 存 在 的 量 很 少 ， 而且 多 数 颗 粒 很 小 ， 无 法 满 足 人 们 的 需 求 。 因 此 人 们提 出 了 金 刚 石 的 人 工 制 造 问 题 。由 于 金 刚 石 和 石 墨 都 是 碳 的 单 质 ， 所 以 人 们 把 注意 力 集 中 到 把 石 墨 转 变 成 金 刚 石 的 实 验 上 来 。 经 过无 数 次 的 试 验 ， 终 于 用 铬 、 铁 、 铂 等 做 催 化 剂 ， 在1600 1800 和 5 109 6 109帕 的 条 件 下 ， 以 石墨 为 原 料 制 得 了 人 造 金 刚 石 。 目 前 世 界 上 每 年 生 产约 20吨 的 人 造 金 刚 石 。 我 国 第 一 颗 人 造 金 刚 石 于1962年 研 制 成 功 。 现 今 江 苏 省 的 南 京 、 苏 州 等 地 也都 有 生 产 人 造 金 刚 石 的 工 厂 。让 你 知 道 C60C60， 它 是 美 国 休 斯 顿 大 学 的 克 罗 脱 （ K roto,H .W.)和史 沫 莱 (Smalley,r.e.)等 人 在 1985年 发 现 的 。 我 国 北 京 大学 化 学 系 和 物 理 系 研 究 小 组 也 研 制 出 了 C60分 子 。C60除 了 在 超 导 方 面 的 应 用 外 ， 在 以 下 几 个 方 面 也 具 有 广 泛 的 应 用 前 景 ： 有 感 觉 功 能 的 传 感 器 增 强 金 属 的 强 度 新 型 的 催化 剂 光 学 应 用 对 癌 细 胞 具 有 杀 伤 效 应 等 医 疗 功 能 。资 料 C 70 、 C240 、C540- C60 C70 C80 纳米碳 管 原 因 是 ： 虽 都 是 由 碳 元 素 组 成 的 单 质 ， 但 碳 原 子 的 排 列 方 式 不 同 。金 刚 石 、 石 墨 和 C60分 子 的 物 理 性 质 差 异 较 大 的 原 因 ：可 见 ： 不 同 种 元 素 可 以 组 成 不 同 物 质 ， 而 同 一 种 元 素 也 可 以 组 成 不 同 的 物 质 。 1、 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 2.金 刚 石 、 石 墨 、 C60都 是 由_组 成 的 单 质 。 但 是 ， 它 们的 性 质 却 存 在 巨 大 的 差 异 （ 例 如金 刚 石 是 天 然 存 在 的 最 硬 的 物 质 ，而 石 墨 却 很 软 ） ， 这 是 因 为 它 们_不 同 。碳 原 子 排 列 方 式碳 元 素 3、 下 列 关 于 金 刚 石 和 石 墨 的 叙 述 正 确的 是 （ ）A 金 刚 石 和 石 墨 都 是 由 碳 元 素 形 成 的物 质 ， 因 此 用 石 墨 人 工 合 成 金 刚 石 是物 理 变 化 B 金 刚 石 不 导 电 ， 而 石 墨 具 有 良 好 的导 电 性 C 金 刚 石 和 石 墨 在 氧 气 中 完 全 燃 烧 的产 物 都 是 二 氧 化 碳 D 金 刚 石 和 石 墨 的 物 理 性 质 由 较 大 的差 异 是 因 为 形 成 金 刚 石 的 碳 原 子 与 形成 石 墨 的 碳 原 子 不 相 同 4. 继 发 现 C60后 ,C70也 已 经 制 得 ,下 列 有 关 C70的 说 法 正 确 的 是 ( )A. 它 是 一 种 化 合 物B. 它 是 一 种 单 质 ， 并 且 它 是 有 C70分 子 构 成 的 。C. 它 是 一 种 混 合 物D. 它 的 相 对 分 子 质 量 是 840B、 D 2、 还 原 性 :(与 某 些 氧 化 物 反 应 )木 炭 还 原 氧 化 铜 ：现 象 ：（ 1） 试 管 里 黑 色 粉 末 逐 渐 成 为 红 色 ；（ 2） 生 成 的 无 色 无 味 气 体 能 使 澄 清 的 石 灰 水 变 浑 浊 。原 理 ： C + 2CuO 2Cu + CO 2高 温 二 、 碳 的 化 学 性 质 ： 碳 在 常 温 下 化 学 性 质 不 活 泼 ， 高 温 下 ， 却 能跟 多 种 物 质 发 生 化 学 反 应 。 所 以 ， 用 墨 书 写 或 绘制 的 古 字 画 能 长 久 保 存 而 不 变 色 。1、 可 燃 性 ： （ 与 氧 气 反 应 ）2C + O 2 点 燃 2CO (不 充 分 燃 )C+O 2 点 燃 CO 2 （ 充 分 燃 ） 在 上 述 反 应 里 ： 氧 化 铜 失 去 氧 而 变 成 单 质 铜 ， 这 种 含 氧 化 合 物 里 的 氧 被 夺 去 的 反 应 ， 叫 还 原 反 应 。 而 木 炭 使 氧 化 铜 发 生 了 还 原 反 应 ， 具 有 还 原 性 ， 叫 还 原 剂 。由 此 可 见 ： 物 质 除 了 与 单 质 氧 反 应 外 ， 也 能 与 化 合 态 的 氧 反 应 ， 但 都 是 氧 化 反 应 。在 上 述 反 应 里 ： 碳 是 还 原 剂 ， 在 反 应 中 被 氧 化 ； 氧 化 铜 是 氧 化 剂 ， 在 反 应 中 被 还 原 。 单 质 碳 的 还 原 性 可 用 于 冶 金 工 业 ， 例 如 ： 利 用 焦 炭 可以 把 铁 矿 石 中 的 铁 还 原 出 来 。3C + 2Fe2O 3 高 温 4Fe + 3CO 2 学 完 本 课 题 你 应 该 知 道1、 不 同 的 元 素 可 以 组 成 不 同 的 物 质 ， 同 一 种 元 素 也 可 以 组 成 不 同 的 物 质 。 如 金 刚 石 、 石 墨 和 C60 等 都 是 由 碳 元 素 组 成 的 单 质 。2、 木 炭 和 活 性 炭 具 有 吸 附 性 。3、 在 常 温 下 ， 碳 的 化 学 性 质 很 稳 定 。 在 高 温 下 ， 碳 能 够 与 很 多 物 质 起 反 应 。4、 物 质 的 性 质 在 很 大 程 度 上 决 定 物 质 的 用 途 。 1.请 将 下 列 物 质 的 性 质 与 用 途 的 相 关 内 容 用直 线 连 接 起 来 。 金 刚 石 硬 度 大 冰 箱 除 臭 剂 石 墨 的 导 电 性 好 切 割 玻 璃 活 性 炭 的 吸 附 能 力 强 干 电 池 电 极2.“ 依 靠 科 学 战 胜 非 典 ” 佩 戴 一 种 含 有 活 性 炭的 口 罩 可 以 预 防 “ 非 典 ” ， 这 是 利 用 活 性 炭 的 作 用 。3、 怎 样 用 简 单 的 方 法 证 明 金 刚 石 ， 石 墨 都 是由 碳 元 素 组 成 的 ？吸 附课 堂 练 习 ：