课题1《金刚石、石墨和C60》课件.ppt
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第六单元,碳和碳的氧化物,课题1金刚石、石墨和C60,学习目标,1.通过阅读教材和观察实验说出几种碳单质的物理性质及对应用途。
2.结合实验分析归纳说出碳单质的化学性质,并会书写化学方程式。
1.由同种元素组成的纯净物叫做什么?
2.同种元素可以组成不同的单质吗?
-可以!
例如:
氧元素组成氧气和臭氧,磷元素组成红磷和白磷。
知识回顾,-单质,碳元素是否也可以组成不同的单质呢?
金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。
研究表明:
思考,金刚石,石墨,碳60,课题1、金刚石、石墨和C60,一、碳的单质,1.金刚石:
C高贵华丽的碳单质,世界最大的宝石金刚石库利南3106克拉(621.2克)南非,南非之星(StarofSouthAfrica),金刚石的碳原子在空间构成连续的,坚固的骨架结构,所以坚硬。
1,钻石恒久远一颗永流传,是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。
石墨很软,有滑腻感。
在纸上画过能留下深灰色的痕迹。
此外,石墨还具有优良的导电性能。
2.石墨:
C,石墨,铅笔中的HB:
H代表Hard,坚硬的;B代表Black,黑的。
6B最软,颜色最深;6H最硬,HB软硬适中。
铅笔里面其实不含铅,是石墨和黏土混合而成的混合物。
如果有一把长期不用而生锈的铁锁,怎样可以轻易打开?
可以把铅笔芯的粉末放到锁孔里,因为铅笔芯的成分中有石墨,石墨具有润滑性,可以做润滑剂。
思考,金刚石与石墨的比较,3.无定形碳,木炭、活性炭具有疏松多孔的结构,因而具有吸附能力,但活性炭的吸附能力比木炭强。
利用木炭、活性炭的吸附性来吸附色素、气味和有毒气体等物质。
无定形碳包括:
木炭、焦炭、活性炭、炭黑。
它们主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。
木炭,焦炭,活性炭,炭黑,烘烤过的木炭,加有红墨水的水,现象:
水由红色逐渐变为无色,实验6-1:
吸附性,0,:
木炭(或活性炭)的吸附性,吸附,物理,红色褪去,溶液变成无色,活动与探究,如图所示,向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭,会出现什么样的想象,为什么?
活性炭,防毒面具,滤毒罐,辅助材料,活性炭的吸附作用比木炭还要强,防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的,,木炭、活性炭都具有疏松多孔的结构,因此它们具有很强吸附能力。
防毒面罩,活性炭包,净水装置,0,4.神奇的碳单质C60,
(1)C60是一种分子。
(2)每个C60的分子是由60个碳原子构成。
(3)C60分子的结构形似足球,性质很稳定。
C60的平面图,C60的立体图,C60具有广泛的应用前景:
用于气体贮存,制作有感觉功能的传感器,还能增强金属的强度,作新型的催化剂,光学应用,杀伤癌细胞等医疗功能。
C60的平面图与立体图,碳纳米管,石墨烯,资料卡片碳单质的研究进展,0,C70,C240,C540,最新的碳单质,立体网状结构,层状结构,足球形结构,坚硬、透明、光彩夺目等,深灰色、滑腻感、质软、导电性等,超导,做玻璃刀、钻头、制作首饰等,做铅笔芯、电极、润滑剂等,超导、催化、医学、生物等,碳原子排列方式不同,填一填,比一比,疏松多孔,吸附性,滤毒罐、制糖工业、净化污水等,物理性质差异的原因,?
小知识,“碳”与“炭”,“碳”:
涉及到元素时(如:
碳原子、碳元素、碳单质、碳的化合物、二氧化碳、一氧化碳等。
),“炭”:
指物质时(如:
木炭、焦炭、活性炭、炭黑。
),都是由碳元素组成的单质,物理性质为什么会有如此大的差异?
金刚石结构图,石墨结构图,碳单质的物理性质不同,是因为碳原子的排列不同。
C60结构图,讨论,1.把木制的电线杆在埋入地下前,将其表面烧焦,其目的是什么?
目的就是为了让电线杆不易腐烂,可以保存久一些。
2.是什么决定碳在常温下性质不活泼,而在高温下性质活泼呢?
元素的化学性质和元素原子结构中哪部分关系最为密切?
最外层电子数!
碳原子的最外层电子数为4,既不容易得到电子,也不容易失去电子,所以常温下碳的化学性质比较稳定。
思考,碳原子最外层有4个子,不易失去,也不易得到电子。
常温下碳的化学性质,稳定,能否人工制造金刚石?
接近高科技:
金刚石的用途很广泛,但天然存在的量很少,而且多数颗粒很小,无法满足人们的需求。
因此人们提出了金刚石的人工制造问题。
由于金刚石和石墨都是碳的单质,所以人们把注意力集中到把石墨转变成金刚石的实验上来。
经过无数次的试验,终于用铬、铁、铂等做催化剂,在16001800和51096109帕的条件下,以石墨为原料制得了人造金刚石。
目前世界上每年生产约20吨的人造金刚石。
我国第一颗人造金刚石于1962年研制成功。
现今江苏省的南京、苏州等地也都有生产人造金刚石的工厂。
让你知道,石墨变金刚石是化学变化,发出白光,放热,生成能使澄清的石灰水变浑浊的气体,用途:
作燃料,温故知新,古代书法家、画家用墨(用炭黑等制成)书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色,这是为什么呢?
0,在常温下,碳的化学性质不活泼。
碳受日光照射或与空气、水分接触,都不容易起变化。
0,二、碳(单质)的化学性质,北宋画家张择端绘制,距今近千年,常温下,碳的化学性质不活泼。
1.碳的稳定性,二、单质碳的化学性质,碳在常温下化学性质不活泼,高温下,却能跟多种物质发生化学反应。
所以,用墨书写或绘制的古字画能长久保存而不变色。
2.碳具有可燃性(与氧气反应),
(1)氧气充足,C+O2,=CO2,点燃,
(2)氧气不足,2C+O2,=2CO,(充分燃烧),(不充分燃烧),点燃,3.碳具有还原性(与某些氧化物的反应),C+2CuO=2Cu+CO2,高温,黑色粉末逐渐变成光亮的红色澄清石灰水变成白色浑浊,现象与结论:
说明有铜生成,说明有二氧化碳生成,金属网罩,集中火焰提高温度,1.试管为什么要略向下倾斜?
防止冷凝的水流到热的试管底部使试管炸裂。
2.火焰上罩网罩的作用是什么?
因为木炭与氧化铜反应的温度要求较高,用网罩使火焰集中,提高温度。
3.实验结束时,为什么要先从石灰水中取出导气管再熄灭酒精灯?
防止石灰水倒吸入热的试管使试管炸裂。
观察下面方程式,看看有什么特点?
像这种,含氧化合物里的氧被夺去的反应,就叫做还原反应。
氧化铜失去氧变成铜单质,我们就说它被还原了。
是碳使氧化铜变成单质铜的,我们则说碳具有还原性。
分析:
CuO的氧不见了,C能夺取别人的氧,利用碳的这种性质,我们可以用它来冶炼金属,即碳的一种用途是冶炼金属。
C+2CuO=2Cu+CO2,高温,C+2CuO=2Cu+CO2,高温,失氧,得氧,C-得氧,做还原剂,具有还原性,发生氧化反应,CuO-失氧,做氧化剂,具有氧化性,发生还原反应,知识拓展,含氧化合物中的氧被夺去的反应,叫还原反应。
(1)木炭使氧化铜还原成铜,其具有还原性。
(2)氧化铜使碳氧化成二氧化碳,其具有氧化性,指出下列具有还原性的物质:
在高温条件下,碳可以与某些氧化物发生反应一般来说,加热:
表示的温度泛指酒精灯火焰的温度,约在400500。
高温:
超过500以上的温度,在实验室需要用酒精喷灯来实现。
酒精喷灯温度可达700-1000。
碳的化学性质的是稳定性可燃性还原性,总结,实验:
验证石墨的导电性能实验材料:
电源,用电器,导线,铅笔芯,实验结论:
铅笔芯(石墨)能导电,可以收集到炭黑,连一连:
木炭,活性炭,C60,金刚石,石墨,课堂训练,1,2,3,4,想一想,寒冷的冬季,甘愿燃烧自己,温暖别人,吸进的是毒气、废气,却把清新的空气留给人们,出生时间不长,超导方面功德无量,这是,开矿采油时,冲锋在前,专打硬仗,长相平凡用处大,开锁、导电要靠它,虽然雍容华贵,但也乐意做划玻璃这样的小事,焦炭炼铁,是真的吗?
真“钻”不怕火炼,是真的吗?
碳素墨水书写档案保存时间长,是真的吗?
是真的吗?
木制的电线杆在埋入地下前,将其表面烧焦,是真的吗?
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