第六单元课题1金刚石、石墨和C60改 精品教育.ppt

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1、 第六单元第六单元 碳和碳的氧化物碳和碳的氧化物第1课时新课标教学要求 一、知识与技能 了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途 二、过程与方法 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。能以发展的观点看待碳的单质。 三、情感态度与价值观 通过对最新科技成就的探讨，培养学生对科学技术的正确认识。金刚石金刚石石墨石墨碳碳60课题课题1 1、金刚石、石墨和、金刚石、石墨和C C6060 碳的单质主要包括金刚石、石墨和碳的单质主要包括金刚石、石墨和C60分子。分子。它们都是由碳元素组成的单质。它们都是由碳元素组成的单质。一、碳单质的物理性质：一、碳单质的物理性质：1 1、金刚石：

2、、金刚石： 纯净的金刚石是一种无色透明的、正八面体形纯净的金刚石是一种无色透明的、正八面体形状的固体，硬度大，不导电。状的固体，硬度大，不导电。 天然采集的金刚石经过仔细天然采集的金刚石经过仔细的琢磨就会成为璀璨夺目的装饰的琢磨就会成为璀璨夺目的装饰品品钻石钻石南非之星(Starof South Africa)(Starof South Africa).金刚石金刚石世界最大的钻石世界最大的钻石库利南库利南 含有杂质的金含有杂质的金刚石带有颜色刚石带有颜色钻石装饰品钻石装饰品天然金刚石用金刚石刻划玻璃用金刚石刻划玻璃切割大理石或加工坚硬的金属等切割大理石或加工坚硬的金属等.石石 墨墨 石墨是一石

3、墨是一种深灰色的种深灰色的有金属光泽有金属光泽而不透明的而不透明的细鳞片状固细鳞片状固体。石墨很体。石墨很软，有滑腻软，有滑腻感。感。2 2、石墨：、石墨： 深灰色的具有金属光泽而不透明的细鳞片状深灰色的具有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。质软，有滑腻感，电的良导体。固体。质软，有滑腻感，电的良导体。石墨是最软石墨是最软的矿物之一的矿物之一石墨石墨用石墨和粘用石墨和粘土粉末混合土粉末混合制铅笔芯制铅笔芯 用石墨做电极用石墨做电极石墨耐高温，可以制石墨耐高温，可以制成坩埚来熔炼金属成坩埚来熔炼金属 石墨炸弹是美国制造石墨炸弹是美国制造的一种可使供电系统短的一种可使供电系统短路而导致瘫痪的新式炸路

4、而导致瘫痪的新式炸弹。石墨炸弹实际上是弹。石墨炸弹实际上是集束炸弹的变种，它在集束炸弹的变种，它在目标上空爆炸，释放出目标上空爆炸，释放出无数无数“易拉罐易拉罐”大小的大小的小炸弹，这些内装碳纤小炸弹，这些内装碳纤维的小炸弹随即在更大维的小炸弹随即在更大的区域爆炸，形成大范的区域爆炸，形成大范围的碳纤维云，这些碳围的碳纤维云，这些碳纤维可使供电系统短路纤维可使供电系统短路而瘫痪。而瘫痪。开眼界了！开眼界了！3 3、无定形碳：、无定形碳： 无定形碳包括：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。无定形碳包括：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。它们主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。它们主要是由石墨的微小晶体和少量杂

5、质构成的。 木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，因而具有木炭、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。吸附能力，但活性炭的吸附能力比木炭强。木炭是一种灰黑色的多孔性固体，木炭是一种灰黑色的多孔性固体，燃烧时，产生很少的烟，火焰很小燃烧时，产生很少的烟，火焰很小活性炭防毒面具活性炭防毒面具：木炭（或活性炭）的吸附性：木炭（或活性炭）的吸附性实验步骤实验步骤实验现象实验现象结论结论在盛有品红溶液的烧杯在盛有品红溶液的烧杯中加入少量木炭（或活中加入少量木炭（或活性炭），搅拌后，过滤性炭），搅拌后，过滤木炭（或活性炭）有木炭（或活性炭）有 能力，此变化能力，此变化属于属于

6、变化。变化。吸附吸附物理物理红色褪去，红色褪去，溶液变成无溶液变成无色色 如图所示如图所示,向盛有红棕色二氧化向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭过的木炭,会出现什么样会出现什么样 的想象的想象,为为什么什么? 木炭木炭. .活性炭活性炭具有疏松多孔的结具有疏松多孔的结构，因此它具有构，因此它具有吸附能力。吸附能力。 利用利用木炭木炭. .活性炭活性炭的吸附性来吸附的吸附性来吸附 色素色素. .气味和有毒气体等物质气味和有毒气体等物质。活性炭活性炭防毒面具防毒面具滤毒罐滤毒罐辅助辅助材料材料活性炭的活性炭的吸附吸附作用比木炭还作用比木炭还要强，

7、要强，防毒面防毒面具里的滤毒罐具里的滤毒罐就是利用活性就是利用活性炭来吸附毒气炭来吸附毒气的，的， 结构结构用途用途木木 炭炭主要是由石墨的微小主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成晶体和少量杂质构成的，具有疏松多孔的的，具有疏松多孔的结构，具有吸附能力。结构，具有吸附能力。作燃料，制造黑火药，作燃料，制造黑火药，制造活性炭，冶炼金制造活性炭，冶炼金属，作吸附剂。属，作吸附剂。活活 性性炭炭净化多种气体和液体，净化多种气体和液体，用于防毒面具，作吸用于防毒面具，作吸附剂附剂炭炭 黑黑制造油墨、油漆、鞋制造油墨、油漆、鞋油和颜料等，橡胶制油和颜料等，橡胶制品的填料品的填料焦焦 炭炭作燃料和冶炼作燃

8、料和冶炼可以收集到炭黑可以收集到炭黑 焦炭 烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。 能否人工制造金刚石能否人工制造金刚石? ?接近高科技接近高科技：金刚石的用途很广泛，但天然存在的量很少，而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。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。

9、经过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，在无数次的试验，终于用铬、铁、铂等做催化剂，在1600160018001800和和5 510109 96 610109 9帕的条件下，以石帕的条件下，以石墨为原料制得了人造金刚石。目前世界上每年生产墨为原料制得了人造金刚石。目前世界上每年生产约约2020吨的人造金刚石。我国第一颗人造金刚石于吨的人造金刚石。我国第一颗人造金刚石于19621962年研制成功。现今江苏省的南京、苏州等地也年研制成功。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。都有生产人造金刚石的工厂。让你知道C60C60，它是美国休

10、斯顿大学的克罗脱（它是美国休斯顿大学的克罗脱（Kroto,H.W.)和和史沫莱史沫莱(Smalley,r.e.)等人在等人在1985年发现的。我国北京大年发现的。我国北京大学化学系和物理系研究小组也研制出了学化学系和物理系研究小组也研制出了C60分子。分子。C60除了在超导方面的应用外，在以下几个方面除了在超导方面的应用外，在以下几个方面 也具有广泛的应用前景：也具有广泛的应用前景：有感觉功能的传感器有感觉功能的传感器增强金属的强度增强金属的强度新型的催新型的催化剂化剂光学应用光学应用对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。资料资料 C70 、C240 、C540-C6

11、0C70C80纳米碳纳米碳 管管原因是：虽都是由碳元素组成的单质，但碳原子的排列原因是：虽都是由碳元素组成的单质，但碳原子的排列 方式不同。方式不同。金刚石、石墨和C60分子的物理性质差异 较大的原因：可见：不同种元素可以组成不同物质，而同一种元素也可见：不同种元素可以组成不同物质，而同一种元素也 可以组成不同的物质。可以组成不同的物质。 1、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 新型催化剂新型催化剂 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1、1

12、999年，曾使用了一种“石墨炸弹”。这种炸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，解释这是为什么？这是因为石墨具有良好的导电性，所以它们释放出来后，覆盖在发电厂的设备上，会造成设备短路而停电随堂演练随堂演练课堂检测课堂检测2、下列有关、下列有关“化学之最化学之最”的叙述中，错误的是（的叙述中，错误的是（ ）A、地壳中含量最多的元素是氮元素、地壳中含量最多的元素是氮元素B、密度最小的气体是氢气、密度最小的气体是氢气C、天然存在的最硬的物质是金刚石、天然存在的最硬的物质是金刚石D、相对分子质量最小的气体是氢气、相对分子质量最小的气体是氢气3、一根蜡烛，用冷碟底

13、放在蜡烛火焰上方过一会儿，、一根蜡烛，用冷碟底放在蜡烛火焰上方过一会儿，在碟底收集到炭黑。由此能得出石蜡的组成一定含有（在碟底收集到炭黑。由此能得出石蜡的组成一定含有（ ） A、碳元素、碳元素 B、氢元素、氢元素 C、氧元素、氧元素 D、碳、氢元素、碳、氢元素AA4、如下图所示，中盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里放几小块活性炭，最终观察到红棕色 (填“变深”或“消失”或“不变”)，漏斗中液面 (填“上升”或“下降”或“不变”)。其原因为：活性炭具有 作用，使瓶中气体压强 外界大气压。消失上升吸附小于5、我们知道金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，石墨在一定的条件下可以转变成金刚石，该变化属于

14、变化。6、下列变化中，属于化学变化的是（ ） A、用石墨制铅笔芯； B、石墨制成碳纤维； C、木炭使二氧化氮气体褪色； D、用木材制木炭；7、中国科技术大学钱一泰教授等以CCl4和金属钠为原料，在700制造出钠米级金刚石粉末。该成果发表在世界最权威的科学杂志上，立即被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。同学们对此的一些“理解”，不正确的是（ ） A、金刚石属于金属单质； B、CCl4是一种化合物； C、这是一个化学变化； D、制造金刚石的过程中，元素种类没有发生变化；化学DA 8、中国足球进入“世界杯”,小小足球牵动着人们的心。化学物质中有一种由多个五边形和六边形组成的形似足球的笼状分子，称为“

15、足球烯”化学式（分子式）C60 。关于C60的说法正确的是（ ）A、属于单质 B、属于混合物C、碳元素的化合价为+4 D、足球烯是实心的A 9、金刚石、石墨、都是碳元素组成的单质，关于它们的说法正确的是（ ）A、碳原子的排列不同 B、化学性质不相同C、物理性质相同 D、是同一种物质E、燃烧都生成二氧化碳 F、都是黑色固体AE 10、纳米材料被誉为、纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材世纪最有前途的新型材料。纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个纳料。纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米的空心管。下列说法中错误的是（米的空心管。下列说法中错误的是（ ） A、纳米碳管是一种新型的有机化合物

16、、纳米碳管是一种新型的有机化合物 B、纳米碳管材料如果完全燃烧，生成物是、纳米碳管材料如果完全燃烧，生成物是二氧化碳二氧化碳 C、纳米碳管材料管道多，表面积大，吸附能、纳米碳管材料管道多，表面积大，吸附能力强力强 D、纳米碳管在常温下化学性质稳定、纳米碳管在常温下化学性质稳定A二、碳的化学性质：二、碳的化学性质： 碳在常温下化学性质不活泼，高温下，却能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。制的古字画能长久保存而不变色。1 1、可燃性、可燃性：（与氧气反应）：（与氧气反应）2C + O2点燃点燃2CO( (不充分燃不充分燃) )C+O2点燃点燃CO2（充分燃）（充分燃）2 2、还原性、还原性:(:(与某些氧化物反应与某些氧化物反应) )木炭还原氧化铜：木炭还原氧化铜：现象：现象：（1 1）试管里黑色粉）试管里黑色粉 末逐渐成为红色；末逐渐成为红色；（2 2）生成的无色无）生成的无色无 味气体能使澄清的味气体能使澄清的 石灰水变浑浊。石灰水变浑浊。原理：原理：C + 2CuO2