單元6金剛石、石墨和C60

1、第六單元 碳和碳的氧化物課題1 金剛石、石墨和C60學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、了解金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和用途。2、掌握金剛石、石墨和C60物理性質(zhì)差異較大的原因。掌握物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途之間的關(guān)系。3、了解幾種常見的無定形碳及其用途。4、掌握碳的化學(xué)性質(zhì)。（重點(diǎn)）5、掌握還原反應(yīng)、物質(zhì)的氧化性和還原性。赫迪夫鉆石馬辰鉆石茵爾多鉆石獅子山之星南非之星金剛石石墨粉足球烯(C60)高貴華麗的碳單質(zhì)平凡多能的碳單質(zhì)神奇的碳單質(zhì)分子自學(xué)指導(dǎo)：自學(xué)課本104-105，填寫學(xué)案表一一、碳的單質(zhì)名稱金剛石石墨C60組成元素結(jié)構(gòu)外觀導(dǎo)電性硬度用途物理性質(zhì)不同的原因都是由碳元素組成的單質(zhì)； C60是分子，每

2、個(gè)C60分子由60個(gè)碳原子構(gòu)成。正八面體片狀結(jié)構(gòu)足球結(jié)構(gòu)（純）無色透明深灰色、有金屬光澤、不透明幾乎不導(dǎo)電導(dǎo)電性良好最硬質(zhì)軟鉆頭、切割玻璃、裝飾品等鉛筆芯、電極、電刷、潤滑劑 制備新材料、器件等 碳原子的排列方式不同結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)決定用途 金剛石中的碳原子是以一種緊密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)排列的。 石墨的碳原子排列成一種層狀結(jié)構(gòu)，每一層中的碳原子之間的作用力十分緊密，而層與層之間的作用力則比較疏松。C60分子的結(jié)構(gòu)形似足球。這種足球結(jié)構(gòu)的分子很穩(wěn)定。C70更新的碳單質(zhì)：高新科技 納米碳管 這是一種非常奇特的材料 ，它是石墨中一層或幾層碳原子卷曲而成的籠狀“纖維”，內(nèi)部是空的 ，外徑只有幾納米到幾十納米。這樣

3、的材料很輕，很結(jié)實(shí)。它的密度是鋼的1/6 , 而強(qiáng)度卻是鋼的100倍 。用這樣輕而柔軟、又非常結(jié)實(shí)的材料作防彈衣是再好不過的了。 如果用納米碳管做繩索 ， 是惟一可以從月球掛到地球表面,而不被自身質(zhì)量所拉斷的繩索。如果用它做成“地球月球”乘人的電梯，人們在月球定居就很容易了。小知識：鉛筆小常識 作畫用的鉛筆常用 “6B”的；涂答題卡的鉛筆常用 “2B”的；寫字用的鉛筆常用“HB”的；制圖用的鉛筆常用 “6H”的。在不同型號的鉛筆中， 誰最硬？ 誰最軟？誰含的石墨較多？用6 B鉛筆作的素描畫鉛筆中的HB：H代表Hard，堅(jiān)硬的；B代表Black，黑的。6B最軟，顏色最深；6H最硬，HB軟硬適中。

4、鉛筆里面其實(shí)不含鉛，是石墨和黏土混合而成的混合物，粘土摻得越多，鉛筆就越硬；粘土摻得越少，鉛筆就越軟。二、無定形碳碳：碳元素、碳原子炭：含碳元素的天然產(chǎn)物經(jīng)過碳化而形成的具體物質(zhì)無定形碳用途木炭無定形碳：由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成的活性炭焦炭炭黑燃料、吸附色素和異味防毒面具(吸附)、脫色冶煉金屬制造油墨、橡膠工業(yè)重點(diǎn)1、木炭和活性炭具有吸附性的原因：具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)。2、物質(zhì)的吸附性屬于物理性質(zhì)，吸附的過程屬于物理變化。 電子顯微鏡下看到的木炭結(jié)構(gòu)課本108頁 家庭小實(shí)驗(yàn)：炭黑的生成【練習(xí)1】點(diǎn)燃一支蠟燭，把一個(gè)冷碟子放在蠟燭火焰的上方（如下圖所示），過一會兒后，在冷碟子的底部會收集到新

5、制的炭黑。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了（ ）A由于氧氣不足蠟燭不完全燃燒而生成了炭黑B揮發(fā)的蠟燭遇冷后凝結(jié)而成炭黑C蠟燭的燃燒可以不需要氧氣參與D蠟燭中本身不含有碳元素，但燃燒后生成了碳單質(zhì)A 【練習(xí)2】 1999年，曾使用了一種“石墨炸彈”。這種炸彈爆炸后釋放出大量的纖維狀的石墨，它們覆蓋在發(fā)電廠的設(shè)備上，造成設(shè)備短路而停電。試解釋這是為什么。 這是因?yàn)槭哂辛己玫膶?dǎo)電性，所以它們釋放出來后，覆蓋在發(fā)電廠的設(shè)備上，會造成設(shè)備短路而停電。 【練習(xí)3】 完成學(xué)案課堂練習(xí)1-5題選【練習(xí)4】證明金剛石、石墨是由同種元素組成的：石墨在高溫、高壓和催化劑存在的條件下，可轉(zhuǎn)化為金剛石相同質(zhì)量的金剛石、石墨各在充滿氧

6、氣的密閉容器中充分燃燒，生成相同質(zhì)量的CO2證明金剛石、石墨是由同種元素組成的不同單質(zhì)：將相同質(zhì)量的金剛石、石墨各在充滿氧氣的密閉容器中充分燃燒。測得產(chǎn)物是二氧化碳并測定其中所含碳元素的質(zhì)量，恰好等于燃燒掉的金剛石或石墨的質(zhì)量。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夠保存很長時(shí)間而不變色，這是為什么呢？三、碳的化學(xué)性質(zhì)（穩(wěn)定性、可燃性、還原性）1、穩(wěn)定性：在常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑，碳受日光照射或與空氣、水分接觸，都不容易起變化。思考：為什么碳在常溫下，化學(xué)性質(zhì)不活潑呢？碳是由碳原子構(gòu)成的。碳原子的最外層電子數(shù)為4，既不容易得到電子，也不容易失去電子，所以常溫下碳的化

7、學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。2、可燃性（1）木炭在氧氣中充分燃燒：C+O2=CO2點(diǎn)燃（2）木炭在氧氣中不充分燃燒，生成一氧化碳，放出熱量。2C+O2=2CO點(diǎn)燃CO有劇毒。生活中，人們常用煤作燃料（煤的主要成分是碳），燃燒含碳燃料時(shí)一定要保持通風(fēng)。3、還原性碳與某些金屬氧化物的反應(yīng)注意事項(xiàng)：（固固加熱裝置）1、試管口略向下傾斜：防止冷凝水倒流到試管底部使試管破裂。3、實(shí)驗(yàn)結(jié)束，先撤導(dǎo)管再撤酒精燈：防止水倒流使試管炸裂。2、導(dǎo)管口稍露出橡皮塞即可：有利于氣體的導(dǎo)出。4、若反應(yīng)需加熱固體，均可用以上裝置。（1）碳與氧化銅反應(yīng)【實(shí)驗(yàn)6-2】現(xiàn)象：黑色粉末逐漸變成光亮的紅色，生成氣體能使澄清石灰水變渾濁。C+2

8、CuO=2Cu+CO2高溫酒精燈加網(wǎng)罩：使火焰集中并提高溫度。（可將酒精燈改為酒精噴燈）CuO：我失去了氧，發(fā)生了還原反應(yīng)；我具有氧化性。C：我得到了氧，發(fā)生了氧化反應(yīng)；我具有還原性。分析反應(yīng)物中C + 2CuO = 2Cu + CO2高溫失還氧得氧還（3）碳與氧化鐵的反應(yīng)（工業(yè)煉鐵原理）2Fe2O33C高溫4Fe3CO2試分析該反應(yīng)中反應(yīng)物的得失氧情況（2）還原反應(yīng)：含氧化合物中的氧被奪去的反應(yīng)，叫做還原反應(yīng)?！揪毩?xí)5】寫出碳與四氧化三鐵在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式，并指出氧化劑，還原劑。【練習(xí)6】寫出碳與二氧化碳?xì)怏w在高溫下反應(yīng)生成一氧化碳?xì)怏w的化學(xué)方程式，并指出氧化劑，還原劑?！揪毩?xí)7】學(xué)案6-7題本課時(shí)需掌握的化學(xué)方程式C+O2=CO2點(diǎn)燃2C+O2=2CO點(diǎn)燃C+2CuO=2Cu+CO2高溫2Fe2O33C高溫4Fe3CO21、