第六单元第六单元碳和碳的氧化物碳和碳的氧化物课题课题1 1 金刚石、石墨和金刚石、石墨和C C6060 同一种元素能够形成几种不同的单质吗？同一种元素能够形成几种不同的单质吗？金刚石、石墨金刚石、石墨、 C C6060都是由碳元素组成的单质都是由碳元素组成的单质金刚石金刚石石墨粉石墨粉足球烯足球烯(C(C6060) )单质结构结构体现体现决定决定决定决定体现体现性质性质用途用途金刚石金刚石石墨石墨C C6060立体立体网状网状层状层状结构结构笼状结构笼状结构形似足球形似足球无色透明，天然无色透明，天然金刚石经打磨后金刚石经打磨后璀璨夺目璀璨夺目 很硬（天然存很硬（天然存 在最硬的物质）在最硬的物质） 深灰色，很软深灰色，很软能导电能导电滑腻感滑腻感钻石等钻石等装饰品装饰品裁玻璃裁玻璃铅笔芯铅笔芯电极电极,导体导体润滑剂润滑剂超导体超导体材料科学材料科学单质结构结构体现体现决定决定决定决定体现体现性质性质用途用途金刚石金刚石石墨石墨C C6060立体立体网状网状层状层状结构结构笼状结构笼状结构形似足球形似足球无色透明，天然无色透明，天然金刚石经打磨后金刚石经打磨后璀璨夺目璀璨夺目 很硬（天然存很硬（天然存 在最硬的物质）在最硬的物质） 深灰色，很软深灰色，很软能导电能导电滑腻感滑腻感钻石等钻石等装饰品装饰品裁玻璃裁玻璃铅笔芯铅笔芯电极电极,导体导体润滑剂润滑剂超导体超导体材料科学材料科学石墨与少量的杂质混在一起构成的四石墨与少量的杂质混在一起构成的四种物质：种物质：木炭、焦炭、炭黑、活性炭木炭、焦炭、炭黑、活性炭1、木炭与活性炭：、木炭与活性炭：具有疏松多孔结构，有较强的吸附能具有疏松多孔结构，有较强的吸附能 力力, ,既能吸附气体气味既能吸附气体气味, ,又能吸附顔色又能吸附顔色, ,故故可用作吸附剂。可用作吸附剂。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:可用于冶炼金属。可用于冶炼金属。本本报报讯讯：1010月月2424日日出出版版的的自自然然杂杂志志刊刊登登了了清清华华大大学学博博士士生生姜姜开开利利的的最最新新研研究究成成果果纺纺连连续续碳碳纳纳米米管管线线。姜姜开开利利在在实实验验中中得得到到了了一一根根长长达达3030厘厘米米的的纯纯碳碳纳纳米米管管线线。这这一一发发现现惊惊动动了了国国际际学学术术界界，权权威威的的自自然然杂杂志志审审稿稿人人称称之之为为“给给人人留留下下深深刻刻印印象象和和富富有有创创见见”，并并预预见见“基基于于这这项项工工作作，纯纯粹粹由由碳碳纳纳米米管管制制成成的的货货真真价价实实的的宏宏观观器器件件已已依依稀稀可可辨。辨。” 碳碳纳纳米米管管是是一一种种非非常常奇奇特特的的材材料料。它它是是石石墨墨中中一一层层或或若若干干层层碳碳原原子子卷卷曲曲而而成成的的笼笼状状“纤纤维维”，内内部部是是空空的的，外外部部直直径径只只有有几几到到几几十纳米。十纳米。 新新型型碳碳单单质质 管管状状碳碳新新型型碳碳单单质质 管管状状碳碳这这样样的的材材料料很很轻轻，但但很很结结实实。它它的的密密度度是是钢钢的的1/61/6， 而而强强度度却却是是钢钢的的100100倍倍。用用这这样样轻轻而而柔柔软软、又又非非常常结结实实的的材材料料做做防防弹弹背背心心是是最最好好不不过过的的了了。如如果果用用碳碳纳纳米米管管做做绳绳索索，是是唯唯一一可可以以从从月月球球挂挂到到地地球球表表面面，而而不不被被自自身身重重量量所所拉拉断断的的绳绳索索。如如果果用用它它做做成成地地球球- -月月球球乘乘人人的的电电梯梯，人人们们在在月月球球定定居居就就很很容易了。容易了。 碳碳纳纳米米管管的的细细尖尖极极易易发发射射电电子子。用用于于做做电电子子枪枪，可可做做成成几几厘厘米米厚厚的的壁壁挂挂式式电电视视屏，这是电视制造业的发展方向。屏，这是电视制造业的发展方向。【课堂小结【课堂小结】1 1、同一种元素也可以组成不同的物质。、同一种元素也可以组成不同的物质。 金刚石、石墨和金刚石、石墨和C C6060等都是由碳元素等都是由碳元素 组成的单质。组成的单质。2、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3、木炭和活性炭具有吸附性、木炭和活性炭具有吸附性结构结构决定决定性质性质决定决定用途用途4、物质的结构、性质和用途的关系、物质的结构、性质和用途的关系用墨作的画用墨作的画我国古代一些书法家、画家用墨（用我国古代一些书法家、画家用墨（用炭黑等制成）书写或绘制的字画能够保存很炭黑等制成）书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，这是为什么呢？长时间而不变色，这是为什么呢？这是因为这是因为在常温下，碳在常温下在常温下，碳在常温下化学性质稳定。化学性质稳定。碳受日光照射或与空气、碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化的缘故。水分接触，都不容易起变化的缘故。 例如把木制的电线杆在埋入地下前，将其表例如把木制的电线杆在埋入地下前，将其表面烧焦，其目的就是为了让电线杆不易腐烂，可面烧焦，其目的就是为了让电线杆不易腐烂，可以保存久一些。以保存久一些。为什么碳在常温下性质不活泼为什么碳在常温下性质不活泼,元元素的化学性质和元素原子结构中哪部素的化学性质和元素原子结构中哪部分关系最为密切？分关系最为密切？最外层电子数！最外层电子数！ 碳原子最外层有碳原子最外层有4 4个电子，既不容易个电子，既不容易失去，也不容易得到，因此化学性质相失去，也不容易得到，因此化学性质相对稳定。对稳定。燃烧燃烧条件条件化学方程式化学方程式结论结论 充分充分 燃烧燃烧 不充不充分燃烧分燃烧点燃C+O2CO2（O2充足）充足）点燃2C+O22CO（O2不充足）不充足）碳具有碳具有可燃性，条可燃性，条件不同，燃件不同，燃烧产物也不烧产物也不相同相同。1 1、碳与氧气的反应、碳与氧气的反应可燃性可燃性点燃C+O2CO2（O2充足）充足）质量比质量比12：32：443：8：11点燃2C+O22CO（O2不充足）不充足）质量比质量比24：32：563：4：71 1、当、当M(C)/M(OM(C)/M(O2 2)=3:8)=3:8时，只生成时，只生成COCO2 22 2、当、当M(C)/M(OM(C)/M(O2)=3:4)=3:4时，只生成时，只生成COCO3 3、当、当3 3：8 8M(C)/M(OM(C)/M(O2) )3 3：4 4时，生成时，生成COCO2 2和和COCO的混合气体的混合气体2 2、碳和某些氧化物的反应、碳和某些氧化物的反应还原性还原性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。 碳和氧化铜反应的实验现象：碳和氧化铜反应的实验现象：-有铜生成有铜生成-有二氧化碳生成有二氧化碳生成C + CuOCu + CO2高温高温22化学方程式：化学方程式：是碳使氧化铜变成单质铜的，是碳使氧化铜变成单质铜的，我们说碳具有我们说碳具有还原性。还原性。还原性的一些用途：还原性的一些用途：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。C + 2 CuO 2 Cu + CO2高温高温2Fe2O3+3C4Fe+3CO2高高温温2WO3+3C2W3CO2高高温温高温高温2CuO+C2Cu+CO2C + 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【课堂小结【课堂小结】碳的化学性质碳的化学性质1 1、在常温下，碳在常温下化学性质稳定。、在常温下，碳在常温下化学性质稳定。2 2、可燃性：、可燃性：3 3、还原性：、还原性： 1. 1. 北约曾用北约曾用“石墨炸弹石墨炸弹”使南联盟的高压输变电线路短路，使南联盟的高压输变电线路短路， 这是利用了石墨的这是利用了石墨的 （ ） A A、可燃性、可燃性B B、还原性、还原性C C、导电、导电D D、润滑性、润滑性 2. 20022. 2002年底江苏省考古专家对年底江苏省考古专家对“泗水王陵泗水王陵”进行保护性挖掘，进行保护性挖掘，在考古的过程中发现在棺室外围的土层中有厚厚的一层一千多在考古的过程中发现在棺室外围的土层中有厚厚的一层一千多年前的木炭，这表明木炭具有年前的木炭，这表明木炭具有 （ ） A A、可燃性、可燃性B B、还原性、还原性 C C、稳定性、稳定性D D、吸附性、吸附性 3.3.金刚石和石墨在物理性质上有明显差异的原因是金刚石和石墨在物理性质上有明显差异的原因是 （ ） A A、金刚石和石墨中碳原子的排列不同、金刚石和石墨中碳原子的排列不同 B B、金刚石是纯净物而石墨是混合物、金刚石是纯净物而石墨是混合物 C C、它们是由不同元素所组成、它们是由不同元素所组成 D D、金刚石是单质而石墨是化合物、金刚石是单质而石墨是化合物 【课堂练习【课堂练习】CCA钻石戒指、项链钻石戒指、项链铅笔芯的硬度铅笔芯的硬度 将将不不同同配配比比的的石石墨墨粉粉末末与与粘粘土土粉粉末末混混合合，可可制制成成不不同同硬硬度度、不不同同用用途途的的铅铅笔笔。石石墨墨很很软软，且且不不易易加加工工，加加入入粘粘土土后后，可可提提高高笔笔芯芯的的硬硬度度、耐耐磨磨性性等等指指标标。铅铅笔笔芯芯的的硬硬度度，一一般般用用英英文文字字母母“H H”或或“B B”加加阿阿拉拉伯伯数数字字标标明明。软软质质铅铅笔笔用用字字母母“B B”表表示示(black(black是是黑黑色色的的意意思思) )，石石墨墨含含量量越越高高，铅铅笔笔芯芯越越软软，书书写写时时颜颜色色越越黑黑；硬硬质质铅铅笔笔用用字字母母“H H”表表示示(hard(hard是是硬硬的的意意思思) )，粘粘土土含含量量越越高高，铅铅笔笔芯芯越越硬硬，书书写写时时颜颜色色越越浅浅。“HBHB”表表示示软软硬硬适适中中。“B B”和和“H H”前前的的数数字字越越大大，表表示示铅铅笔笔芯芯越越软软或或越越硬硬。“6B6B”铅铅笔笔芯芯最最软软，用用于于绘绘画画等等；“6H6H”铅铅笔笔芯芯较较硬，用于工程制图等。硬，用于工程制图等。 【阅读材料【阅读材料】C60-笼状结构笼状结构讨论：讨论： 1 1、金刚石、石墨都是由碳元素组成的，为什么、金刚石、石墨都是由碳元素组成的，为什么性质相差较大？性质相差较大？2 2、物质的结构、性质、用途之间有什么关系？、物质的结构、性质、用途之间有什么关系？因为因为它们的原子排列方式不同它们的原子排列方式不同