课课题题一一 金金刚刚石石 石石墨墨 C60金刚石金刚石石墨石墨碳碳60认识几种炭单质认识几种炭单质木炭焦炭焦炭焦炭焦炭活性炭活性炭活性炭活性炭 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，状的固体，是天然最硬的物质，是天然最硬的物质，不导电不导电。 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钻头玻璃刀玻璃刀玻璃刀玻璃刀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.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。2 2、石墨：、石墨： 深灰色深灰色的具有金属光泽而不透明的细鳞片状的具有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。固体。质软，有滑腻感，电的良导体质软，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用石墨和粘用石墨和粘土粉末混合土粉末混合制制铅笔芯铅笔芯 用石墨做用石墨做电极电极石墨耐高温，可以制石墨耐高温，可以制成坩埚来熔炼金属成坩埚来熔炼金属 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”大小的小大小的小炸弹，这些内装碳纤炸弹，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！性质性质用途用途金金刚刚石石 纯净的金刚石纯净的金刚石是无色透明正是无色透明正八面体形状的八面体形状的固体。固体。经过仔细琢磨后，可以经过仔细琢磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品成为璀璨夺目的装饰品钻石。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、划玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，装在加工坚硬的金属，装在钻探机的钻头上钻凿坚钻探机的钻头上钻凿坚硬的岩层。硬的岩层。总结：金刚石总结：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石石墨墨深灰色，有金属深灰色，有金属光泽，不透明的光泽，不透明的细磷片状固体，细磷片状固体，质软质软(在纸上画过在纸上画过能留下深灰色的能留下深灰色的痕迹痕迹)。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 金刚石和石墨都是由金刚石和石墨都是由金刚石和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单质单质单质单质，为什么，为什么，为什么，为什么物理性质会相差这么物理性质会相差这么物理性质会相差这么物理性质会相差这么远呢远呢远呢远呢？（但化学性质相似）（但化学性质相似）（但化学性质相似）（但化学性质相似）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因为：碳原子排列方式不同因为：碳原子排列方式不同小知识小知识“碳碳”与与“炭炭”“碳碳”：元素：元素名称名称（如：碳原子、碳元素、（如：碳原子、碳元素、碳单质、碳的化合物、二氧化碳、一氧化碳单质、碳的化合物、二氧化碳、一氧化碳等。）碳等。）“炭炭”：指：指具体的含碳元素的单质具体的含碳元素的单质（如：木（如：木炭、焦炭、活性炭、炭黑。）炭、焦炭、活性炭、炭黑。）3 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（木炭、活性炭具有吸附性（木炭、活性炭具有吸附性（木炭、活性炭具有吸附性（物理性质物理性质物理性质物理性质）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？ 木炭木炭. .活性炭活性炭具有疏松多孔的具有疏松多孔的结构，因此它具有结构，因此它具有吸附吸附作用作用。 利用利用木炭木炭. .活性炭活性炭的吸附性的吸附性来吸附来吸附 色素色素. .气味和有毒气体气味和有毒气体等物质等物质。结论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思考思考 ： 如图所示如图所示,向盛有红棕色二向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭烘烤过的木炭,会出现什么样会出现什么样 的想的想象象,为什么为什么?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， C60C60除了在超导方面的应用外，在以下几个方面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。 C70 、C240 、C540-C60由60个碳原子构成的C60分子构成， C60分子形似足球。纳纳米米碳碳 管管碳单质的不同结构碳单质的不同结构碳单质的不同结构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。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。 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2.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3、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B、C4. 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，它是一种单质， 并且它是并且它是由由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）的化学性质北宋画家北宋画家北宋画家北宋画家张择端绘张择端绘张择端绘张择端绘制，距今制，距今制，距今制，距今近千年近千年近千年近千年常温下，碳的化学性质不活泼。常温下，碳的化学性质不活泼。所以，用墨书所以，用墨书写或绘制的古字画能长久保存而不变色。写或绘制的古字画能长久保存而不变色。1.1.1.1.碳的稳定性碳的稳定性碳的稳定性碳的稳定性 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？. 高温下，高温下，碳碳能跟多种物质发生化学反应。能跟多种物质发生化学反应。2. 2. 碳跟氧气的反应（碳跟氧气的反应（碳跟氧气的反应（碳跟氧气的反应（可燃性可燃性可燃性可燃性）CO2C + O2点燃点燃点燃点燃（充分燃烧）（充分燃烧）（充分燃烧）（充分燃烧）2CO2C + O2点燃点燃点燃点燃（不充分燃烧）（不充分燃烧）（不充分燃烧）（不充分燃烧）3.3.碳跟某些氧化物的反应（碳跟某些氧化物的反应（碳跟某些氧化物的反应（碳跟某些氧化物的反应（还原性还原性还原性还原性）1. 1.试管为什么要略向下试管为什么要略向下试管为什么要略向下试管为什么要略向下倾斜？倾斜？倾斜？倾斜？2. 2.火焰上罩网罩的作用火焰上罩网罩的作用火焰上罩网罩的作用火焰上罩网罩的作用是什么？是什么？是什么？是什么？3. 3.实验结束时，为什么实验结束时，为什么实验结束时，为什么实验结束时，为什么要先从石灰水中取出导要先从石灰水中取出导要先从石灰水中取出导要先从石灰水中取出导气管再熄灭酒精灯？气管再熄灭酒精灯？气管再熄灭酒精灯？气管再熄灭酒精灯？4. 4.反应的现象，化学方反应的现象，化学方反应的现象，化学方反应的现象，化学方程式？程式？程式？程式？1. 1.试管为什么要略向下倾斜？试管为什么要略向下倾斜？试管为什么要略向下倾斜？试管为什么要略向下倾斜？防止冷凝的水流到热的试管底部使试管炸裂。防止冷凝的水流到热的试管底部使试管炸裂。防止冷凝的水流到热的试管底部使试管炸裂。防止冷凝的水流到热的试管底部使试管炸裂。2. 2.火焰上罩网罩的作用是什么？火焰上罩网罩的作用是什么？火焰上罩网罩的作用是什么？火焰上罩网罩的作用是什么？因为木炭与氧化铜反应的温度要求较高，用网罩因为木炭与氧化铜反应的温度要求较高，用网罩因为木炭与氧化铜反应的温度要求较高，用网罩因为木炭与氧化铜反应的温度要求较高，用网罩使火焰集中，提高温度。使火焰集中，提高温度。使火焰集中，提高温度。使火焰集中，提高温度。3. 3.实验结束时，为什么要先从石灰水中取出导气管实验结束时，为什么要先从石灰水中取出导气管实验结束时，为什么要先从石灰水中取出导气管实验结束时，为什么要先从石灰水中取出导气管再熄灭酒精灯？再熄灭酒精灯？再熄灭酒精灯？再熄灭酒精灯？防止石灰水倒吸入热的试管使试管炸裂。防止石灰水倒吸入热的试管使试管炸裂。防止石灰水倒吸入热的试管使试管炸裂。防止石灰水倒吸入热的试管使试管炸裂。4. 4.反应的现象反应的现象反应的现象反应的现象（1 1）试管粉末中有红色的物质出现；试管粉末中有红色的物质出现；试管粉末中有红色的物质出现；试管粉末中有红色的物质出现；（2 2）澄清的石灰水变浑浊。澄清的石灰水变浑浊。澄清的石灰水变浑浊。澄清的石灰水变浑浊。2Cu +2CuO + C高温高温高温高温CO2木炭还原氧化铜木炭还原氧化铜现象：现象：（1 1）试管里黑色粉）试管里黑色粉 末逐渐成为红色；末逐渐成为红色；（2 2）生成的无色无）生成的无色无 味气体能使澄清的味气体能使澄清的 石灰水变浑浊。石灰水变浑浊。原理：原理：C + 2CuO2Cu + CO2高温高温4Fe +2Fe2O3 + 3C高温高温高温高温3CO2含氧化合物中的氧被夺去的反应，含氧化合物中的氧被夺去的反应，含氧化合物中的氧被夺去的反应，含氧化合物中的氧被夺去的反应，叫叫叫叫还原反应还原反应还原反应还原反应。（1 1）木炭木炭木炭木炭使氧化铜还原成铜，其具有使氧化铜还原成铜，其具有使氧化铜还原成铜，其具有使氧化铜还原成铜，其具有还原性还原性还原性还原性。（2 2）氧化铜氧化铜氧化铜氧化铜使碳氧化成二氧化碳，其具有使碳氧化成二氧化碳，其具有使碳氧化成二氧化碳，其具有使碳氧化成二氧化碳，其具有氧化性氧化性氧化性氧化性2Cu +2CuO + C高温高温高温高温CO2Cu +H2+ CuOH2O指出下列具有还原性的物质：指出下列具有还原性的物质：指出下列具有还原性的物质：指出下列具有还原性的物质：在上述反应里：氧化铜失去氧而变成单质铜，这种含氧化在上述反应里：氧化铜失去氧而变成单质铜，这种含氧化 合物里的氧被夺去的反应，叫合物里的氧被夺去的反应，叫还原反应还原反应。 而木炭使氧化铜发生了还原反应，具有还而木炭使氧化铜发生了还原反应，具有还 原性，叫原性，叫还原剂还原剂。由此可见：物质除了与单质氧反应外，也能与化合态的氧由此可见：物质除了与单质氧反应外，也能与化合态的氧 反应，但都是氧化反应。反应，但都是氧化反应。在上述反应里：碳是还原剂，在反应中被氧化；氧化铜是在上述反应里：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。氧化剂，在反应中被还原。 单质碳的还原性可用于冶金工业，例如：利用焦炭可单质碳的还原性可用于冶金工业，例如：利用焦炭可以把铁矿石中的铁还原出来。以把铁矿石中的铁还原出来。3C + 2Fe2O3高温高温4Fe + 3CO2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。1.1.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：【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