課題17：金剛石、石墨和C60

1、第六單元第六單元 碳和碳的氧化物碳和碳的氧化物 金剛石金剛石 無(wú)色透明、為正八面體結(jié)構(gòu)，無(wú)色透明、為正八面體結(jié)構(gòu)，對(duì)光有折射和散射作用對(duì)光有折射和散射作用 一、碳的單質(zhì)1、金剛石玻璃刀上的金剛石可以裁玻璃金剛石很硬 ，可以用來(lái)切割玻璃，也可以作鉆探機(jī)的鉆頭。 天然最硬的物質(zhì)天然最硬的物質(zhì)1. 1.金剛石金剛石物理性質(zhì)物理性質(zhì)用途用途金金剛剛石石 無(wú)色透明、正八無(wú)色透明、正八面體形狀的固體面體形狀的固體 硬度大硬度大鉆石飾品鉆石飾品 玻璃刀玻璃刀 鉆探機(jī)鉆頭鉆探機(jī)鉆頭（天然存在的最硬最硬的物質(zhì)）鉛筆芯中的石墨有哪些物理性質(zhì)？如何打開(kāi)生銹的鐵鎖如何打開(kāi)生銹的鐵鎖潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑 石墨石墨物理性質(zhì)物理性

2、質(zhì)用途用途石石墨墨鉛筆芯鉛筆芯潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑電極電極深灰色深灰色顏色顏色滑膩滑膩手感手感質(zhì)軟質(zhì)軟硬度硬度能導(dǎo)電能導(dǎo)電導(dǎo)電性導(dǎo)電性2.2.石墨石墨生活中常見(jiàn)含石墨的物質(zhì)木木炭炭焦焦炭炭炭炭黑黑活活性性炭炭木木 炭炭 的的 用用 途途活性炭的用途活性炭的用途鵝卵石鵝卵石石英砂石英砂棉棉 花花木炭或活性炭木炭或活性炭回12張活性炭活性炭防防毒毒面面具具濾毒罐濾毒罐輔助輔助材料材料活性炭的活性炭的吸附吸附作用比木炭還作用比木炭還要強(qiáng)，要強(qiáng)，防毒面防毒面具里的濾毒罐具里的濾毒罐就是利用活性就是利用活性炭來(lái)吸附毒氣炭來(lái)吸附毒氣的。的。 回12張顯微鏡下的木炭的結(jié)構(gòu)顯微鏡下的木炭的結(jié)構(gòu) 疏松多孔的結(jié)構(gòu)疏松多孔

3、的結(jié)構(gòu)為什么木炭會(huì)具有吸附性呢為什么木炭會(huì)具有吸附性呢？幾種無(wú)定形碳的比較幾種無(wú)定形碳的比較顏色、狀態(tài)顏色、狀態(tài) 制法制法 用途用途木木炭炭灰黑色的多灰黑色的多孔性固體孔性固體木材隔絕空氣加木材隔絕空氣加強(qiáng)熱強(qiáng)熱作燃料、冶煉金屬、作燃料、冶煉金屬、制活性炭、制活性炭、有吸附有吸附作用作用活活性性炭炭灰黑色多孔灰黑色多孔顆粒狀固體顆粒狀固體木炭在高溫下用木炭在高溫下用水蒸氣處理水蒸氣處理凈化多種氣體和液凈化多種氣體和液體、體、做防毒面具做防毒面具焦焦炭炭淺灰色多孔淺灰色多孔性固體性固體煙煤隔絕空氣加煙煤隔絕空氣加強(qiáng)熱強(qiáng)熱冶煉金屬冶煉金屬炭炭黑黑極細(xì)的黑色極細(xì)的黑色粉末粉末含碳物質(zhì)不完全含碳物質(zhì)不

4、完全燃燒燃燒制油墨、油漆、制油墨、油漆、鞋油鞋油、顏料等，橡膠制品的填顏料等，橡膠制品的填料料回12張C60 的分子結(jié)構(gòu)足球烯(C60)C60 C540C240C70 C60和和幾幾個(gè)個(gè)更更新新的的碳碳單單質(zhì)質(zhì)C70碳納米管碳納米管（更新的碳單質(zhì)）（更新的碳單質(zhì)） 都是由碳元素組成的單質(zhì),為什么它們物理性質(zhì)卻有巨大的差異呢？它們的碳原子的排列方式不同。它們的碳原子的排列方式不同。同素異形體同素異形體：指由同一種元素組成的不同結(jié)：指由同一種元素組成的不同結(jié)構(gòu)形體的物體。構(gòu)形體的物體。金剛石、石墨、金剛石、石墨、C60紅磷和白磷紅磷和白磷氧氣和臭氧氧氣和臭氧 單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)哈！真

5、香啊真香啊哦嗬哦嗬!栽了栽了喲，喲，真冷，快升火真冷，快升火哎哎又栽了又栽了第二節(jié)單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)一、常溫下，很穩(wěn)定：一、常溫下，很穩(wěn)定： 用途：用途：二、高溫下，化學(xué)性質(zhì)很活潑，能與二、高溫下，化學(xué)性質(zhì)很活潑，能與很多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)很多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng):1 1、可燃性：、可燃性：復(fù)習(xí)一下木炭在氧氣中燃燒的現(xiàn)象 劇烈燃燒，發(fā)出白光，放出熱量，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體。 C+O2 = CO2點(diǎn)燃點(diǎn)燃單質(zhì)單質(zhì)C的可燃性的可燃性1 1、與充足的、與充足的O O2 2的的反應(yīng)：反應(yīng)：2 2、與不充足的、與不充足的O O2 2的反應(yīng)：的反應(yīng)：C+O2 = CO2點(diǎn)燃點(diǎn)燃2C+O2

6、= 2CO點(diǎn)燃點(diǎn)燃小結(jié)：小結(jié)：碳在不同條件下燃燒，產(chǎn)物不同碳在不同條件下燃燒，產(chǎn)物不同都是放熱反應(yīng)，都是放熱反應(yīng)，所以可以用于所以可以用于冬天取暖冬天取暖問(wèn)：冬天煤爐取暖時(shí)，容易發(fā)生中毒，為什問(wèn)：冬天煤爐取暖時(shí)，容易發(fā)生中毒，為什么？么？ 答：如果在密閉房間內(nèi)，空氣不流通，則容答：如果在密閉房間內(nèi)，空氣不流通，則容易發(fā)生氧氣不足的情況，那么碳的燃燒就易發(fā)生氧氣不足的情況，那么碳的燃燒就屬于不充分燃燒，生成屬于不充分燃燒，生成CO，引發(fā)中毒，引發(fā)中毒所以，大家冬天用煤爐取暖的時(shí)候，注意開(kāi)所以，大家冬天用煤爐取暖的時(shí)候，注意開(kāi)窗通風(fēng)窗通風(fēng)怎樣證明金剛石、石墨都是且只是由碳元素組成的？ (1)將金剛

7、石和石墨分別燃燒，其產(chǎn)物都只將金剛石和石墨分別燃燒，其產(chǎn)物都只有二氧化碳。有二氧化碳。 (2)先稱可燃物的質(zhì)量，再稱量出澄清石灰先稱可燃物的質(zhì)量，再稱量出澄清石灰水質(zhì)量的改變，得出水質(zhì)量的改變，得出CO2的質(zhì)量，算出其的質(zhì)量，算出其中碳元素的質(zhì)量，看是否等于可燃物的質(zhì)中碳元素的質(zhì)量，看是否等于可燃物的質(zhì)量。量。碳的還原性碳的還原性實(shí)驗(yàn)視頻實(shí)驗(yàn)視頻【萬(wàn)唯教萬(wàn)唯教育育】化學(xué)化學(xué)木炭還原木炭還原氧化銅氧化銅_標(biāo)清標(biāo)清.flv觀察視頻觀察視頻討論:如果你來(lái)完成碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn),你如何解決以下問(wèn)題: 1.1.裝置包括有那些儀器裝置包括有那些儀器? ? 酒精燈酒精燈, ,大試管大試管, ,鐵架臺(tái)鐵架臺(tái),

8、 ,單孔橡皮塞導(dǎo)管單孔橡皮塞導(dǎo)管, ,小試管小試管 2.2.木炭和氧化銅分別是什么顏色和狀態(tài)木炭和氧化銅分別是什么顏色和狀態(tài)? ? 黑色固體黑色固體 3.3.為什么要給酒精燈加為什么要給酒精燈加金屬網(wǎng)罩金屬網(wǎng)罩? ? 提供高溫提供高溫 4.4.為什么要將導(dǎo)管通人澄清石灰水為什么要將導(dǎo)管通人澄清石灰水? ? 檢驗(yàn)產(chǎn)物有二氧化碳生成檢驗(yàn)產(chǎn)物有二氧化碳生成 5.5.安裝過(guò)程中應(yīng)該注意那些問(wèn)題安裝過(guò)程中應(yīng)該注意那些問(wèn)題? ? 管口略微向下傾斜管口略微向下傾斜, ,伸入試管的導(dǎo)管短伸入試管的導(dǎo)管短等等 6.6.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí), ,應(yīng)該注意什么問(wèn)題應(yīng)該注意什么問(wèn)題? ? 先移走石灰水先移走石灰水,

9、,后滅酒精燈后滅酒精燈, ,防止液體倒吸防止液體倒吸C C還原還原CuOCuO實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1、黑色粉末變成紅色黑色粉末變成紅色;2、產(chǎn)生使產(chǎn)生使澄清澄清石灰水變渾濁的氣石灰水變渾濁的氣體。體。=黑色黑色粉末粉末黑色黑色粉末粉末紅色紅色固體固體無(wú)色無(wú)色氣體氣體高溫高溫C還原還原CuO的反應(yīng)方程式：的反應(yīng)方程式：這個(gè)反應(yīng)的基本反應(yīng)類型？ 置換反應(yīng) 反應(yīng)物為一種單質(zhì)和一種化合物，生成物為另一種單質(zhì)和化合物。=失去氧，被還原，失去氧，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)得到氧，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)得到氧，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)高溫高溫=高溫高溫還原劑還原劑 具有還原性具有還原性氧化劑氧化劑 具有氧化性具

10、有氧化性還原產(chǎn)物還原產(chǎn)物氧化產(chǎn)物氧化產(chǎn)物 1.碳還原金屬氧化物碳還原金屬氧化物C+ ZnO =Fe+Zn+CO24CO2322C+3 Fe2O3 =2高溫高溫高溫二、碳的還原性應(yīng)用：焦炭可用于冶金工業(yè)(還原鐵的氧化物) 2.熾熱的碳還原非金屬氧化物熾熱的碳還原非金屬氧化物 （如（如CO2，H2O）高溫C + CO2 2CO高溫C + H2O H2 + CO水煤氣練習(xí)：尋找氧化劑、還原劑、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)總結(jié)碳的還原性的規(guī)律性 在現(xiàn)有學(xué)習(xí)水平上，碳還原金屬氧化物時(shí)一般生成CO2，而還原非金屬氧化物時(shí)一般生成CO，而且不論還原哪種氧化物，反應(yīng)條件都可以寫“高溫”。 而且一般為吸熱反應(yīng)煤氣主要成分

11、：煤氣主要成分：H2 CO CH4沼氣、瓦斯氣：沼氣、瓦斯氣：CH4小結(jié)小結(jié)碳碳在常溫時(shí)很穩(wěn)定，在加熱或高溫在常溫時(shí)很穩(wěn)定，在加熱或高溫條件下具有可燃性和還原性條件下具有可燃性和還原性。試一試試一試在一個(gè)通風(fēng)良好的煤爐中，最不易發(fā)生在一個(gè)通風(fēng)良好的煤爐中，最不易發(fā)生的反應(yīng)是的反應(yīng)是A、C+O2 = CO2B、C+CO2 = 2COC、2C+O2 = 2 COD、2CO+O2 =2 CO2( C )點(diǎn)燃點(diǎn)燃高溫高溫點(diǎn)燃點(diǎn)燃點(diǎn)燃點(diǎn)燃討討 論論在燒得很旺的爐子里添上大量的新煤后，在燒得很旺的爐子里添上大量的新煤后，溫度為什么反而降低，而且還容易產(chǎn)生煤氣？溫度為什么反而降低，而且還容易產(chǎn)生煤氣？ 煤的主要成份是碳，下層的煤充分燃燒生成煤的主要成份是碳，下層的煤充分燃燒生成CO2，放出大量的熱；添上大量的新煤后，其中的主要成份放出大量的熱；添上大量的新煤后，其中的主要成份碳會(huì)與生成的碳會(huì)與生成的CO2又反應(yīng)而生成又反應(yīng)而生成CO，這個(gè)反應(yīng)會(huì)吸收，這個(gè)反應(yīng)會(huì)吸