金刚石、石墨、C60课件

第六单元第六单元 碳和碳的氧化物碳和碳的氧化物 花都区实验中学 骆洁敏一位化学家说：我可以把价格低一位化学家说：我可以把价格低廉的木炭变成价格连城的钻石，如廉的木炭变成价格连城的钻石，如果你是投资商，你会投资赞助化学果你是投资商，你会投资赞助化学家的研究吗？家的研究吗？第一课时第一课时课题课题1 1 金刚石、石墨金刚石、石墨和和 C60了解几种碳的性质和用了解几种碳的性质和用途。途。了解金刚石、石墨、了解金刚石、石墨、C C6060的微观结构的微观结构掌握单质碳的化学性质掌握单质碳的化学性质 学习目标：学习目标：氧气和臭氧氧气和臭氧;白磷和红磷它们是否白磷和红磷它们是否相同的物质相同的物质?组成它们的元素是否相同组成它们的元素是否相同?是单质还是化合物是单质还是化合物?结论结论:同种元素可以组成不同的单质。同种元素可以组成不同的单质。一、由碳元素组成的一、由碳元素组成的3 3种单质：种单质：1.1.金刚石金刚石2.2.石墨石墨3.C603.C60（足球烯）（足球烯）为什么由同一种元素却能组成不同的物质呢为什么由同一种元素却能组成不同的物质呢？原来是由于它们的原子的排列方式不同产原来是由于它们的原子的排列方式不同产生不同的形态和性质。生不同的形态和性质。1.1.金刚石金刚石金刚石金刚石:碳原碳原子间是立体子间是立体网状结构，网状结构，硬度大硬度大2.2.石墨石墨3.C3.C6060石墨石墨:碳原子间是平碳原子间是平面层状结构，层与层面层状结构，层与层之间很容易滑动，硬之间很容易滑动，硬度较小。度较小。由由6060个碳原子构成的个碳原子构成的一个分子，结构类似一个分子，结构类似足球，又名足球足球，又名足球烯。烯。性质性质 用途用途 无色透明、正无色透明、正八面体形状的八面体形状的固体固体经仔细琢磨后，成为经仔细琢磨后，成为装饰品装饰品钻石钻石 自然界中存在自然界中存在的的最硬物质最硬物质 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等凿坚硬的岩层等 金金刚刚石石1.金刚石的性质及其对应的用途金刚石的性质及其对应的用途2.石墨的性质及其用途：石墨的性质及其用途：性质性质 用途用途 深灰色、有金属深灰色、有金属光泽、不透明的光泽、不透明的细磷片状固体细磷片状固体 石石墨墨很软很软 铅笔芯铅笔芯能能导电导电电极电极滑腻感滑腻感润滑剂润滑剂石墨与少量的杂质混在一起构成的四种物质：石墨与少量的杂质混在一起构成的四种物质：木炭、木炭、焦焦炭、炭、炭黑、炭黑、活活性炭性炭、木炭与活性炭：木炭与活性炭：具具有有疏松多孔疏松多孔结构，有较结构，有较强的吸附能力强的吸附能力,既能吸附气体既能吸附气体气味气味,又能吸附顔色又能吸附顔色,故可用故可用作吸附剂。作吸附剂。制造制造防毒面具防毒面具，白糖脱色，冰箱除异味等。白糖脱色，冰箱除异味等。、炭黑炭黑:黑色粉末黑色粉末,可用于作可用于作墨汁墨汁.、焦炭焦炭:可用于冶炼金属可用于冶炼金属.结合金刚石、石墨和木炭的性质和用途，讨结合金刚石、石墨和木炭的性质和用途，讨论物质的性质与用途之间有什么关系。论物质的性质与用途之间有什么关系。用途用途决定决定性质性质体现体现C C6060是分子是分子,C,C6060分子的结构形似足球分子的结构形似足球,每个每个C C6060的的分子是由分子是由6060个碳原子构成个碳原子构成,又名足球烯。良好又名足球烯。良好的超导体，使超导体的温度为的超导体，使超导体的温度为12.8K12.8K。3.C60神奇的碳单质分子神奇的碳单质分子 【课堂小结课堂小结】1 1、金刚石、石墨和金刚石、石墨和C C6060都是碳元素组成的单质都是碳元素组成的单质 2 2、物质的结构、性质和用途之间的关系是物质的结构、性质和用途之间的关系是结构 性质 用途 决定决定决定决定体现体现体现体现碳元素形成的单质碳元素形成的单质金刚石金刚石石墨石墨C60同种元素同种元素不同种单质不同种单质原因：碳原子排列方式不同原因：碳原子排列方式不同【练习练习】1、某物质经分析测定后得知仅含一种元素，则、某物质经分析测定后得知仅含一种元素，则此物质此物质A、一定是一种单质、一定是一种单质B、一定是一种纯净物、一定是一种纯净物C、一定是一种混合物、一定是一种混合物D、可能是混合物，也可能是纯净物、可能是混合物，也可能是纯净物2、下列各组物质属于同种物质的是、下列各组物质属于同种物质的是A、水和冰、水和冰 B、金刚石和石墨、金刚石和石墨C、红磷和白磷、红磷和白磷D、氧气和臭氧、氧气和臭氧DA 3 3、石墨除了做铅笔芯，还可以做电池的电极，石墨除了做铅笔芯，还可以做电池的电极，想一想，想一想，你们的铅笔盒里的铅笔芯有没有导电性你们的铅笔盒里的铅笔芯有没有导电性？结论：铅笔芯接通电源后，也可以使灯泡发亮。结论：铅笔芯接通电源后，也可以使灯泡发亮。故铅笔芯也具有导电性。故铅笔芯也具有导电性。4 4、如果有一把长期不用而生锈的铁锁，怎样如果有一把长期不用而生锈的铁锁，怎样轻易打开它呢？想一想？轻易打开它呢？想一想？把把铅铅笔笔芯芯的的粉粉末末放放到到锁锁孔孔里里。因因为为铅铅笔笔的的成成分里有石墨，石墨具有润滑性，可以做润滑剂。分里有石墨，石墨具有润滑性，可以做润滑剂。5、C60中中60表示什么？表示什么？C C6060是单质还是化合物？是单质还是化合物？一个一个C60分子中含有分子中含有6060个碳原子，单质。个碳原子，单质。6、的元素可以组成不同的物质，的元素可以组成不同的物质，元素也可以元素也可以 组成不同的物质。如金刚石、石墨和组成不同的物质。如金刚石、石墨和C60分子等都是由分子等都是由 组成的单质。组成的单质。不同不同同一种同一种碳元素碳元素7、新型材料碳纳米管是由碳元素组成的纯净物，、新型材料碳纳米管是由碳元素组成的纯净物，则碳纳米管是一种则碳纳米管是一种 A A、单质、单质 B B、氧化物、氧化物 C C、化合物、化合物 D D、金属、金属请欣赏请欣赏问题问题1：为何古代字画历经几百年甚为何古代字画历经几百年甚至几千年而依然不褪色？至几千年而依然不褪色？问题问题2：铁路上的枕木和农田里的电杆表铁路上的枕木和农田里的电杆表面都被烧焦碳化后再用，是为什么？面都被烧焦碳化后再用，是为什么？结论结论 单质碳的化学性质在单质碳的化学性质在常温常压下比较稳定常温常压下比较稳定问题问题 温度升高单质碳的化学性质又如何？温度升高单质碳的化学性质又如何？二、碳的化学性质二、碳的化学性质1、稳定性、稳定性第二课时第二课时（O2不足，碳不充分燃烧）不足，碳不充分燃烧）（O2充足，碳充分燃烧）充足，碳充分燃烧）C+O2 CO2 点燃点燃 2C+O2 2 CO 点燃点燃2、碳与氧气的反应、碳与氧气的反应【讨论讨论】如何证明金刚石、石墨和如何证明金刚石、石墨和C C6060都是碳都是碳元素组成的单质？元素组成的单质？可燃性可燃性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CO23 3、能与某些氧化物反应、能与某些氧化物反应CuO+C Cu+CO2高温高温2 2 _ _现象现象：1、黑色、黑色固体变成亮红固体变成亮红色色 2、产生气体，、产生气体，并使澄清的石并使澄清的石灰水变浑浊灰水变浑浊结论：结论：还原性还原性三、还原反应三、还原反应含氧化合物的氧被夺取的反应，叫做还原反应含氧化合物的氧被夺取的反应，叫做还原反应CuO+C Cu+CO2高温高温2 2 _ _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。单质碳的还原性用途：单质碳的还原性用途：冶炼金属冶炼金属如：焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来如：焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2 高温高温课堂小结课堂小结1.1.常温常压下，碳的化学性质不活泼（常温常压下，碳的化学性质不活泼（稳定稳定性性）2.2.可燃性可燃性 C+O2 CO2 点燃点燃 2C+O2 2 CO 点燃点燃（O2充足，碳充分燃烧）充足，碳充分燃烧）（O2不足，碳不充分燃烧）不足，碳不充分燃烧）3.3.还原性还原性CuO+C Cu+CO2高温高温2 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、两种黑色粉末两种黑色粉末A和和B在高温下发生反应，生成在高温下发生反应，生成 红色固体红色固体C和无色气体和无色气体D；A还能在点燃条件还能在点燃条件 下与单质下与单质E发生化合反应生成发生化合反应生成D。则。则A为为 ，B为为 ，C为为 ，D为为 ，E为为 。木炭粉木炭粉（C）氧化铜氧化铜（CuO）铜粉（铜粉（CuO)二氧化碳（二氧化碳（CO2)氧气（氧气（O2）