金剛石、石墨和C-1.ppt

課題1 金剛石、石墨和C60,許昌市一中 王躍紅,【三維目標(biāo)】 1.知識與技能 （1）了解金剛石和石墨的物理性質(zhì)和用途； （2）知道碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)； （3）知道不同元素可以組成不同的物質(zhì)，同種元素也可以組成不同的物質(zhì)。 2.過程與方法 （1）學(xué)會分析、歸納展示或演示的資料。能認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象，并對現(xiàn)象進(jìn)行分析和歸納，總結(jié)出重要的知識點； （2）通過對金剛石、石墨和C60 中原子排列方式的分析，懂得物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途之間的關(guān)系。 3.情感態(tài)度與價值觀 以發(fā)展的觀點看待碳單質(zhì)，樹立物質(zhì)的性質(zhì)決定用途的觀點。 【教學(xué)重點】 碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。 【教學(xué)難點】 碳跟某些氧化物的反應(yīng),【教學(xué)課時】一課時。,【引入新課】由同種元素組成的純凈物叫做什么?(單質(zhì)) 同種元素可以組成不同的單質(zhì)嗎?（可以）例如：氧元素組成氧氣和臭氧,；磷元素組成紅磷和白磷。碳元素也可以組成不同的單質(zhì)! 研究表明：金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質(zhì)。這就是我們今天學(xué)習(xí)的內(nèi)容。（但是由于它們的原子排列方式不同，因此它們的性質(zhì)存在差異。）,A,一、碳的單質(zhì) 1.金剛石（觀察實物圖片；觀察后描述金剛石的物理性質(zhì)）,（1）物理性質(zhì)：純凈的金剛石是無色、透明、正八面體形狀的固體。是天然最硬的物質(zhì)。加工琢磨后璀璨、奪目有光澤。,（2）用途：,飾品鉆石,玻璃刀刻畫玻璃,金剛石很硬切割大理石,鉆探機(jī)鉆頭,2.石墨（觀察實物圖片后猜想石墨的物理性質(zhì)）,B,（1）物理性質(zhì)： _ _。石墨在紙上劃過留下痕跡石墨 ； 有滑膩感具有 ；具有優(yōu)良的 ；耐 。,實驗驗證猜想：石墨是否具有導(dǎo)電性。,具有潤滑性 導(dǎo)電性 高溫,深灰色 有金屬光澤 不透明 細(xì)鱗片狀固體,石墨很軟,實驗驗證猜想：石墨是否具有導(dǎo)電性。,【實驗探究1】石墨的導(dǎo)電性 (1)取廢舊電池中的碳棒接通電源后，觀察燈泡是否發(fā)亮； (2)用自已的鉛筆連接在一起，接通電源后，觀察燈泡是否發(fā)亮。,實驗現(xiàn)象： 。,實驗結(jié)論： 。猜想正確,燈泡發(fā)亮,石墨有良好的導(dǎo)電性,（2）用途：,制鉛筆,做電極,【思考】為什么金剛石和石墨的物理性質(zhì)有這么大差異呢？,A,B,【結(jié)論】它們的 不同。 結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途。,碳原子排列方式,【分析】除了金剛石和石墨以外，生活中還常常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，它們都是由石墨的微小晶體與少量雜質(zhì)構(gòu)成的。,【實驗探究2】木炭和活性碳的吸附性（放視頻） 實驗步驟： （1）把木炭烘烤后放涼； （2）把放涼的木炭分別放入盛NO2和溶有紅墨水的瓶中，振 蕩。觀察現(xiàn)象。 實驗現(xiàn)象：NO2瓶中的 ， ；液體中 消失 變?yōu)?。 實驗結(jié)論：木炭活性炭具有 。,棕紅色消失 瓶中無色,無色,紅色,吸附性,【思考】為什么木炭、活性炭具有吸附性？,【結(jié)論】木炭、活性炭具有 ， 表面積大，具有較強(qiáng)的 。,木炭活性炭的用途：防毒面具里的 ； 冰箱中的 ； 制糖工業(yè)的 ；_。,請看電鏡下木炭的結(jié)構(gòu)：,疏松多孔的結(jié)構(gòu) 具有較強(qiáng)的吸附性,凈水劑,濾毒罐,除味劑,脫色劑,3.C60,隨著科技的發(fā)展，新形態(tài)的碳單質(zhì)逐漸被人們發(fā)現(xiàn)，其中取得重要進(jìn)展的是C60分子另外還有碳納米管等。 C60分子由60個碳原子構(gòu)成，分子形似足球，又名足球烯。這種足球結(jié)構(gòu)的分子很穩(wěn)定。它應(yīng)用于材料科學(xué)、超導(dǎo)體等方面的研究正在進(jìn)行中。,【結(jié)論】,碳單質(zhì),木炭 活性炭 焦炭 炭黑,1.,金剛石 石墨 C60,2.三種碳的單質(zhì)中碳原子的排列不同造成了性質(zhì)上的差異。即：,物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu) 物質(zhì)的性質(zhì) 物質(zhì)的用途,請同學(xué)們欣賞,【思考】這些古代的字畫為什么能保存到現(xiàn)在呢？ 碳原子的核電荷數(shù)是6，最外層有4個電子， 得4個電子或失4個電子都不容易，所以常溫下 。如果溫度升高，碳是否會發(fā)生一些反應(yīng)呢？,。,碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑,【實驗探究3】探究碳與氧化銅的反應(yīng)(放視頻),實驗步驟：把烘烤過的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻，小心地鋪 放進(jìn)試管，并將試管固定在鐵架臺上。試管口裝有通入 澄清石灰水的導(dǎo)管（如圖），用酒精燈加熱混合物。然 后撤出導(dǎo)氣管，待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙 上，觀察現(xiàn)象并分析。 實驗現(xiàn)象： ， 實驗結(jié)論： 。,試管內(nèi)黑色固體變成紅色， 產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體,產(chǎn)物為二氧化碳和銅。 2CuO + C 高溫 2Cu + CO2,2.碳具有還原性（與某些氧化物反應(yīng)） 【分析】從分子組成上看： CuO轉(zhuǎn)變?yōu)镃u 失去了氧，類似這樣的反應(yīng)叫做還原反應(yīng)； C 轉(zhuǎn)變?yōu)?CO2 得到了氧，類似這樣的反應(yīng)叫做氧化反應(yīng)。 是碳奪走了CuO 中的氧,氧化銅失去氧變成銅，發(fā)生了還原反應(yīng)；是 ，碳具有 。 是氧化銅讓碳發(fā)生了 ，氧化銅具有 。 還原反應(yīng)：含氧化合物里的氧被奪去的反應(yīng)。 還原性：能奪走含氧化合物里的氧的物質(zhì)具有還原性。,2CuO + C 高溫 2Cu + CO2,碳讓氧化銅發(fā)生了還原反應(yīng) 還原性。,氧化反應(yīng) 氧化性,【課堂練習(xí)】 1.指出下列兩個反應(yīng)中具有還原性的物質(zhì)，具有氧化性的物質(zhì)。 2Fe2O3 + 3C 高溫 4Fe + 3CO2 C + CO2 高溫 2CO _具有還原性，_具有氧化性； _具有還原性，_具有氧化性 2.金剛石、石墨、C60都是碳元素組成的單質(zhì)，關(guān)于他們的說法正確的是_ 碳原子的排列不同；化學(xué)性質(zhì)相似；物理性質(zhì)相似；是同一種物質(zhì)；完全燃燒都生成二氧化碳；都是黑色固體。 3.碳的單質(zhì)中，質(zhì)地較軟，常用作電極的是【 】 A.金剛石 B.活性炭 C.炭黑 D. 石墨,碳,Fe2O3,碳,CO2, ,D,4.輕軌電車開動時，電車與架空電線的接觸點由于高速摩擦?xí)a(chǎn)生高溫，因此接觸點上的材料應(yīng)該具有高溫、不易氧化、能導(dǎo)電的性質(zhì)，你認(rèn)為接觸點上的材料應(yīng)選用【 】 A.金剛石 B.鋁 C.石墨 D. 銅 【基礎(chǔ)鞏固】 1.金剛石、石墨和 C60 都是 元素組成的單質(zhì)。,C,碳,2. 根據(jù)下列物質(zhì)的性質(zhì)，寫出其對應(yīng)的一種或幾種用途 （1）金剛石的硬度很大； ； （2）石墨的導(dǎo)電性能好： ； （3）活性炭的吸附性強(qiáng)： ； （4）單質(zhì)碳具有還原性： ； （5）常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑： ； （6）碳燃燒時放出大量的熱： ； 3.石墨炸彈爆炸后，釋放出大量纖維狀的石墨，它們覆蓋在發(fā)電廠的設(shè)備上，造成設(shè)備短路而停電。試解釋這是為什么。,裁玻璃、做刀具,做電極、電刷,防毒面具、制糖工業(yè)中,冶煉金屬鐵,用墨繪畫,煤燃燒放出的熱取暖、發(fā)電,石墨具有導(dǎo)電性。,3.石墨炸彈爆炸后，釋放出大量纖維狀的石墨，它們覆蓋 在發(fā)電廠的設(shè)備上，造成設(shè)備短路而停電。試解釋這是為什么？ 4.木頭電線桿或木樁埋入地下之前，常把買入地下的一段木頭稍稍烤焦。這是為什么？ 5.向盛有紅棕色二氧化氮氣體的集氣瓶里投入幾塊木炭，為什么紅棕色會消失？,答：石墨具有導(dǎo)電性。,答：木頭烤焦后變成木炭，木炭與空氣、水接觸不容易發(fā)生反應(yīng)，可以保存較長時間,答：木炭疏松多空，有效面積大，具有吸附性，能吸附二氧化氮，因此集氣瓶中的紅棕色消失。,6.寫出碳在高溫時還原氧化銅的化學(xué)方程式，并計算要使80g氧化銅完全還原，需要碳的質(zhì)量至少是多少？,2CuO + C 高溫 2Cu + CO2 280 12 80g x,280 80g,12 x,X=6g,解：設(shè)需要碳的質(zhì)量為x,答：設(shè)需要碳的質(zhì)量為6g,【能力提高】 在2CuO + C 高溫 2Cu + CO2反應(yīng)中，氧化銅失去 變成_ , 得到氧, CuO發(fā)生 反應(yīng)，木炭粉有 性。 在Fe2O3 + 3H2 高溫 2Fe + 3H2O 反應(yīng)中，氧化鐵失去 變成_ _得到氧, Fe2O3發(fā)生 反應(yīng)，氫氣有 性。 2.下列性質(zhì)中，不屬于碳的化學(xué)性質(zhì)的是【 】 A.穩(wěn)定性 B.吸附性 C.可燃性