人教版九年级化学上册 第六单元 课题1 金刚石、石墨和C60 第2课时 课件(共21张PPT)

(共21张PPT)
课题1 金刚石、石墨和C60
第六单元
碳和碳的化合物
第2课时
新课讲解
拓展延伸
随堂练习
课堂小结
新课导入
布置作业
1.通过对生活中一些常见碳单质的使用情况，了解碳单质的稳定性和可燃性。
2.掌握碳还原氧化铜实验的装置、现象和结论。
难点
3.掌握碳的化学性质，了解碳的用途。
重点
新课讲解
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碳原子排列方式多种多样，使碳单质的物理性质差异很大，
那它们的化学性质会怎样呢？也会差异很大吗？
金刚石 石墨 C60
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布置作业
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这些单质都是由碳元素组成的，元素的化学性质与原子结构的最外层电子数的关系最密切，因此这些物质的化学性质在很大程度上是相似的。
金刚石 石墨 C60
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“钻石恒久远，一颗永相传”
古代书画家用墨做的字画历经千年而不褪色
下面的事例说明了碳单质的什么性质？
说明了碳单质在常温下化学性质稳定。
拓展延伸
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1. 碳与氧气的反应
现象：发出白光，放出热量。
结论：碳单质有可燃性。
一、碳与氧气的反应
氧气充足
充分燃烧
C + O2 CO2
点燃
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可通过文本框加底色（渐变）、字体艺术字加工（发光）等形式丰富外在形式
铺底色
圈画
冬天，北方农村地区常在房间里燃煤、烧炭取暖，常发生中毒现象，你知道是什么原因吗？
当碳燃烧不充分时，生成一氧化碳，同时放出热。
化学反应的条件不同，会决定着反应的进行程度或产物的不同。
2C + O2 2CO
点燃
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铺底色
圈画
1.氧气充足、燃烧充分时，碳燃烧生成二氧化碳。
2.氧气不充足、燃烧不充分时，碳燃烧生成一氧化碳。
注意：描述物质的化学性质时，要注意条件哦。
如碳在常温下化学性质稳定；碳充分燃烧生成二氧化碳；
不充分燃烧时则生成一氧化碳等。
做燃料
C + O2 CO2
点燃
2C + O2 2CO
点燃
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圈画
二、碳与某些氧化物的反应
实验现象 结论
2.澄清石灰水变浑浊
有CO2生成
1.黑色粉末变为红色
有Cu生成
C + 2CuO 2Cu + CO2
金属网罩：集中火焰，提高温度
木炭与氧化铜的反应
高温
1. 【演示实验】：观察实验现象并分析。
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圈画
木炭与氧化铜的反应
2. 实验注意事项：
试管口略向下倾斜
装置的气密性要好
实验结束时，先撤出导气管，然后再熄灭酒精灯
防止澄清石灰水倒流入热的试管致使试管破裂
待试管冷却后再把试管内的粉末倒在纸上（防止生成的铜再被氧化成氧化铜）。
高温
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圈画
木炭与氧化铜的反应
3. 反应原理：
C + 2CuO 2Cu + CO2↑
氧化铜失去氧变为铜单质
还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。
还原剂：具有还原性
高温
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可通过文本框加底色（渐变）、字体艺术字加工（发光）等形式丰富外在形式
铺底色
圈画
木炭与氧化铜的反应
4. 碳的还原性的应用：
应用1：碳的还原性可用于冶金工业。
如焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来。
C + CO2 2CO
3C + 2Fe2O3 3CO2↑ + 4Fe
应用2：在高温条件下，碳能使二氧化碳转变成一氧化碳。
高温
高温
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CO2
SO2
北卡罗来纳州立大学的科学家们发现了固态碳单质的一种新形态，并将其命名为“Q-carbon”，它的形态结构显著区别于我们熟知的石墨和钻石之外的固态碳的第三种形态。自然界中，只有在某些行星的核部才有可能发现它的踪影。同时，他们还研发出一项技术，可在常温常压下利用Q-carbon来制备近似钻石结构的物质。
神奇的Q-carbon
Q-carbon有些独特的性质。比方说，它具有铁磁性——这是其他固态形式的碳单质所没有的。除此之外，Q-carbon的硬度比钻石还大，且哪怕暴露在较低的能量下，它也会闪闪发光。“Q-carbon的高硬度和较低的功函数（这意味着更易于释放电子）使其在新型电子显示技术的开发中大有潜力。”纳拉扬说道。但Q-carbon也能用于制备各种单晶钻石类物质。为了充分理解这点，我们需要先了解Q-carbon的制备工艺。
碳单质的新结构形态，可在室温下转化为钻石
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CO2
SO2
用Q-carbon制造钻石
科学们家从蓝宝石、玻璃或者塑料聚合物等基底材料着手，在其表面涂上一层无定形碳——即没有规则晶体结构的碳单质，然后采用单激光脉冲扫描这层无定型碳约200纳秒。在扫描过程中，碳温度会升至4000 K（约3727 ℃），然后迅速冷却。该操作过程均在恒定压力（大气压）下进行。最终我们会得到薄薄的一层Q-carbon，研究人员也能控制工艺过程，得到介于20 nm到500 nm之间任意厚度的碳层。
研究人员还可通过选择不同的基底材料以及改变激光脉冲的宽度来控制冷却的速度，从而在Q-carbon内部产生钻石结构。
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CO2
SO2
“我们可以制备出钻石纳米针、微米针、纳米点或者是大面积的钻石薄膜，应用于药物输送、工业处理或用以制造高温开关和电力电子设备，”纳拉扬说道，“这些钻石材料都具有单晶结构，其强度高于多晶材料。而且，整个工艺可在常温常压下完成，只需要使用一束激光眼科手术那样的激光。因此，我们不仅可以研究其新的应用范围，而且这个过程的工艺成本也很低廉。”如果研究人员希望更多的Q-carbon能转化为钻石，他们只需要重复激光扫描和冷却过程就可以了。
如果Q-carbon比钻石还坚硬，为什么还要制备钻石纳米点而不直接制备Q-carbon纳米点呢？因为我们对于这种新材料的认识太有限了。“我们能制备Q-carbon薄膜，也在不断研究它的性质，但仍处于学习如何掌控它的初级阶段，”纳拉扬说道，“我们对钻石已经非常了解，所以才能制备钻石纳米点。但我们还不知道如何制备Q-carbon纳米点和微米针，这也是我们研究的重点。”

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1.下列有关碳单质的说法正确的是（　　）
A．金刚石和石墨都具有良好的导电性
B．木炭具有可燃性，金刚石、石墨不具有可燃性
C．金刚石、石墨物理性质不同的原因是碳原子的构成
D．书写档案资料使用碳素墨水，是因为常温下碳的化学性质不活泼
D
碳原子的排列方式不同
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2.两份质量相等的木炭，一份燃烧全部生成二氧化碳，一份燃烧全部
生成一氧化碳，则两份木炭燃烧消耗氧气的质量比是（ ）
A. 1 : 2 B. 2 : 1
C. 3 : 8 D. 3 : 4
B
C + O2 CO2
点燃
2C + O2 2CO
点燃
设碳的质量为a，生成二氧化碳时消耗氧气质量为x，
生成一氧化碳时消耗氧气质量为y。
24 32
a x
12 32
a y
12 a
32 x
=
x =
8a
3
24 a
32 y
=
y =
4a
3
x : y =2 : 1
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3.如图是木炭还原氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是（　）
A．给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度
B．实验过程中，可观察到红棕色粉末逐渐变黑
C．木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有氧化性
D．实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出
A
还原性
先撤导气管
C + CO2 2CO
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通过本节课的学习，我们知道了：
课题
1
金刚石
、
石墨
和
C60
第
2课
时
01
常温下，碳的化学性质稳定
02
03
碳的还原性
古字画
档案材料
充分燃烧：
不充分燃烧：
碳与氧气反应
2C + O2 2CO
C + O2 CO2
C + 2CuO 2Cu + CO2
高温
3C + 2Fe2O3 3CO2 + 4Fe
高温
点燃
点燃
高温
布置作业
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再见