6.1 金刚石 石墨 C60（65张PPT）

课件65张PPT。碳和碳的氧化物— 金刚石、石墨和C60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!金刚石、石墨和C60
都是由碳元素组成的单质。研究表明: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。一:碳的单质1、金刚石—— 高贵华丽的碳单质1、金刚石—— 高贵华丽的碳单质 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。 2、石墨 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。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。铅笔里面其实不含铅，
是石墨和黏土混合而成的混合物 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。 石墨炸弹是美国制造的一种可使供电系统短路而导致瘫痪的新式炸弹。石墨炸弹实际上是集束炸弹的变种，它在目标上空爆炸，释放出无数“易拉罐”大小的小炸弹，这些内装碳纤维的小炸弹随即在更大的区域爆炸，形成大范围的碳纤维云，这些碳纤维可使供电系统短路而瘫痪。
第3种碳单质：C60C60的结构每一个C60分子都是由60个碳原子构成。结构类似足球，又名足球烯，是良好的超导体。
C60—— 神奇的碳单质分子C60 的分子结构⒈ C60是分子。 ⒉ 每个C60的分子是由60个碳原子构成。⒊ C60分子的结构形似足球。现在还发现了C28、C32、C50、C240、C540等碳单质【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 碳单质的物理性质不同，是因为碳原子的排列不同碳60结构图结构性质用途决定决定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“碳”与“炭”“碳”：涉及到元素时（如：碳原子、碳元素、碳单质、碳的化合物、二氧化碳、一氧化碳等。）“炭”：指物质时（如：木炭、焦炭、活性炭、炭黑。） 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。
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。可以收集到碳黑 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?活性炭活性炭防毒面具滤毒罐辅助
材料活性炭的吸附作用比木炭还要强，防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的。 木炭、活性炭的吸附性 木炭和活性炭都是由石墨的微小晶粒和少量杂质构成的。焦 炭作燃料和冶炼活性炭制备过程中采用高压水蒸气将孔中的油除去，其结构中的外表面（表面积和其体积之比）比木炭更大，因而活性炭的吸附性能比木炭更强。木炭和活性炭具有较强的吸附能力是由它们疏松多孔的结构决定的。由于它们内部疏松多孔，因而跟气体或溶液接触的表面积就很大，这样它们就很容易吸附一些气体或色素等物质。 电子显微镜下看到的木炭结构 如果将1 cm3的木炭的表面积平铺开来，约有一个标准足球场那样大。讨论：你认为吸附的
过程是物理变化，
还是化学变化呢？
你的根据是什么？木 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的用途食品脱色冰箱去味剂金刚石的用途很广泛，但天然存在的量很少，而且多数颗粒很小，无法满足人们的需求。因此人们提出了金刚石的人工制造问题。
由于金刚石和石墨都是碳的单质，所以人们把注意力集中到把石墨转变成金刚石的实验上来。经过无数次的试验，终于用铬、铁、铂等做催化剂，在1600～1800℃和5×109～6×109帕的条件下，以石墨为原料制得了人造金刚石。目前世界上每年生产约20吨的人造金刚石。我国第一颗人造金刚石于1962年研制成功。现今江苏省的南京、苏州等地也都有生产人造金刚石的工厂。
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。C70更新的碳单质：C240C540 练 习钻 石电炉电极不透明细鳞片状固体优良的导电性能正八面体形状固体深灰色、有金属光泽很软、有滑腻感天然存在最硬的物质 无 色 透 明1、请将下列相关的内容画连线：结 构 性 质 用 途2、 继发现C60后C70也已经制得,
下列有关C70的说法正确的是( )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840B、D3、下列关于金刚石和石墨的叙述正确的是（ ）A．金刚石和石墨都是由碳元素形成的物质，因此用石墨人工合成金刚石是物理变化 B．金刚石不导电，而石墨具有良好的导电性 C．金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的产物都是二氧化碳 D．金刚石和石墨的物理性质由较大的差异是因为形成金刚石的碳原子与形成石墨的碳原子不相同4. 继发现C60后,C70也已经制得,
下列有关C70的说法正确的是( )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840B、D4、下列现象中属于化学变化的是（ ）A. 活性炭吸附有色、有毒的气体
B. 铅笔把字迹留在纸上
C. 用金刚石切割玻璃
D. 石墨在空气中燃烧DB4、近年来，科学家发现一种组成为C60的新物质，下列说法正确的是（　　）
　A、它的一个分子中含有60个碳原子
　B、它是一种新型的化合物
　C、它是一种混合物 D、它是一种单质AD5、下列说法正确的是 （ 　）
(A) 一种元素只能形成一种单质
（B）一种元素可能形成几种单质
（C）同种元素组成的不同种单质性质相同（D）由碳元素形成的单质都是黑色的 B 一、碳的单质小 结⒈不同的元素可以组成不同的物质；同一种元 素也可以组成不同的物质。如：金刚石、石墨和C60分子等都是由碳元素组成的单质。3.木炭、活性炭具有吸附性。原因是它们都有疏松多孔的结构。 2.金刚石、石墨物理性质不同的原因是碳原
子排列顺序不同。⒋物质的一切外在表现都是由其内在因素决定
的。物质的结构决定性质；性质决定用途。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。
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。点燃点燃2、碳具有可燃性碳和某些氧化物的反应：C + 2 CuO 2 Cu + CO2高温黑色粉末逐渐变成光亮的红色
澄清石灰水变成白色浑浊
现象与结论：----有铜生成----有二氧化碳生成金属网罩集中火焰提高温度请看视频观察这个方程式，看看有什么特点？C + 2 CuO 2 Cu + CO2高 温象这种，
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。我会分析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 是碳使氧化铜变成单质铜的，
我们则说碳具有还原性。C + 2 CuO 2 Cu + CO2高温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：2Fe2O3 + 3C 　4Fe + 3CO2 2WO3+　3C 2W ＋ 3CO2高 温高 温 高温①可燃性：2CuO + C 2Cu + CO2↑②还原性：点燃点燃2Fe2O3 + 3C 4Fe + 3CO2 高 温高 温二、碳的化学性质1、常温下的稳定性：
2、高温下的活泼性古字画、焦木杆C＋CO2 2CO(吸收热量)【练习】1、下列性质中，不属于碳的化学性质的是 （ ）
A.稳定性 B.吸附性
C.可燃性 D.还原性B1.碳原子的核电荷数是 ，核外电子总数是 ，最外层电子数是 。2.常温下碳的化学性质 ，随着温度的升高，碳的活动性 。3.碳燃烧可以生成两种氧化物分别是是 和 ，其中碳元素的化合价分别是 和 。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 . 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　A、B 、E　　1.“钻石恒久远，一颗永流传”（钻石的主要成分是C）这句广告词说明:
.碳在常温下化学性质稳定 2.最早的威尼斯人在岛上建房子时，会先在水中打下一圈密密麻麻的、九米深的木桩作地基。在打下木桩前，总是要将其表面烧焦的，你能说说为什么吗？ 3.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 . 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　A、B 、E4、当你取回干洗的衣服时，会嗅到残留在衣服上的
洗涤剂散发出的淡淡香味，其实你已在不知不觉间吸
入了一种可致癌的有毒气体　——　四氯乙烯( C2Cl4 )　
(1) 四氯乙烯中碳,氯元素的质量比是: .
(2) 16.6g四氯乙烯中含氯元素的质量是: .
(3)香港政府拟在今年内通过新法律,要求用 装有活性炭的新型干洗机代替旧款干洗机,可将有毒气体含量约降至原来的1/30,这主要是利用了活性炭的 性.12 : 7114.2 g吸附2．实验室用木炭还原氧化铜的方程式为
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。反应时的现象为＿＿＿＿＿＿＿；该反应属于＿＿＿＿反应，其中碳具有＿＿＿性。
3．尝试写出下列方程式
工业上用焦炭还原四氧化三铁方程式：
将二氧化碳通过灼热的木炭层产生一氧化碳：黑色粉末变红色还原还原这两个方程式属于还原反应吗？其中碳属于还原剂吗？是是*4．某同学认为“碳在氧气中燃烧后所得到的气体不是二氧化碳就是一氧化碳”，你认同吗？碳在氧气中燃烧，主要与氧气的量有关。氧气充足时生成二氧化碳，氧气不充足时生成一氧化碳。当碳的质量一定时，根据氧气量的多少分析可出现四种情况。CO2、O2； CO2； CO2、CO ；CO6、两份质量相等的碳，一份与足量氧气完全反应生成二氧化碳，另一份与氧气反应全部生成一氧化碳。则前者与后者消耗氧气的质量比为 （ ）A． 3∶4 B． 3∶8 C． 2∶1 D．1∶2C如下图所示，在盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里放几小块活性炭，最终观察到红棕色 (填“变深”或“消失”或“不变”)，漏斗中液面 (填“上升”或“下降”或“不变”)。其原因为：活性炭具有
作用，使瓶中气体压强 外界大气压。消失上升吸附小于7、某同学将过量的木炭粉与少量氧化铜粉混合，装入试管中，加热一段时间后，试管里有铜和未反应的木炭。为了得到纯净的铜，该同学把此混合物置于蒸发皿里强热，以便使木炭与氧气反应而除去。你认为该同学能达到目的吗? (答“能”或“不能”)，理由是_____________________________________________________ 。不能铜与空气中的氧气会反应生成氧化铜 寻找知识的特殊点，是掌握知识的重要方法．你判断下列“特殊点”，的叙述正确的是（　　）
A、空气中含量最多的物质是氧气 B、最轻的气体是氮气
C、地壳中含量最多的元素是铝元素 D、天然存在的最硬的物质是金刚石
（2010?宁夏）下列物质的性质与所对应的用途没有关系的是（　　）
A、氧气助燃﹣﹣焊接金属 B、稀有气体的性质稳定﹣﹣作保护气
C、石墨导电﹣﹣可作电极 D、二氧化碳能与水反应﹣﹣人工降雨
2010?甘孜州）除去用水稀释，可以采用的方法是（　　）
A、用纱布过滤 B、用水稀释
C、滴加盐酸 D、活性炭吸附下列家庭小实验，不能成功的是（　　）
A、用肥皂水鉴别硬水和软水 B、用冷碟子放在蜡烛火焰上方制炭黑
C、用2B铅笔芯做导电性实验 D、用过滤的方法把硬水变成软水
下列物质鉴别的方法错误的是（　　）
A、区别活性炭和氧化铜﹣﹣分别投入盛有红棕色二氧化氮的集气瓶中，观察现象
B、区别过氧化氢和蒸馏水﹣﹣加入MnO2，看是否有气泡
C、区别硬水与软水﹣﹣常用肥皂水检验，产生泡沫少浮渣多的是硬水
D、区别二氧化碳、氧气和空气﹣﹣分别将带火星的木条伸入瓶中，观察现象（2010?山西）物质的结构决定物质的性质，下列关于物质结构与性质的说法不正确的是（　　）
A、生铁和钢的性质不同，是由于含碳量不同
B、金属钠和镁的性质不同，是由于钠和镁的原子结构不同
C、金刚石和石墨的物理性质不同，是由于碳原子的排列方式不同
D、CO和CO2的性质不同，是由于CO2比CO中的氧原子多修房子时使用了石灰浆[Ca（OH）2]，为了使抹的墙壁快点干燥，常在室内生个炭火盆，刚开始时墙壁反而变潮湿了，其中的原因是（　　）
A、石灰浆跟二氧化碳反应生成了水
B、石灰浆受热分解生成了水
C、木炭燃烧生成了水
D、石灰浆吸收了空气中的水分氧化铜（CuO黑色）、氧化亚铜（Cu2O红色）都可用于玻璃或瓷器着色剂，查阅资料可知：4CuO+C2 Cu2O+CO2↑，Cu2O+2HClCuCl2+Cu，2CuO+C2Cu+CO2↑．则用木炭还原氧化铜时除了发生上述的反应外，还可能发生的化学反应（请写其中一个的化学方程式） 已知：炭粉不能与稀盐酸反应，铁和氧化铁均可与稀盐酸反应而完全溶解．某课外活动小组将氧化铁与炭粉的混合物样品a g加强热充分反应，此时生成的气体不能使澄清的石灰水变浑浊．若将反应后的固体与足量的稀盐酸充分反应，有b g固体剩余．请回答下列问题：
（1）写出该实验中氧化铁与炭粉发生反应的化学方程式
2）原样品中氧化铁的质量是多少克？（以含a、b的代数式表示，要求书写计算过程）
Fe2O3+3C2Fe+3CO↑．
（2）解：设：原样品中Fe2O3的质量为x
Fe2O3+3C2Fe+3CO↑
160 36
x （a﹣x﹣b）g
∴
解之得：x=g[或0.8（a﹣b）g]将足量的碳粉和氧化铜粉末混合均匀，取9g此固体高温加热，完全反应后，冷却称量剩余固体为6.8g，求：原混合物中碳粉与氧化铜的质量比。剩余固体中各物质的质量各为多少？