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1、第六单元碳和碳的氧化物课题1金刚石 石墨和C60 学习目标 1 说出金刚石和石墨物理性质和主要用途 并说出它们性质存在差异的原因 2 归纳碳单质在常温和高温下化学性质 并写出相关的化学方程式 3 学习几种碳单质 分析讨论出同一种元素可以组成不同物质 4 说出碳单质的典型化学性质 并记住其化学方程式 由同种元素组成的纯净物叫做什么 单质 同种元素可以组成不同的单质吗 可以 例如 氧元素组成氧气和臭氧 磷元素组成红磷和白磷 碳元素也可以组成不同的单质 金刚石 石墨和C60都是由碳元素组成的单质 研究表明 几种不同的单质 金刚石 石墨粉 足球烯 C60 金刚石 石墨 C60都是由碳元素组成的单质 自
2、学指导 自学课本第104 106页 时间5分钟 找出金刚石 石墨 C60性质存在差异的原因 并用笔划出来 找出金刚石 石墨 C60的物理性质和用途 并进行归类 看有多少个用途 用笔划出来 找出木炭 焦炭 活性炭具有吸附性的原因及用途 找出碳单质的化学性质 并划出化学方程式 无色透明 正八面形状的固体 深灰色 有金属色泽 细鳞片状固体 最硬 质软 滑 在纸上可留下痕迹 很高 高 耐高温 几乎不导电 导电 良好 钻石 刻划玻璃 切割大理石 润滑剂 铅笔芯 作电极 金刚石的碳原子在空间构成连续的 坚固的骨架的结构 所以坚硬 是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体 石墨很软 有滑腻感 在纸上画
3、过能留下深灰色的痕迹 此外 石墨还具有优良的导电性能 石墨 生锈的铁锁 石墨的碳原子呈平面层状结构 层与层之间作用力小 所以质软 有滑感 同一类原子 排列方式不同 所形成的单质不同 金刚石 石墨 思考讨论1 同一种元素为什么可以组成不同的单质 金刚石结构 思考讨论2 金刚石 石墨都是由碳元素组成的单质 为什么物理性质会相差这么远呢 物理性质不同的原因 碳原子的排列方式不同 石墨结构 结构性质用途 决定 决定 反映 金刚石 石墨 结构 性质 用途之间的关系 思考讨论3 在一定条件下 石墨和金刚石可以相互转化 它们之间的转化属于物理变化还是化学变化 属于化学变化 原因是石墨和金刚石属于两种不同的物
4、质 在转化过程中有新物质生成 木炭能吸附红墨水吗 现象 红色逐渐褪去 加热后的木炭 实验探究 显微镜下的木炭的结构 为什么木炭会具有吸附性呢 疏松多孔的结构 木炭主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的 具有疏松多孔的结构 因此它具有吸附能力 利用木炭的这个性质来吸附一些食品和工业产品里的色素 也可以用它来吸附有异味的物质 活性炭 防毒面具 滤毒罐 辅助材料 活性炭的吸附作用比木炭还要强 防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的 3 其他碳单质C60 C60的平面图 C60的立体图 广泛的应用前景 气体贮存 有感觉功能的传感器 增强金属的强度 新型的催化剂 光学应用 杀伤癌细胞 C70 更新
5、的碳单质 C240 C540 研究表明 透明的金刚石 深灰色的石墨和足球状的C60 都是由碳元素组成的单质 但是由于它们的原子排列方式不同 因此它们的性质存在着差异 练习 2 下列物质中最硬的单质是 A 木炭B C60C 金刚石D 二氧化碳 C 1 金刚石 石墨 C60都是由 组成的单质 但是 它们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 而石墨却很软 这是因为它们 不同 碳元素 原子排列方式 3 继发现C60后C70也已经制得 下列有关C70的说法正确的是 A 它是一种化合物B 它是一种单质 并且它是有C70分子构成的 C 它是一种混合物D 它的相对分子质量是840 B D
6、4 下列现象中属于化学变化的是 A 活性炭吸附有色 有毒的气体B 铅笔把字迹留在纸上C 用金刚石切割玻璃D 石墨在空气中燃烧 D 5 1999年 美国使用了一种 石墨炸弹 奇袭获胜 这种炸弹爆炸后释放出大量的纤维状石墨 覆盖在发电厂的设备上 造成设备短路而停电 请解释这是什么原因 答 这是因为石墨具有优良的导电性能 两幅明清时代祖先的古画 古画高2米 宽1米 用天然碳素粉墨画成 线条勾勒清晰 距今约有300多年的历史 是当今同类古画保存比较好的两幅 问题1 为何这些名作历经几百年甚至几千年而依然色泽鲜艳不褪色 问题2 铁路上的枕木和农田里的电线杆表面都被烧焦碳化 是为什么 我国古代一些书法家
7、画家用墨 用炭黑等制成 书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色 这是为什么呢 这是因为在常温下 碳的化学性质不活泼 碳受日光照射或与空气 水分接触 都不容易起变化的缘故 碳在常温下化学性质稳定 例如把木制的电线杆在埋入地下前 将其表面烧焦 其目的就是为了让电线杆不易腐烂 可以保存久一些 可是碳可以在氧气中燃烧 怎么可以说它化学性质稳定呢 是什么决定碳在常温下性质不活泼 而在高温下性质活泼呢 元素的化学性质和元素原子结构中哪部分关系最为密切 最外层电子数 结构决定性质 碳的化学性质 一 常温下的稳定性 二 高温下的活泼性 1 碳与氧气的反应 回忆木炭在氧气中充分燃烧的现象 发出白光 放出热量
8、生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体 二 高温下的活泼性 2 碳与某些氧化物的反应 实验观察 你观察到了什么现象 澄清石灰水 现象 黑色粉末逐渐变成光亮的红色 澄清石灰水变浑浊 化学方程式 CuO发生 反应 木炭粉有 性 作 剂 氧化铜失去 变成 得到氧变成二氧化碳 还原 还原 还原 氧 铜 碳 C 2CuO 2Cu CO2 高温 象这种 含氧化合物里的氧被夺去的反应 就叫做 还原反应 是碳使氧化铜变成单质铜的 我们则说碳具有还原性 C 2CuO2Cu CO2 高温 利用碳的还原性可以做什么用途呢 冶炼金属 把金属氧化物中的金属还原出来 例如 2Fe2O3 3C4Fe 3CO2 2WO3 3C2W 3CO2 高温 高温 2 可燃性 2CuO C2Cu CO2 3 还原性 点燃 点燃 2Fe2O3 3C4Fe 3CO2 2WO3 3C2W 3CO2 高温 高温 二 碳的化学性质 1 常温下具有稳定性 1 金刚石 石墨的物理性质和用途 一 碳的单质 3 木炭 活性炭 有吸附性 2 金刚石 石墨 C60物理性质不同的原因 碳原子排列方式不同 4 同一种元素可以组成性质不同的多种单质 二 碳的化学性质 1 常温下 化学性质稳定 2 高温下 化学性质活泼 1 跟氧气反应 可燃性 2 跟某些氧化物反应 还原性
