金刚石石墨和C60.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第六单元,碳和碳的氧化物,1,课题,1,金刚石、石墨和,C,60,2,教学目标,1.,了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途。,2.,知道碳单质的化学性质。,3.,知道不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质。,4.,以碳的单质为载体，引导学生形成“物理的性质在很大程度上决定了物质的用途”“科学发展是无止境的”观念。,教学重点,1.,解金刚石、石墨、活性炭、木炭的性质和用途。,2.,了解结构、性质、用途三者的关系。,教学难点,培养学生实验设计的能力。,3,1.,金刚石,纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体。天然采集到的金刚石经过仔细研磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品,钻石。,金刚石可用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，以及装在钻探机的钻头上，钻凿坚硬的岩层等。金刚石是天然存在的最硬的物质。,碳的单质,4,5,2.,石墨,石墨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。此外，石墨还具有优良的导电性能。,6,金刚石,石墨,色态,无色、透明，正八面体形状的固体，加工琢磨后有夺目光泽,灰色细鳞片状固体、有金属光泽,硬度,自然界存在最硬的物质,最软物质之一，光滑,熔点,很高,高、耐高温,导电,不导电,导电性良好,导热,无,良好,用途,钻头、刻刀、装饰品,高温润滑剂、铅笔芯、电极,结论,碳单质的物理性质不同，是由于碳原子的排列方式不同,金刚石、石墨性质比较,7,在日常生活和工农业生产中，我们常常要用到木炭、焦炭、活性炭和炭黑等，这些物质的主要成分也是碳单质，而它们的结构则与石墨类似。,实验,6-1,在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色。投入几块烘烤过的木炭（或活性炭），轻轻振荡锥形瓶，观察现象。,现象,分析,液体颜色由红色逐渐变浅，最终褪为无色,木炭有吸附性，吸附了水中的色素。色素减少。水的颜色变浅直至无色,8,木炭具有疏松多孔的结构，因此它具有吸附能力。可以利用木炭的这个性质来吸附一些食品和工业产品里的色素，也可以用它来吸附有异味的物质。活性炭的吸附作用比木炭的还要强，防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的。另外在城市污水、工业废水和饮用水在深度净化处理时也都要用到活性炭。,9,10,讨论,结合金刚石、石墨、木炭和活性炭的性质和用途，讨论物质的性质与用途之间有什么关系。,答：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，而物质的用途在一定程度上反应了物质的性质。,11,3.C,60,科学家发现，除金刚石、石墨外，还有一类新的以单质形式存在的碳。其中，发现较早并已在研究中取得重要进展的是,C,60,。,每个,C,60,分子是由,60,个碳原子构成的。,C,60,分子形似足球（如下图），这种足球结构的,C,60,分子很稳定。,C,60,的分子结构和足球相似,12,碳纳米管,13,单层石墨片,14,我国古代书法家、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？,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。如果温度升高，碳的活泼性又如何呢,?,单质碳的化学性质,15,古画,16,1.,碳与氧气的反应,当木炭充分燃烧时，与氧气反应生成二氧化碳，同时放出大量的热。,C+O,2,CO,2,点燃,当碳燃烧不充分的时候，生成一氧化碳，同时放出热。,2C+O,2,2CO,点燃,17,2.,碳与某些氧化物的反应,实验,6-2,把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管，并将试管固定在铁架台上，试管口装有通入澄清石灰水的导管（如下图）。用酒精灯（可加网罩以使火焰集中并提高温度，最好使用酒精喷灯）加热混合物几分钟。然后先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析。,18,用木炭还原氧化铜,19,现象,分析,开始加热时，导管口处有无色气泡冒出；过一会儿，黑色粉末变为红色且澄清石灰水边浑浊,开始加热时，试管中的空气因受热体积膨胀而逸出；温度达到高温后，木炭与氧化铜开始反应，生成的铜为红色固体，另一种生成物二氧化碳为无色气体，能使澄清石灰水变浑浊,20,木炭与氧化铜反应，生成铜和二氧化碳。,2CuO,+C 2Cu+CO,2,高温,在这个反应里，氧化铜失去氧而变成单质铜。这种含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有还原性。碳的还原性可用于冶金工业。例如，焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来。,2Fe,2,O,3,+3C 4Fe+3CO,2,高温,CO,2,+C 2CO,高温,此外，在高温条件下，碳还能使二氧化碳转变成一氧化碳。,21,课外实验,1.,把一根石墨电极或,6B,的铅笔芯和导线连接在一起（如下图），接通电源后，灯泡是否发亮？这个实验说明了什么？,答：灯泡发光，说明石墨具有导电性。,石墨导电实验,22,课外实验,2.,点燃一支蜡烛，把冷碟子放在蜡烛火焰的上方（如下图），过一会儿，你将在冷碟底上收集到亲手制得的炭黑。这个实验说明了什么？,生成炭黑的实验,23,答：蜡烛的成分中含有碳元素，用冷的碟子放在蜡烛火焰上方，会造成火焰附近空气中的氧气含量因燃烧而降低，且不易得到补充，碳元素因不完全燃烧生成炭黑。用冷碟子可以给新制得的炭黑降温，防止其因温度过高而基础燃烧。这个实验说明，在氧气不足的条件下可以用含碳元素的物质制得炭黑。,24,1.,不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质。如金刚石、石墨和,C,60,都是由碳元素组成的单质。,2.,木炭和活性炭具有吸附性。,3.,在常温下，碳的化学性质很稳定。在高温下，碳能够与很多物质发生反应。,4.,物质的性质在很大程度上决定物质的用途。,学完本课题你应该知道,25,再见！,26,