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人教版九年级上册6.1 金刚石、石墨和C60

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人教版九年级化学第六单元 课题1 金刚石、石墨和C60
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—第六单元课题课题11  金刚石、石墨和金刚石、石墨和CC6060
由同种元素组成的纯净物叫做什么?
            -----单质
同种元素可以组成不同的单质吗?
            ------可以!
例如:
 氧元素组成氧气和臭氧,
 磷元素组成红磷和白磷。
碳元素也可以组成不同的单质!

研究表明:

 金刚石、石墨和C60
 都是由碳元素组成的单质。
               1、金刚石————  高贵华丽的碳单质高贵华丽的碳单质
一:碳的单质               世界最大的宝石金刚石库利南
                                南非之星
                           (Starof South Africa)
                      
                            金刚石的碳原子在
                     空间构成连续的,坚固
                     的骨架的结构,所以坚
                     硬。
    1、金刚石————  高贵华丽的碳单质高贵华丽的碳单质
               性质                          用途
                                经过仔细琢磨后,可以成为璀璨夺目的
金                                       装饰品——钻石。

刚        纯净的金刚石是无色
        透明正八面体形状的
石       固体。
            自然界存在的             划玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属
                               ,装在钻探机的钻头上钻凿坚硬的岩层
              最硬的物质            。
               (质坚硬)
2、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。在纸上画过能留
              下深灰色的痕迹。
                   此外,石墨还具
              有优良的导电性能。 
   石墨的碳原子呈
平面层状结构,层与
层之间作用力小,所
以质软。有滑感。
           性质                      用途
    深灰色,有金属光泽,           铅笔芯
    不透明的细磷片状固体
    ,质软(在纸上画过能留
石   下深灰色的痕迹)。
墨         能导电            电极


           滑腻                      润滑剂
  铅笔里面其实不含铅,
  是石墨和黏土混合而成的混合物
铅笔中的HB:
    H代表Hard,坚硬的;
    B代表Black,黑的。
     6B最软,颜色最深;
     6H最硬,
     HB软硬适中。
       生活小运用【思考】
  如果有一把长期不用而生
 锈的铁锁,怎样可以轻易
 打开?
          可以把铅笔芯的粉末放
到锁孔里,因为铅笔芯的成分
中有石墨,石墨具有润滑性,
可以做润滑剂。
                金刚石( C )                  石墨( C )

  色态         无色透明、正八面形状             深灰色、有金属色泽,细鳞          片
                   的固体                       状固体

  硬度                最硬                  质软  、滑、在纸上
                                           可留下痕迹

  熔点                很高                     高、耐高温

导电性                不导电                       导电

  用途        钻石、刻划玻璃、切割大                     润滑剂、
                    理石                   铅笔芯、作电极
【讨论】都是由碳元素组成的单质,物理
性质为什么会有如此大的差异?


金刚石结构图        石墨结构图     碳碳6060结构图
     碳单质的物理性质不同,是因为碳原子的排
列不同
       决定             决定
结构            性质               用途
       反映              反映

判断同种物质的标准:

  1、组成元素相同
  2、原子结构相同
    木炭主要是由石墨的
微小晶体和少量杂质构成的
,具有疏松多孔的结构,因
此它具有吸附能力。

                      可以收集到碳黑
    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。
       在自来水厂净化水的过程中,用到一种
有吸附作用的物质,请问这种物质是什么?
         活性炭
                         活性炭的吸附
                         作用比木炭还
       防毒面具
                  活性炭    要强,防毒面
                         具里的滤毒罐
                         就是利用活性
                         炭来吸附毒气
          辅助      滤毒罐    的。 
          材料
木炭、活性炭的吸附性木炭、活性炭的吸附性


              木炭和活性炭都是由石墨的木炭和活性炭都是由石墨的
微小晶粒和少量杂质构成的。微小晶粒和少量杂质构成的。
讨论:讨论:你认为吸附的你认为吸附的               电电
    过程是物理变化,过程是物理变化, 子显微子显微
              镜下看镜下看
    还是化学变化呢?还是化学变化呢? 到的木到的木
    你的根据是什么?你的根据是什么? 炭结构炭结构


              33
                如果将如果将11    cmcm 的的
木炭的表面积平铺开木炭的表面积平铺开
来,约有一个标准足来,约有一个标准足
球场那样大。球场那样大。
木木  炭炭  的的  用用  途途 活性炭的用途活性炭的用途
                      冰冰
                      箱箱
                      去去
                      味味
   高性能木炭填充的枕头高性能木炭填充的枕头 剂剂


 木炭做成的木炭做成的
                               食品脱色食品脱色
   小盆饰小盆饰
一、碳的单质一、碳的单质 3.3.  神奇的碳单质分子神奇的碳单质分子——C——C6060

                                           请请
                             说出图说出图
                             文中给文中给
                             出的信出的信
                             息。息。


 ⒈⒈  CC6060是是一种分子。。

      ⒉⒉  每个每个CC6060的分子是由的分子是由6060个碳原子构成。个碳原子构成。

  ⒊⒊  CC6060分子的结构形似足球,分子的结构形似足球,性质很稳定。。
C60的平面图                    C60的立体图


      广泛的应用前景:
    气体贮存,有感觉功能的传感器,增强金属的强度,新
型的催化剂,光学应用,杀伤癌细胞。
更新的碳单质:


    C70              C240
C540
          11、请将下列相关的内容画连线、请将下列相关的内容画连线::
    练练          习习
        不透明细鳞片状固体不透明细鳞片状固体
        天然存在最硬的物质天然存在最硬的物质    
                          钻钻        石石
          很软、有滑腻感很软、有滑腻感
        深灰色、有金属光泽深灰色、有金属光泽
                         电炉电极电炉电极
         正八面体形状固体正八面体形状固体
          优良的导电性能优良的导电性能
           无无  色色  透透  明明

结结    构构             决决           定定              性性      质质            决决          定 定             用用  途途
       反反    映映     反反    映映
2、 继发现C60后C70也已经制得,
下列有关C70的说法正确的是(              )B、D
 A. 它是一种化合物
 B. 它是一种单质,并且它是有

 C70分子构成的。
 C. 它是一种混合物
 D. 它的相对分子质量是840
  一、碳的单质一、碳的单质   小小  结结
 ⒈⒈不同的元素可以组成不同的物质;同一种元不同的元素可以组成不同的物质;同一种元  素也素也
 可以组成不同的物质。可以组成不同的物质。如:如:金刚石、石墨和金刚石、石墨和C60C60分子分子
 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、石墨物理性质不同的原因是金刚石、石墨物理性质不同的原因是碳原碳原
 子排列顺序不同子排列顺序不同。。
 3.3.木炭、活性炭具有木炭、活性炭具有吸附性吸附性。原因是它们都。原因是它们都有有
 疏松多孔疏松多孔的结构。的结构。
⒋⒋物质的一切外在表现都是由其内在因素决定物质的一切外在表现都是由其内在因素决定
      的。物质的的。物质的结构结构决定决定性质性质;;性质性质决定决定用途用途。。
用碳笔画的古字画


  北宋黄庭坚用墨(用炭黑等制成)写的字
两幅明清时代祖先的古画(见上图)。
古画高2米,宽1米,用天然碳素粉墨画成,线条勾勒清晰。
距今约有300多年的历史,是当今同类古画保存比较好的两幅.
        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,
这是为什么呢?
    
       这是因为在常温下,碳的化学
性质不活泼,碳受日光照射或与空
气、水分接触,都不容易起变化的
缘故。 
   生活小运用【思考】
   例如把木制的电线杆在埋入地下前,将其表面烧
焦,其目的是什么?
     目的就是为了让电线杆不易
 腐烂,可以保存久一些。

可是碳可以在氧气中燃烧,
怎么可以说它化学性质稳定呢?
     请思考:是什么决定碳在常温下性质不活泼,
而在高温下性质活泼呢?

         元素的化学性质和元素原子结构
中哪部分关系最为密切?

            最外层电子数!
   碳原子的最外层电子数为4,既不容易
   得到电子,也不容易失去电子,所以常
   温下碳的化学性质比较稳定
 结构决定性质:
  碳的化学性质:

1、常温下的稳定性;古字画、焦木杆

2、高温下的活泼性。
     2、碳具有可燃性
  燃烧                化学方程式                  结论           启示
  条件
在氧气中充             点燃                    碳具有        书写方程式
分燃烧         C + O2               CO2(O2充足)
                                       可燃性,        一定要注明
                                       条件不同        反应条件,
                                       ,燃烧产        冬天用煤取
燃烧不充分             点燃
            2C + O2             2CO(O2不充足 物也不相     暖一定要注
            )                          同。          意通风。
   碳和某些氧化物的反应:
           高温
C  +  2 CuO              2 Cu  +  CO2
                                            金属网罩
    现象与结论:
                                              集中火焰
黑色粉末逐渐变成光亮的红色                                 提高温度
           ----有铜生成

澄清石灰水变成白色浑浊
                                              请看
           ----有二氧化碳生成                        视频
我会分析     观察这个方程式,看看有什么特点?
           高 温
 C  +  2 CuO            2 Cu  +  CO2
  CuO:我的氧不见了,我终于被还原了!
   C:我能夺取别人的氧,能把别人还原,我的
   还原性很厉害吧
 象这种,
       含氧化合物里的氧被夺去的反应,
       就叫做:还原反应。
 例如:氧化铜失去氧变成铜单质,
       我们就说它被还原了。
          高温
  C  +  2 CuO            2 Cu  +  CO2
        是碳使氧化铜变成单质铜的,
 我们则说碳具有还原性。
利用碳的还原性可以做什么用途呢?
冶炼金属——把金属氧化物中的金属还原出来。
例如:

            高 温
 2Fe2O3  +  3C          4Fe + 3CO2   
            高 温
 2WO3+ 3C           2W + 3CO2
  二、碳的化学性质
 1、常温下的稳定性:古字画、焦木杆
  2、高温下的活泼性
                    点燃
            C + O                CO  (O2充足)
①可燃性:            2         2 
                     点燃
            2C + O2             2CO (O2不充足)
                      

②还原性:                 高温
          2CuO + C                 2Cu + CO2↑
                       高 温
          2Fe2O3  +  3C           4Fe + 3CO2   

                      高 温      (吸收热量)
           C+CO2      2CO
【练习】

     1、下列性质中,不属于碳的
     化学性质的是               (  B   )
       A.稳定性            B.吸附性
       C.可燃性            D.还原性
2.金刚石、石墨、C60 、 C70 都是碳元素组成的单
质,关于它们的说法正确的是(填序号)                A、B 、E
                

 A . 碳原子的排列方式不同   B . 化学性质相似
 C . 物理性质相似       D . 是同一种物质
 E . 完全燃烧都生成二氧化碳   F . 都是黑色固体 
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