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文檔簡介
1、金剛石金剛石石墨石墨碳碳60課題課題1 金剛石、石墨和金剛石、石墨和C60 自學提示自學提示由同種元素組成的物質一定是單質嗎?為什么由同種元素組成的物質一定是單質嗎?為什么?請舉例。?請舉例。白磷白磷紅磷紅磷氧氣氧氣O2臭氧臭氧O3由同種元素組成的物質不一定是單質;由同種元素組成的物質不一定是單質;因為因為由同種元素組成的純凈物才叫單質由同種元素組成的純凈物才叫單質,而同一,而同一種元素可能會形成兩種或兩種以上的單質,因此種元素可能會形成兩種或兩種以上的單質,因此同一種元素組成的物質可以是同一種元素組成的物質可以是單質單質(純凈物)也(純凈物)也可以是幾種單質所形成的可以是幾種單質所形成的混合
2、物混合物。如:。如:金剛石、石墨和金剛石、石墨和C60不是同一種物不是同一種物質,而是由碳元素組成的三種不質,而是由碳元素組成的三種不同的同的碳單質碳單質。金剛石、石墨和金剛石、石墨和C60是同一種物質嗎?是同一種物質嗎?白磷白磷紅磷紅磷氧氣氧氣O2臭氧臭氧O3由同一種元素組成的物質可以是由同一種元素組成的物質可以是單質單質(純凈(純凈物)物),也可以是幾種單質所形成的也可以是幾種單質所形成的混合物混合物。如:如:金剛石金剛石石墨石墨C60金剛石與石墨混合在一起金剛石與石墨混合在一起, ,組成的物組成的物質是單質這是混合物質是單質這是混合物? ?甲生甲生:是單質是單質.因為金剛石因為金剛石是碳
3、的單質是碳的單質,石墨也是碳的石墨也是碳的單質單質,它們混合在一起它們混合在一起,仍仍只含一種元素只含一種元素,所以仍是單所以仍是單質質.診斷診斷:_乙生乙生:是混合物是混合物.金剛石石墨金剛石石墨都是碳的單質都是碳的單質,但它們是兩但它們是兩種不同的物質種不同的物質.所以它們混所以它們混合在一起不是單質而是混合在一起不是單質而是混合物合物.診斷診斷_結論:結論:乙同學的觀點是正確的乙同學的觀點是正確的,金剛石和石墨都是由一種元素金剛石和石墨都是由一種元素組成組成,但它們是兩種不同的物質但它們是兩種不同的物質(這是由各自本身的結構決定的這是由各自本身的結構決定的)所以它們混合在一起是混合物所以
4、它們混合在一起是混合物.因此判斷單質必須強調是因此判斷單質必須強調是純凈物純凈物.一種元素可以形成多種不同的單質一種元素可以形成多種不同的單質.某物質中只含一種元素某物質中只含一種元素,也不也不一定是純凈物一定是純凈物.一、碳的單質1、金剛石純凈的金剛石是無色、透明、正八面體形狀的固體。加工前加工后加工琢磨后璀璨奪目有光澤,可做鉆石。一、碳的單質1、金剛石玻璃刀上的金剛石可以裁玻璃金剛石很硬 ,可以用來切割玻璃,也可以作鉆探機的鉆頭。 天然最硬最硬的物質二 金剛石金剛石一、金剛石二、結構三、物理性質和用途金剛石的結構一、金剛石二、結構三、物理性質和用途金剛石的結構金剛石的物理性質和用途金剛石的
5、物理性質和用途一、金剛石二、結構三、物理性質和用途物理性質對應的主要用途無色透明、正八面體形狀的固體天然存在最硬的物質裝飾品鉆石劃玻璃、鉆頭等金剛石的主要用途一、金剛石二、結構三、物理性質和用途金剛石的主要用途一、碳的單質2、石墨深灰色、有金屬光澤、不透明、細鱗片狀固體。石墨很軟石墨可做鉛筆芯 天然最軟的礦物之一石墨的結構石墨的結構一、石墨二、結構三、物理性質和用途四、木炭、活性炭鉛筆小知識 鉛筆上的“B”是英文“Black”的第一個字母,在鉛筆中表示“軟”;“H”是英文“Hard”的第一個字母,在鉛筆中表示“硬”。鉛筆為什么有軟和硬和差別呢?這是因為石墨太軟,光用石墨做筆芯,既易斷也易磨損,
6、因此,生產上常在石墨粉末中摻進一些粘土 粉末以增加硬度。粘土摻得越多,鉛筆就越硬;粘土摻得越少,鉛筆就越軟。 想一想,“6B”、“6H”與“HB”三種類型的鉛筆,哪種鉛筆最硬?哪種鉛筆最軟?石墨有良好的導電性。石墨可做干電池的電極。 在電車頂上的兩根導電桿跟電線在電車頂上的兩根導電桿跟電線接觸處分別裝上一塊石墨制成的滑塊,接觸處分別裝上一塊石墨制成的滑塊,以保證行駛時供電。為什么要選用石以保證行駛時供電。為什么要選用石墨來制滑塊?墨來制滑塊?石墨具有石墨具有潤滑性、導電性潤滑性、導電性。石墨的物理性質和用途物理性質對應的主要用途深灰色、有金屬光澤、不透明、細鱗片狀固體很軟,有滑膩感制造鉛筆芯,
7、做潤滑劑石墨的物理性質和用途優(yōu)良的導電性石墨電極一、石墨二、結構三、物理性質和用途四、木炭、活性炭金剛石和石墨的物理性質的比較無色 透明、正八面體形狀的固體深灰色、有金屬光澤、細鱗片狀固體天然最硬的物質最軟的礦物質之一不導電導電良好鉆石、鉆探機的鉆頭、切割玻璃等鉛筆芯、電極等 結合金剛石、石墨的性質和用途,討論物質的性質和用途之間有什么關系。用途決定性質體現為什么金剛石和石墨的物理性質有這么大差異呢?它們的碳原子的排列方式不同。比較金剛石、石墨的結構:比較金剛石、石墨的結構:金剛石結構金剛石結構石墨結構石墨結構正八面體結構層狀結構金剛石的碳原子在空間構成金剛石的碳原子在空間構成連續(xù)的,堅固連續(xù)
8、的,堅固的骨架的骨架的結構,所以堅硬。的結構,所以堅硬。 石墨的碳原子石墨的碳原子呈平面層狀結構呈平面層狀結構, ,層與層之層與層之間作用力小,所以質軟。有滑感。間作用力小,所以質軟。有滑感。 因為因為碳原子的排列方式碳原子的排列方式不同不同,所以金剛石和石墨的,所以金剛石和石墨的物理性質有很大差異物理性質有很大差異記記結構決定性質石墨與少量的雜質混在一起構成的四種物質:石墨與少量的雜質混在一起構成的四種物質:木炭、木炭、 焦炭、焦炭、 炭黑、炭黑、 活性炭活性炭1、木炭與活性炭:、木炭與活性炭: 具有疏松多孔結構,有較強的吸附能具有疏松多孔結構,有較強的吸附能 力力,既能吸附氣體氣味既能吸附
9、氣體氣味,又能吸附顔色又能吸附顔色,故可用作吸附故可用作吸附劑。劑。2、炭黑、炭黑:黑色粉末黑色粉末,可用于作墨汁可用于作墨汁.3、焦炭、焦炭:可用于冶煉金屬可用于冶煉金屬.可以收集到炭黑可以收集到炭黑木炭能吸附紅墨水嗎?現象:現象:紅色逐漸褪去紅色逐漸褪去分析:分析:木炭具有疏松多孔的結構,表面積很大,木炭具有疏松多孔的結構,表面積很大,具有較強的吸附性,能將紅墨水吸附在木具有較強的吸附性,能將紅墨水吸附在木炭多孔性結構中。炭多孔性結構中。木炭活性炭活性炭防毒面具防毒面具濾毒罐濾毒罐活性炭的活性炭的吸附作吸附作用比木炭還要強,用比木炭還要強,防毒面具里的濾防毒面具里的濾毒罐就是利用活毒罐就是
10、利用活性炭來吸附毒氣性炭來吸附毒氣的的 輔助輔助材料材料 木炭、活性炭有強吸附性防毒面具里的濾毒罐冰箱中的除異味劑制糖工業(yè)的脫色劑“炭炭”:不是化學用語,無定形炭是人工制造的碳單質,:不是化學用語,無定形炭是人工制造的碳單質, 都含有少量雜質為表示區(qū)別,常寫:木炭,都含有少量雜質為表示區(qū)別,常寫:木炭, 活性活性 炭,焦炭,炭黑等。炭,焦炭,炭黑等?!疤继肌保禾荚?,屬于化學用語。在書寫元素名稱:碳元素,屬于化學用語。在書寫元素名稱 和碳的單質及碳的化合物等用到。和碳的單質及碳的化合物等用到。木炭木炭活性炭活性炭焦炭焦炭炭黑炭黑 用用 途途凈水劑、脫色劑、去味劑凈水劑、脫色劑、去味劑冶煉金屬、
11、生產水煤氣(冶煉金屬、生產水煤氣(H2+CO)油墨、顏料、橡膠輪胎中的填充劑油墨、顏料、橡膠輪胎中的填充劑做燃料、吸附劑、制造黑火藥做燃料、吸附劑、制造黑火藥隨著科技的發(fā)展,新形態(tài)的碳單質逐漸被人們發(fā)現,其中取得重要進展的是C60分子,另外還有碳管。C60C60分子由60個碳原子構成,分子形似足球,又名足球烯。這種足球結構的分子很穩(wěn)定。它應用于材料科學、超導體等方面的研究正在進行中。 碳單質碳單質 金剛石金剛石 無定形炭無定形炭木炭木炭活性炭活性炭焦炭焦炭炭黑炭黑C60 石墨石墨1、金剛石很硬,可用來切割玻璃;2、石墨很軟,可用來做鉛筆芯;石墨有良好的導電性,可用來做 電極;3、木炭、活性炭有
12、強吸附性,可做吸附劑; 焦炭用于煉鐵,炭黑用于制黑色顏料4、C60有特殊的性質,可用于材料科學、超導體等方面。 用途決定5、性質體現6、金剛石、石墨、 C60都是由碳元素組成的單質,什它們的物理性質各不相同,是因為碳原子排列方式不同。石墨可以制成金剛石;此變化石墨可以制成金剛石;此變化是化學變化。是化學變化。石墨可以制成金剛石嗎?石墨可以制成金剛石嗎?此變化是物理變化還是化學變化?此變化是物理變化還是化學變化?自學提示自學提示北宋黃庭堅用墨(用炭黑等制成)寫的字北宋黃庭堅用墨(用炭黑等制成)寫的字 我國古代一些書法家、畫家用墨我國古代一些書法家、畫家用墨(用炭黑等制成)書寫或繪制的字畫能(用炭
13、黑等制成)書寫或繪制的字畫能夠保存很長時間而不變色,這是為什么夠保存很長時間而不變色,這是為什么呢?呢? 這是因為在這是因為在常溫下常溫下,碳的化學性質碳的化學性質不活潑,不活潑,碳受日光照射或與空氣、水分碳受日光照射或與空氣、水分接觸,都不容易起變化的緣故。接觸,都不容易起變化的緣故。 是什么決定碳在常溫下性質不活潑是什么決定碳在常溫下性質不活潑,而在高溫下性質活潑呢?而在高溫下性質活潑呢?元素的化學性質和元素原子結構元素的化學性質和元素原子結構中哪部分關系最為密切?中哪部分關系最為密切?最外層電子數!最外層電子數!單質碳的化學性質單質碳的化學性質一、常溫下的穩(wěn)定性:一、常溫下的穩(wěn)定性:二、
14、二、高溫高溫下的活動性下的活動性:1 1、可燃性:、可燃性:C+O2 = CO2點燃點燃(放出熱量放出熱量)單質單質C的可燃性的可燃性1 1、與、與充足的充足的O O2 2的反應:的反應:2 2、與、與不充足的不充足的O O2 2的反應:的反應:2C+O2 = 2CO點燃點燃C+O2 = CO2點燃點燃(放出熱量放出熱量)(放出熱量放出熱量)討論討論:怎樣證明純凈的金剛石和石墨怎樣證明純凈的金剛石和石墨都是由碳元素組成的?都是由碳元素組成的?答答:高溫下將高溫下將純凈的金剛石和石墨在氧氣中純凈的金剛石和石墨在氧氣中燃燒,燃燒,得到的唯一產物都是得到的唯一產物都是COCO2 2。證明。證明純凈的
15、金剛石和純凈的金剛石和石墨都是由碳元素組成的。石墨都是由碳元素組成的。C+2CuO= 2Cu+CO2高溫1、黑色黑色粉末變成粉末變成紅色紅色;2、產生使澄清石灰水變渾濁的氣體。產生使澄清石灰水變渾濁的氣體?;瘜W方程式:化學方程式:現象:現象:2.碳的還原性碳的還原性 現現 象象 結結 論論 H H2 2還還還還 原原原原 C C u u O O C C 還還還還 原原原原 C C u u O O 1、黑色粉末變成黑色粉末變成紅色紅色;2、試管口部有水、試管口部有水珠產生。珠產生。1、黑色粉末變成黑色粉末變成紅色紅色;2、產生使澄清石灰水變渾濁的氣體。 H2+CuO= Cu+H2OC+2CuO=2Cu+CO2高溫高溫 碳可以還原其它金屬氧化物,寫出下列反應碳可以還原其它金屬氧化物,寫出下列反應方程式:方程式:C+ CuO =C+Cu+CO2Fe+CO2 Fe2O3 =2433高溫高溫22高溫高溫 可燃性可燃性2CuO + C 2Cu + CO2還原性:還原性:點燃點燃2Fe2O3 + 3C 4Fe + 3CO2 高高 溫溫碳的化學性質碳的化學性質新鮮動物血清C C與與COCO2 2的反應的反應C C與與COCO2 2的反應的反應C C與與COCO2 2的反應的方程式的反應的方程式C CCOCO2 2 2CO2CO(吸收熱量吸收熱量)高溫高
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