金剛石石墨課件

1、金剛石、金剛石、石墨、石墨、C60C60由同種元素組成的由同種元素組成的純凈物純凈物叫做什么叫做什么?-單質單質同種元素可以組成不同的單質嗎同種元素可以組成不同的單質嗎?-可以可以!例如例如: :氧元素組成氧氣和臭氧，磷元素組成紅磷和白磷。碳元素可組成不同的物質嗎？C60C C6060一、碳的單質 金金 剛剛 石石 高貴而華麗的碳單質高貴而華麗的碳單質無色透明，正八面體無色透明，正八面體經(jīng)加工有經(jīng)加工有奪目的光奪目的光澤澤自然界中存在自然界中存在的最硬物質的最硬物質 為什么金剛石是自然界中最硬的物質? 決定決定結構結構決定性質性質赫迪夫赫迪夫鉆石鉆石茵爾多鉆石茵爾多鉆石金剛石的用途裝飾品鉆石鉆

2、頭、玻璃刀鑲金剛石的鉆頭碳原子在空間構成碳原子在空間構成連連續(xù)的，三角形的網(wǎng)狀續(xù)的，三角形的網(wǎng)狀結構結構所以其質地堅硬。所以其質地堅硬。金剛石中碳原子的排列金剛石中碳原子的排列想一想一想想1 1、金剛石能制作成華麗高貴的鉆、金剛石能制作成華麗高貴的鉆石是由什么性質決定的？石是由什么性質決定的？答：無色透明、加工后有奪目的光澤答：無色透明、加工后有奪目的光澤2 2、為什么金剛石能制作成堅硬的鉆、為什么金剛石能制作成堅硬的鉆頭和玻璃刀？頭和玻璃刀？答：金剛石是自然界存在答：金剛石是自然界存在的最硬物質的最硬物質碳的單質石 墨 多才多藝的碳單質 深灰色、有金屬光澤。不透明、細鱗片狀固體。很軟有滑膩感

3、具有優(yōu)良的導電性能石墨的物理性質石墨的用途石墨的用途石墨用于石墨用于制鉛筆芯制鉛筆芯石墨石墨電極電極石墨潤滑劑石墨潤滑劑鉛筆小知識鉛筆小知識 鉛筆上的鉛筆上的“B”B”是英文是英文“Black”Black”的第一的第一個字母，在鉛筆中表示個字母，在鉛筆中表示“軟軟”；“H”H”是英文是英文“Hard”Hard”的第一個字母，在鉛筆中表示的第一個字母，在鉛筆中表示“硬硬”。鉛筆為什么有軟和硬和差別呢？這是因為石墨鉛筆為什么有軟和硬和差別呢？這是因為石墨太軟，光用石墨做筆芯，既易斷也易磨損，因太軟，光用石墨做筆芯，既易斷也易磨損，因此，生產上常在石墨粉末中摻進一些粘土此，生產上常在石墨粉末中摻進一

4、些粘土 粉末粉末以增加硬度。粘土摻得越多，鉛筆就越硬；粘以增加硬度。粘土摻得越多，鉛筆就越硬；粘土摻得越少，鉛筆就越軟。土摻得越少，鉛筆就越軟。 想一想，想一想，“6B”6B”、“6H”6H”與與“HB”HB”三種三種類型的鉛筆，哪種鉛筆最硬？哪種鉛筆最軟？類型的鉛筆，哪種鉛筆最硬？哪種鉛筆最軟？為什么石墨很軟？為什么石墨很軟？石墨結構石墨結構層狀結構 石墨的碳原子石墨的碳原子呈呈平面層狀結構平面層狀結構, ,層層與層之間作用力與層之間作用力小，所以質軟。小，所以質軟。有滑感。有滑感。想一想1 1、石墨可用于制鉛筆芯是由什么性質決、石墨可用于制鉛筆芯是由什么性質決定的？定的？2、石墨可用于制電

5、極是由什么性質決定的？3、石墨可用于制潤滑劑是由什么性質決定的？答：深灰色且很軟。答：深灰色且很軟。答：石墨具有優(yōu)良的導電性能。答：石墨有滑膩感。性質用途決定再想一想 金剛石和石墨都是由碳元素組成的金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質，為什么它們的性質不同？單質，為什么它們的性質不同？結構結構決定性質性質金剛石金剛石石石 墨墨結結 構構立體網(wǎng)狀結構立體網(wǎng)狀結構平面層狀結構平面層狀結構外外 觀觀光光 澤澤硬硬 度度導電性導電性導熱性導熱性用用 途途比較金剛石、石墨的結構：比較金剛石、石墨的結構：金剛石結構金剛石結構石墨結構石墨結構正八面體結構層狀結構金剛石的碳原子在空間構金剛石的碳原子在空間構成連

6、續(xù)的，堅固的骨架的成連續(xù)的，堅固的骨架的結構，所以堅硬。結構，所以堅硬。 石墨的碳原子呈平面層狀石墨的碳原子呈平面層狀結構結構, ,層與層之間作用力小，層與層之間作用力小，所以質軟。有滑感。所以質軟。有滑感。 因為因為碳原子的排列方碳原子的排列方式不同式不同，所以金剛石和石，所以金剛石和石墨的物理性質有很大差異墨的物理性質有很大差異記記結構決定性質生活中常見含石墨的物質生活中常見含石墨的物質木木炭炭焦焦炭炭炭炭黑黑活活性性炭炭石墨與少量的雜質混在一起構成的四種物質：石墨與少量的雜質混在一起構成的四種物質：木炭、木炭、 焦炭、焦炭、 炭黑、炭黑、 活性炭活性炭1、木炭與活性炭：、木炭與活性炭：

7、具有疏松多孔結構，有較強的吸附能具有疏松多孔結構，有較強的吸附能 力力,既能吸附氣體氣味既能吸附氣體氣味,又能吸附顔色又能吸附顔色,故可故可用作吸附劑。用作吸附劑。2、炭黑、炭黑:黑色粉末黑色粉末,可用于作墨汁可用于作墨汁.3、焦炭、焦炭:可用于冶煉金屬可用于冶煉金屬.木炭能吸附紅墨水嗎？現(xiàn)象：現(xiàn)象：紅色逐漸褪去紅色逐漸褪去分析：分析：木炭具有疏松多孔的結構，表面積很木炭具有疏松多孔的結構，表面積很大，具有較強的吸附性，能將紅墨水大，具有較強的吸附性，能將紅墨水吸附在木炭多孔性結構中。吸附在木炭多孔性結構中。加熱后的木炭防毒面具里的濾毒罐防毒面具里的濾毒罐冰箱中的除異味劑制糖工業(yè)的脫色劑活性炭

8、活性炭防毒面具防毒面具濾毒罐濾毒罐活性炭的活性炭的吸附吸附作用比木炭還作用比木炭還要強，要強，防毒面防毒面具里的濾毒罐具里的濾毒罐就是利用活性就是利用活性炭來吸附毒氣炭來吸附毒氣的的 輔助輔助材料材料“炭炭”：不是化學用語，無定形炭是人工制造的：不是化學用語，無定形炭是人工制造的碳單質，都含有少量雜質為表示區(qū)別，常寫：木碳單質，都含有少量雜質為表示區(qū)別，常寫：木炭，活性炭，活性 炭，焦炭，炭黑等。炭，焦炭，炭黑等?！疤继肌保禾荚兀瑢儆诨瘜W用語。在書寫元素名稱：碳元素，屬于化學用語。在書寫元素名稱 和碳的單質及碳的化合物等用到。和碳的單質及碳的化合物等用到。第第3種碳單質：種碳單質： 神奇的碳

9、單質神奇的碳單質C60由由60個碳原子構成的一個分子，結構類似足球，又名足個碳原子構成的一個分子，結構類似足球，又名足球烯。良好的超導體，使超導體的溫度為球烯。良好的超導體，使超導體的溫度為12.8K。一種分子一種分子性質很穩(wěn)定性質很穩(wěn)定C60的平面圖的平面圖C60的立體圖的立體圖廣泛的應用前景：廣泛的應用前景： 氣體貯存，有感覺功能的傳感器，增強金屬的強度，新氣體貯存，有感覺功能的傳感器，增強金屬的強度，新型的催化劑，光學應用型的催化劑，光學應用, ,殺傷癌細胞。殺傷癌細胞。C70更新的碳單質：更新的碳單質：C240C540C70碳納米管碳納米管用途：材料科用途：材料科學、超導體。學、超導體

10、。 隨著科學技術的不斷進步，隨著科學技術的不斷進步，探究的不斷深入，新的碳單探究的不斷深入，新的碳單質不斷發(fā)現(xiàn)，碳單質的家屬質不斷發(fā)現(xiàn)，碳單質的家屬會不斷壯大。會不斷壯大。 【課堂小結課堂小結】 1 1、金剛石、石墨和、金剛石、石墨和C C6060都是碳元素組成的單質都是碳元素組成的單質 2 2、物質的結構、性質和用途之間的關系是、物質的結構、性質和用途之間的關系是結構 性質 用途 決定決定決定決定體現(xiàn)體現(xiàn)體現(xiàn)體現(xiàn)碳元素形成的單質碳元素形成的單質金剛石金剛石石墨石墨C60同種元素同種元素不同種單質不同種單質原因：碳原子排列方式不同原因：碳原子排列方式不同【練習練習】1、某物質經(jīng)分析測定后得知僅

11、含一種元素，、某物質經(jīng)分析測定后得知僅含一種元素，則此物質則此物質A、一定是一種單質、一定是一種單質B、一定是一種純凈物、一定是一種純凈物C、一定是一種混合物、一定是一種混合物D、可能是混合物，也可能是純凈物、可能是混合物，也可能是純凈物2、下列各組物質屬于同種物質的是、下列各組物質屬于同種物質的是A、水和冰、水和冰 B、金剛石和石墨、金剛石和石墨C、紅磷和白磷、紅磷和白磷D、氧氣和臭氧、氧氣和臭氧DA 3 3、石墨除了做鉛筆芯，還可以做電池的電極，石墨除了做鉛筆芯，還可以做電池的電極，想一想，想一想，你們的鉛筆盒里的鉛筆芯有沒有導電性你們的鉛筆盒里的鉛筆芯有沒有導電性？結論：鉛筆芯接通電源后

12、，也可以使燈泡發(fā)亮。結論：鉛筆芯接通電源后，也可以使燈泡發(fā)亮。故鉛筆芯也具有導電性。故鉛筆芯也具有導電性。 4 4、如果有一把長期不用而生銹的鐵鎖，怎樣如果有一把長期不用而生銹的鐵鎖，怎樣輕易打開它呢？想一想？輕易打開它呢？想一想？ 把鉛筆芯的粉末放到鎖孔里。因為鉛筆的成把鉛筆芯的粉末放到鎖孔里。因為鉛筆的成分里有石墨，石墨具有潤滑性，可以做潤滑劑。分里有石墨，石墨具有潤滑性，可以做潤滑劑。 5、C60中中60表示什么？表示什么？C C6060是單質還是化合物？是單質還是化合物？ 一個一個C60分子中含有分子中含有6060個碳原子，單質。個碳原子，單質。6、 的元素可以組成不同的物質，的元素可

13、以組成不同的物質， 元素也可以元素也可以 組成不同的物質。如金剛石、石墨和組成不同的物質。如金剛石、石墨和C60分子等都是由分子等都是由 組成的單質。組成的單質。不同不同同一種同一種碳元素碳元素7、新型材料碳納米管是由碳元素組成的純凈物，、新型材料碳納米管是由碳元素組成的純凈物，則碳納米管是一種則碳納米管是一種 A A 、單質、單質 B B 、氧化物、氧化物 C C、化合物、化合物 D D、金屬、金屬高溫高壓、催化劑高溫高壓、催化劑1、 繼發(fā)現(xiàn)繼發(fā)現(xiàn)C60后后C70也已經(jīng)制得，下列有關也已經(jīng)制得，下列有關C70的說法正確的說法正確的是的是( ) A. 它是一種化合物它是一種化合物B. 它是一種

14、單質，并且它是有它是一種單質，并且它是有C70分子構成的。分子構成的。C. 它是一種混合物它是一種混合物D. 它的相對分子質量是它的相對分子質量是840B、DD動動手動動手 你也行你也行1、下列幾種情況，能證明、下列幾種情況，能證明“金剛石和石墨是由金剛石和石墨是由相同元素組成相同元素組成”的事實是（的事實是（ ） A. 它們的熔點相同它們的熔點相同 B. 都不溶于水都不溶于水 C. 石墨在一定條件下可轉化為金剛石石墨在一定條件下可轉化為金剛石 D. 完全燃燒后都得同一產物完全燃燒后都得同一產物CO2 2、碳元素有金剛石、石墨等多種單質，下列關、碳元素有金剛石、石墨等多種單質，下列關于碳單質的

15、敘述正確的是于碳單質的敘述正確的是 （ ）A 都是黑色固體都是黑色固體 B碳原子排列方式都相同碳原子排列方式都相同 C在氧氣中充分燃燒時都生成二氧化碳在氧氣中充分燃燒時都生成二氧化碳 D都能使紅墨水褪色都能使紅墨水褪色練練 習習動動手動動手 你也行你也行DC王羲之的王羲之的 字畫卻不褪色字畫卻不褪色?紙都黃了紙都黃了墨的主要墨的主要成分是碳成分是碳想一想一、穩(wěn)定性：一、穩(wěn)定性： 常溫下不易與其他物常溫下不易與其他物質發(fā)生反應。質發(fā)生反應。 單質碳的化學性質單質碳的化學性質1 1、使用木質電線桿時，常把埋、使用木質電線桿時，常把埋在地下部分表面燒焦在地下部分表面燒焦, ,形成炭層形成炭層經(jīng)久耐用

16、，這是利用了碳在常經(jīng)久耐用，這是利用了碳在常溫下具有溫下具有_性。性。穩(wěn)定穩(wěn)定為什么為什么在常溫下碳化學性質在常溫下碳化學性質 不活潑不活潑? ? 原子最外層電子數(shù)原子最外層電子數(shù)決定決定元素的化學性質元素的化學性質化學性質化學性質碳原子的最外層有碳原子的最外層有4 4個電子，個電子，它要成為穩(wěn)定結構，它要成為穩(wěn)定結構，得得4 4個個或失或失4 4個電子都不容易個電子都不容易，所，所以化學性質不活潑以化學性質不活潑如果如果溫度溫度升高升高, ,碳是碳是否會發(fā)生反應呢否會發(fā)生反應呢? ?考考你考考你二、 木炭在氧氣中燃燒可燃性可燃性現(xiàn)象：發(fā)出白光現(xiàn)象：發(fā)出白光 放出熱量放出熱量 2C +O2 2

17、CO點燃點燃碳跟氧氣的反應碳跟氧氣的反應可燃性可燃性C +O2 CO2點燃點燃充分燃燒充分燃燒不充分燃燒不充分燃燒三、碳跟某些氧化物反應碳跟某些氧化物反應C+CuO澄清澄清石灰水石灰水1.澄清的石澄清的石灰水變渾濁灰水變渾濁2.黑色的粉末黑色的粉末變成變成光亮紅色光亮紅色 現(xiàn)象：現(xiàn)象：反應裝置：反應裝置：固固+ +固加熱形固加熱形（1）鐵絲網(wǎng)鐵絲網(wǎng)2 2、還原性、還原性:(:(與某些氧化物反應與某些氧化物反應) )木炭還原氧化銅：木炭還原氧化銅：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

18、的 石灰水變渾濁。石灰水變渾濁。原理：原理：C + 2CuO2Cu + CO2高溫高溫注意事項：注意事項：（1）酒精燈上加鐵絲網(wǎng)是為了使火焰集）酒精燈上加鐵絲網(wǎng)是為了使火焰集中，從而提高溫度。中，從而提高溫度。（2）試管口略向下傾斜，試管口的導管）試管口略向下傾斜，試管口的導管不要伸入太長。不要伸入太長。（3）實驗完畢后，要先撤導管后熄燈。）實驗完畢后，要先撤導管后熄燈。（4）要待試管冷卻后再把試管里的粉末）要待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上觀察。倒在紙上觀察。三、三、(1)(1)碳跟氧化銅反應碳跟氧化銅反應2CuO+C = 2Cu+CO2高溫高溫2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2高溫高

19、溫應用：應用：冶煉金屬冶煉金屬還原性還原性(2)(2)碳跟氧化鐵反應碳跟氧化鐵反應觀察這兩個方程式，看看有什么特點？觀察這兩個方程式，看看有什么特點？C + 2 CuO 2 Cu + CO2高高 溫溫3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2高溫高溫 碳碳使氧化銅變成單質銅的使氧化銅變成單質銅的 我們則說我們則說碳碳具有具有還原性。還原性。（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: 高溫高溫 高溫高溫C +Fe2O3 = C+Fe3O4 = 碳可以還原其它金屬氧化物，寫碳可以還原其它金屬氧化物，寫出下列反應方程式：出下列反應方程

20、式：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。 3C+2Fe2O3 = 4Fe+3CO2 高溫高溫 2C+Fe3O4 = 3Fe+2CO2 高溫高溫單質碳的化學性質：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 C

21、O2點燃點燃2CO2 2CO點燃點燃C2CuO 2CuCO2高溫高溫C CO2 2CO高溫高溫5.5.金剛石、石墨、金剛石、石墨、C C6060、C C7070都是碳元素組都是碳元素組成的單質，關于它們的說法正確的是成的單質，關于它們的說法正確的是（填序號）（填序號）A . 碳原子的排列方式不同碳原子的排列方式不同B . 化學性質相似化學性質相似C . 物理性質相似物理性質相似 D . 是同一種物質是同一種物質E . 完全燃燒都生成二氧化碳完全燃燒都生成二氧化碳 F . 都是黑色固體都是黑色固體A A、B B 、E E5、試管內有黑色粉末，加熱后變成紅色固體，、試管內有黑色粉末，加熱后變成紅色固體，同時生成使澄清石灰水變渾濁的氣體，這黑同時生成使澄清石灰水變渾濁的氣體，這黑色粉末是色粉末是 （ ）A、氧化銅、氧化銅 B、四氧化三鐵與木炭粉、四氧化三鐵與木炭