金剛石石墨和C60

第六單元碳和碳的氧化物

§6-1金剛石、石墨和C60

自學(xué)提示:由同種元素組成的物質(zhì)一定是單質(zhì)嗎？為什么？請(qǐng)舉例。白磷紅磷氧氣O2臭氧O3由同種元素組成的物質(zhì)不一定是單質(zhì)；因?yàn)橛赏N元素組成的純凈物才叫單質(zhì)，而同一種元素可能會(huì)形成兩種或兩種以上的單質(zhì)，因此同一種元素組成的物質(zhì)可以是單質(zhì)（純凈物）也可以是幾種單質(zhì)所形成的混合物。如：金剛石、石墨和C60是同一種物質(zhì)嗎？

金剛石、石墨和C60不是同一種物質(zhì)，而是由碳元素組成的三種不同的碳單質(zhì)。（一素多物）金剛石石墨C60一、碳的單質(zhì)性質(zhì)用途

無(wú)色透明、正八面體形狀的固體，折光率2.42，具有強(qiáng)色散性。

經(jīng)仔細(xì)研磨后，成為裝飾品——鉆石。

劃玻璃、切割大理石、加工堅(jiān)硬的金屬。

自然界中存在的最硬物質(zhì)第1種碳單質(zhì)：金剛石石墨是一種深灰色的有金屬光澤而不透明的細(xì)鱗片狀固體。石墨很軟，有滑膩感。在紙上畫(huà)過(guò)能留下深灰色的痕跡。此外，石墨還具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能。石墨石墨是最軟的礦物之一第2種碳單質(zhì)：石墨石墨的用途

鉛筆芯是石墨和粘土粉末混合而成的。

石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，可以用來(lái)做電極。

石墨耐高溫，可以制成坩堝來(lái)熔煉金屬。1.在電車(chē)頂上的兩根導(dǎo)電桿跟電線接觸處分別裝上一塊石墨制成的滑塊，以保證行駛時(shí)供電。為什么要選用石墨來(lái)制滑塊？知道嗎？石墨具有潤(rùn)滑性、導(dǎo)電性。2.如果有一把長(zhǎng)期不用而生銹的鐵鎖，怎樣可以輕易打開(kāi)？

可以把鉛筆芯的粉末放到鎖孔里，因?yàn)殂U筆芯的成分中有石墨，石墨具有潤(rùn)滑性，可以做潤(rùn)滑劑。2.怎樣證明金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質(zhì)呢?

C+O2CO2

點(diǎn)燃

將純凈的金剛石和石墨在氧氣中燃燒，得到的唯一產(chǎn)物都是CO2。證明純凈的金剛石和石墨都是由碳元素組成的。1.石墨可以制成金剛石嗎？此變化是物理變化還是化學(xué)變化？石墨可以制成金剛石；此變化是化學(xué)變化。你知道嗎？石墨與少量的雜質(zhì)混在一起構(gòu)成的四種物質(zhì)：木炭、焦炭、炭黑、活性炭(它們是混合物)1、木炭與活性炭：具有疏松多孔結(jié)構(gòu)，有較強(qiáng)的吸附能力,既能吸附色素,又能吸附異味,故可用作吸附劑。2、炭黑:黑色粉末,可用于作墨汁.3、焦炭:可用于冶煉金屬.可以收集到炭黑木炭、活性炭的吸附性

右圖所示是利用了活性炭的什么性質(zhì)?吸附性防毒面具活性炭

電子顯微鏡下看到的木炭結(jié)構(gòu)

活性炭制備過(guò)程中采用高壓水蒸氣將孔中的油除去，其結(jié)構(gòu)中的外表面比木炭更大，因而活性炭的吸附性能比木炭更強(qiáng)。

木炭和活性炭具有較強(qiáng)的吸附能力是由它們疏松多孔的結(jié)構(gòu)決定的。由于它們內(nèi)部疏松多孔，因而跟氣體或溶液接觸的表面積就很大，這樣它們就很容易吸附一些氣體或色素等物質(zhì)。木炭和活性炭為什么具有吸附能力？C60是由C60分子構(gòu)成的。每個(gè)C60分子是由60個(gè)碳原子構(gòu)成的；與金剛石、石墨構(gòu)成不同，金剛石、石墨是由碳原子構(gòu)成；C60是由什么構(gòu)成的？與金剛石、石墨的構(gòu)成是否相同？自學(xué)提示第3種碳單質(zhì)：C60

由60個(gè)碳原子構(gòu)成的一個(gè)分子，結(jié)構(gòu)類(lèi)似足球，又名足球烯。良好的超導(dǎo)體。現(xiàn)在還發(fā)現(xiàn)了C120、C240、C540等碳單質(zhì)碳單質(zhì)的不同結(jié)構(gòu)金剛石石墨C60

觀察金剛石、石墨和C60的微觀結(jié)構(gòu)圖，分析它們物理性質(zhì)存在差異的原因是什么？碳原子的排列方式不同。試一試“鉆石恒久遠(yuǎn)，一顆永流傳”（鉆石的主要成分是C）這句廣告詞說(shuō)明碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)＿＿＿＿＿。不活潑

紙都黃了字畫(huà)為什么卻不褪色?北宋黃庭堅(jiān)用墨（用炭黑等制成）寫(xiě)的字古代的畫(huà)為什么碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑?

你還記得我嗎？最外層電子數(shù)決定元素化學(xué)性質(zhì)碳原子最外層有4個(gè)電子，它要成為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，得4個(gè)或失4個(gè)電子都不容易，所以化學(xué)性質(zhì)不活潑考考你

如果升高溫度,碳是否會(huì)發(fā)生反應(yīng)呢?碳具有可燃性

木炭在氧氣中燃燒，發(fā)出白光，放出熱量，生成一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體C+O2CO2點(diǎn)燃二、單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)

當(dāng)氧氣不充足時(shí)，碳燃燒生成一氧化碳，同時(shí)放出熱量。2C+O22CO點(diǎn)燃碳具有可燃性使用煤爐時(shí)應(yīng)注意??????1.碳跟氧氣的反應(yīng)

可燃性C+O2CO2點(diǎn)燃2C+O22CO點(diǎn)燃氧氣充足氧氣不足量變引起質(zhì)變實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:黑色粉末逐漸變成紅色，澄清石灰水變渾濁?；瘜W(xué)方程式：C+2CuO===2Cu+CO2↑

高溫2、碳與氧化銅的反應(yīng)氫氣也能還原氧化銅，你會(huì)寫(xiě)化學(xué)方程式嗎？H2+CuO===Cu+H2O△什么是還原反應(yīng)？高溫3C+2Fe2O3

====4Fe+3CO2

比較碳與炭的區(qū)別：“碳”：“炭”：是元素的名稱，是核電荷數(shù)為6的一類(lèi)原子的總稱。比如：碳元素、碳單質(zhì)、含碳化合物、一氧化碳。（這兒不能用“炭”）表示由碳元素組成的某種具體物質(zhì)—木炭、活性炭、焦炭、炭黑等。一般在未指明具體單質(zhì)時(shí)，習(xí)慣上用碳，如“熾熱的碳”“當(dāng)碳燃燒時(shí)”。C+CO22CO高溫練習(xí)

2.據(jù)報(bào)導(dǎo),我國(guó)已實(shí)施了煤的地下氣化，方法之一是將空氣鼓入煤層,在一定條件下,得到大量含一氧化碳的煤氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式是（）1.木制的電線桿在埋入地下前，將其表面燒焦的目的是什么？

把電線桿燒焦后木頭變成木炭,由于碳的穩(wěn)定性,可以保存較長(zhǎng)時(shí)間2C+O2

2CO點(diǎn)燃3、金剛石和石墨的物理性質(zhì)有很大的差異的原因是（）

A.金剛石不含雜質(zhì)，而石墨含雜質(zhì)

B.金剛石是單質(zhì)，而石墨是化合物

C.金剛石和石墨里碳原子的排列方式不同

D.金剛石和石墨是由不同元素組成的C4、下列物質(zhì)中肯定是純凈物的是()(1)木炭(2)只含一種元素的物質(zhì)

(3)金剛石(4)黑火藥(5)鉛筆芯

A.(1)(2)(4)B.(2)(3)(5)C.(2)(3)D.(3)D5.家用凈水器常用活性炭作凈水劑,這是因?yàn)榛钚蕴?)A.可作催化劑B.疏松多孔,吸附性強(qiáng).C.無(wú)毒D.可以吸附水中的不潔物質(zhì)6.將下列左邊物質(zhì)與右邊的用途用線連接起來(lái)石墨冰箱去味劑炭黑作電極金剛石冶煉金屬焦炭制油墨活性炭作鉆頭B開(kāi)拓題：

現(xiàn)有三種黑色粉末，分別是二氧化錳、木炭粉、氧化銅粉末，如何用實(shí)驗(yàn)方法，將其中的二氧化錳識(shí)別出來(lái)？

將三種黑色粉末兩兩混合，分別高溫灼燒，有一組粉末有紅色物質(zhì)出現(xiàn)，未參與該組組合的黑色粉末為二氧化錳。談一談你的收獲！實(shí)驗(yàn)中你有什么收獲和感想？與大家分享一下！作業(yè):P112T1、3、7

基礎(chǔ)訓(xùn)練記憶要點(diǎn)本節(jié)課應(yīng)掌握的主要內(nèi)容有:1.金剛石、石墨的物理性質(zhì)和用途。金剛石很硬用途:刻劃玻璃、鉆頭導(dǎo)電用途:電極石墨質(zhì)軟用途:制鉛筆芯潤(rùn)滑性用途:高溫條件下作潤(rùn)滑劑2.金剛石、石墨物理性質(zhì)不同的原因：

碳原子排列方式不同．無(wú)定形碳的種類(lèi)：木炭．焦炭．活性炭．炭黑性質(zhì)：木炭．活性炭有吸附性

高溫①可燃性2CuO+C