金刚石石墨C共张PPT.ppt

1、第六章第六章 碳和碳的氧化物碳和碳的氧化物由同种元素组成的由同种元素组成的纯净物纯净物叫做什么叫做什么?-单质单质同种元素可以组成不同的单质吗同种元素可以组成不同的单质吗?-可以可以!例如例如:氧元素组成氧气和臭氧，磷元素组成红磷和白磷。足足 球球 烯烯 (C60)金金 刚刚 石石 石石 墨墨碳元素也可以组成不同的单质碳元素也可以组成不同的单质!课题课题1 金刚石金刚石 石墨石墨 C60第第1课时碳的单质课时碳的单质一、碳的单质一、碳的单质1、金刚石、金刚石纯净的金刚石是纯净的金刚石是无色无色 透明、透明、正八面体正八面体形状的固体。形状的固体。加加加加工工工工前前前前加工琢磨后能发出璀璨加工

2、琢磨后能发出璀璨夺目光泽，可做夺目光泽，可做钻石钻石。加加加加工工工工后后后后1、金刚石、金刚石玻璃刀上的金刚石可以裁玻璃玻璃刀上的金刚石可以裁玻璃金刚石很硬金刚石很硬，可，可以用来以用来切割玻璃切割玻璃，也可以作钻探机的也可以作钻探机的钻头钻头。天然矿物中最硬的物质天然矿物中最硬的物质金刚石钻头金刚石钻头2、石墨、石墨是一种深灰色有金属光泽、不是一种深灰色有金属光泽、不透明、细鳞片状的固体。透明、细鳞片状的固体。石墨很软石墨很软-石墨可做铅笔芯石墨可做铅笔芯 天然矿物中最软的矿物之一天然矿物中最软的矿物之一一、碳的单质一、碳的单质铅铅 笔笔 小小 知知 识识 铅笔上的铅笔上的“B”是英文是英

3、文“Black”的第一个字的第一个字母，在铅笔中表示母，在铅笔中表示“软软”；“H”是英文是英文“Hard”的第一个字母，在铅笔中表示的第一个字母，在铅笔中表示“硬硬”。铅笔为什么有软和硬的差别呢？这是因为石墨铅笔为什么有软和硬的差别呢？这是因为石墨太软，光用石墨做笔芯，既易断也易磨损，因此，太软，光用石墨做笔芯，既易断也易磨损，因此，生产上常在石墨粉末中掺进一些粘土生产上常在石墨粉末中掺进一些粘土 粉末以增粉末以增加硬度。粘土掺得越多，铅笔就越硬；粘土掺得加硬度。粘土掺得越多，铅笔就越硬；粘土掺得越少，铅笔就越软。越少，铅笔就越软。想一想，想一想，“6B”、“6H”与与“HB”三种类型三种类

4、型的铅笔，哪种铅笔最硬？哪种铅笔最软？的铅笔，哪种铅笔最硬？哪种铅笔最软？石墨有良好的导电性。石墨有良好的导电性。干干电电池池的的电电极极石墨石墨金刚石金刚石石石墨墨外外观观硬硬度度导电性导电性用用途途金刚石和石墨的物理性质的比较金刚石和石墨的物理性质的比较无色无色 透明、正八透明、正八面体形状的固体面体形状的固体深灰色、不透明、深灰色、不透明、有金属光泽、细鳞有金属光泽、细鳞片状固体。片状固体。天然矿物中最硬的天然矿物中最硬的 最软的矿物质之一最软的矿物质之一不导电不导电良良 好好钻石、钻探机的钻石、钻探机的钻头、切割玻璃钻头、切割玻璃 铅笔芯、电极、铅笔芯、电极、润滑剂等润滑剂等 为什么金

5、刚石和石墨的物理性质有这么大差异呢？为什么金刚石和石墨的物理性质有这么大差异呢？它们的它们的碳原子的排列方式不同碳原子的排列方式不同。金刚石的结构石墨的结构 结合金刚石、石墨的性质和结合金刚石、石墨的性质和用途，讨论物质的性质和用途之间用途，讨论物质的性质和用途之间有什么关系。有什么关系。用途用途决定决定性质性质体现体现 石墨可以制成金刚石吗？石墨可以制成金刚石吗？自学提示自学提示-2 -2 (请参阅教材请参阅教材P109P109P110)P110)此变化是物理变化还是化学变化？此变化是物理变化还是化学变化？石墨可以制成金刚石；此石墨可以制成金刚石；此变化是化学变化。变化是化学变化。人造金刚石

6、和金刚石薄膜人造金刚石和金刚石薄膜透明的金刚石薄膜透明的金刚石薄膜透明的金刚石薄膜透明的金刚石薄膜天然金刚石是由火山喷发时的天然金刚石是由火山喷发时的天然金刚石是由火山喷发时的天然金刚石是由火山喷发时的高温高压所形成的。而人造金刚石高温高压所形成的。而人造金刚石高温高压所形成的。而人造金刚石高温高压所形成的。而人造金刚石是如何制得的呢？是如何制得的呢？是如何制得的呢？是如何制得的呢？随着科技的发展，新形态的碳单质逐渐被人们发现，随着科技的发展，新形态的碳单质逐渐被人们发现，其中取得重要进展的是其中取得重要进展的是C60分子，另外还有分子，另外还有纳米碳管纳米碳管。C603.C60C540C24

7、0C70生活中常见含石墨的物质生活中常见含石墨的物质木木炭炭焦焦炭炭炭炭黑黑活活性性炭炭三、无定形炭 通通常常称称为为无无定定形形炭炭的的有有木木炭炭、焦焦炭炭、活活性性炭炭、炭炭黑黑等等。用用X X射射线线研研究究，可可以以知知道道木木炭炭主主要要是是由由石石墨墨的的微微小小晶晶体体和和很很少少量量的的杂杂质质构构成成的的，活活性性炭炭、焦焦炭、炭黑等有也具有类似的构成。炭、炭黑等有也具有类似的构成。炭黑炭黑可用于制造油墨、油漆、墨汁、鞋油等；可用于制造油墨、油漆、墨汁、鞋油等；木炭木炭可作燃料或还原剂，用于冶炼金属；可作燃料或还原剂，用于冶炼金属；活活性性炭炭可可作作电电冰冰箱箱的的除除臭

8、臭剂剂、净净水水过过滤滤器器、防防毒毒面面具的滤毒罐、脱色剂等。具的滤毒罐、脱色剂等。焦炭焦炭可用作燃料和炼铁的还原剂。可用作燃料和炼铁的还原剂。防毒面具的滤毒罐里防毒面具的滤毒罐里装的是活性炭装的是活性炭冰箱中的去味剂冰箱中的去味剂制糖工业的脱色剂制糖工业的脱色剂冰冰冰冰箱箱箱箱去去去去味味味味剂剂剂剂木木炭炭、活活性性炭炭具具有有疏疏松松多多孔孔的的结结构构，因因此此它它们们具具有有吸吸附附能能力力，活活性炭的性炭的吸附性吸附性更强更强炼钢铁用的焦炭炼钢铁用的焦炭炭黑用途炭黑用途比较碳与炭的区别：比较碳与炭的区别：“碳碳”是元素的名称，是核电荷数为是元素的名称，是核电荷数为6 6的一的一类

9、原子的总称。比如：碳元素、碳类原子的总称。比如：碳元素、碳单质、含碳化合物、一氧化碳。单质、含碳化合物、一氧化碳。“炭炭”含有碳单质的混合物。如：含有碳单质的混合物。如：木炭、木炭、活性炭、焦炭、炭黑等。这里的炭活性炭、焦炭、炭黑等。这里的炭不带不带“石石”旁。旁。一般在未指明具体单质时，习惯上用碳。一般在未指明具体单质时，习惯上用碳。碳单质碳单质金刚石金刚石无定形炭无定形炭木炭木炭活性炭活性炭焦炭焦炭炭黑炭黑C60石墨石墨1、金刚石很硬，可用来切割玻璃、金刚石很硬，可用来切割玻璃2、石墨很软，可用来做铅笔芯、石墨很软，可用来做铅笔芯石墨有良好的导电性，可用来做石墨有良好的导电性，可用来做 电

10、极电极3、木炭、活性炭有吸附性，可做吸附剂、木炭、活性炭有吸附性，可做吸附剂4、C60有特殊的性质，可用于材料科学、有特殊的性质，可用于材料科学、超导体等方面。超导体等方面。用途用途决定决定5、性质性质体现体现6、金刚石、石墨、金刚石、石墨、C60都是由都是由碳元素碳元素组成的单组成的单质，但它们的物理性质各不相同，是因为质，但它们的物理性质各不相同，是因为碳原碳原子排列方式不同子排列方式不同。1、美国曾使用了一种、美国曾使用了一种“石墨炸弹石墨炸弹”。这种炸。这种炸弹爆炸后释放出大量纤维状的石墨，它们覆盖弹爆炸后释放出大量纤维状的石墨，它们覆盖在发电厂的设备上，造成设备短路而停电，这在发电厂

11、的设备上，造成设备短路而停电，这说明了石墨具有什么样的性质？说明了石墨具有什么样的性质？这是因为石墨具有良好的导电性，所这是因为石墨具有良好的导电性，所以它们释放出来后，覆盖在发电厂的以它们释放出来后，覆盖在发电厂的设备上，会造成设备短路而停电设备上，会造成设备短路而停电课堂练习：课堂练习：3.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 用于超导、材料等领域用于超导、材料等领域 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、C C

12、6060都是由都是由_ _ 组成的单组成的单质。金刚石和石墨的物理性质存在着巨大的差异，质。金刚石和石墨的物理性质存在着巨大的差异，这是因为它们这是因为它们_ _ _ _ _ _不同。不同。碳元素碳元素碳原子排列方式碳原子排列方式4、测得某物质中只含有碳元素，这、测得某物质中只含有碳元素，这种物质种物质是是()A一定是一种单质一定是一种单质B一定是石墨一定是石墨C可能是二氧化碳可能是二氧化碳D可能是一种单质，也可能是几可能是一种单质，也可能是几种碳的单质的混合物种碳的单质的混合物D5、如下图所示，瓶中盛有红棕色二氧化氮气体、如下图所示，瓶中盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里放几小块活性炭，最终观

13、察到红棕的集气瓶里放几小块活性炭，最终观察到红棕色色 (填填“变深变深”或或“消失消失”或或“不变不变”)，漏斗中液面，漏斗中液面 (填填“上升上升”或或“下降下降”或或“不变不变”)。其原因为：活性炭具有。其原因为：活性炭具有 性，使瓶中的压强性，使瓶中的压强 外界大气压。外界大气压。（填大于或小于或等于）（填大于或小于或等于）消失消失上升上升吸附吸附小于小于 课题课题1 金刚石金刚石 石墨石墨 C60第第2课时碳的化学性质课时碳的化学性质 常温下常温下,碳的化学性质稳定碳的化学性质稳定二、碳的化学性质二、碳的化学性质讨论：是什么决定了碳在常温下化学性质不是什么决定了碳在常温下化学性质不活泼

14、的呢？活泼的呢？思考：元素的化学性质与什么有关呢？碳原子最外层有碳原子最外层有碳原子最外层有碳原子最外层有4 4个电子，个电子，个电子，个电子，它要成为稳定的结构，得它要成为稳定的结构，得它要成为稳定的结构，得它要成为稳定的结构，得4 4个电子或失去个电子或失去个电子或失去个电子或失去4 4个电子都不个电子都不个电子都不个电子都不容易，所以化学性质不活泼。容易，所以化学性质不活泼。容易，所以化学性质不活泼。容易，所以化学性质不活泼。碳原子碳原子结构示结构示意图意图清明上河图距今已有近千年历史，布都已破损，但笔清明上河图距今已有近千年历史，布都已破损，但笔清明上河图距今已有近千年历史，布都已破损

15、，但笔清明上河图距今已有近千年历史，布都已破损，但笔迹（墨中含碳）仍然不变，这说明了什么问题？迹（墨中含碳）仍然不变，这说明了什么问题？迹（墨中含碳）仍然不变，这说明了什么问题？迹（墨中含碳）仍然不变，这说明了什么问题？钻石恒久远钻石恒久远 一颗永流传一颗永流传 碳与氧气的反应碳与氧气的反应回忆木炭在氧气中回忆木炭在氧气中充分燃烧充分燃烧的现象：的现象：剧烈燃烧，发出白光；放出热量；剧烈燃烧，发出白光；放出热量；生成能使澄清石灰水变浑浊的气生成能使澄清石灰水变浑浊的气体体化学方程式：化学方程式：C +OC +O2 2 =CO=CO2 2点燃点燃木炭在氧气中木炭在氧气中不充分不充分燃烧时，生成一

16、氧化碳燃烧时，生成一氧化碳化学方程式：化学方程式：C +O C +O2 2 =COCO点燃点燃221 1、常温下常温下,碳的化学性质稳定碳的化学性质稳定2 2、碳与氧气的反应碳与氧气的反应C+O2 CO2 (O2 充充 足）足）点点 燃燃2 C+O2 2 CO (O2 不不 充充 足足)点燃点燃二、碳的化学性质二、碳的化学性质-可燃性可燃性用途：作燃料用途：作燃料C+2CuO 2Cu+CO2高温高温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 现象与结论：现象与结论：-有铜生成有铜生成-有二氧化碳生成有二氧化碳生成金属网罩集中火焰提集中火焰提高温度高温度请看视请看视频频木炭木炭还原氧还原氧化铜实化铜实验验_标清标清.flv3 3、碳与氧化物的反应、碳与氧化物的反应-还原性还原性用途用途:冶炼金属冶炼金属（即把金属氧化物中（即把金属氧化物中的金属还原出来。的金属还原出来。)此反应中木炭粉有此反应中木炭粉有 _性性,作作_ _ _ _剂剂氧化铜失去氧化铜失去_变成变成_,发生了发生了 反应反应_得到氧得到氧,发生了发生了 反应反应还原还原