課題1金剛石、石墨和C60

1、五彩繽紛的物質五彩繽紛的物質 物質，組成了我們這個大千世界；物質，使我們的物質，組成了我們這個大千世界；物質，使我們的生活豐富多彩。那么，這些五彩繽紛的物質是由生活豐富多彩。那么，這些五彩繽紛的物質是由 組成的。組成的。想一想想一想 不同的元素可以組成不同的物質嗎？不同的元素可以組成不同的物質嗎？同一種元素可以組成不同的物質嗎？同一種元素可以組成不同的物質嗎？元元 素素課題課題1 1 金剛石、石墨和金剛石、石墨和C C6060第六單元第六單元 碳和碳的氧化物碳和碳的氧化物想一想鉆石的主要成分是什么？ 鉆石恒久遠，一顆永流傳說明了金剛石具有什么樣的化學性質？ 人們佩戴鉆石是利用了金剛石的什么性質

2、？一、單質碳的物理性質一、單質碳的物理性質1.1.金剛石金剛石 純凈的金剛石是一種無色純凈的金剛石是一種無色透明的、正八面體形狀的固體。透明的、正八面體形狀的固體。 模型中的每一個小球代表一模型中的每一個小球代表一個碳原子，金剛石中的碳原子分個碳原子，金剛石中的碳原子分布呈空間網(wǎng)狀結構，這種結構比布呈空間網(wǎng)狀結構，這種結構比較牢固。較牢固。 天然采集到的金剛石經(jīng)過仔琢磨后就天然采集到的金剛石經(jīng)過仔琢磨后就會成為璀璨奪目的裝飾品會成為璀璨奪目的裝飾品鉆石。鉆石。鉆石我愛思考我愛思考 根據(jù)金剛石的上述用途可以推測金剛石具有根據(jù)金剛石的上述用途可以推測金剛石具有什么性質？什么性質？ 事實上，金剛石是

3、天然存在的事實上，金剛石是天然存在的最硬最硬的物質。的物質。玻璃刀頭上鑲的金剛石可用來裁玻璃玻璃刀頭上鑲的金剛石可用來裁玻璃金剛石可用于切割大理石或加工堅硬金剛石可用于切割大理石或加工堅硬的金屬等的金屬等鉛筆含鉛嗎？猜猜看鉛筆芯的主要成分是什么？積極探究鉛筆芯中的石墨有哪些物理性質？2 2、石墨、石墨 石墨是一種深灰色的具石墨是一種深灰色的具有金屬光澤而不透明的有金屬光澤而不透明的細鱗細鱗片狀固體。片狀固體。石墨是最軟的礦物之一石墨是最軟的礦物之一石墨石墨我愛探究我愛探究用手觸摸鉛筆芯粉末，用手觸摸鉛筆芯粉末，有什么感覺？并用鉛筆有什么感覺？并用鉛筆芯粉末在紙上劃一下，芯粉末在紙上劃一下，會有

4、什么現(xiàn)象？會有什么現(xiàn)象？石墨很軟，有滑膩感石墨很軟，有滑膩感石墨的結構石墨的結構模型中的每一個小球代表一個模型中的每一個小球代表一個碳原子，石墨中的碳原子是一碳原子，石墨中的碳原子是一層一層分布的，層與層之間很層一層分布的，層與層之間很容易滑動，所以摸起來很軟，容易滑動，所以摸起來很軟，有滑膩感。有滑膩感。鉛筆中的鉛筆中的HB：H代表代表Hard，堅硬的；，堅硬的；B代表代表Black，黑的。，黑的。6B含石墨最多、是最軟的鉛筆，常用于繪畫含石墨最多、是最軟的鉛筆，常用于繪畫6H含石墨較少、是最硬的鉛筆，常用于制圖。含石墨較少、是最硬的鉛筆，常用于制圖。HB是軟硬適中的鉛筆，常用于寫字。是軟硬

5、適中的鉛筆，常用于寫字。 因為石墨在紙上會留下深灰色的痕跡，所以用石墨作因為石墨在紙上會留下深灰色的痕跡，所以用石墨作鉛筆芯，但由于石墨太軟，光用石墨做筆芯，既易斷又鉛筆芯，但由于石墨太軟，光用石墨做筆芯，既易斷又易磨損，因此生產(chǎn)上常在石墨粉末中摻進一些粘土粉以易磨損，因此生產(chǎn)上常在石墨粉末中摻進一些粘土粉以增加硬度。增加硬度。小拓展把一根石墨電極或把一根石墨電極或6B6B的鉛筆芯和導線連接在一的鉛筆芯和導線連接在一起，接通電源后，燈泡是否發(fā)亮？這個實驗說起，接通電源后，燈泡是否發(fā)亮？這個實驗說明了什么？明了什么？石墨導電實驗石墨導電實驗現(xiàn)象：燈泡發(fā)亮現(xiàn)象：燈泡發(fā)亮結論：石墨有良好的導電性結論

6、：石墨有良好的導電性我愛探究我愛探究石墨石墨電刷電刷石墨的用途石墨的用途如何打開生銹的鐵鎖如何打開生銹的鐵鎖 小結：石墨很軟，具有優(yōu)良的導電性和潤滑性。小結：石墨很軟，具有優(yōu)良的導電性和潤滑性。 因為石墨具有潤因為石墨具有潤滑性，可以做潤滑劑。滑性，可以做潤滑劑。另外由于石墨的熔點高，另外由于石墨的熔點高，所以石墨潤滑劑可以在所以石墨潤滑劑可以在不適宜普通潤滑劑的高不適宜普通潤滑劑的高溫下使用。溫下使用。家庭小實驗家庭小實驗 除了金剛石和石墨外，生活中我們還常常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，它們主要由石墨的微小晶體和少量雜質構成。實驗實驗6-16-1 在兩個盛有等量的略顯紅色的水的小錐形瓶里

7、，在兩個盛有等量的略顯紅色的水的小錐形瓶里，（注意：水略顯紅色，是滴加了紅墨水的緣故）。（注意：水略顯紅色，是滴加了紅墨水的緣故）。將幾塊烘烤過的木炭（或活性炭）加入其中一個小將幾塊烘烤過的木炭（或活性炭）加入其中一個小錐形瓶里，輕輕振蕩錐形瓶，注意觀察加活性炭的錐形瓶里，輕輕振蕩錐形瓶，注意觀察加活性炭的水中顏色的變化。再與另一個小錐形瓶中未加活性水中顏色的變化。再與另一個小錐形瓶中未加活性炭的原溶液對比。炭的原溶液對比?，F(xiàn)象：紅色消失，液體變無色?，F(xiàn)象：紅色消失，液體變無色。紅墨水顏色的褪去是因為木炭或活性炭的吸附性。紅墨水顏色的褪去是因為木炭或活性炭的吸附性。為什么木炭會具有吸附性呢？為

8、什么木炭會具有吸附性呢？ 木炭具有疏松多孔的結構，所以木炭具有吸附性，可以利用木炭的這個性質來吸附一些食品和工業(yè)產(chǎn)品里的色素，也可以用它來吸附有異味的物質。顯微鏡下的木炭的結構顯微鏡下的木炭的結構活性炭的用途 活性炭的吸附作用比木炭的還要強，防毒面具里的濾毒罐就是利用活性炭來吸附毒氣的，制糖工業(yè)中也利用活性炭來脫色以制白糖。隨著社會的發(fā)展，活性炭的應用范圍不斷擴大，如城市污水、工業(yè)廢水和飲用水在深度凈化處理時都要用到活性炭，人們還利用活性炭來吸附裝修產(chǎn)生的對人體有害的氣體，等等。結構結構決定決定性質性質決定決定用途用途體現(xiàn)體現(xiàn)體現(xiàn)體現(xiàn)討論討論 結合金剛石、石墨、木炭和活性炭的結合金剛石、石墨、

9、木炭和活性炭的性質和用途，討論物質的性質與用途之間性質和用途，討論物質的性質與用途之間有什么關系？有什么關系？ 金剛石、石墨都是由碳元素組成的單質，金剛石、石墨都是由碳元素組成的單質，物理性質為什么有這么大的差異呢？物理性質為什么有這么大的差異呢？化學在生活中的應用研究表明，洋蔥具有吸附性。研究表明，洋蔥具有吸附性。2.2.剛剛用漆粉刷的房子，油漆味很濃，為除去異味，人們往剛剛用漆粉刷的房子，油漆味很濃，為除去異味，人們往往在房間里放些木炭，以除去異味，這是利用了木炭的什么往在房間里放些木炭，以除去異味，這是利用了木炭的什么性質？有些人就地取材，利用廢棄掉的洋蔥片除異味，效果性質？有些人就地取

10、材，利用廢棄掉的洋蔥片除異味，效果比較明顯，請你推理洋蔥有社么性質？比較明顯，請你推理洋蔥有社么性質？1. 1. 在鎖芯中加入適量鉛筆末，會使鎖芯轉動更好，為什在鎖芯中加入適量鉛筆末，會使鎖芯轉動更好，為什么？么？所用鉛筆末所用鉛筆末4B4B的比的比HBHB的效果更好，為什么的效果更好，為什么? ? C60 每個每個C C6060分子是由分子是由6060個碳原子構成的。個碳原子構成的。 C C6060分子形似足分子形似足球，又名足球烯。這種足球結構的球，又名足球烯。這種足球結構的C C6060分子很穩(wěn)定。分子很穩(wěn)定。 科學家發(fā)現(xiàn)，除金剛石、石墨外，還有一類新的以單質科學家發(fā)現(xiàn)，除金剛石、石墨外

11、，還有一類新的以單質形式存在的碳。其中，發(fā)現(xiàn)較早并已在研究中取得重要進形式存在的碳。其中，發(fā)現(xiàn)較早并已在研究中取得重要進展的是展的是C C6060C C6060的分子結構和足球相似的分子結構和足球相似 C C6060的發(fā)現(xiàn)使人類了解到一個全新的碳世界。的發(fā)現(xiàn)使人類了解到一個全新的碳世界。 C C6060的的獨特結構決定了它具有一些特殊的物理和化學性質，獨特結構決定了它具有一些特殊的物理和化學性質，有可能廣泛應用于超導、催化、材料、醫(yī)學及生物有可能廣泛應用于超導、催化、材料、醫(yī)學及生物等領域。等領域。（更新的碳單質）（更新的碳單質）碳納米管碳納米管 20世紀90年代初，一些以新的形態(tài)存在的碳單質

12、又相繼被發(fā)現(xiàn)，如碳納米管。碳納米管的直徑一般在幾納米到幾十納米之間，它獨特的結構和性質受到人們的廣泛關注。碳納米管具有尺寸小、機械強度高、導電性好等特點，在材料、催化、信息等諸多領域中具有重要的應用前景?？萍记把乜萍记把貑螌邮瑔螌邮?2004年，科學家成功地從石墨中分離出單層的石墨片（有人稱為石墨烯），這是目前世界上人工制得的最薄的材料厚度與一個碳原子直徑相當，僅為0.335nm。這一成果震驚了科學界，獲得2010年諾貝爾物理學獎。這種單層石墨片優(yōu)異的導電、導熱性和其他奇特性質正激勵著科學家們不斷去探索。人造金剛石和金剛石薄膜人造金剛石和金剛石薄膜（見課本（見課本P109 P109 化

13、學化學技術技術社會）社會） 金剛石價格不菲，而石墨相金剛石價格不菲，而石墨相對便宜得多。但既然它們都是由對便宜得多。但既然它們都是由碳元素組成的，如果你是科學家，碳元素組成的，如果你是科學家，你會做怎樣的嘗試呢？你會做怎樣的嘗試呢？積極思考積極思考結構結構物理性質物理性質用途用途金剛金剛石石石墨石墨C60金剛石、石墨和C60性質、用途的歸納：空間網(wǎng)狀結構做裝飾品鉆石鉆探機的鉆頭層狀結構制取鉛筆芯；潤滑劑；制作電極。足球結構構成的碳分子材料科學、超導體外觀硬度導電性導熱性深灰色、有金屬光澤不透明的片狀固體；透明固體最硬質軟固體質脆幾乎不導電良好幾乎不導電很差很差優(yōu)良C70更新的碳單質：更新的碳單

14、質：C240C540比較碳與炭的區(qū)別：比較碳與炭的區(qū)別：“碳碳”“炭炭”是元素的名稱，是核電荷數(shù)是元素的名稱，是核電荷數(shù)為為6的一類原子的總稱。比的一類原子的總稱。比如：碳元素、碳單質、含碳如：碳元素、碳單質、含碳化合物、一氧化碳。（這兒化合物、一氧化碳。（這兒不能用不能用“炭炭”）表示由碳元素組成的某種表示由碳元素組成的某種單質單質木炭、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體單具體單質時，質時，習慣上習慣上用碳，用碳，如如“熾熾熱的碳熱的碳”“當碳當碳燃燒燃燒時時”。 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

15、是單質這是混合物? ?甲生甲生:是單質是單質.因為金剛因為金剛石是碳的單質石是碳的單質,石墨也石墨也是碳的單質是碳的單質,它們混合它們混合在一起在一起,仍只含一種元仍只含一種元素素,所以仍是單質所以仍是單質.診斷診斷:_乙生乙生:是混合物是混合物.金剛石金剛石石墨都是碳的單質石墨都是碳的單質,但但它們是兩種不同的物質它們是兩種不同的物質.所以它們混合在一起不所以它們混合在一起不是單質而是混合物是單質而是混合物.診斷：診斷：_問題研討問題研討1、不同的元素可以組成不同的物質，同一種元素也可以組成不同的物質。2、木炭和活性炭具有吸附性。3、物質的性質在很大程度上決定物質的用途。小結小結1、下列各物

16、質的用途是利用了該物質的什么性質？（1）石墨常用于電池的電極，是因為_； （2）活性炭可用于防毒面具的濾毒罐里，是因為_； （3）金剛石可以作鉆探機鉆頭，是因為_； （4）木炭可以除去房間里的臭味，是因為_；（5）石墨常用于制造鉛筆芯，是因為_。 課堂練習課堂練習 常溫下，碳的化學性質不活潑。常溫下，碳的化學性質不活潑。1.1.碳的碳的穩(wěn)定性穩(wěn)定性二、單質碳的化學性質二、單質碳的化學性質2.2.碳跟氧氣的反應（碳跟氧氣的反應（可燃性可燃性）現(xiàn)象：現(xiàn)象：（1 1）試管里黑色粉）試管里黑色粉 末逐漸成為紅色；末逐漸成為紅色；（2 2）生成的無色無）生成的無色無 味氣體能使澄清的味氣體能使澄清的 石

17、灰水變渾濁。石灰水變渾濁。原理：原理：C + 2CuO2Cu + CO2高溫高溫木炭還原氧化銅木炭還原氧化銅3.3.碳跟某些氧化物的反應（碳跟某些氧化物的反應（還原性還原性）在上述反應里：氧化銅失去氧而變成單質銅，這種在上述反應里：氧化銅失去氧而變成單質銅，這種 含氧化合物里的氧被奪去的反應，含氧化合物里的氧被奪去的反應， 叫叫還原反應還原反應。 而木炭使氧化銅發(fā)生了還原反應，而木炭使氧化銅發(fā)生了還原反應， 具有還原性，叫具有還原性，叫還原劑還原劑。在上述反應里：碳是還原劑，在反應中被氧化；氧化銅在上述反應里：碳是還原劑，在反應中被氧化；氧化銅 是氧化劑，在反應中被還原。是氧化劑，在反應中被還

18、原。由此可見：物質除了與單質氧反應外，也能與化合態(tài)的氧由此可見：物質除了與單質氧反應外，也能與化合態(tài)的氧 反應，但都是氧化反應。反應，但都是氧化反應。 單質碳的還原性可用于冶金工業(yè)，例如：利用焦炭可單質碳的還原性可用于冶金工業(yè)，例如：利用焦炭可以把鐵礦石中的鐵還原出來。以把鐵礦石中的鐵還原出來。3C + 2Fe3C + 2Fe2 2O O3 3高溫高溫4Fe + 3CO4Fe + 3CO2 2C CU UOO發(fā)生發(fā)生_反應反應木炭粉有木炭粉有 _性性, ,作作_劑劑氧化銅氧化銅失去失去_變成變成_, ,_得到得到氧氧, ,還原還原還原還原還原還原氧氧銅銅碳碳C+2CuO=2Cu+CO2高溫高溫

19、FeFe2 2OO3 3發(fā)生發(fā)生_反應，作反應，作_劑劑氫氣有氫氣有 _性性, ,作作_劑劑氧化鐵氧化鐵失去失去 變成變成 ， 得到得到氧氧, ,還原還原還原還原還原還原氧氧Fe氫氣氫氣3H2+Fe2O3=2Fe+3H2O 氧化氧化 （2）得氧的物質發(fā)生氧化反應,是還原劑,具有還原性.（1）失氧的物質發(fā)生還原反應,是氧化劑,具有氧化性.小結小結:新鮮動物血清C C與與COCO2 2的反應的反應CCO22CO高溫高溫2Fe2O3+3C=4Fe+3CO2 高溫高溫利用碳的還原性可以做什么用途呢？利用碳的還原性可以做什么用途呢？冶煉金屬冶煉金屬把金屬氧化物中的金屬還原出來把金屬氧化物中的金屬還原出來

20、單質碳的化學性質：單質碳的化學性質：（1）常溫下化學性質）常溫下化學性質 ；（2）可燃性（可用作）可燃性（可用作燃料燃料）木炭在氧氣充足情況下燃燒木炭在氧氣充足情況下燃燒木炭在氧氣不足情況下燃燒木炭在氧氣不足情況下燃燒（3）還原性（可用于）還原性（可用于冶煉金屬冶煉金屬）木炭還原氧化銅木炭還原氧化銅 木炭還原二氧化碳木炭還原二氧化碳穩(wěn)定穩(wěn)定CO2 CO2點燃點燃2CO2 2CO點燃點燃C2CuO 2CuCO2高溫高溫C CO2 2CO高溫高溫1.1.下列性質中，不屬于碳的化學性質的下列性質中，不屬于碳的化學性質的是（是（ ） A.A.穩(wěn)定性穩(wěn)定性 B.B.吸附性吸附性 C.C.可燃性可燃性 D.D.還原性還原性B2.2.下面關于用木炭還原氧化銅的實驗現(xiàn)象的下面關于用木炭還原氧化銅的實驗現(xiàn)象的說法中，符合實驗事實的是（說法中，符合實驗事實的是（ ）A A、黑色粉末無變化，澄清石灰水變渾濁、黑色粉末無變化，澄清石灰水變渾濁B B、黑色粉逐漸變紅色，石灰水無變化、黑色粉逐漸變紅色，石灰水無變化C C、黑色粉逐漸變紅色，澄清石灰水變渾濁、黑色粉逐漸變紅色，澄清石灰水變渾濁D D、黑色粉末和澄清石