第六单元第六单元课题课题课题课题1 1 1 1 金刚石、石墨和金刚石、石墨和金刚石、石墨和金刚石、石墨和C C C C60606060由同种元素组成的由同种元素组成的纯净物纯净物叫做什么叫做什么?-单质单质同种元素可以组成不同的单质吗同种元素可以组成不同的单质吗?-可以可以!例如例如: :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碳元素也可以组成不同的单质! !金刚石、石墨和金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。都是由碳元素组成的单质。研究表明研究表明:世世界界最最大大的的宝宝石石金金刚刚石石库库利利南南南非之星( (StarofStarof South Africa) South Africa)金刚石的碳原子在金刚石的碳原子在空间构成空间构成连续的，坚固连续的，坚固的骨架的骨架的结构，所以的结构，所以坚坚硬。硬。一一:碳的单质碳的单质1 1、金刚石、金刚石 高贵华丽的碳单质高贵华丽的碳单质高贵华丽的碳单质高贵华丽的碳单质性质性质用途用途金金刚刚石石 纯净的金刚石是无色纯净的金刚石是无色透明正八面体形状的透明正八面体形状的固体。固体。经过仔细琢磨后，可以成为璀璨夺目的经过仔细琢磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品装饰品钻石。钻石。自然界存在的自然界存在的最硬的物质最硬的物质(质坚硬质坚硬)划玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，划玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，装在钻探机的钻头上钻凿坚硬的岩层。装在钻探机的钻头上钻凿坚硬的岩层。1 1、金刚石、金刚石 高贵华丽的碳单质高贵华丽的碳单质高贵华丽的碳单质高贵华丽的碳单质 是一种深灰色的有是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细金属光泽而不透明的细鳞片状固体。鳞片状固体。 石墨很软，有滑石墨很软，有滑腻感。腻感。在纸上画过能留在纸上画过能留下深灰色的痕迹。下深灰色的痕迹。 此外，石墨还具此外，石墨还具有优良的导电性能。有优良的导电性能。 2、石墨、石墨 石墨的碳原子石墨的碳原子呈呈平面层状结构平面层状结构, ,层与层与层之间作用力小，所层之间作用力小，所以以质软。有滑感。质软。有滑感。性质性质用途用途石石墨墨深灰色，有金属光泽，深灰色，有金属光泽，不透明的细磷片状固体，不透明的细磷片状固体，质软质软(在纸上画过能留下在纸上画过能留下深灰色的痕迹深灰色的痕迹)。铅笔芯铅笔芯能导电能导电电极电极滑腻滑腻润滑剂润滑剂铅笔中的铅笔中的HB：H H代表代表HardHard，坚硬的；，坚硬的；B B代表代表BlackBlack，黑的。，黑的。6B6B最软，颜色最深；最软，颜色最深；6H6H最硬，最硬，HBHB软硬适中。软硬适中。铅笔里面其实不含铅，铅笔里面其实不含铅，是是石墨和黏土石墨和黏土混合而成的混合物混合而成的混合物生活生活小运用【思考思考】如果有一把长期不用而生如果有一把长期不用而生锈的铁锁，怎样可以轻易锈的铁锁，怎样可以轻易打开？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。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【讨论讨论】都是由碳元素组成的单质，物理都是由碳元素组成的单质，物理性质为什么会有如此大的差异？性质为什么会有如此大的差异？金刚石结构图金刚石结构图石墨结构图石墨结构图 碳单质的物理性质不同，是因为碳原子的排碳单质的物理性质不同，是因为碳原子的排列不同列不同碳碳碳碳60606060结构图结构图结构结构性质性质用途用途决定决定决定决定反映反映反映反映判断同种物质的标准：判断同种物质的标准：1、组成元素相同、组成元素相同2、原子结构相同、原子结构相同 木炭木炭主要是由石墨的主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，微小晶体和少量杂质构成的，具有疏松多孔的结构，因此具有疏松多孔的结构，因此它具有它具有吸附能力。吸附能力。 利用木炭的这个性质利用木炭的这个性质来来吸附吸附一些食品和工业产品一些食品和工业产品里的里的色素色素，也可以用它来吸，也可以用它来吸附附有异味的物质有异味的物质。可以收集到碳黑可以收集到碳黑在自来水厂净化水的过程中在自来水厂净化水的过程中,用到一种用到一种有有吸附作用吸附作用的物质的物质,请问这种物质是什么请问这种物质是什么?活性炭活性炭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。 木炭、活性炭的吸附性木炭、活性炭的吸附性 木炭和活性炭都是由石墨的木炭和活性炭都是由石墨的微小晶粒和少量杂质构成的。微小晶粒和少量杂质构成的。 电电子显微子显微镜下看镜下看到的木到的木炭结构炭结构 如果将如果将1 cm3的的木炭的表面积平铺开木炭的表面积平铺开来，约有一个标准足来，约有一个标准足球场那样大。球场那样大。讨论：讨论：讨论：讨论：你认为吸附的你认为吸附的你认为吸附的你认为吸附的 过程是物理变化，过程是物理变化，过程是物理变化，过程是物理变化， 还是化学变化呢？还是化学变化呢？还是化学变化呢？还是化学变化呢？ 你的根据是什么？你的根据是什么？你的根据是什么？你的根据是什么？木木木木 炭炭炭炭 的的的的 用用用用 途途途途高性能木炭填充的枕头高性能木炭填充的枕头高性能木炭填充的枕头高性能木炭填充的枕头木炭做成的木炭做成的木炭做成的木炭做成的小盆饰小盆饰小盆饰小盆饰活性炭的用途活性炭的用途活性炭的用途活性炭的用途食品脱色食品脱色食品脱色食品脱色冰冰冰冰箱箱箱箱去去去去味味味味剂剂剂剂3. 神奇的碳单质分子神奇的碳单质分子C60 一、碳的单质一、碳的单质一、碳的单质一、碳的单质 请请说出图说出图文中给文中给出的信出的信息。息。 C60是是一种分子一种分子。 每个每个C60的分子是由的分子是由60个碳原子构成。个碳原子构成。 C60分子的结构形似足球，分子的结构形似足球，性质很稳定性质很稳定。C60的平面图的平面图C60的立体图的立体图广泛的应用前景：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，光学应用型的催化剂，光学应用, ,杀伤癌细胞。杀伤癌细胞。C70更新的碳单质：更新的碳单质：C240C540 练练 习习钻钻 石石电炉电极电炉电极不透明细鳞片状固体不透明细鳞片状固体优良的导电性能优良的导电性能正八面体形状固体正八面体形状固体深灰色、有金属光泽深灰色、有金属光泽很软、有滑腻感很软、有滑腻感天然存在最硬的物质天然存在最硬的物质 无无 色色 透透 明明1、请将下列相关的内容画连线、请将下列相关的内容画连线：结结 构构 性性 质质 用用 途途决决决决 定定定定反反反反 映映映映决决决决 定定定定反反反反 映映映映2、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物B.它是一种单质，并且它是有它是一种单质，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、D 一、碳的单质一、碳的单质一、碳的单质一、碳的单质小小 结结不同的元素可以组成不同的物质；同一种元不同的元素可以组成不同的物质；同一种元不同的元素可以组成不同的物质；同一种元不同的元素可以组成不同的物质；同一种元 素也素也素也素也可以组成不同的物质。可以组成不同的物质。可以组成不同的物质。可以组成不同的物质。如：如：如：如：金刚石、石墨和金刚石、石墨和金刚石、石墨和金刚石、石墨和C60C60C60C60分子分子分子分子等都是由碳元素组成的单质。等都是由碳元素组成的单质。等都是由碳元素组成的单质。等都是由碳元素组成的单质。3.木炭、活性炭具有木炭、活性炭具有吸附性吸附性。原因是它们都。原因是它们都有有疏松多孔疏松多孔的结构。的结构。 2.金刚石、石墨物理性质不同的原因是金刚石、石墨物理性质不同的原因是碳原碳原子排列顺序不同子排列顺序不同。物质的一切外在表现都是由其内在因素决定物质的一切外在表现都是由其内在因素决定 的。物质的的。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。用碳笔画的古字画用碳笔画的古字画北宋黄庭坚用墨（用炭黑等制成）写的字北宋黄庭坚用墨（用炭黑等制成）写的字两幅明清时代祖先的古画两幅明清时代祖先的古画(见上图见上图)。古画高古画高2米，宽米，宽1米，用天然碳素粉墨画成，线条勾勒清晰。米，用天然碳素粉墨画成，线条勾勒清晰。距今约有距今约有300多年的历史，是当今同类古画保存比较好的两幅多年的历史，是当今同类古画保存比较好的两幅.我国古代一些书法家、画家用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，字画能够保存很长时间而不变色，这是为什么呢？这是为什么呢？这是因为在这是因为在常温下常温下，碳的化学碳的化学性质不活泼，性质不活泼，碳受日光照射或与空碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化的气、水分接触，都不容易起变化的缘故。缘故。 生活生活小运用【思考思考】 例如把木制的电线杆在埋入地下前，将其表面烧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？焦，其目的是什么？目的就是为了让电线杆不易目的就是为了让电线杆不易腐烂，可以保存久一些。腐烂，可以保存久一些。可是碳可以在氧气中燃烧，可是碳可以在氧气中燃烧，怎么可以说它化学性质稳定呢？怎么可以说它化学性质稳定呢？ 请思考：是什么决定碳在常温下性质不活泼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？而在高温下性质活泼呢？元素的化学性质和元素原子结构元素的化学性质和元素原子结构中哪部分关系最为密切？中哪部分关系最为密切？最外层电子数！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结构决定性质：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。燃烧燃烧条件条件化学方程式化学方程式结论结论启示启示在氧气中充在氧气中充分燃烧分燃烧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，燃烧产物也不相烧产物也不相同。同。书写方程式一定要书写方程式一定要注明反应条件，冬注明反应条件，冬天用煤取暖一定要天用煤取暖一定要注意通风。注意通风。燃烧不充分燃烧不充分2C + O2 2CO（O2不充不充足）足）点燃点燃2、碳具有可燃性碳和某些氧化物的反应：碳和某些氧化物的反应：C + 2 CuO 2 Cu + CO2高温高温黑色粉末逐渐变成光亮的红色黑色粉末逐渐变成光亮的红色澄清石灰水变成白色浑浊澄清石灰水变成白色浑浊 现象与结论：现象与结论：-有铜生成有铜生成-有二氧化碳生成有二氧化碳生成金属网罩集中火焰提高温度请看请看视频视频观察这个方程式，看看有什么特点？观察这个方程式，看看有什么特点？C + 2 CuO 2 Cu + CO2高高温温象这种，象这种， 含氧化合物里的含氧化合物里的氧被夺去的反应氧被夺去的反应， 就叫做：就叫做：还原反应。还原反应。例如：例如：氧化铜失去氧氧化铜失去氧变成铜单质，变成铜单质， 我们就说它我们就说它被还原被还原了。了。我会我会分析分析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是碳使氧化铜变成单质铜的，是碳使氧化铜变成单质铜的，我们则说碳具有我们则说碳具有还原性。还原性。C + 2 CuO 2 Cu + CO2高温高温利用碳的还原性可以做什么用途呢？利用碳的还原性可以做什么用途呢？冶炼金属冶炼金属把金属氧化物中的金属还原出来。把金属氧化物中的金属还原出来。例如：例如：2Fe2O3+3C4Fe+3CO22WO3+3C2W3CO2高高温温高高温温 高温高温可燃性：可燃性：2CuO+C2Cu+CO2还原性：还原性：C + O2 CO2 （O2充足充足）2C + O2 2CO （O2不充足不充足）点燃点燃2Fe2O3+3C4Fe+3CO2高高温温高高温温二、碳的化学性质二、碳的化学性质1、常温下的稳定性：2、高温下的活泼性古字画、焦木杆C CCOCO2 2 2CO2CO(吸收热量吸收热量)【练习练习】1、下列性质中，不属于碳的化学性质的是 （ ） A.稳定性 B.吸附性 C.可燃性 D.还原性B2.2.金刚石、石墨、金刚石、石墨、C C6060、C C7070都是碳元素组成的单都是碳元素组成的单质，关于它们的说法正确的是（填序号）质，关于它们的说法正确的是（填序号）A.碳原子的排列方式不同碳原子的排列方式不同B.化学性质相似化学性质相似C.物理性质相似物理性质相似D.是同一种物质是同一种物质E.完全燃烧都生成二氧化碳完全燃烧都生成二氧化碳F.都是黑色固体都是黑色固体A A、B B 、E E