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第六单元第六单元 碳和碳的氧化物碳和碳的氧化物金刚石金刚石石墨石墨碳碳60课题课题1 1、金刚石、石墨和、金刚石、石墨和C C6060一、碳单质的物理性质：一、碳单质的物理性质：1 1、金刚石：、金刚石： 纯净的金刚石是纯净的金刚石是一种无色透明的、一种无色透明的、正八面体形正八面体形状的固体，硬度状的固体，硬度大，不导电。大，不导电。含有杂质含有杂质的金刚石的金刚石带有颜色带有颜色钻石装饰品钻石装饰品天然金刚石天然金刚石南非之星南非之星(Starof South Africa)(Starof South Africa)钻石钻石世界最大的钻石世界最大的钻石库利南库利南 钻石恒久远，钻石恒久远，一颗永流传一颗永流传用金刚用金刚石刻划石刻划玻璃玻璃切割大切割大理石或理石或加工坚加工坚硬的金硬的金属等属等金刚石的用途金刚石的用途钻头 能否人工制造金刚石能否人工制造金刚石? ?接近高科技接近高科技：金刚石的用途很广泛，但天然存在的量很少，而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。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，在无数次的试验，终于用铬、铁、铂等做催化剂，在1600160018001800和和5 510109 96 610109 9帕的条件下，以石帕的条件下，以石墨为原料制得了人造金刚石。目前世界上每年生产墨为原料制得了人造金刚石。目前世界上每年生产约约2020吨的人造金刚石。我国第一颗人造金刚石于吨的人造金刚石。我国第一颗人造金刚石于19621962年研制成功。现今江苏省的南京、苏州等地也年研制成功。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。都有生产人造金刚石的工厂。让你知道2.石石 墨墨 石墨是一种石墨是一种深灰色的有金深灰色的有金属光泽而不透属光泽而不透明的细鳞片状明的细鳞片状固体。石墨很固体。石墨很软软是最软的矿物是最软的矿物之之，有滑腻感，有滑腻感，是电的良导体。是电的良导体。用石墨和粘用石墨和粘土粉末混合土粉末混合制铅笔芯制铅笔芯 用石墨做电极用石墨做电极石墨耐高温，可以制石墨耐高温，可以制成坩埚来熔炼金属成坩埚来熔炼金属石墨的用途石墨的用途 石墨炸弹是美国制造石墨炸弹是美国制造的一种可使供电系统短的一种可使供电系统短路而导致瘫痪的新式炸路而导致瘫痪的新式炸弹。石墨炸弹实际上是弹。石墨炸弹实际上是集束炸弹的变种，它在集束炸弹的变种，它在目标上空爆炸，释放出目标上空爆炸，释放出无数无数“易拉罐易拉罐”大小的大小的小炸弹，这些内装碳纤小炸弹，这些内装碳纤维的小炸弹随即在更大维的小炸弹随即在更大的区域爆炸，形成大范的区域爆炸，形成大范围的碳纤维云，这些碳围的碳纤维云，这些碳纤维可使供电系统短路纤维可使供电系统短路而瘫痪。而瘫痪。开眼界了！开眼界了！C60C60，它是美国休斯顿大学的克罗脱（，它是美国休斯顿大学的克罗脱（Kroto,H.W.)和史沫莱和史沫莱(Smalley,r.e.)等人在等人在1985年发现的。我国年发现的。我国北京大学化学系和物理系研究小组也研制出了北京大学化学系和物理系研究小组也研制出了C60分子。分子。C60除了在超导方面的应用外，在以下几个方也具有广泛除了在超导方面的应用外，在以下几个方也具有广泛的应用前景：的应用前景：有感觉功能的传感器有感觉功能的传感器增强金属的强度增强金属的强度新型的催化剂新型的催化剂光学应用光学应用对癌细胞具有杀伤效应等对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。医疗功能。资料资料 C70 、C240 、C540-C60C70C80纳米碳纳米碳 管管3 3、无定形碳：、无定形碳： 无定形碳包括：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。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。它们主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。可以收集到炭黑可以收集到炭黑 焦炭 烟煤在隔绝空气的条件下，加热到烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050，经过干，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，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（高温这一过程叫高温炼焦（高温干馏干馏）。）。 木炭木炭.活性炭活性炭具有疏松多孔的结构，因此它具具有疏松多孔的结构，因此它具有有吸附能力吸附能力,且活性炭的吸附能力比木炭强。且活性炭的吸附能力比木炭强。利用利用木炭木炭.活性炭活性炭的吸附性来吸附的吸附性来吸附 色素色素.气味和气味和有毒气体等物质有毒气体等物质。：木炭（或活性炭）的吸附性：木炭（或活性炭）的吸附性实验步骤实验步骤实验现象实验现象结论结论在盛有品红溶液的烧杯在盛有品红溶液的烧杯中加入少量木炭（或活中加入少量木炭（或活性炭），搅拌后，过滤性炭），搅拌后，过滤木炭（或活性炭）有木炭（或活性炭）有 能力，此变化能力，此变化属于属于 变化。变化。吸附吸附物理物理红色褪去，红色褪去，溶液变成无溶液变成无色色活性炭防毒面具活性炭防毒面具活性炭活性炭防毒面具防毒面具滤毒罐滤毒罐辅助辅助材料材料活性炭的活性炭的吸附吸附作用比木炭还作用比木炭还要强，要强，防毒面防毒面具里的滤毒罐具里的滤毒罐就是利用活性就是利用活性炭来吸附毒气炭来吸附毒气的，的， 结构结构用途用途木木 炭炭主要是由主要是由石墨的微石墨的微小晶体和小晶体和少量杂质少量杂质构成的，构成的，具有疏松具有疏松多孔的结多孔的结构，具有构，具有吸附能力。吸附能力。作燃料，制造黑火药，制造活作燃料，制造黑火药，制造活性炭，冶炼金属，作吸附剂。性炭，冶炼金属，作吸附剂。活活 性炭性炭净化多种气体和液体，用于防净化多种气体和液体，用于防毒面具，作吸附剂毒面具，作吸附剂炭炭 黑黑制造油墨、油漆、鞋油和颜料制造油墨、油漆、鞋油和颜料等，橡胶制品的填料等，橡胶制品的填料焦焦 炭炭作燃料和冶炼作燃料和冶炼 如图所示如图所示,向盛有红棕色二氧化向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭过的木炭,会出现什么样会出现什么样 的想象的想象,为为什么什么? 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2.金刚石、石墨、金刚石、石墨、 C60都是由都是由_组成的单质。但是，它们组成的单质。但是，它们的性质却存在巨大的差异（例如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，金刚石是天然存在的最硬的物质，而石墨却很软），这是因为它们而石墨却很软），这是因为它们_不同。不同。碳原子排列方式碳原子排列方式碳元素碳元素3、下列关于金刚石和石墨的叙述正确的、下列关于金刚石和石墨的叙述正确的是（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石的碳原子与形成石墨的碳原子不相同BC4. 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840BD
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