《課題1 金剛石、石墨和C60》課件（三套）

課題1金剛石、石墨和C60第六單元碳和碳的氧化物九年級化學教學課件水墨山水畫新課導入鉆石恒久遠，一顆永流傳知識與技能1．知道不同種元素可以組成不同的物質(zhì)，同一種元素也可以組成不同的物質(zhì)；2．了解金剛石、石墨、木炭、活性炭的主要物理性質(zhì)和用途；3．知道C60的分子結(jié)構(gòu)及其部分用途；

4．了解結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途三者的關(guān)系。教學目標過程和方法培養(yǎng)實驗設(shè)計的能力。

情感、態(tài)度與價值觀培養(yǎng)以發(fā)展的觀點看待碳的單質(zhì)。重點

了解金剛石、石墨、活性炭、木炭的性質(zhì)和用途。

了解結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途三者的關(guān)系。難點1．金剛石一、碳的單質(zhì)金剛石的結(jié)構(gòu)純凈的金剛石是一種無色透明的、正八面體形狀的固體。金剛石未加工的鉆石加工后的鉆石天然采集到的金剛石并不帶閃爍的光澤。需要經(jīng)過仔細琢磨成許多面后，才成為璀璨奪目的裝飾品——鉆石。天然采集的金剛石雕琢后——鉆石結(jié)構(gòu)用途性質(zhì)硬度大決定決定金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)。可以用來刻劃玻璃，切割大理石，加工金屬，把它裝在鉆探機的鉆頭上，鉆鑿堅硬的巖層等。2．石墨石墨的結(jié)構(gòu)（層狀結(jié)構(gòu)）石墨是深灰色有金屬光澤、不透明的細磷片狀固體,具有優(yōu)良的導電性，很滑膩。石墨石墨石墨很軟，是最軟的礦物之一。拉辛頭像的局部用石墨素描石墨制造的素描筆木炭木炭木炭主要是由石墨的微小晶體和少量的雜質(zhì)構(gòu)成的，它具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)。焦炭、活性炭、炭黑等的結(jié)構(gòu)和木炭類似。木炭能吸附紅墨水嗎？現(xiàn)象：紅色逐漸褪去。木炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，表面積很大，具有較強的吸附性，能將紅墨水吸附在木炭多孔性結(jié)構(gòu)中。加入木炭粉可以利用木炭的吸附性來吸附色素、氣味和有毒氣體等物質(zhì)。顯微鏡下看到的木炭的結(jié)構(gòu)如圖所示：木炭、焦炭、活性炭、炭黑等通常被稱為無定形碳。無定形碳木炭活性炭炭黑焦炭活性炭防毒面具濾毒罐活性炭的吸附作用比木炭還要強，防毒面具里的濾毒罐就是利用活性炭來吸附毒氣的。

木炭、活性炭還可以做冰箱中的除異味劑、制糖工業(yè)的脫色劑等。種類色態(tài)特性用途木炭灰黑色，多孔固體可燃性、吸附性作燃料，制火藥，做食品和工業(yè)的吸附劑、除異味活性炭黑色、多孔性顆粒或粉末強吸附性凈化水，用于防毒面具，做吸附劑、脫色劑焦炭淺灰色，多孔固體，質(zhì)地堅硬還原性冶煉金屬，化工原料炭黑非常細的黑色粉末有滑膩感黑色顏料，用作墨汁，橡膠填料木炭、活性炭、焦炭和炭黑的比較比較碳與炭的區(qū)別“碳”：是元素的名稱，是核電荷數(shù)為6的一類原子的總稱。比如：碳元素、碳單質(zhì)、含碳化合物、一氧化碳。（這兒不能用“炭”）“炭”：表示由碳元素組成的某種單質(zhì)——木炭、活性炭、焦炭、炭黑等。一般在未指明具體單質(zhì)時，習慣上用碳，如“熾熱的碳”、“當碳燃燒時”。為什么金剛石和石墨的物理性質(zhì)有這么大差異呢？它們的碳原子的排列方式不同。金剛石的結(jié)構(gòu)石墨的結(jié)構(gòu)3．C60C60的分子結(jié)構(gòu)和足球相似由60個碳原子構(gòu)成，結(jié)構(gòu)類似足球，又名足球烯。C60的結(jié)構(gòu)圖1．常溫下，碳單質(zhì)的化學性質(zhì)不活潑。

2．高溫下，碳單質(zhì)能跟多種物質(zhì)反應。二、碳的化學性質(zhì)點燃點燃2C+O22CO（不充分燃燒）（1）跟氧氣反應（可燃性）C+O2CO2（充分燃燒）C+2CuO2Cu+CO2高溫木炭與氧化銅反應，黑色粉末逐漸變成光亮的紅色（有銅生成），澄清石灰水變成白色渾濁（有二氧化碳生成）。實驗注意事項

1．加熱前先預熱。

2．試管口應略向下傾斜。

3．實驗完畢后，要先撤出導管，后熄滅酒精燈。2CuO+C2Cu+CO2↑2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑2WO3+3C2W＋3CO2↑（2）和某些氧化物的反應（還原性）還原反應：含氧化合物內(nèi)的氧被奪去的反應。能奪走含氧化合物里氧的物質(zhì)具有還原性。高溫高溫高溫焦炭煉鐵1．金剛石很硬，是天然存在最硬的物質(zhì)。2．石墨很軟，有滑膩感，有良好的導電性。木炭、活性炭有強吸附性。3．C60的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。良好的超導體，使超導體的溫度為12.8K。4．常溫下，碳的化學性質(zhì)不活潑。5．高溫下，具有可燃性和還原性。課堂小結(jié)

1．化學物質(zhì)中有一種由多個五邊形和六邊形組成的形似足球的籠狀分子，稱為“足球烯”，化學式為C60。關(guān)于C60的說法正確的是（

）

A．屬于單質(zhì)

B．屬于混合物

C．碳元素的化合價為+4

D．足球烯是實心的A課堂練習

2．金剛石和石墨都是（）

A．有金屬光澤的無色透明晶體

B．電的良導體

C．非常堅硬的物質(zhì)

D．由碳元素組成的單質(zhì)D

3．下列實驗能證明金剛石和石墨是由同種元素形成的不同單質(zhì)的是（）

A．測量其密度

B．測量其熔點

C．用水溶解

D．分別燃燒驗證燃燒產(chǎn)物D

4．活性炭或木炭能使紅墨水的紅色褪去，是因為（）

A．它們的主要成分是碳

B．它們具有多管道的疏松結(jié)構(gòu)而有吸附作用

C．它們的化學性質(zhì)在常溫下很活潑

D．它們的顆粒很細小，而且是黑色的B

5．清代著名畫家鄭板橋所作的字畫至今仍不褪色，是因為墨汁中的碳（）

A．具有可燃性

B．在常溫下穩(wěn)定

C．具有氧化性

D．具有還原性

6．金剛石和石墨的性質(zhì)有很大差異的原因是（）

A．金剛石和石墨是由不同種元素組成的

B．金剛石是單質(zhì)，而石墨是化合物

C．金剛石和石墨里碳原子的排列不同

D．金剛石不含雜質(zhì)，而石墨含雜質(zhì)BC

7．下列關(guān)于碳的幾種單質(zhì)的組成和用途的說法，錯誤的是（）

A．璀燦奪目的天然鉆石是由碳元素組成的

B．長期未用而難開啟的鐵鎖，可在鎖孔中加入少量鉛筆芯來作潤滑劑

C．鉛筆芯主要是用鉛和少量碳粉制成的

D．活性炭可作防毒面具的濾毒劑C8．在2Fe2O3+3C=4Fe+3CO2↑反應中，還原劑是

（

）

A．C B．CO2

C．Fe2O3 D．FeA9．試管中有黑色粉末，加熱后變成紅色固體，同時生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體，這黑色粉末是（）

A．氧化銅

B．四氧化三鐵和木炭粉

C．氧化銅和木炭粉

D．氧化銅和二氧化錳C10．納米材料被譽為21世紀最有前途的新型材料。納米碳管是一種由碳原子構(gòu)成的直徑為幾個納米（1nm=10-9m)的空心管。下列說法錯誤的是

（

）

A．納米碳管是一種新型的化合物

B．納米碳管材料如果完全燃燒生成物是二氧化碳

C．納米碳管材料管道多，表面積大，吸附能力強

D．納米碳管在常溫下性質(zhì)穩(wěn)定A1．碳2（1）切割玻璃（2）做電極（3）做防毒面具（4）煉鐵（5）繪畫（6）做燃料3．石墨的導電性能好4．常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑5．活性炭的吸附性強

6．C+2CuO2Cu+CO2↑6g課后習題答案高溫碳和碳的氧化物—第六單元課題1金剛石、石墨和C60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)!金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質(zhì)。研究表明:世界最大的寶石金剛石庫利南

南非之星(StarofSouthAfrica)

金剛石的碳原子在空間構(gòu)成連續(xù)的，堅固的骨架的結(jié)構(gòu)，所以堅硬。一:碳的單質(zhì)1、金剛石——高貴華麗的碳單質(zhì)性質(zhì)用途金剛石

純凈的金剛石是無色透明正八面體形狀的固體。經(jīng)過仔細琢磨后，可以成為璀璨奪目的裝飾品——鉆石。自然界存在的最硬的物質(zhì)(質(zhì)堅硬)劃玻璃、切割大理石、加工堅硬的金屬，裝在鉆探機的鉆頭上鉆鑿堅硬的巖層。1、金剛石——高貴華麗的碳單質(zhì)

是一種深灰色的有金屬光澤而不透明的細鱗片狀固體。石墨很軟，有滑膩感。在紙上畫過能留下深灰色的痕跡。此外，石墨還具有優(yōu)良的導電性能。2、石墨

石墨的碳原子呈平面層狀結(jié)構(gòu),層與層之間作用力小，所以質(zhì)軟。有滑感。性質(zhì)用途石墨深灰色，有金屬光澤，不透明的細磷片狀固體，質(zhì)軟(在紙上畫過能留下深灰色的痕跡)。鉛筆芯能導電電極滑膩潤滑劑鉛筆中的HB：H代表Hard，堅硬的；B代表Black，黑的。6B最軟，顏色最深；6H最硬，HB軟硬適中。鉛筆里面其實不含鉛，是石墨和黏土混合而成的混合物

生活小運用【思考】

如果有一把長期不用而生銹的鐵鎖，怎樣可以輕易打開？可以把鉛筆芯的粉末放到鎖孔里，因為鉛筆芯的成分中有石墨，石墨具有潤滑性，可以做潤滑劑。金剛石（C）石墨（C）色態(tài)無色透明、正八面形狀的固體深灰色、有金屬色澤，細鱗片狀固體硬度最硬質(zhì)軟、滑、在紙上可留下痕跡熔點很高高、耐高溫導電性不導電導電用途鉆石、刻劃玻璃、切割大理石潤滑劑、鉛筆芯、作電極【討論】都是由碳元素組成的單質(zhì)，物理性質(zhì)為什么會有如此大的差異？金剛石結(jié)構(gòu)圖石墨結(jié)構(gòu)圖碳單質(zhì)的物理性質(zhì)不同，是因為碳原子的排列不同碳60結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途決定決定反映反映判斷同種物質(zhì)的標準：1、組成元素相同2、原子結(jié)構(gòu)相同

木炭主要是由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成的，具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，因此它具有吸附能力。

利用木炭的這個性質(zhì)來吸附一些食品和工業(yè)產(chǎn)品里的色素，也可以用它來吸附有異味的物質(zhì)?？梢允占教己?/p>

在自來水廠凈化水的過程中,用到一種有吸附作用的物質(zhì),請問這種物質(zhì)是什么?活性炭活性炭防毒面具濾毒罐輔助材料活性炭的吸附作用比木炭還要強，防毒面具里的濾毒罐就是利用活性炭來吸附毒氣的。木炭、活性炭的吸附性木炭和活性炭都是由石墨的微小晶粒和少量雜質(zhì)構(gòu)成的。

電子顯微鏡下看到的木炭結(jié)構(gòu)

如果將1

cm3的木炭的表面積平鋪開來，約有一個標準足球場那樣大。討論：你認為吸附的過程是物理變化，還是化學變化呢？你的根據(jù)是什么？木炭的用途高性能木炭填充的枕頭木炭做成的小盆飾活性炭的用途食品脫色冰箱去味劑3.神奇的碳單質(zhì)分子——C60

一、碳的單質(zhì)請說出圖文中給出的信息。⒈C60是一種分子。⒉每個C60的分子是由60個碳原子構(gòu)成。⒊C60分子的結(jié)構(gòu)形似足球，性質(zhì)很穩(wěn)定。C60的平面圖C60的立體圖廣泛的應用前景：

氣體貯存，有感覺功能的傳感器，增強金屬的強度，新型的催化劑，光學應用,殺傷癌細胞。C70更新的碳單質(zhì)：C240C540

練習鉆

石電爐電極不透明細鱗片狀固體優(yōu)良的導電性能正八面體形狀固體深灰色、有金屬光澤很軟、有滑膩感天然存在最硬的物質(zhì)無色透明1、請將下列相關(guān)的內(nèi)容畫連線：結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途決定反映決定反映2、繼發(fā)現(xiàn)C60后C70也已經(jīng)制得,下列有關(guān)C70的說法正確的是()A.它是一種化合物B.它是一種單質(zhì)，并且它是有C70分子構(gòu)成的。C.它是一種混合物D.它的相對分子質(zhì)量是840B、D

一、碳的單質(zhì)小結(jié)⒈不同的元素可以組成不同的物質(zhì)；同一種元素也可以組成不同的物質(zhì)。如：金剛石、石墨和C60分子等都是由碳元素組成的單質(zhì)。3.木炭、活性炭具有吸附性。原因是它們都有疏松多孔的結(jié)構(gòu)。

2.金剛石、石墨物理性質(zhì)不同的原因是碳原子排列順序不同。⒋物質(zhì)的一切外在表現(xiàn)都是由其內(nèi)在因素決定的。物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)；性質(zhì)決定用途。用碳筆畫的古字畫北宋黃庭堅用墨（用炭黑等制成）寫的字兩幅明清時代祖先的古畫(見上圖)。古畫高2米，寬1米，用天然碳素粉墨畫成，線條勾勒清晰。距今約有300多年的歷史，是當今同類古畫保存比較好的兩幅.

我國古代一些書法家、畫家用墨（用炭黑等制成）書寫或繪制的字畫能夠保存很長時間而不變色，這是為什么呢？

這是因為在常溫下，碳的化學性質(zhì)不活潑，碳受日光照射或與空氣、水分接觸，都不容易起變化的緣故。生活小運用【思考】例如把木制的電線桿在埋入地下前，將其表面燒焦，其目的是什么？目的就是為了讓電線桿不易腐爛，可以保存久一些?？墒翘伎梢栽谘鯕庵腥紵?，怎么可以說它化學性質(zhì)穩(wěn)定呢？

請思考：是什么決定碳在常溫下性質(zhì)不活潑,而在高溫下性質(zhì)活潑呢？元素的化學性質(zhì)和元素原子結(jié)構(gòu)中哪部分關(guān)系最為密切？最外層電子數(shù)！碳原子的最外層電子數(shù)為4，既不容易得到電子，也不容易失去電子，所以常溫下碳的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)：碳的化學性質(zhì)：1、常溫下的穩(wěn)定性；古字畫、焦木桿2、高溫下的活潑性。燃燒條件化學方程式結(jié)論啟示在氧氣中充分燃燒C+O2CO2（O2充足）碳具有可燃性，條件不同，燃燒產(chǎn)物也不相同。書寫方程式一定要注明反應條件，冬天用煤取暖一定要注意通風。燃燒不充分2C+O22CO（O2不充足）點燃點燃2、碳具有可燃性碳和某些氧化物的反應：C+2CuO2Cu+CO2高溫黑色粉末逐漸變成光亮的紅色澄清石灰水變成白色渾濁

現(xiàn)象與結(jié)論：----有銅生成----有二氧化碳生成金屬網(wǎng)罩集中火焰提高溫度請看視頻觀察這個方程式，看看有什么特點？C+2CuO2Cu+CO2高溫象這種，含氧化合物里的氧被奪去的反應，就叫做：還原反應。例如：氧化銅失去氧變成銅單質(zhì)，我們就說它被還原了。我會分析CuO：我的氧不見了，我終于被還原了！C：我能奪取別人的氧，能把別人還原，我的還原性很厲害吧是碳使氧化銅變成單質(zhì)銅的，我們則說碳具有還原性。C+2CuO2Cu+CO2高溫利用碳的還原性可以做什么用途呢？冶煉金屬——把金屬氧化物中的金屬還原出來。例如：2Fe2O3+3C

4Fe+3CO2

2WO3+

3C2W

＋3CO2高溫高溫

高溫①可燃性：2CuO+C2Cu+CO2↑②還原性：C+O2CO2

（O2充足）2C+O22CO（O2不充足）點燃點燃2Fe2O3+3C4Fe+3CO2

高溫高溫二、碳的化學性質(zhì)1、常溫下的穩(wěn)定性：2、高溫下的活潑性古字畫、焦木桿C＋CO22CO(吸收熱量)【練習】1、下列性質(zhì)中，不屬于碳的化學性質(zhì)的是（）

A.穩(wěn)定性B.吸附性

C.可燃性D.還原性B2.金剛石、石墨、C60、C70

都是碳元素組成的單質(zhì)，關(guān)于它們的說法正確的是（填序號）

A.碳原子的排列方式不同B.化學性質(zhì)相似C.物理性質(zhì)相似D.是同一種物質(zhì)E.完全燃燒都生成二氧化碳F.都是黑色固體A、B、E

課題一金剛石石墨C60金剛石石墨碳60認識幾種炭單質(zhì)木炭焦炭活性炭碳的單質(zhì)主要包括金剛石、石墨和C60分子。它們都是由碳元素組成的單質(zhì)。一、碳單質(zhì)的物理性質(zhì)：1、金剛石：純凈的金剛石是一種無色透明的、正八面體形狀的固體，硬度大，不導電。

天然采集的金剛石經(jīng)過仔細的琢磨就會成為璀璨奪目的裝飾品——鉆石含有雜質(zhì)的金剛石帶有顏色鉆石裝飾品天然金剛石鉆石鉆頭玻璃刀用金剛石刻劃玻璃切割大理石或加工堅硬的金屬等.石墨石墨是一種深灰色的有金屬光澤而不透明的細鱗片狀固體。石墨很軟，有滑膩感。2、石墨：深灰色的具有金屬光澤而不透明的細鱗片狀固體。質(zhì)軟，有滑膩感，電的良導體。石墨是最軟的礦物之一石墨用石墨和粘土粉末混合制鉛筆芯用石墨做電極石墨耐高溫，可以制成坩堝來熔煉金屬

石墨炸彈是美國制造的一種可使供電系統(tǒng)短路而導致癱瘓的新式炸彈。石墨炸彈實際上是集束炸彈的變種，它在目標上空爆炸，釋放出無數(shù)“易拉罐”大小的小炸彈，這些內(nèi)裝碳纖

維的小炸彈隨即在更大的區(qū)域爆炸，形成大范圍的碳纖維云，這些碳纖維可使供電系統(tǒng)短路而癱瘓。開眼界了！

金剛石和石墨都是由C元素組成的，為什么性質(zhì)會相差這么遠呢？物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)的性質(zhì)物質(zhì)的用途決定決定反映反映正八面體平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)碳原子排列方式不同小知識“碳”與“炭”“碳”：元素名稱（如：碳原子、碳元素、碳單質(zhì)、碳的化合物、二氧化碳、一氧化碳等。）“炭”：指具體的含碳元素的單質(zhì)（如：木炭、焦炭、活性炭、炭黑。）3、無定形碳：

無定形碳包括：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。它們主要是由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成的。

木炭焦炭活性炭炭黑【思考】木炭、活性炭具有吸附性（即吸附能力）這是什么原因呢？結(jié)論

木炭.活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，因此它具有吸附能力。利用木炭.活性炭的吸附性來吸附色素.氣味和有毒氣體等物質(zhì)。活性炭冰箱去味劑食品脫色活性炭防毒面具思考：如圖所示,向盛有紅棕色二氧化氮氣體的集氣瓶里投入幾小塊烘烤過的木炭,會出現(xiàn)什么樣的想象,為什么?活性炭防毒面具濾毒罐輔助材料活性炭的吸附作用比木炭還要強，防毒面具里的濾毒罐就是利用活性炭來吸附毒氣的，C60C60除了在超導方面的應用外，在以下幾個方面也具有廣泛的應用前景：①有感覺功能的傳感器②增強金屬的強度③新型的催化劑④光學應用⑤對癌細胞具有殺傷效應等醫(yī)療功能。

C70、C240、C540--------C60納米碳管碳單質(zhì)的不同結(jié)構(gòu)金剛石石墨碳60原因是：雖都是由碳元素組成的單質(zhì)，但碳原子的排列方式不同。金剛石、石墨和C60分子的物理性質(zhì)差異較大的原因：可見：不同種元素可以組成不同物質(zhì)，而同一種元素也可以組成不同的物質(zhì)。

1、將以下左例和右例有關(guān)項目用線連接起來。石墨冰箱去味劑、防毒面具炭黑導電金剛石新型催化劑C60制油墨活性炭切割堅硬金屬2.金剛石、石墨、C60都是由______組成的單質(zhì)。但是，它們的性質(zhì)卻存在巨大的差異（例如金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，而石墨卻很軟），這是因為它們____________不同。碳原子排列方式碳元素3、下列關(guān)于金剛石和石墨的敘述正確的是（）

A．金剛石和石墨都是由碳元素形成的物質(zhì)，因此用石墨人工合成金剛石是物理變化

B．金剛石不導電，而石墨具有良好的導電性

C．金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物都是二氧化碳

D．金剛石和石墨的物理性質(zhì)由較大的差異是因為形成金剛石的碳原子與形成石墨的碳原子不相同

4.繼發(fā)現(xiàn)C60后,C70也已經(jīng)制得,下列有關(guān)C70的說法正確的是()A.它是一種化合物B.它是一種單質(zhì)，并且它是有C70分子構(gòu)成的。C.它是一種混合物D.它的相對分子質(zhì)量是840B、D二、碳（單質(zhì)）的化學性質(zhì)北宋畫家張擇端繪制，距今近千年常溫下，碳的化學性質(zhì)不活潑。1.碳的穩(wěn)定性.高溫下，卻能跟多種物質(zhì)發(fā)生化學反應。所以，用墨書寫或繪制的古字畫能長久保存而不變色。2.碳跟氧氣的反應（可燃性）CO2C+O2點燃（充分燃燒）2CO2C+O2點燃（不充分燃燒）3.碳跟某些氧化物的反應（還原性）1.試管為什么要略向下傾斜？2.火焰上罩網(wǎng)罩的作用是什么？3.實驗結(jié)束時，為什么要先從石灰水中取出導氣管再熄滅酒精燈？4.反應的現(xiàn)象，化學方程式？1.