课题1 金刚石、石墨和C60（32张PPT）

课件32张PPT。第六单元　碳和碳的氧化物
课题1　金刚石、石墨和C60一、碳的单质
1.金刚石和石墨的物理性质及用途的比较：无色正八面体金属光泽细鳞片最硬很软不导电优良2.木炭和活性炭的吸附性：
(1)原因：由于木炭和活性炭具有_________的结构，因此它们都具有吸附性。
(2)应用。
①活性炭用在防毒面具中_________。
②制糖工业中也利用活性炭来_____以制白糖。
③城市污水、工业废水和饮用水在深度净化处理时用活性炭吸附。
④活性炭用来吸附装修产生的对人体有害的气体。疏松多孔吸附毒气脱色二、单质碳的化学性质
1.稳定性：常温下，碳的化学性质_______，受日光照射或与
空气、水分接触，都不易起变化。
2.可燃性：
(1)氧气充足时，碳充分燃烧，化学方程式为____________。
(2)氧气不足时，碳燃烧不充分，化学方程式为____________
____。C+O2 CO22C+O22CO不活泼3.还原性：
(1)木炭与氧化铜的反应。黑色粉末中有红色固体生成澄清的石灰水变浑浊C+2CuO 2Cu+CO2↑(2)还原反应：_______________________的反应。上述反应中木炭使氧化铜还原为铜，它具有_____性。
(3)用途。
①用于冶金工业。如焦炭能将氧化铁还原为铁，化学方程式为________________________。
②在高温条件下，碳能使二氧化碳转变成_________，化学方程式为_____________。含氧化合物里的氧被夺去还原3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑一氧化碳CO2+C 2CO1.判断正误：
(1)碳的单质都是黑色固体。( )
提示：金刚石属于无色透明、正八面体形状的固体。
(2)由于金刚石和石墨是由同种元素组成的，所以它们的性质相同。( )
提示：由于构成它们的碳原子的排列方式不同，物理性质存在着很大差异。××(3)利用活性炭的吸附性净化水属于物理变化。( )
提示：活性炭的吸附性是利用了其疏松多孔的结构吸附色素及异味，吸附过程中没有其他物质生成，属于物理变化。
(4)碳在氧气中充分燃烧放出热量，不充分燃烧吸收热量。
( )
提示：无论碳是否充分燃烧都放出热量，只是前者比后者放出的热量多。√×2.防毒面具中用来除去有毒气体的物质是(　　)
A.焦炭　　　B.炭黑　　　C.活性炭　　　D.石墨
【解析】选C。活性炭具有很强的吸附性，能用作防毒面具里的滤毒罐来吸附毒气。3.用墨书写的字或绘的画能保存多年不褪色，是由于常温下
碳(　　)
A.化学性质不活泼 B.具有吸附性
C.具有还原性 D.具有氧化性
【解析】选A。墨的主要成分是碳单质，由于碳在常温下化学性质不活泼，所以用墨书写的字或绘的画能保存多年不褪色。4.将木炭和氧化铜的混合物均匀放在试管中加热。
(1)观察到的现象是________色的氧化铜最终变成________色的固体，将反应生成的气体通入澄清的石灰水中观察到的现象是_______________________。
(2)写出木炭与氧化铜反应的化学方程式_________________，
在反应中，氧化铜发生________反应。【解析】木炭和氧化铜在高温下反应生成铜与二氧化碳，会观察到黑色的氧化铜粉末最终变成红色固体，生成的二氧化碳气体能使澄清的石灰水变浑浊，在反应中氧化铜发生还原反应。
答案：(1)黑　红　澄清石灰水变浑浊
(2)C+2CuO 2Cu+CO2↑　还原要点一 碳单质的组成、结构与性质的关系
分析下列金刚石和石墨的微观结构图，思考以下问题： 1.金刚石和石墨都由碳元素组成，但是物理性质却存在很大的差异，原因是什么？
提示：结构决定性质，两者物理性质的差异是由结构不同造成的。金刚石和石墨虽然都由碳原子构成，但碳原子排列方式不同。
2.在一定条件下，石墨可以转化为金刚石，该变化属于物理变化还是化学变化？
提示：石墨和金刚石结构不同，属于两种不同物质，故两者之间的转化，属于化学变化。【示范题1】金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，下列说法正确的是(　　)
A.碳原子的排列方式相同
B.在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
C.物理性质相同
D.一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化【解析】选B。碳原子以不同的排列方式，构成了金刚石、石墨和C60等物质，A不正确；金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳，B正确；金刚石、石墨和C60的物理性质不同，C不正确；石墨和金刚石是两种不同的物质，一定条件下，石墨转化成金刚石是化学变化，D不正确。【试题备选】如图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图，下列说法错误的是(　　)A.这4种物质完全燃烧后的产物都是CO2
B.这4种物质的物理性质有较大差异的原因是碳原子的排列方式不同
C.常温下C60和碳纳米管的化学性质很活泼
D.碳纳米管在室温下能贮存和凝聚大量的H2【解析】选C。金刚石、石墨、C60、碳纳米管都是由碳元素组成的单质，完全燃烧的产物都是二氧化碳，A说法正确；因为碳原子的排列方式不同，所以4种物质的物理性质有较大差异，B说法正确；常温下C60和碳纳米管的化学性质很稳定，C说法不正确；碳纳米管具有较大的表面积，在室温下能贮存和凝聚大量的氢气，D说法正确。要点二 碳单质的化学性质
1.碳的稳定性：常温下，碳的化学性质稳定，这种稳定性与碳原子的结构有关。碳原子最外层为4个电子，在化学反应中不容易得失电子，因此化学性质稳定。
2.碳的可燃性：碳在氧气是否充足的情况下，燃烧产物不同。氧气充足生成二氧化碳，氧气不足，生成一氧化碳。由于一氧化碳有毒，因此，我们在用煤炉或木炭取暖时，一定要注意空气流通。3.碳的还原性：高温条件下，碳可以与二氧化碳和氧化铜等物质发生还原反应。进行碳与氧化铜实验时要注意以下两点：
(1)实验时酒精灯加网罩的作用是集中酒精灯火焰以提高受热温度，也可改用酒精喷灯加热。
(2)为了防止水回流使试管炸裂，停止加热时应先将导管从石灰水中撤出，同时为了防止进入空气使生成的铜重新被氧化，应用弹簧夹夹紧橡皮管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒出。【示范题2】下列说法中，正确的是(　　)
A.书写档案规定必须用碳素墨水，原因是碳单质常温下化学性质比较稳定
B.焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来，是因为碳具有氧化性
C.用活性炭可除去硬水中的氯化钙杂质
D.木炭燃烧时可吸收大量的热【解析】选A。碳单质化学性质稳定，常温下不与其他物质发生化学反应；焦炭还原铁的氧化物得到铁是利用了其还原性；活性炭只能吸附水中的悬浮物和异味不能除去水中的可溶性杂质；木炭燃烧放出大量的热。【示范题3】如图是实验室木炭还原氧化铜的实验，请回答：(1)盛放氧化铜的试管内的现象是_______________________；
盛放石灰水的试管内的现象是______________。
(2)盛放氧化铜的试管内的反应的化学方程式为____________
_______________，在这个反应中______________发生还原反应，___________具有还原性。
(3)实验时，酒精灯上加网罩的目的是__________________。【解析】木炭与氧化铜在加热的条件下反应生成铜与二氧化碳，所以盛放氧化铜的试管中黑色粉末会逐渐变成亮红色，盛放石灰水的试管中会变浑浊；在反应中氧化铜失去氧发生还原反应，碳能夺取氧化铜的氧，具有还原性；反应需要的温度较高，酒精灯上加网罩是为了使火焰集中，提高温度。
答案：(1)黑色固体逐渐减少，产生红色固体
导气管口冒气泡，澄清石灰水逐渐变浑浊
(2)2CuO+C 2Cu+CO2↑　CuO　C
(3)使酒精灯的火焰集中，提高加热温度【误区警示】“碳”≠“炭”
(1)“碳”是指碳元素，是“核电荷数为6的同一类原子的总称”，并不是具体指某种物质。如二氧化碳中的碳是指碳元素。
(2)“炭”是指具体的物质——由碳元素组成的部分物质，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。1.请将下图中金刚石、石墨的结构、性质与用途用线连起来。提示：物质的结构决定其性质，性质决定物质的用途，金刚石是无色透明的，为正八面体结构，能用作装饰品，是最硬的物质，可镶在玻璃刀头上；石墨有优良的导电性，能作电极，在纸上划过可留下痕迹能制作铅笔芯，有滑腻感可用作润滑剂。2.请将下图中碳单质的化学性质及其相关化学方程式填写完整。提示：碳单质在常温下化学性质稳定，温度升高时活动性增强，具有可燃性和还原性，在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳，在高温下能夺取氧化铜中的氧生成铜与二氧化碳。