1、,第六单元 碳和碳的氧化物,课题1 金刚石、石墨和C60,我们已经学习过，单质是由同种元素组成的纯净物。 那可不可以这样说： 由同种元素组成的纯净物是单质？,错！,实际上，同一种元素可能组成不同的单质，如氧元素可以组成氧气（O2）和臭氧（O3），磷元素可以组成红磷和白磷。碳元素也一样可以组成不同的单质。,红磷,白磷,同学们可能都看过电影泰坦尼克号，知道女主人公佩戴的“海洋之星”钻石是由天然金刚石打磨而成的，那么你们知道天然金刚石的成分是什么吗？,天然金刚石是碳元素的一种单质。,观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？,1.金刚石,纯净的金刚石是一种无色透明的、正八面体形状的固体。,一,未加
2、工的钻石,加工后的钻石,天然采集到的金刚石并不带闪烁的光泽。需要经过仔细琢磨成许多面后，才成为璀璨夺目的装饰品钻石。,观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？,金刚石是天然存在的最硬的物质。人们利用这一特性，制造出人工金刚石用来刻划玻璃，切割大理石，加工金属，也可把它装在钻探机的钻头上，钻凿坚硬的岩层等。,(1) 金刚石的物理性质和用途,无色透明、正八面体形状的固体,硬度大,钻石饰品,玻璃刀,钻探机钻头,结构,用途,性质,硬度大,决定,决定,(2) 金刚石的性质和用途的联系,观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？,2.石墨,石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的细鳞片状固体。,观察下列图
3、片，想一想，你从中获得了哪些信息？,石墨质软，有滑腻感，是电的良导体。,石墨的物理性质和用途,铅笔芯,润滑剂,电极,滑腻感,能导电,深灰色有金属光泽但不透明,质软,生活中常见的含石墨的物质,木炭,焦炭,炭黑,活性炭,实验探究木炭的吸附性,实验操作：在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色。投入几块烘烤过的木炭（或活性炭），轻轻振荡锥形瓶，观察现象。,实验现象：红色逐渐褪去,注意：实验中发生的是物理变化,显微镜下的木炭的结构,疏松多孔的结构,为什么木炭会具有吸附性呢？,金刚石和石墨的物理性质和用途,无色透明 正八面体状固体,深灰色细鳞片状 固体,加工琢磨后 有夺目光泽,有金属光泽,
4、天然存在的最硬物质,质软,无,良好,电极、铅笔芯、润滑剂等,钻头、刻刀、 装饰品等,3. C60,每个C60分子是由60个碳原子构成的，结构类似足球，又名足球烯，性质稳定，在材料科学、超导体方面有广阔的前景。,C60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： 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； 对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。,碳单质的研究进展,除金刚石、石墨和C60外，一些以新的形态存在的碳单质又相继被发现，如碳纳米管、C70、C240、C540等。,C70,碳纳米管,C540,C240,金刚石结构,问题1：金刚石、石墨、C60都是由碳元素组
5、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。,C60结构,石墨结构,金刚石结构,C60结构,石墨结构,结构,决定,性质,决定,用途,体现,体现,问题2：金刚石、石墨、C60它们的结构、性质和用途之间有什么联系呢？,例1 下列关于金刚石、石墨、C60的说法不正确的是（ ） A.它们都是电的良导体 B.石墨质软，可作铅笔芯 C.C60是一种新型的单质 D.金刚石硬度大，可切割大理石,A,例2 除去冰箱里的异味，常使用由活性炭制成的除味剂，是因为活性炭具有 吸附 性，发生的是 变化（填“物理”或“化学”）；金刚石质地坚硬，可切割玻璃，而石墨质地柔软，可制铅笔芯
6、，造成这种差异的根本原因是 。,物理,碳原子的排列方式不同,1.科学家预测:除C60外,具有封闭笼状结构的还可能有 C28、C32、C50、C70、C84等，下列说法正确的是（ ）,A.它们都是由碳元素组成 B.它们的性质相同 C.它们是新型的化合物 D.它们的用途相同,A,2.军事上有一种石墨纤维炸弹，爆炸后可以产生很多石墨纤维，主要用于攻击电力设施使其短路。这主要利用了石墨的什么性质 （ ） A.质软 B.导电性良好 C.有滑腻感 D.有金属光泽,B,思考：在高温下，碳的化学性质如何呢？,问题1：古代字画历经几百年甚至几千年而依然不褪色，你知道其中的原因吗？,碳在常温下化学性质不活泼，所以
7、用墨书写或绘制的古代字画能长久保存而不褪色。,二,1.碳与氧气的反应（可燃性）,回忆木炭在氧气中充分燃烧的现象：,发出白光，放出热量，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。,化学方程式：,木炭在氧气中不充分燃烧时，生成一氧化碳。,化学方程式：,2.碳与某些氧化物的反应（还原性）,你观察到了什么现象？,现象：,黑色粉末逐渐变成光亮的红色，澄清石灰水变浑浊,分析：,实验注意事项：,（1）组装仪器后，先检查装置的气密性； （2）反应所用的木炭粉要事先烘干，且用量要稍多于理论用量，使氧化铜完全反应； （3）有条件的情况下使用酒精喷灯加热，若使用酒精灯，应在火焰上加金属网罩； （4）实验结束停止加热时，要
8、先撤出石灰水中的导气管，再撤走热源。,这种含氧化合物里的氧被夺去的反应叫作还原反应。,氧化铜失去 变成 , 得到氧变成二氧化碳。,氧,铜,碳,在上述反应里：碳是还原剂，在反应中被氧化；氧化铜是氧化剂，在反应中被还原。,实验原理,3.碳的还原性的应用,a.焦炭炼铁,b.碳还原二氧化碳,金刚石与石墨混合在一起,组成的物质是单质还是混合物?,甲生:是单质。因为金刚石是碳的单质,石墨也是碳的单质,它们混合在一起,仍只含一种元素,所以仍是单质。 诊断:_,乙生:是混合物。金刚石、石墨都是碳的单质,但它们是两种不同的物质。所以它们混合在一起不是单质而是混合物。 诊断：_,结论：乙同学的观点是正确的,金刚石
9、和石墨都是由一种元素组成,但它们是两种不同的物质(这是由各自本身的结构决定的)，所以它们混合在一起是混合物。因此判断单质必须强调是纯净物。一种元素可以形成多种不同的单质，某物质中只含一种元素,也不一定是纯净物。,例题 下列对一些事实的解释错误的是（ ）,C,1.“钻石恒久远，一颗永流传。”这句广告词被评为20世纪的经典广告之一。该广告能体现的钻石的性质是( ) A.硬度大 B.不能导电 C.化学性质稳定 D.熔点低,C,2.用木炭还原氧化铜的实验如图所示。,（1）酒精灯加灯罩的目的是 。 （2）加热一段时间后，可观察到的现象是 。 （3）请写出实验中C发生反应的化学方程式： 。,使火焰集中，提高温度,黑色固体变为红色，澄清石灰水变浑浊,常温下：化学性质稳定,跟氧气反应可燃性,跟某些氧化物反应还原性,碳单质,物理性质和用途,金刚石：无色透明的固体，硬度大，用于切割玻璃、制作钻头，作装饰品等,石墨：深灰色、有金属光泽的不透明固体，质软，导电性优良，可作电极、铅笔芯、润滑剂等,C60：分子形状酷似足球，有特殊的物理性质和化学性质，在超导、催化、材料方面应用前景很广,化学性质,高温下,