《碳单质zy》PPT课件.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课题课题1 1 金刚石、石墨和金刚石、石墨和C C6060 海海洋洋之之心心 1905 1905年年1 1月月2525日，南非日，南非的普列米尔矿山，有一个名的普列米尔矿山，有一个名叫威尔士的管理人员，偶尔叫威尔士的管理人员，偶尔看见矿场的地上半露出一块看见矿场的地上半露出一块闪闪发光的东西，他用小刀闪闪发光的东西，他用小刀将它挖出来一看，是一块巨将它挖出来一看，是一块巨大的高品质钻石。它的重量大的高品质钻石。它的重量为为3106ct3106ct。它纯净透明，带。它纯净透明，带有淡蓝色色调，是最佳品级有淡蓝色色调，是最佳品级的钻石，这就是世界上最大

2、的钻石，这就是世界上最大的钻石的钻石 “库利南库利南”。银行家估价为银行家估价为7575亿美元。亿美元。金刚石金刚石金刚石金刚石金刚石是由碳原子直接构成的金刚石是由碳原子直接构成的正八面体形正八面体形状状的固体，金刚石是碳元素组成的非金属单质。的固体，金刚石是碳元素组成的非金属单质。纯净的金刚石是无色透明的，琢磨后有璀璨纯净的金刚石是无色透明的，琢磨后有璀璨夺目的光泽夺目的光泽。碳原子碳原子玻璃刀上的金刚石玻璃刀上的金刚石可以裁玻璃可以裁玻璃钻戒上的钻石钻戒上的钻石钻戒上的钻石钻戒上的钻石金刚石可以做钻探机的钻头金刚石可以做钻探机的钻头玻璃刀的刀头装有金刚石玻璃刀的刀头装有金刚石金刚石金刚石金

3、刚石金刚石金刚石的物理性质和用途金刚石的物理性质和用途物理性质物理性质对应的主要用途对应的主要用途无无色色透透明明、正正八八面面体体形形状状的的固固体体，琢琢磨磨后后有夺目光泽有夺目光泽装饰品装饰品钻石钻石金刚石硬度大金刚石硬度大划划玻玻璃璃、做做钻钻头头、刻刀、刻刀、切割大理石切割大理石性质性质用途用途决决 定定反反反反 映映映映（金刚石是天然存在最硬的物质）（金刚石是天然存在最硬的物质）石墨是一种深灰石墨是一种深灰色的有金属光泽而不色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。透明的细鳞片状固体。石墨石墨 石墨是最软的矿物之一石墨是最软的矿物之一 1.1.铅笔芯是石墨和粘土粉末铅笔芯是石墨和粘土粉

4、末混合而成的。混合而成的。铅笔是用铅做的吗？铅笔是用铅做的吗？用用6B6B铅笔作的素描画铅笔作的素描画铅笔中的铅笔中的HBHB：H是英文是英文Hard的第一个的第一个字母，这里表示字母，这里表示“硬硬”；B是英文是英文Black的第一个的第一个字母，这里表示字母，这里表示“黑黑”。6B最软，颜色最深；最软，颜色最深；6H最硬，最硬，HB软硬适中。软硬适中。石墨的用途石墨的用途石墨的用途石墨的用途 2.2.石墨具有优良的石墨具有优良的导电性能，可以用导电性能，可以用来做电极、电刷。来做电极、电刷。3.3.石墨耐高温，可以制成石墨耐高温，可以制成坩埚来熔炼金属。坩埚来熔炼金属。能换成铅笔芯吗？能换

5、成铅笔芯吗？能换成铅笔芯吗？能换成铅笔芯吗？4.4.把铅笔芯的粉末放到把铅笔芯的粉末放到锁孔里，因为铅笔芯的锁孔里，因为铅笔芯的成分中有石墨，石墨具成分中有石墨，石墨具有润滑性，可做润滑剂。有润滑性，可做润滑剂。石墨的用途石墨的用途 如果有一把长期不用如果有一把长期不用而生锈的锁，怎样而生锈的锁，怎样可以轻易打开？可以轻易打开？石墨的物理性质和用途石墨的物理性质和用途物理性质物理性质对应的主要用途对应的主要用途深深灰灰色色、有有金金属属光光泽泽、不透明、细鳞片状固体不透明、细鳞片状固体很软，有滑腻感很软，有滑腻感优良的导电性优良的导电性做铅笔芯，做润滑剂做铅笔芯，做润滑剂做石墨电极、电刷等做石

6、墨电极、电刷等金刚石和石墨的物理性质和用途的比较金刚石和石墨的物理性质和用途的比较金刚石石 墨色态硬度导电性用途无色透明、正八无色透明、正八面体形状的固体面体形状的固体深灰色、有金属光深灰色、有金属光泽、细鳞片状固体泽、细鳞片状固体天然最硬的物质天然最硬的物质 最软的矿物质之一最软的矿物质之一导电性良好导电性良好不导电不导电钻石、钻探机的钻钻石、钻探机的钻头、切割玻璃等头、切割玻璃等铅笔芯、电极、铅笔芯、电极、润滑剂等润滑剂等 金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，却形态各异，金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，却形态各异，物理性质有较大差异，什么原因导致了这些不同呢？物理性质有较大差异，什么原

7、因导致了这些不同呢？【思考】【思考】构成它们的构成它们的碳原子排列方式碳原子排列方式不同不同金刚石、石墨的金刚石、石墨的物理性质物理性质存在差异的原因是：存在差异的原因是：同一类原子，排列方式不同，所形成的单质不同。同一类原子，排列方式不同，所形成的单质不同。同一种元素可以组成不同的物质。同一种元素可以组成不同的物质。金刚石是金刚石是正八面体结构正八面体结构，原子间的作用力很强。原子间的作用力很强。石墨是石墨是层状结构层状结构，层间作用力，层间作用力弱，所以层与层间易滑动。弱，所以层与层间易滑动。结构结构性质性质决决 定定原因同一类原子，排列方式不同，所形成的单质不同。同一类原子，排列方式不同

8、，所形成的单质不同。金刚石金刚石石墨石墨练习：练习：1、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（)A、一种元素只能组成一种单质、一种元素只能组成一种单质 、同种元素组成的物质叫单质、同种元素组成的物质叫单质 、吸附作用是木炭的化学性质、吸附作用是木炭的化学性质 、金刚石和石墨具有不同的物理性质、金刚石和石墨具有不同的物理性质 3、金刚石、石墨和木炭都是碳的单质，联系前面的知、金刚石、石墨和木炭都是碳的单质，联系前面的知识，再举出识，再举出2个同种元素可以组成不同物质的例子。个同种元素可以组成不同物质的例子。2、石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量的、石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大

9、量的石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏，这是由于石墨（石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏，这是由于石墨（）A、有放射性、有放射性 B、易燃、易爆、易燃、易爆 C、能导电、能导电 D、有剧毒有剧毒DC氧气和臭氧氧气和臭氧 红磷和白磷红磷和白磷生活中常见含石墨的物质生活中常见含石墨的物质木木炭炭焦焦炭炭炭炭黑黑活活性性炭炭木炭活性炭炭黑炭黑冶炼炼钢铁用的焦炭冶炼炼钢铁用的焦炭木炭、活性炭、焦炭、炭黑等都是由石墨的微小木炭、活性炭、焦炭、炭黑等都是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。晶体和少量杂质构成的。什么样的生活经验什么样的生活经验告诉我们，木炭不是告诉我们，木炭不是含碳的纯净物？含碳的纯净物？鹅

10、卵石鹅卵石石英砂石英砂棉棉 花花木炭或活性炭木炭或活性炭 电子显微镜下看到的木炭结构电子显微镜下看到的木炭结构木炭 木木炭炭具具有有 的的结结构构，表表面面积积很很大大，因因此此，它具有它具有 能力，可用于能力，可用于 。疏松多孔疏松多孔吸附吸附吸附除杂吸附除杂【实验【实验6-16-1】在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，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，轻轻振荡，使水略显红色。投入几块烘烤过的木炭，轻轻振荡，观察现象。观察现象。【现【现 象】象】水中的红色逐渐变浅水中的红色逐渐变浅（或消失）（或消失）你认为吸附的过程你认为吸附的过程是物理变化

11、，还是是物理变化，还是化学变化呢？化学变化呢？显显微微镜镜下下的的木木炭炭的的结结构构 疏松多孔的结构疏松多孔的结构为什么木炭会具有吸附性呢？为什么木炭会具有吸附性呢？木炭、活性炭有木炭、活性炭有较强的吸附性较强的吸附性滤毒罐滤毒罐辅助辅助材料材料活性炭活性炭 防毒面具里吸附毒气防毒面具里吸附毒气净水器中吸附杂质净水器中吸附杂质制糖工业的脱色剂制糖工业的脱色剂木炭和活性炭的用途木炭和活性炭的用途高性能木炭填充的枕头木炭做成的小盆饰活性炭做填充剂防毒面具活性炭产品用于室内污染治理活性炭产品用于室内污染治理点燃一支蜡烛，把冷碟子放在蜡烛火焰的上点燃一支蜡烛，把冷碟子放在蜡烛火焰的上方，冷蝶底上即可

12、收集到炭黑。方，冷蝶底上即可收集到炭黑。在有人抽烟的房间里，在有人抽烟的房间里，点燃蜡烛，可减轻点燃蜡烛，可减轻 烟味，说明炭黑有烟味，说明炭黑有什么性质？什么性质？你能用蜡烛和碟子制取炭黑吗？你能用蜡烛和碟子制取炭黑吗？说明炭黑有说明炭黑有 一定的吸附性。一定的吸附性。此实验能说明此实验能说明蜡烛中含有碳蜡烛中含有碳元素吗？元素吗？比较碳与炭的区别：比较碳与炭的区别：“碳碳”是元素的名称，是核电荷数为是元素的名称，是核电荷数为6 6的一类的一类原子的总称。比如：碳元素、碳单质、原子的总称。比如：碳元素、碳单质、含碳化合物、一氧化碳。含碳化合物、一氧化碳。“炭炭”含有碳单质的混合物。如：含有碳

13、单质的混合物。如：木炭、活性木炭、活性炭、焦炭、炭黑等。这里的炭不带炭、焦炭、炭黑等。这里的炭不带“石石”旁。旁。一般在未指明具体单质时，习惯上用碳，一般在未指明具体单质时，习惯上用碳，如如“炽热的碳炽热的碳”，“当碳燃烧时当碳燃烧时”。C60C60 1985年，年，英国科学家克罗英国科学家克罗托发现了托发现了C60分子，分子，1996年，为年，为了表彰他在此领域做出的巨大贡了表彰他在此领域做出的巨大贡献，被授予诺贝尔化学奖。献，被授予诺贝尔化学奖。英国科学家克罗托英国科学家克罗托C60分子结构分子结构C60C60C60C60分子结构分子结构 C60是是60个碳原子形成的封闭笼状分子，形似个碳

14、原子形成的封闭笼状分子，形似足球，故称之为足球，故称之为“足球烯足球烯”。这种足球结构的分子。这种足球结构的分子很稳定。它应用于材料科学、超导体等方面的研究很稳定。它应用于材料科学、超导体等方面的研究正在进行中。正在进行中。纳米碳管、纳米碳管、C C7070等新的碳单质又陆续被发现。等新的碳单质又陆续被发现。C C6060是分子是分子,C,C6060分子的结构形似足球分子的结构形似足球,每个每个C C6060的的分子是由分子是由6060个碳原子构成个碳原子构成,又名足球烯。良好又名足球烯。良好的超导体，使超导体的温度为的超导体，使超导体的温度为12.8K12.8K。C40C70C20纳米碳管纳

15、米碳管【小结】1.1.不同元素可以组成不同的单质，同一种元素不同元素可以组成不同的单质，同一种元素也可以组成不同的物质。金刚石、石墨和也可以组成不同的物质。金刚石、石墨和C C6060等都是由碳元素组成的单质。等都是由碳元素组成的单质。2.2.金刚石是天然存在的最硬的物质，石墨则较金刚石是天然存在的最硬的物质，石墨则较 软，木炭和活性炭具有吸附性。软，木炭和活性炭具有吸附性。4.4.结构结构决定性质性质用途用途反反反反 映映映映反反反反 映映映映3.3.金刚石、石墨、金刚石、石墨、C60C60等碳的单质等碳的单质物理性质物理性质存在存在差异的原因是：它们的碳原子排列方式不同。差异的原因是：它们

16、的碳原子排列方式不同。决定第六单元第六单元 碳和碳的氧化物碳和碳的氧化物课题课题1 1 金刚石、石墨和金刚石、石墨和C C6060 清明上河图（北宋）清明上河图（北宋）钻石钻石恒恒久远久远 一颗一颗永永流传！流传！国画国画恒恒久远久远 一幅一幅永永流传！流传！天都峰天都峰1.1.为什么我国古代一些书法家、画家用墨（用炭黑等制为什么我国古代一些书法家、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呢？成）书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色呢？答：因为常温下，碳的化学性质不活泼。答：因为常温下，碳的化学性质不活泼。钻石恒久远钻石恒久远 一颗永流传一颗永流传2.2.为什么常温

17、下的碳化学性质不活泼呢？为什么常温下的碳化学性质不活泼呢？答：因为碳原子最外层电子数是答：因为碳原子最外层电子数是4 4，在化学反应中，在化学反应中不易得失电子。不易得失电子。2020世纪经典广告世纪经典广告1.碳的可燃性碳的可燃性 当碳燃烧不充分当碳燃烧不充分时，生成一氧化碳，时，生成一氧化碳，同时放出热量。同时放出热量。当碳燃烧充分时，生成二氧当碳燃烧充分时，生成二氧化碳，同时放出热量。化碳，同时放出热量。（O O2 2充足）充足）单质碳的化学性质单质碳的化学性质一、常温下，碳的化学性质不活泼一、常温下，碳的化学性质不活泼 。二、二、高温下，碳能与许多物质发生反应。高温下，碳能与许多物质发

18、生反应。C+O2 CO2点燃点燃2C+O2 2CO点燃点燃（O O2 2不足）不足）燃气热水器为什么不能装在浴室内？燃气热水器为什么不能装在浴室内？为了防止天然气燃烧，使浴室内氧气不足而生成为了防止天然气燃烧，使浴室内氧气不足而生成CO，造成，造成CO中毒。中毒。【总结】【总结】碳在不同条件下燃烧，产物不同。碳在不同条件下燃烧，产物不同。C+O2 CO2点燃点燃（O O2 2充足）充足）2C+O2 2CO点燃点燃（O O2 2不足）不足）怎样从量上怎样从量上确定氧气的充足确定氧气的充足与不足？与不足？碳与氧气充分反应时，碳与氧气充分反应时，当碳和氧气的质量比当碳和氧气的质量比 时，生成物时，生

19、成物全部为全部为CO2。当碳和氧气的质量比当碳和氧气的质量比 时，生成物时，生成物全部为全部为CO。当碳和氧气的质量比当碳和氧气的质量比 时，时，生成物为生成物为CO和和CO2的混合物。的混合物。量变引起质变量变引起质变不大于不大于3 3：8 8不小于不小于3 3：4 4介于介于3 3：8 8和和3 3：4 4之间之间2.2.碳跟某些氧化物的反应碳跟某些氧化物的反应【反应装置【反应装置】黑色粉末变成黑色粉末变成红色红色 ，澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊2CuO+C 2Cu+CO2 高温高温2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2 高温高温 此装置与加热此装置与加热高锰酸钾或氯酸钾高锰酸钾或氯酸钾

20、制制OO2 2的发生装置的发生装置相同相同 【现象【现象】【反应方程式】【反应方程式】类似地：类似地：2ZnO+C 2Zn+CO2 高温高温从分子结构上来看从分子结构上来看CuO变成变成 Cu，发生什么变化，发生什么变化？是什么物质导致这种变化？是什么物质导致这种变化？在这个反应中在这个反应中CuO CuO 变成变成CuCu失去了氧，是碳失去了氧，是碳夺走了夺走了CuO CuO 中的氧，氧化铜失去氧变成铜，发生中的氧，氧化铜失去氧变成铜，发生还原反应；木炭得到氧，发生氧化反应。这个实还原反应；木炭得到氧，发生氧化反应。这个实验说明木炭具有还原性。验说明木炭具有还原性。物质跟氧发生的反应。物质跟

21、氧发生的反应。能夺走含氧化合物里氧的物质具有还原性能夺走含氧化合物里氧的物质具有还原性2CuO+C 2Cu+CO2 高温高温【思考】【思考】氧化反应：氧化反应：还原性：还原性：还原反应：还原反应：含氧化合物中的氧被夺去的反应。含氧化合物中的氧被夺去的反应。C+2CuO 2Cu+CO2碳得到氧碳得到氧 ，发生了氧化反应，发生了氧化反应，碳元素的化合价升高。碳元素的化合价升高。氧化铜失去氧，发生了还原反应，氧化铜失去氧，发生了还原反应，铜元素的化合价降低。铜元素的化合价降低。还原剂还原剂氧化剂氧化剂高温高温置换反应：置换反应：一种单质和一种化合物反应生成另一种一种单质和一种化合物反应生成另一种单质

22、和另一种化合物的反应。单质和另一种化合物的反应。Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4 是置换反应吗？是置换反应吗？关于氧化剂、还原剂、氧化反应、还原反应、还关于氧化剂、还原剂、氧化反应、还原反应、还原性、氧化性判断方法：原性、氧化性判断方法：1.1.氧化还原反应的反应物中，不含氧的是还原剂，氧化还原反应的反应物中，不含氧的是还原剂，含氧的是氧化剂。含氧的是氧化剂。2.2.氧化还原反应中，氧化剂被还原，还原剂被氧化。氧化还原反应中，氧化剂被还原，还原剂被氧化。3.3.氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性。氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性。4.4.氧化剂失去氧发生了还原反应，还原剂得到氧发氧化剂失

23、去氧发生了还原反应，还原剂得到氧发生了氧化反应。生了氧化反应。说出下列氧化还原反应中的还原剂、氧化剂、说出下列氧化还原反应中的还原剂、氧化剂、具有氧化性、还原性的物质、发生氧化反应、具有氧化性、还原性的物质、发生氧化反应、还原反应的物质还原反应的物质H2是还原剂，具有还原性，发生了氧化反应。是还原剂，具有还原性，发生了氧化反应。CuO是氧化剂，具有氧化性，发生了还原反应。是氧化剂，具有氧化性，发生了还原反应。CO是还原剂，具有还原性，发生了氧化反应。是还原剂，具有还原性，发生了氧化反应。Fe2O3是氧化剂，具有氧化性，发生了还原反应是氧化剂，具有氧化性，发生了还原反应。【巩固练习】【巩固练习】

24、3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2高温高温 H2+CuO Cu+H2O 化学性质化学性质用途用途单单质质碳碳制墨水长制墨水长久保存等久保存等作燃料作燃料冶炼冶炼金属金属可燃性可燃性还原性还原性稳定稳定单质碳的化学性质和用途单质碳的化学性质和用途2CuO+C 2Cu+CO2 高温高温 C+O2 CO2点燃点燃2C+O2 2CO点燃点燃（O O2 2充足充足）（O O2 2不足不足）常常温温较较高高温温度度下下【归纳小结】【归纳小结】把金刚石和石墨分别放入盛有氧气的密闭容把金刚石和石墨分别放入盛有氧气的密闭容器中燃烧。检测到只生成了器中燃烧。检测到只生成了COCO2 2气体，且生成的气体，且生成

25、的COCO2 2中碳元素的质量等于参加反应的金刚石和石中碳元素的质量等于参加反应的金刚石和石墨的质量，则证明金刚石和石墨中只含有碳元素。墨的质量，则证明金刚石和石墨中只含有碳元素。如何设计实验方案证明金刚石、石墨中只含有碳如何设计实验方案证明金刚石、石墨中只含有碳元素？元素？金刚石、石墨的物理性质存在差异的原因是：金刚石、石墨的物理性质存在差异的原因是：构成它们的碳原子排列方式不同构成它们的碳原子排列方式不同但金刚石、石墨的化学性质相同，原因是：但金刚石、石墨的化学性质相同，原因是：保持它们化学性质的最小粒子都是碳原子保持它们化学性质的最小粒子都是碳原子【实验方案】【实验方案】【想一想【想一想

26、】1.下列所述内容涉及的变化中有一项与其它不同，它是下列所述内容涉及的变化中有一项与其它不同，它是 A.家里衣柜中使用的家里衣柜中使用的卫卫生球会越来越小生球会越来越小 B.军军事上常使用石墨炸事上常使用石墨炸弹弹破坏破坏敌敌方的方的电电力力设设施施C.冰箱除味冰箱除味剂剂可除去冰箱中的异味（它的有效成分是活可除去冰箱中的异味（它的有效成分是活性炭）性炭）D.中国科技大学的钱逸泰院士以中国科技大学的钱逸泰院士以CCl4 4为原料制取了纳米为原料制取了纳米级的金刚石级的金刚石（）【练习】2.下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A.金金刚刚石和石墨都是由碳元素石和石墨都是由碳元素组组成的，所以两

27、者混合在一成的，所以两者混合在一起形成的是起形成的是纯净纯净物物B.金金刚刚石和石墨燃石和石墨燃烧烧后都能生成后都能生成CO2，证证明它明它们们都是都是仅仅由由碳元素碳元素组组成的成的C.石墨能石墨能导电导电，木炭有吸附能力，木炭有吸附能力D.金金刚刚石和石石和石墨的物理性质的差异是由于两物质的组成元墨的物理性质的差异是由于两物质的组成元素不同素不同CD2.金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但物理性质金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但物理性质的差异很大，原因是的差异很大，原因是 。尽管金刚石和石墨物理性质存在较大差异，但化学性质尽管金刚石和石墨物理性质存在较大差异，但化学性质却相似，原因

28、是却相似，原因是 。金刚石和石墨的化学性质在常温下，都比较稳定，原因金刚石和石墨的化学性质在常温下，都比较稳定，原因是是 。氧气和臭氧都是氧单质，但化学性质却不同，原因是氧气和臭氧都是氧单质，但化学性质却不同，原因是 。氯原子和氯离子都是氯元素的粒子，但化学性质差异却氯原子和氯离子都是氯元素的粒子，但化学性质差异却很大，原因是很大，原因是 。碳原子排列方式不同碳原子排列方式不同保持它们化学性质的最小粒子都是碳原子保持它们化学性质的最小粒子都是碳原子构成它们的碳原子最外层电子数是构成它们的碳原子最外层电子数是4 4，在化学反应中，在化学反应中不易得失电子。不易得失电子。它们的分子构成不同它们的分子构成不同它们的最外层电子数不同它们的最外层电子数不同3.有一口小水井中的水有异味有一口小水井中的水有异味,你有什么方法来消除你有什么方法来消除吗吗?把木炭装入透水的袋中把木炭装入透水的袋中,沉入井里沉入井里