题1金刚石石墨和c60改

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1、课题1：金刚石、石墨和C60 碳和碳的氧化物碳和碳的氧化物1 猜谜语：猜谜语：它家孪生三兄弟，相貌悬殊同根生；它家孪生三兄弟，相貌悬殊同根生；老大通明又阔气，腰缠万贯无人比；老大通明又阔气，腰缠万贯无人比；老二黝黑又柔软，缺乏阳刚男儿气；老二黝黑又柔软，缺乏阳刚男儿气；老三长得像足球，超导方面是能手。老三长得像足球，超导方面是能手。 （猜三兄弟各是什么物质）（猜三兄弟各是什么物质）金刚石金刚石【C】石墨石墨【c】C602金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。研究表明:3 碳的单质主要包括金刚石、石墨和碳的单质主要包括金刚石、石墨和C60分子。分子。它们都是由碳元素组成的单质。它们都是由碳

2、元素组成的单质。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： 纯净的金刚石是一种无色透明的、正八面体形纯净的金刚石是一种无色透明的、正八面体形状的固体，硬度大，不导电。状的固体，硬度大，不导电。 天然采集的金刚石经过仔细天然采集的金刚石经过仔细的琢磨就会成为璀璨夺目的装饰的琢磨就会成为璀璨夺目的装饰品品钻石钻石4南非之星(Starof South Africa)(Starof South Africa).金刚石金刚石5世世界界最最大大的的钻钻石石库库利利南南 67含有杂质的金含有杂质的金刚石带有颜色刚石带有颜色钻石装饰品钻石装饰品天然金刚石钻石钻石钻石钻石钻头钻头钻头

3、钻头玻璃刀玻璃刀玻璃刀玻璃刀8用金刚石刻划玻璃用金刚石刻划玻璃切割大理石或加工坚硬的金属等切割大理石或加工坚硬的金属等9.石石 墨墨 石墨是一石墨是一种深灰色的种深灰色的有金属光泽有金属光泽而不透明的而不透明的细鳞片状固细鳞片状固体。石墨很体。石墨很软，有滑腻软，有滑腻感。感。102 2、石墨：、石墨： 深灰色的具有金属光泽而不透明的细鳞片状深灰色的具有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。质软，有滑腻感，电的良导体。固体。质软，有滑腻感，电的良导体。石墨是最软石墨是最软的矿物之一的矿物之一石墨石墨11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

4、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12 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！13 生活小运用【思考】 如果有一

5、把长期不用而生锈的铁锁，怎样可以轻易打开？ 可以把铅笔芯的粉末放到锁孔里，因为铅笔芯的成分中有石墨，石墨具有润滑性，可以做润滑剂。14金金刚刚石（石（ C C ）石墨（石墨（ C C ）色态色态 无色透明、正八面形状无色透明、正八面形状的固体的固体 深灰色、有金属色深灰色、有金属色泽泽，细鳞细鳞片状片状固体固体硬度硬度最硬最硬质软质软、滑、在、滑、在纸纸上上可留下痕迹可留下痕迹熔点熔点很高很高高、耐高温高、耐高温导电性导电性不不导电导电导电导电用途用途钻钻石、刻划玻璃、切割大石、刻划玻璃、切割大理石理石润润滑滑剂剂、铅铅笔芯、作笔芯、作电电极极15 金刚石和石墨都是由金刚石和石墨都是由金刚石和

6、石墨都是由金刚石和石墨都是由C C元素组成的，元素组成的，元素组成的，元素组成的，为什么性质会相差这么远呢？为什么性质会相差这么远呢？为什么性质会相差这么远呢？为什么性质会相差这么远呢？物质的物质的结构结构物质的物质的性质性质物质的物质的用途用途决定决定决定决定反映反映反映反映正八面体正八面体正八面体正八面体平面网状结构平面网状结构平面网状结构平面网状结构碳原子排列方式不同碳原子排列方式不同16生活中常见含石墨的物质木木炭炭焦焦炭炭炭炭黑黑活活性性炭炭17小知识小知识“碳碳”与与“炭炭”“碳碳”：涉及到元素时（如：碳原子、碳：涉及到元素时（如：碳原子、碳元素、碳单质、碳的化合物、二氧化碳、元素

7、、碳单质、碳的化合物、二氧化碳、一氧化碳等。）一氧化碳等。）“炭炭”：指物质时（如：木炭、焦炭、活性：指物质时（如：木炭、焦炭、活性炭、炭黑。）炭、炭黑。）183 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。 木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，因而具有木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，因而具有吸附能力，但活性炭的吸附能力比木炭强。吸附能力，但活性炭的吸附能力比木炭强。木炭是一种灰黑色的多孔性固体，木炭是一种灰黑色的多孔性固体，燃烧时，产生很少的烟，

8、火焰很小燃烧时，产生很少的烟，火焰很小19木炭木炭木炭木炭焦炭焦炭焦炭焦炭活性炭活性炭活性炭活性炭炭黑炭黑炭黑炭黑【思考】【思考】【思考】【思考】木炭、活性炭具有吸附性（即吸附能力）木炭、活性炭具有吸附性（即吸附能力）木炭、活性炭具有吸附性（即吸附能力）木炭、活性炭具有吸附性（即吸附能力）这是什么原因呢？这是什么原因呢？这是什么原因呢？这是什么原因呢？20活活活活性性性性炭炭炭炭冰冰冰冰箱箱箱箱去去去去味味味味剂剂剂剂食品脱色食品脱色食品脱色食品脱色活活性性炭炭防防毒毒面面具具21：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

9、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22 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?23 木炭木炭. .活性炭活性炭具有疏松多孔的结具有疏松多孔的结构，因此它具有构，因此它具有吸附能力。吸附能力。 利用利用木炭木炭. .活性炭活性炭的吸附性来吸附的吸

10、附性来吸附 色素色素. .气味和有毒气体等物质气味和有毒气体等物质。24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， 25结构结构用途用途木木 炭炭主要是由石墨的微小主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成晶体和少量杂质构成的，具有疏松多孔的的，具有疏松多孔的结构，具有吸附能力。结构，具有吸附能力。作燃料，制造黑火药，作燃料，制造黑火药，制造活性炭，冶炼金制造活性炭，冶炼金属，作吸附剂。属，作吸附剂。活活 性性炭炭净化多种气体和液体，净

11、化多种气体和液体，用于防毒面具，作吸用于防毒面具，作吸附剂附剂炭炭 黑黑制造油墨、油漆、鞋制造油墨、油漆、鞋油和颜料等，橡胶制油和颜料等，橡胶制品的填料品的填料焦焦 炭炭作燃料和冶炼作燃料和冶炼26可以收集到炭黑可以收集到炭黑 27焦炭烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050，经过干燥、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（高温干馏）。 28金金刚刚石石的的用用途途很很广广泛泛，但但天天然然存存在在的的量量很很少少，而而且且多多数数颗颗粒粒很很小小，无无法法满满足足人人们们的的需需求求。因因此此人人们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。

12、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5105109 96106109 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

13、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293.神奇的碳单质分子C60 一、碳的单质一、碳的单质请说出图文中给出的信息。C60是一种分子。每个C60的分子是由60个碳原子构成。C60分子的结构形似足球，性质很稳定。30C60C60，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。我国北京大学化学系和物年发现的。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，在以下几个方面

14、除了在超导方面的应用外，在以下几个方面 也具有广泛的应用前景：也具有广泛的应用前景：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新型的催化剂化剂光学应用光学应用对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。资料资料 C70 、C240 、C540-C6031C70C8032纳纳米米碳碳 管管33 练习钻石电炉电极不透明细鳞片状固体优良的导电性能正八面体形状固体深灰色、有金属光泽很软、有滑腻感天然存在最硬的物质无色透明1、请将下列相关的内容画连线：结构性质用途决决 定定反反 映映决决 定定反反 映映34碳单质的不同结构碳单质的不同结构碳单质的不同结构

15、碳单质的不同结构金刚石金刚石金刚石金刚石石墨石墨石墨石墨碳碳碳碳60606060原因是：虽都是由碳元素组成的单质，但碳原子的排列原因是：虽都是由碳元素组成的单质，但碳原子的排列 方式不同。方式不同。小结：金刚石、石墨和C60分子的物理性质差异较大的原因：可见：不同种元素可以组成不同物质，而同一种元素也可见：不同种元素可以组成不同物质，而同一种元素也 可以组成不同的物质可以组成不同的物质 物质的一切外在表现都是由其内在因素决定的。物质的物质的结构结构决定决定性质性质；性质性质决定决定用途用途。35 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

16、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362.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373、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

17、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质，因此用石墨人工合成金刚石是物理变化物理变化 B金刚石不导电，而石墨具有良好的金刚石不导电，而石墨具有良好的导电性导电性 C金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的产物都是二氧化碳产物都是二氧化碳 D金刚石和石墨的物理性质由较大的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成石墨的碳原子不相同384. 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

18、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840B、D39二、碳（二、碳（二、碳（二、碳（单质单质单质单质）的化学性质）的化学性质）的化学性质）的化学性质北宋画北宋画家张择家张择端绘制，端绘制，距今近距今近千年千年40两幅明清时代祖先的古画(见上图)。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.41 我国古代一些书法家、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

19、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。 42 生活小运用【思考】 例如把木制的电线杆在埋入地下前，将其表面烧焦，其目的是什么？ 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？43 请思考：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！碳原子的最外层电子数为4，既不容易得到电子，也不容易失去电子，所以常温下碳的化学性质比较稳定44结构决定性质：碳的化学性质：1、常温下的稳定性；古字画、焦木杆2、高温下的活泼性。45燃燃烧条件

20、条件化学方程式化学方程式结论启示启示在氧气中充在氧气中充分燃分燃烧C + O2 CO2（O2充足）充足） 碳具有可燃性，碳具有可燃性，条件不同，燃条件不同，燃烧产物也不相物也不相同。同。书写方程式一定要写方程式一定要注明反注明反应条件，冬条件，冬天用煤取暖一定要天用煤取暖一定要注意通注意通风。燃燃烧不充分不充分2C + O2 2CO（O2不充不充足）足）点燃点燃1）、碳具有可燃性462）碳和某些氧化物的反应：C + 2 CuO 2 Cu + CO2高温黑色粉末逐渐变成光亮的红色澄清石灰水变成白色浑浊 现象与结论：-有铜生成-有二氧化碳生成金属网罩集中火焰提高温度请看视频47观察这个方程式，看看

21、有什么特点？C + 2 CuO 2 Cu + 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。例如：氧化铜失去氧变成铜单质， 我们就说它被还原了。我会分析CuO：我的氧不见了，我终于被还原了！C：我能夺取别人的氧，能把别人还原，我的还原性很厉害吧48是碳使氧化铜变成单质铜的，我们则说碳具有还原性。C + 2 CuO 2 Cu + 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 + 3C 4Fe + 3CO2 高 温高 温CCO2 2CO此外在高温条件下还能二氧化碳变为一氧化碳49（1 1）一种元素可以形成多一种元素可以

22、形成多一种元素可以形成多一种元素可以形成多种单质。种单质。种单质。种单质。（2 2）木炭和活性炭具有吸木炭和活性炭具有吸木炭和活性炭具有吸木炭和活性炭具有吸附性。附性。附性。附性。（3 3）碳的几种单质由于原碳的几种单质由于原碳的几种单质由于原碳的几种单质由于原子的排列方式不同，物理子的排列方式不同，物理子的排列方式不同，物理子的排列方式不同，物理性质有很大的差异，但化性质有很大的差异，但化性质有很大的差异，但化性质有很大的差异，但化学性质没有差异。学性质没有差异。学性质没有差异。学性质没有差异。（4 4）碳的化学性质：稳定碳的化学性质：稳定碳的化学性质：稳定碳的化学性质：稳定性，可燃性，还原

23、性。性，可燃性，还原性。性，可燃性，还原性。性，可燃性，还原性。 50学完本课题你应该知道1 1、不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素、不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素 也可以组成不同的物质。如金刚石、石墨和也可以组成不同的物质。如金刚石、石墨和C C6060 等都是由碳元素组成的单质。等都是由碳元素组成的单质。2 2、木炭和活性炭具有吸附性。、木炭和活性炭具有吸附性。3 3、在常温下，碳的化学性质很稳定。在高温下，、在常温下，碳的化学性质很稳定。在高温下， 碳能够与很多物质起反应。碳能够与很多物质起反应。4 4、物质的性质在很大程度上决定物质的用途。、物质的性质在很大程度上决定物质的用途。511.1.请将下列物质的性质与用途的相关内容用请将下列物质的性质与用途的相关内容用直线连接起来。直线连接起来。 金刚石硬度大金刚石硬度大 冰箱除臭剂冰箱除臭剂 石墨的导电性好石墨的导电性好 切割玻璃切割玻璃 活性炭的吸附能力强活性炭的吸附能力强 干电池电极干电池电极2.2.“依靠科学战胜非典依靠科学战胜非典”佩戴一种含有活性炭佩戴一种含有活性炭的口罩可以预防的口罩可以预防“非典非典”，这是利用活性炭的，这是利用活性炭的 作用。作用。3 3、怎样用简单的方法证明金刚石，石墨都是、怎样用简单的方法证明金刚石，石墨都是由碳元素组成的？由碳元素组成的？吸附吸附课堂练习：课堂练习：52