第六单元课题1 金刚石、石墨和C60课件—2021-2022学年九年级化学人教版上册（49张PPT）

(共49张PPT)
第六单元 碳和碳的氧化物
课题1 金刚石、石墨、C60
导入新课
同学们可能都看过电影《泰坦尼克号》，其中女主人公佩戴的“海洋之星”钻石是由天然金刚石打磨而成的，那么你知道它的成分是什么吗？
观察与思考
金刚石
石墨
碳60
研究表明:金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。
观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？
1.金刚石
观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？
金刚石
纯净的金刚石是一种无色透明的、正八面体形状的固体。
一、碳的单质
观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？
观察与思考
金刚石的结构
碳原子立体网状排列决定了金刚石硬度大(是天然存在最硬的物质）
金刚石（加工前）
金刚石（加工后）
钻石饰品
观察与思考
观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？
天然采集到的金刚石并不带闪烁的光泽。需要经过仔细琢磨成许多面后，才成为璀璨夺目的装饰品——钻石。
观察与思考
观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？
裁玻璃
加工坚硬的金属
钻头
金刚石是天然存在的最硬的物质。人们利用这一特性，制造出人工金刚石用来刻划玻璃，切割大理石，加工金属，也可把它装在钻探机的钻头上，钻凿坚硬的岩层等。
归纳与小结
金刚石的物理性质和用途
物理性质 用途
金 刚 石
无色透明、正八面体的固体，有强折光性
钻石饰品
硬度大
玻璃刀
钻探机钻头
2.石墨
观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？
石墨
石墨
石墨是深灰色有金属光泽、不透明的细磷片状固体。
观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？
观察与思考
碳原子呈层状排列，各层之间作用力较弱，这决定了石墨是很软的矿物。
石墨的结构
观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？
观察与思考
铅笔芯
石墨电刷
石墨电极
石墨质软，可作铅笔芯；有滑感，可作润滑剂；石墨还具有优良的导电性能，可作电极。
归纳与总结
石墨的物理性质和用途
物理性质 用途
石 墨 颜色
硬度
导电性
手感
深灰色有金属光泽但不透明
质软
能导电
电极
铅笔芯
滑腻
润滑剂
金刚石、石墨的结构、物理性质和用途
物质 结构 物理性质 用途
金刚石
石墨
碳原子在空间构成连续的网状结构
纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体
装饰品，如钻石
天然存在最硬的物质
切割玻璃、钻头等
碳原子呈平面层状结构，层与层之间作用力很小
深灰色固体、质软
铅笔
有滑腻感
润滑剂
良好的导电性
电极
交流与讨论
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。
交流与讨论
石墨在高温高压条件下能够转变成金刚石，该变化是物理变化还是化学变化。
石墨在一定条件下能够变成金刚石，属于化学变化！虽然组成元素没有改变，但碳原子的排列方式发生了改变，变化过程中金刚石是由石墨变成的新物质。
木炭
活性炭
焦炭
炭黑
知识链接
生活中常见的含石墨的物质（无定形炭）
实验与探究
木炭（或活性炭）的吸附性
实验步骤 实验现象 结论
在盛有品红溶液的烧杯中加入少量木炭（或活性炭），搅拌后，过滤 木炭（或活性炭）有
能力，此变化属于 变化。
红色褪去，溶液变成无色
吸附
物理
观察与思考
为什么木炭、活性炭会具有吸附性呢？
木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，表面积很大，具有较强的吸附性
显微镜下的木炭的结构
观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？
观察与思考
木碳——作燃料，制造黑火药，制造活性炭，冶炼金属，作吸附剂
活性炭——净化多种气体和液体，用于防毒面具，作吸附剂
活性炭防毒面具
活性炭冰箱去味剂
保活性炭包
食品脱色
观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？
观察与思考
碳黑——制造油墨、油漆、鞋油和颜料等，橡胶制品的填料
炭黑
观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？
观察与思考
焦炭——具有还原性，用于冶金工业
物质名称 性质 用途
木炭 吸附性 吸附一些食品和工业产品里的色素及有异味的物质
可燃性 燃料、黑火药
活性炭 吸附性 制作防毒面具、水的净化、吸附室内有害气体
焦炭 还原性 冶炼金属
炭黑 黑色粉末 黑色染料、橡胶的补强剂
归纳与小结
讨论与交流
“碳”和“炭”有什么区别？
1
“碳”指碳元素，属于化学用语。在书写元素名称和碳的单质及碳的化合物中用到。
“无定形炭”为什么用这个“炭”？
2
“炭” 不是化学用语，无定形炭是石墨的微小晶体和少量杂质构成的混合物，常写成：木炭，活性炭，焦炭，炭黑等。
3.C60
每个C60分子是由60个碳原子构成的，结构类似足球，又名足球烯，性质稳定，在材料科学、超导体方面有广阔的前景。
C60的结构
C60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：
①有感觉功能的传感器
②增强金属的强度
③新型的催化剂
④光学应用
⑤对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。
讨论与交流
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60结构图
碳单质的物理性质不同——是因为碳原子的排列方式不同
观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？
观察与思考
硬度大
较软
结 构 性 质 用 途
决 定
决 定
反 映
反 映
课堂小结
碳的
单质
金刚石
做饰品、切割玻璃、钻头
石墨
做铅笔芯、电极
无定型炭
木炭：吸附食品或工业产品中的色素和异味、做燃料
活性炭：吸毒面具、吸附室内有害气体
焦炭：治炼金属
炭黑：制作黑色染料
随堂训练
1.下图分别是金刚石、石墨、C60、碳纳米管等碳单质结构示意图，下列说法正确的是（ ）
A. 这四种物质的质地都很软
B. 这四种物质碳原子的排列方式相同
C. 这四种物质都可作润滑剂
D. 这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2
D
2.活性炭和木炭能使红棕色NO2气体及红墨水褪色是因为（ ）
A.它们都呈颗粒状，而且是黑色
B.它们的主要成分是碳
C.它们有疏松多孔的结构
D.它们的密度小
C
3.科学家预测：除C60外，具有封闭笼状结构的还可能有C28、C32、C50、C70、C84等，下列说法正确的是（ ）
A.它们都是由碳元素组成
B.它们的性质相同
C.它们是新型的化合物
D.它们的用途相同
A
4. 石墨炸弹爆炸时释放出大量石墨纤维，易造成输电线、电厂设备损坏。石墨炸弹的破坏性主要利用了石墨的什么性质？（ ）
A. 质软 B. 能导电 C. 有滑腻感 D. 有金属光泽
5. 同学们在画画或作图时常用的2B铅笔，铅笔芯的主要成分是（ ）
A. 金刚石 B. 石墨 C. 铅 D. 二氧化锰
B
B
6. 某物质经分析测定后得知仅含有一种元素，则此物质（ ）
A. 一定是一种单质
B. 一定是纯净物
C. 一定是混合物
D. 可能是纯净物，也可能是混合物
D
7. 现有：①金刚石、②活性炭、③石墨、④C60四种物质。选择物质前面的序号填空：
（1）用于制造钻探机钻头的是________。
（2） 能用作电极材料的是________。
（3）用于制作超导体的是________。
（4）用于电冰箱除臭的是________。
（5）用于制造铅笔芯的是________。
（6）用于防毒面具滤毒罐的是________。
①
③
④
②
③
②
导入新课
古代名画历经几百年甚至几千年而依然色泽鲜艳不褪色，你知道其中的原因吗？
二、碳的化学性质
1.常温下，碳的化学性质稳定
碳原子最外层有4个电子，既不容易得到电子，也不容易失去电子，因此在常温下，化学性质相对稳定。
所以用墨书写或绘制的古字画能长久保存而不变色。
碳原子的结构示意图
观察与思考
碳在任何情况下化学性质都这么稳定吗？
哈！
真香啊
碳在点燃的条件下能与氧气发生反应，氧气充足时，生成二氧化碳
观察与思考
C+O2 CO2
点燃
哦嗬!
栽了
观察与思考
碳在点燃的条件下能与氧气发生反应，氧气不充足时，生成一氧化碳
2C+O2 2CO
点燃
2.碳与氧气的反应——可燃性
燃烧条件 化学方程式 结论
充分燃烧 碳具有可燃性，反应物量不同，产物不同
不充分 燃烧
C+O2 CO2
点燃
2C+O2 2CO
点燃
C+O2 CO2（氧气充足）
点燃
质量比 12：32=3：8
2C+O2 2CO （氧气不足）
点燃
质量比 24：32=3：4
结论：
1.当m(C)：m(O2)≤3:8时，只生成CO2
2.当m(C)：m(O2)≥3:4时，只生成CO
3.当3:8＜m(C)：m(O2)＜3:4时，生成CO2和CO2
3.碳与某些氧化物的反应——还原性
实验:木炭还原氧化铜
黑色粉末逐渐变成光亮的红色，澄清石灰水变浑浊
现象
原理
C+2CuO 2Cu+CO2↑
高温
实验注意事项
1.固定试管时试管口略向下倾斜，防止药品潮湿产生的水蒸气冷凝回流炸裂试管。
2.火焰上罩网罩是因为木炭与氧化铜反应的温度要求较高，用网罩使火焰集中，提高温度。
3. 实验结束时，应先撤出导管再熄灭酒精灯，防止石灰水倒吸入试管，使试管炸裂。
4. 冷却后再倒出试管中的粉末，防止热的Cu被氧化为CuO。
C+2CuO 2Cu+CO2↑
高温
氧化铜失去氧变成铜，碳得到氧变成二氧化碳。
这种含氧化合物里的氧被夺去的反应叫作还原反应。
在上述反应里：
碳夺走氧化铜中的氧，显还原性。
4.碳的还原性的应用
a.焦炭炼铁
2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑
高温
b.碳还原二氧化碳
CO2+C 2CO
高温
课堂小结
碳的化学性质
碳的稳定性
碳的可燃性
C+O2 CO2（氧气充足）
点燃
2C+O2 2CO （氧气不足）
点燃
碳的还原性
C+2CuO 2Cu+CO2↑
高温
碳与二氧化碳反应
C+CO2 2CO
高温
1. 以下反应不能体现碳做还原剂的是（ ）
A. CO2+C ==== 2CO
B. 2Mg+CO2 ==== C+2MgO
C. C+2CuO ==== 2Cu+CO2 ↑
D. 3C+2Fe2O3 ==== 4Fe+3CO2↑
高温
点燃
高温
高温
B
随堂训练
2. 下列鉴别木炭粉和氧化铜的方法不可行的是（ ）
A. 分别在氧气中燃烧 B. 分别通过氢气并加热
C. 观察它们的颜色 D. 分别放入品红溶液中
3. 2020年12月12日，郑太高铁正式开通，高性能复合石墨滑板保证了高铁取电的安全稳定，该滑板没有用到的石墨性质是（ ）
A．润滑性 B．还原性
C．耐高温 D．导电性
C
B
4. 将3 g碳与10 g氧气置于密闭容器中，在一定条件下充分反应，反应后密闭容器中的物质为（ ）
A．一氧化碳
B．二氧化碳
C．氧气和二氧化碳
D．一氧化碳和二氧化碳
C
5. 在学习木炭还原氧化铜反应时，王老师为了说明其化学原理，画了如图6-1-1所示的卡通画。
其中甲表示________（填物质名称），写出该反应的化学方程式：_______________________________；该反应表现了单质碳的________性。
氧化铜
C+2CuO ==== 2Cu+CO2↑
高温
还原