1、第六單元 碳和碳的氧化物,課題1 金剛石、石墨和C60,非洲之星,它重為3106ct。它純凈透明，帶 有淡藍(lán)色色調(diào)，是最佳品級的鉆石，這就是世界上最大的鉆石。 銀行家估價(jià)為75億美元。,金剛石,金剛石,金剛石是由碳原子直接構(gòu)成的正八面體形狀的固體，金剛石是碳元素組成的非金屬單質(zhì)。,純凈的金剛石是無色透明的，琢磨后有璀璨奪目的光澤。,碳原子,玻璃刀上的金剛石可以裁玻璃,鉆戒上的鉆石,鉆戒上的鉆石,金剛石可以做鉆探機(jī)的鉆頭,玻璃刀的刀頭裝有金剛石,金剛石,金剛石的物理性質(zhì)和用途,無色透明、正八面體形狀的固體，琢磨后有奪目光澤,裝飾品鉆石,金剛石硬度大,裁玻璃、切割大理石、做鉆頭、刻刀等,性質(zhì),用途

2、,（金剛石是天然存在最硬的物質(zhì)）,石墨是一種深灰色的有金屬光澤而不透明的細(xì)鱗片狀固體。,石墨,石墨是最軟的礦物之一,1. 石墨質(zhì)軟及劃過后留下痕跡-鉛筆芯,鉛筆是用鉛做的嗎？,用6B鉛筆作的素描畫,鉛筆中的HB：,H是英文Hard的第一個(gè)字母，這里表示“硬”； B是英文Black的第一個(gè)字母，這里表示“黑”。,6B 5B 4BHB.4H 5H 6H 6B最軟，顏色最深； 6H最硬， HB軟硬適中。,石墨的用途,石墨的用途,2. 優(yōu)良的導(dǎo)電性-做電極、電刷,3. 耐高溫-制成坩堝來熔煉金屬。,4. 具有潤滑性-可做潤滑劑,石墨的用途,如果有一把長期不用 而生銹的鎖，怎樣 可以輕易打開？,把鉛筆芯

3、的粉末放到鎖孔里，因?yàn)殂U筆芯的成分中有石墨，石墨具有潤滑性。,石墨的物理性質(zhì)和用途,深灰色、有金屬光澤、不透明、細(xì)鱗片狀固體,很軟，有滑膩感,優(yōu)良的導(dǎo)電性,做鉛筆芯，做潤滑劑,做石墨電極、電刷等,金剛石和石墨的物理性質(zhì)和用途的比較,無色透明、正八面體形狀的固體,深灰色、有金屬光澤、細(xì)鱗片狀固體,天然最硬的物質(zhì),最軟的礦物質(zhì)之一,導(dǎo)電性良好,不導(dǎo)電,裁玻璃、切割大理石、做鉆頭、刻刀等,鉛筆芯、電極電刷、坩堝、潤滑劑等,金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質(zhì)，卻形態(tài)各異，物理性質(zhì)有較大差異，什么原因?qū)е铝诉@些不同呢？,【思考】,金剛石是每四個(gè)碳原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)碳原子在中間，原子間的作用力

4、很強(qiáng)。,石墨是層狀結(jié)構(gòu)，每六個(gè)碳原子形成正六邊形，層間作用力弱，所以層與層間易滑動。,結(jié)構(gòu),性質(zhì),構(gòu)成它們的碳原子排列方式不同,金剛石、石墨的物理性質(zhì)存在差異的原因是：,同一類原子，排列方式不同，所形成的單質(zhì)不同 (如金剛石、石墨、C60、C70、碳納米管等等)。,同一種元素可以組成不同的物質(zhì)（如O2和O3）。,C60,C60,1985年，英國科學(xué)家克羅托發(fā)現(xiàn)了C60分子，1996年，為了表彰他在此領(lǐng)域做出的巨大貢獻(xiàn)，被授予諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。,英國科學(xué)家克羅托,C60分子結(jié)構(gòu),C60,C60,C60分子結(jié)構(gòu),C60是60個(gè)碳原子形成的封閉籠狀分子，形似足球，故稱之為“足球烯”。這種足球結(jié)構(gòu)的分子很

5、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。,納米碳管、C70等新的碳單質(zhì)又陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)。,金剛石、石墨與C60的區(qū)別與聯(lián)系,聯(lián)系：都是由碳元素組成的單質(zhì)。,區(qū)別：金剛石、石墨由碳原子構(gòu)成；而足球 烯C60是由C60分子構(gòu)成的。,C40,C70,C20,納米碳管,木炭,活性炭,炭黑,冶煉煉鋼鐵用的焦炭,木炭、活性炭、焦炭、炭黑等都是由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成的。,什么樣的生活經(jīng)驗(yàn) 告訴我們，木炭不是 含碳的純凈物？,電子顯微鏡下看到的木炭結(jié)構(gòu),木炭,木炭具有 的結(jié)構(gòu)，表面積很大，因此，它具有 能力，可用于 。,疏松多孔,吸附,吸附除雜,【實(shí)驗(yàn)6-1】,在盛有半瓶水的小錐形瓶里，加入

6、一滴紅墨水，使水略顯紅色。投入幾塊烘烤過的木炭，輕輕振蕩，觀察現(xiàn)象。,【現(xiàn) 象】,水中的紅色逐漸變淺,（或消失）,你認(rèn)為吸附的過程 是物理變化，還是 化學(xué)變化呢？,木炭、活性炭有較強(qiáng)的吸附性,濾毒罐,輔助 材料,活性炭,防毒面具里吸附毒氣,凈水器中吸附雜質(zhì),制糖工業(yè)的脫色劑,點(diǎn)燃一支蠟燭，把冷碟子放在蠟燭火焰的上方，冷蝶底上即可收集到炭黑。,在有人抽煙的房間里， 點(diǎn)燃蠟燭，可減輕 煙味，說明炭黑有 什么性質(zhì)？,你能用蠟燭和碟子制取炭黑嗎？,說明炭黑有 一定的吸附性。,此實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明 蠟燭中含有碳 元素嗎？,炭黑：可作油墨、油漆。 焦炭：可用于冶金工業(yè)。,比較碳與炭的區(qū)別：,“碳”,是元素的名稱，

7、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。,“炭”,含有碳單質(zhì)的混合物。如： 木炭、活性炭、焦炭、炭黑等。這里的炭不帶“石”旁。,一般在未指明具體單質(zhì)時(shí)，習(xí)慣上用碳，如“熾熱的碳”，“當(dāng)碳燃燒時(shí)”。,【小結(jié)】,1.不同元素可以組成不同的單質(zhì)，同一種元素也可以組成不同的物質(zhì)。金剛石、石墨和C60等都是由碳元素組成的單質(zhì)。,2.金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，石墨則較 軟，木炭和活性炭具有吸附性。,4. 結(jié)構(gòu),性質(zhì),用途,3.金剛石、石墨、C60等碳的單質(zhì)物理性質(zhì)存在差異的原因是：它們的碳原子排列方式不同。,第六單元 碳和碳的氧化物,課題1 碳的化學(xué)性質(zhì),清明上河圖

8、（北宋）,請欣賞,1.為什么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(shí)間而不變色呢？,答：因?yàn)槌叵?，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑。,鉆石恒久遠(yuǎn) 一顆永流傳,2.為什么常溫下的碳化學(xué)性質(zhì)不活潑呢？,答：因?yàn)樘荚幼钔鈱与娮訑?shù)是4，在化學(xué)反應(yīng)中不易得失電子。,20世紀(jì)經(jīng)典廣告,1.碳的可燃性,當(dāng)碳燃燒不充分時(shí)，生成一氧化碳，同時(shí)放出熱量。,當(dāng)碳燃燒充分時(shí)，生成二氧化碳，同時(shí)放出熱量。,（O2充足）,單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì),一、常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑 。,二、高溫下，碳能與許多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。,（O2不足）,燃?xì)鉄崴鳛槭裁床荒苎b在浴室內(nèi)？,為了防止天然氣燃燒，使浴室內(nèi)氧氣不足而

9、生成CO，造成CO中毒。,【總結(jié)】,碳在不同條件下燃燒，產(chǎn)物不同。,（O2充足）,（O2不足）,怎樣從量上 確定氧氣的充足 與不足？,碳與氧氣充分反應(yīng)時(shí)，,當(dāng)碳和氧氣的質(zhì)量比 時(shí)，生成物 全部為CO2。,當(dāng)碳和氧氣的質(zhì)量比 時(shí)，生成物 全部為CO。,當(dāng)碳和氧氣的質(zhì)量比 時(shí)， 生成物為CO和CO2的混合物。,量變引起質(zhì)變,不大于3：8,不小于3：4,介于3：8和3：4之間,2.碳的還原性：跟某些氧化物的反應(yīng),【反應(yīng)裝置】,黑色粉末變成紅色 ，澄清石灰水變渾濁,此裝置與加熱 高錳酸鉀或氯酸鉀 制O2的發(fā)生裝置 相同,【現(xiàn)象】,【反應(yīng)方程式】,類似地：,從分子結(jié)構(gòu)上來看CuO變成 Cu，發(fā)生什么變化

10、 ？是什么物質(zhì)導(dǎo)致這種變化？,在這個(gè)反應(yīng)中CuO 變成Cu失去了氧，是碳奪走了CuO 中的氧，氧化銅失去氧變成銅，發(fā)生還原反應(yīng)；木炭得到氧，發(fā)生氧化反應(yīng)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明木炭具有還原性。,物質(zhì)跟氧發(fā)生的反應(yīng)。,能奪走含氧化合物里氧的物質(zhì)具有還原性,【思考】,氧化反應(yīng)：,還原性：,還原反應(yīng)：,含氧化合物中的氧被奪去的反應(yīng)。,C+2CuO 2Cu+CO2,碳得到氧 ， 發(fā)生了氧化反應(yīng)， 碳元素的化合價(jià)升高。,氧化銅失去氧，發(fā)生了還原反應(yīng)， 銅元素的化合價(jià)降低。,還原劑,氧化劑,置換反應(yīng)：,一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種 單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)。,關(guān)于氧化劑、還原劑、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、還原性、氧

11、化性判斷方法：,1.氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)物中，不含氧的是還原劑，含氧的是氧化劑。,2.氧化還原反應(yīng)中，氧化劑被還原，還原劑被氧化。,3.氧化劑具有氧化性，還原劑具有還原性。,4.氧化劑失去氧發(fā)生了還原反應(yīng)，還原劑得到氧發(fā)生了氧化反應(yīng)。,說出下列氧化還原反應(yīng)中的還原劑、氧化劑、具有氧化性、還原性的物質(zhì)、發(fā)生氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)的物質(zhì),H2是還原劑，具有還原性，發(fā)生了氧化反應(yīng)。CuO是氧化劑，具有氧化性，發(fā)生了還原反應(yīng)。,CO是還原劑，具有還原性，發(fā)生了氧化反應(yīng)。Fe2O3是氧化劑，具有氧化性，發(fā)生了還原反應(yīng)。,【鞏固練習(xí)】,制墨水長久保存等,作燃料,冶煉金屬,可燃性,還原性,穩(wěn)定,單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)和

12、用途,（O2充足）,（O2不足）,常溫,較高溫度下,【歸納小結(jié)】,把金剛石和石墨分別放入盛有氧氣的密閉容器中燃燒。檢測到只生成了CO2氣體，且生成的CO2中碳元素的質(zhì)量等于參加反應(yīng)的金剛石和石墨的質(zhì)量，則證明金剛石和石墨中只含有碳元素。,如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明金剛石、石墨中只含有碳元素？,金剛石、石墨的物理性質(zhì)存在差異的原因是：,構(gòu)成它們的碳原子排列方式不同,但金剛石、石墨的化學(xué)性質(zhì)相似，原因是：,保持它們化學(xué)性質(zhì)的最小粒子都是碳原子,【實(shí)驗(yàn)方案】,【想一想】,1. 下列所述內(nèi)容涉及的變化中有一項(xiàng)與其它不同，它是 A.家里衣柜中使用的衛(wèi)生球會越來越小 B.軍事上常使用石墨炸彈破壞敵方的電力設(shè)施 C.冰箱除味劑可除去冰箱中的異味（它的有效成分是活性炭） D.中國科技大學(xué)的錢逸泰院士以CCl4為原料制取了納米級的金剛石,（ ）,【練習(xí)】,2.下列說法正確的是（ ） A.金剛石和石墨都是由碳元素組成的，所以兩者混合在一起形成的是純凈物B.金剛石和石墨燃燒后都能生成CO2，證明它們都是僅由碳元素組成的C.石墨能導(dǎo)電，木炭有吸附能力D.金剛石和石墨的物理性質(zhì)的差異是由于兩物質(zhì)的組成元素不同,C,D,2.金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質(zhì)，但物理性質(zhì)的差異很大，原因是 。 盡管金剛石和石墨物理性質(zhì)存在較大差異，但化學(xué)性質(zhì)卻相似，原因 。 金剛石和石墨的化