第六单元 课题1 金刚石、石墨和C60-【优质课件】2023-2024学年九年级化学上册同步精品课件（人教版）

第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 金刚石、石墨、C60 导 入 新 课 丰富多彩的物质世界是由元素组成的。例如，氧气是由氧元素组成的， 氢气是由氢元素组成的，水是由氢、氧元素组成的。不同的元素组成不同 的物质。 人教课本上册P106 在物质世界中，有没有同一种元素组成不同物质的例子呢？ 研究表明，透明的金刚石、灰黑色的石墨和足球状的C60都是由碳元 素组成的单质，但是由于它们的原子的排列方式不同，因此它们的性质存 在着明显差异。 金刚石C 石墨C C60 同一种元素可以组成不同的物质。 一、碳的单质 1. 金刚石 C 图6-1　金刚石的结构及用途 人教课本上册P106 纯净的金刚石是无色透明的固体。天然采 集到的金刚石经过仔细研磨后，可以成为璀璨 夺目的装饰品——钻石。 碳原子排列成三角锥形（坚固） 结 构 用 途 裁玻璃、切割大理石、 钻头 天然存在的最硬的物质 2. 石墨 C 图6-2　石墨的结构及用途 石墨是一种灰黑色的有金属光泽而不透明的细鳞片 状固体。 立方体形 结 构 （很软、有滑腻感、有导电性） 人教课本上册P107 日常生活中，常用到的木炭、焦炭、活性炭和炭黑等，主要成分也 是碳单质，它们的结构与石墨类似。 人教课本上册P107 木炭具有疏松多孔的结构，具有 吸附性。可用于吸附色素和异味。 结构 性质 决定 活性炭的吸附能力强于木炭：防毒面具、白糖脱色、净化水、空气等。 图6-3　活性炭的用途 C60结构形似足球（稳定）。 3. C60 分子 一个C60分子由60个碳原子构成。 用于超导、催化、材料、医学、生物等领域。 人教课本上册P108 图6-5　碳纳米管 图6-6　单层石墨片 人教课本上册P109 金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，但是它们 的物理性质差异很大，为什么？ 因为它们的碳原子的排列方式不同。（结构决定性质） 【拓展】煅烧金刚石 【拓展】人造金刚石 二、单质碳的化学性质 我国古代书法家、画家用墨（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？ 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，都不易起变化。 稳定性 人教课本上册P110 如果升高温度，碳的活泼性又如何呢？ 1. 碳与氧气的反应 人教课本上册P110 ①当氧气充足时，点燃木炭： C + O2 CO2 点燃 ②当氧气不充足时，点燃木炭： 2C + O2 2CO 点燃 可燃性 一氧化碳有毒 2. 碳与某些氧化物的反应 图6-9　用木炭还原氧化铜 人教课本上册P110 【实验6-2】把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀， 小心地铺放进试管， 并将试管固定在铁架台上，试管口装有通入澄清石灰水的导管。用酒精灯(可加 网罩以使火焰集中并提高温度，最好使用酒精喷灯）加热混合物几分钟。然后 先撒出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析. 集中火焰， 提高温度 1.粉末状：增大接触面积，使反应 更充分； 2.铁丝网罩：集中火焰，提高温度； 3.实验结束后，等装置冷却，再将 Cu粉倒出，防止灼热的铜再次被 氧化成CuO。图6-9　用木炭还原氧化铜 细节 现象：导管口有气泡冒出，澄清 石灰水变浑浊，黑色粉末变红。 分析：开始加热时，试管中的空气因受热体积膨胀而逸出; 温度达到高温后，木炭与氧化铜开始反应，生成的铜为红 色固体，另一种生成物二氧化碳为无色气体，能使澄清石 灰水变浑浊。 碳与氧化铜反应的化学方程式： CuO + C Cu + CO2 高温 2 2 失去氧 得到氧 CuO失去氧，发生还原反应 C有还原性，可夺氧 黑固 黑固 红固 气泡 （黑色固体逐渐变红，导管口有气泡 冒出，澄清石灰水变浑浊。） 人教课本上册P110 利用碳的还原性，可以用于冶金。 ye ˅ 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来： Fe2O3 + C Fe + CO2 高温 2 33 4 此外，在高温条件下，碳还能使二氧化碳转变成一氧化碳： CO2 + C CO 高温 2 冶炼赤铁矿 人教课本上册P110 还原反应：有物质失去了氧，发生还原反应。CuO C+2CuO====2Cu+CO2 高温 拓展：还原反应 1个C要夺取2个O C有还原性：夺O元素，作还原剂。 氧化反应：有物质得到了氧，发生氧化反应