人教版九年级化学第6单元课题1金刚石、石墨和C60(共27张PPT)

(共27张PPT)
金刚石
石墨
碳60
课题1、金刚石、石墨和C60
碳的单质主要包括金刚石、石墨和C60分子。
它们都是由碳元素组成的单质。
一、碳的单质
1、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，硬度大，不导电。
天然采集的金刚石经过仔细的琢磨就会成为璀璨夺目的装饰品——钻石。
钻石，矿物学名为金刚石，英文为Diamond，意为“坚硬无比”，钻石有宝石之王的美誉，不仅因为它是自然界中最坚硬的物质（莫氏硬度10，比莫氏硬度9的刚玉的实际硬度大百倍以上），而且还因为它在无色为主的天然宝石中具有最高的折射率（2.42）和色散（0.044），加工成钻石后，会呈现光线四射、五彩缤纷的效果；更为重要的是，它是自然界极稀少珍贵的矿产资源，即使是在盛产钻石的金伯利岩矿区，要加工出1克拉的商业首饰钻石，必须挖掘淘洗150～250吨的岩石。
到目前为止，100克拉以上的钻石全世界仅有2000颗左右，因而大于100克拉的钻石就已经是国宝了。世界上最大的一颗钻石是1905年在南非发现的，重3106克拉，像拳头大小，取名为“库里南”（Gullinan）。这颗钻石共磨出9颗大钻96颗小钻。最大一粒重530.2克拉，呈梨形，共有74个小面，称为库利南1号，取名为“非洲之星”，现被镶在英国国王的权杖上，它是现今世界上最大的琢型钻石。
“库里南”钻石
世界最大钻石“库里南一号”
国王权杖上的“库里南一号”
帝国王冠上的“库
里南二号”
“库里南二号”
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。
让你知道
2、石墨：
深灰色的具有金属光泽而不透明的细鳞片状
固体。质软，有滑腻感，电的良导体。
用石墨和粘土粉末混合制铅笔芯
用石墨做电极
石墨耐高温，可以制
成坩埚来熔炼金属
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。
金刚石和石墨都是由C元素组成的，为什么性质会相差这么远呢？
物质的结构
物质的性质
物质的用途
决定
决定
反映
反映
碳原子排列方式不同
小知识
“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。）
3、无定形碳：
无定形碳包括：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。它们主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。
木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，因而具有吸附能力（吸附是物理变化），但活性炭的吸附能力比木炭强。
木炭是一种灰黑色的多孔性固体，燃烧时，产生很少的烟，火焰很小。
木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，因此它具有吸附能力。利用木炭、活性炭的吸附性来吸附色素、气味和有毒气体等物质。
活性炭冰箱去味剂
食品脱色
如图所示,向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭,会出现什么样
的想象,为什么?
C60，它是美国休斯顿大学的克罗脱（Kroto,H.W.)和史沫莱(Smalley,r.e.)等人在1985年发现的。我国北京大学化学系和物理系研究小组也研制出了C60分子。
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。
资料：
C60
C70
C80
碳纳米管
20世纪80年代，人们发现人造金刚石在半导体制造行业具有广泛的应用前景。因为计算机芯片的基体材料硅的导热性不好，这成为进一步提高技术时的难题。而金刚石在导热性方面远远超过硅（甚至超过铜和银），于是它成了芯片基体材料的最佳选择。正是这种需求推动了人造金刚石的研究。
????人们想到，金刚石既然是碳的一种单质，为什么不可以用碳原子作为构建金刚石晶体的原料，而一定要通过破坏石墨的晶体来完成呢？灵巧的化学家很快就完成了这项研究。透明的、晶莹璀璨的人造金刚石就这样在实验室里诞生了。
????虽然还没有能够制造出大颗粒的金刚石晶体（所以大颗粒的天然金刚石仍然价值连城），但是已经制成了金刚石的薄膜。
透明的金刚石薄膜
金刚石、石墨和C60分子的物理性质差异较大的原因：
虽都是由碳元素组成的单质，但碳原子的排列方式不同。
可见：不同种元素可以组成不同物质，而同一种元素也可以组成不同的物质。
1、将以下左例和右例有关项目用线连接起来。
石墨
冰箱去味剂、防毒面具
炭黑
导电
金刚石
新型催化剂
C60
制油墨
活性炭
切割坚硬金属
2.金刚石、石墨、
C60都是由______组成的单质。但是，它们的性质却存在巨大的差异（例如金刚石是天然存在的最硬的物质，而石墨却很软），这是因为它们____________
不同。
碳元素
碳原子排列方式
练一练
3、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原子构成的。
C、它是一种混合物
D、它的相对分子质量是840
D
B
5、下列变化不属于化学变化的是（　　　　）
A、木炭燃烧
B、黑火药爆炸C、活性炭脱色
D、石墨在高温、高压下转变为金刚石
6、常用做干电池正、负极的材料分别是（
　）
A、木炭与铁皮　
B、炭黑与锌皮
C、石墨与锌皮　
D、石墨与铁皮
7、2019年诺贝尔化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家，现在C70也已经制得，对C60和C70这两种物质的叙述，错误的是（　
）
A、它们都是碳元素组成的单质　
B、它们是两种新型的化合物
C、它们都是由分子构成的　
D、它们的相对分子质量之差为120
C
B
C
二、单质碳的化学性质
常温下，碳的化学性质不活泼。
1.碳的稳定性
在温度升高的情况下，碳能跟很多物质发生化学反应。
2.碳与氧气的反应（可燃性）
3、与某些氧化物反应（还原性）
木炭还原氧化铜：
现象：
（1）试管里黑色粉
末逐渐成为红色；
（2）生成的无色无
味气体能使澄清的
石灰水变浑浊。
原理：
C
+
2CuO
2Cu
+
CO2
高温
↑
1.试管为什么要略向下倾斜？
防止冷凝的水流到热的试管底部使试管炸裂。
2.火焰上罩网罩的作用是什么？
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，为什么要先从石灰水中取出导气管再熄灭酒精灯？
防止石灰水倒吸入热的试管使试管炸裂。
4.反应的现象
（1）试管粉末中有红色的物质出现；
（2）澄清的石灰水变浑浊。
含氧化合物中的氧被夺去的反应，叫还原反应。
（1）木炭使氧化铜还原成铜，其具有还原性。
（2）氧化铜使碳氧化成二氧化碳，其具有氧化性。
指出下列具有还原性的物质：
由此可见：物质除了与单质氧反应外，也能与化合态的氧反应，但都是氧化反应。
（1）一种元素可以形成多种单质。
（2）木炭和活性炭具有吸附性。
（3）碳的几种单质由于原子的排列方式不同，物理性质有很大的差异，但化学性质没有差异。
（4）碳的化学性质：稳定性，可燃性，还原性。