第六單元碳和碳的氧化物課題1金剛石、石墨和C60學習目標1.通過閱讀教材和觀察實驗說出幾種碳單質的物理性質及對應用途。2.結合實驗分析歸納說出碳單質的化學性質，并會書寫化學方程式。1.由同種元素組成的純凈物叫做什么?2.同種元素可以組成不同的單質嗎?------可以!例如:氧元素組成氧氣和臭氧，磷元素組成紅磷和白磷。知識回顧-----單質碳元素是否也可以組成不同的單質呢？金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質。研究表明：思考金剛石石墨碳60課題1、金剛石、石墨和C60一、碳的單質1.金剛石：C——高貴華麗的碳單質世界最大的寶石金剛石庫利南3106克拉（621.2克）南非南非之星(StarofSouthAfrica)

金剛石的碳原子在空間構成連續的，堅固的骨架結構，所以堅硬。性質用途金剛石

純凈的金剛石是無色透明正八面體形狀的固體經過仔細琢磨后，可以成為璀璨奪目的裝飾品——鉆石自然界存在的最硬的物質(質堅硬)劃玻璃、切割大理石、加工堅硬的金屬，裝在鉆探機的鉆頭上鉆鑿堅硬的巖層1鉆石恒久遠一顆永流傳是一種深灰色的有金屬光澤而不透明的細鱗片狀固體。

石墨很軟，有滑膩感。在紙上畫過能留下深灰色的痕跡。此外，石墨還具有優良的導電性能。2.石墨：C石墨用石墨和粘土粉末混合制鉛筆芯用石墨做電極石墨耐高溫，可以制成坩堝來熔煉金屬性質用途石墨深灰色，有金屬光澤，不透明的細磷片狀固體，質軟(在紙上畫過能留下深灰色的痕跡)鉛筆芯能導電電極滑膩潤滑劑鉛筆中的HB：H代表Hard，堅硬的；B代表Black，黑的。6B最軟，顏色最深；6H最硬，HB軟硬適中。鉛筆里面其實不含鉛，是石墨和黏土混合而成的混合物。如果有一把長期不用而生銹的鐵鎖，怎樣可以輕易打開？

可以把鉛筆芯的粉末放到鎖孔里，因為鉛筆芯的成分中有石墨，石墨具有潤滑性，可以做潤滑劑。思考金剛石（C）石墨（C）色態無色透明、正八面形狀的固體深灰色、有金屬色澤，細鱗片狀固體硬度最硬質軟、滑、在紙上可留下痕跡熔點很高高、耐高溫導電性不導電導電用途鉆石、刻劃玻璃、切割大理石潤滑劑、鉛筆芯、作電極金剛石與石墨的比較3.無定形碳

木炭、活性炭具有疏松多孔的結構，因而具有吸附能力，但活性炭的吸附能力比木炭強。利用木炭、活性炭的吸附性來吸附色素、氣味和有毒氣體等物質。無定形碳包括：木炭、焦炭、活性炭、炭黑。它們主要是由石墨的微小晶體和少量雜質構成的。木炭焦炭活性炭炭黑烘烤過的木炭投入加有紅墨水的水現象：水由紅色逐漸變為無色實驗6-1：吸附性0：木炭（或活性炭）的吸附性實驗步驟實驗現象結論在盛有品紅溶液的燒杯中加入少量木炭（或活性炭），攪拌后，過濾木炭（或活性炭）有

能力，此變化屬于

變化。吸附物理紅色褪去，溶液變成無色活動與探究

如圖所示,向盛有紅棕色二氧化氮氣體的集氣瓶里投入幾小塊烘烤過的木炭,會出現什么樣的想象,為什么?活性炭防毒面具濾毒罐輔助材料活性炭的吸附作用比木炭還要強，防毒面具里的濾毒罐就是利用活性炭來吸附毒氣的，木炭、活性炭都具有疏松多孔的結構，因此它們具有很強吸附能力。防毒面罩活性炭包凈水裝置0結構用途木炭主要是由石墨的微小晶體和少量雜質構成的，具有疏松多孔的結構，具有吸附能力。作燃料，造黑火藥，制造活性炭，冶煉金屬，作吸附劑。焦炭焦炭主要用于高爐煉鐵和用于銅、鉛、鋅、鈦、銻、汞等有色金屬的鼓風爐冶煉活性炭凈化多種氣體和液體，用于防毒面具，作吸附劑炭黑制造油墨、油漆、鞋油和顏料等，橡膠制品的填料4.神奇的碳單質——

C60（1）C60是一種分子。（2）每個C60的分子是由60個碳原子構成。（3）C60分子的結構形似足球，性質很穩定。C60的平面圖C60的立體圖C60具有廣泛的應用前景：

用于氣體貯存，制作有感覺功能的傳感器，還能增強金屬的強度，作新型的催化劑，光學應用，殺傷癌細胞等醫療功能。C60的平面圖與立體圖碳納米管石墨烯資料卡片——碳單質的研究進展0C70C240C540最新的碳單質物理性質用途結構金剛石石墨C60活性炭立體網狀結構層狀結構足球形結構堅硬、透明、光彩奪目等深灰色、滑膩感、質軟、導電性等超導做玻璃刀、鉆頭、制作首飾等做鉛筆芯、電極、潤滑劑等超導、催化、醫學、生物等碳原子排列方式不同填一填，比一比體現結構性質用途決定決定疏松多孔吸附性濾毒罐、制糖工業、凈化污水等物理性質差異的原因？小知識“碳”與“炭”“碳”：涉及到元素時（如：碳原子、碳元素、碳單質、碳的化合物、二氧化碳、一氧化碳等。）“炭”：指物質時（如：木炭、焦炭、活性炭、炭黑。）都是由碳元素組成的單質，物理性質為什么會有如此大的差異？金剛石結構圖石墨結構圖

碳單質的物理性質不同，是因為碳原子的排列不同。C60結構圖討論1.把木制的電線桿在埋入地下前，將其表面燒焦，其目的是什么？

目的就是為了讓電線桿不易腐爛，可以保存久一些。2.是什么決定碳在常溫下性質不活潑,而在高溫下性質活潑呢？元素的化學性質和元素原子結構中哪部分關系最為密切？最外層電子數！碳原子的最外層電子數為4，既不容易得到電子，也不容易失去電子，所以常溫下碳的化學性質比較穩定。思考碳原子最外層有4個子，不易失去，也不易得到電子。常溫下碳的化學性質4+62穩定

能否人工制造金剛石?接近高科技：金剛石的用途很廣泛，但天然存在的量很少，而且多數顆粒很小，無法滿足人們的需求。因此人們提出了金剛石的人工制造問題。由于金剛石和石墨都是碳的單質，所以人們把注意力集中到把石墨轉變成金剛石的實驗上來。經過無數次的試驗，終于用鉻、鐵、鉑等做催化劑，在1600～1800℃和5×109～6×109帕的條件下，以石墨為原料制得了人造金剛石。目前世界上每年生產約20噸的人造金剛石。我國第一顆人造金剛石于1962年研制成功。現今江蘇省的南京、蘇州等地也都有生產人造金剛石的工廠。讓你知道石墨變金剛石是化學變化發出白光，放熱，生成能使澄清的石灰水變渾濁的氣體C+O2===CO2點燃用途：作燃料溫故知新古代書法家、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間而不變色，這是為什么呢？0在常溫下，碳的化學性質不活潑。碳受日光照射或與空氣、水分接觸，都不容易起變化。0二、碳（單質）的化學性質北宋畫家張擇端繪制，距今近千年常溫下，碳的化學性質不活潑。1.碳的穩定性二、單質碳的化學性質碳在常溫下化學性質不活潑，高溫下，卻能跟多種物質發生化學反應。所以，用墨書寫或繪制的古字畫能長久保存而不變色。2.碳具有可燃性（與氧氣反應）（1）氧氣充足C+O2===CO2點燃（2）氧氣不足2C+O2===2CO（充分燃燒）(不充分燃燒)點燃3.碳具有還原性（與某些氧化物的反應）C+2CuO===2Cu+CO2↑高溫黑色粉末逐漸變成光亮的紅色澄清石灰水變成白色渾濁

現象與結論：說明有銅生成說明有二氧化碳生成金屬網罩集中火焰提高溫度1.試管為什么要略向下傾斜？防止冷凝的水流到熱的試管底部使試管炸裂。2.火焰上罩網罩的作用是什么？因為木炭與氧化銅反應的溫度要求較高，用網罩使火焰集中，提高溫度。3.實驗結束時，為什么要先從石灰水中取出導氣管再熄滅酒精燈？防止石灰水倒吸入熱的試管使試管炸裂。觀察下面方程式，看看有什么特點？像這種，含氧化合物里的氧被奪去的反應，就叫做還原反應。氧化銅失去氧變成銅單質，我們就說它被還原了。是碳使氧化銅變成單質銅的，我們則說碳具有還原性。分析：CuO的氧不見了，C能奪取別人的氧利用碳的這種性質，我們可以用它來冶煉金屬，即碳的一種用途是冶煉金屬。C+2CuO===2Cu+CO2↑高溫C+2CuO==2Cu+CO2高溫失氧得氧C------得氧，做還原劑，具有還原性，

發生氧化反應CuO--失氧，做氧化劑，具有氧化性，

發生還原反應知識拓展4Fe+2Fe2O3+3C高溫3CO2↑含氧化合物中的氧被奪去的反應，叫還原反應。（1）木炭使氧化銅還原成銅，其具有還原性。

（2）氧化銅使碳氧化成二氧化碳，其具有氧化性2Cu+2CuO

+C高溫CO2↑Cu+H2+CuOH2O△指出下列具有還原性的物質：2COC+CO2高溫※在高溫條件下，碳可以與某些氧化物發生反應※一般來說，加熱：表示的溫度泛指酒精燈火焰的溫度，約在400～500℃。高溫：超過500℃以上的溫度，在實驗室需要用酒精噴燈來實現。酒精噴燈溫度可達700-1000℃。碳的化學性質的是穩定性可燃性還原性總結實驗：驗證石墨的導電性能

實驗材料：電源，用電器，導線，鉛筆芯

實驗結論：鉛筆芯（石墨）能導電可以收集到炭黑

連一連：木炭活性炭C60金剛石石