6.1金刚石、石墨、C60-2023-2024学年九年级化学人教版上册

金刚石、石墨、C60 课题1 人教版九年级化学上册第六单元 1 学习目标 金刚石、石墨、C60的性质及用途 木炭、活性炭、炭黑、焦炭 Ⅰ Ⅱ 碳的化学性质 Ⅲ 2 由同种元素组成的纯净物叫做什么？ 单质 氧元素 → 氧气（O2）、臭氧（O3） 旧知回顾 同种元素可以组成不同的单质吗？ 可以 磷元素 → 红磷、白磷 碳元素也可以组成不同的单质 石墨 C60 金刚石 无色透明的金刚石、深灰色的石墨和足球状的C60都是由碳元素组成的单质，它们有哪些相同点和不同点呢？ Ⅰ 金刚石、石墨、C60的性质及用途 5 1 金刚石、石墨、C60的性质及用途 金刚石 物 理 性 质 用 途 颜 色 形 状 硬 度 导电性 / 无色透明 正八面体 不导电 天然存在的最硬物质 饰品 刻刀、钻头 6 1 金刚石、石墨、C60的性质及用途 石墨 物 理 性 质 用 途 颜 色 形 状 硬 度 导电性 手 感 深灰色 质地较软 导电 滑腻 铅笔芯 润滑剂 电极 细鳞片状 7 铅笔上的“B”是英文“Black”的第一个字母，在铅笔中表示“软”；“H”是英文“Hard”的第一个字母，在铅笔中表示“硬”。铅笔为什么有软和硬和差别呢？这是因为石墨太软，光用石墨做笔芯，既易断也易磨损，因此，生产上常在石墨粉末中掺进一些粘土 粉末以增加硬度。粘土掺得越多，铅笔就越硬；粘土掺得越少，铅笔就越软。 铅笔小知识 1 金刚石、石墨、C60的性质及用途 思考1 金刚石和石墨物理性质差别巨大的原因？ 金刚石 石墨 组成、结构 性质 决定 用途 决定 碳原子的排列方式不同 9 1 金刚石、石墨、C60的性质及用途 思考2 石墨可以制成金刚石吗？此过程是物理变化还是化学变化？ C（石墨） C（金刚石） 催化剂 高温高压 化 学 变 化 10 1 金刚石、石墨、C60的性质及用途 C60 （1） C60是单质，是由C60分子构成的； （2）每个C60分子由60个碳原子构成； （3）分子结构形似足球，又名足球烯，非常稳定。 （4）C60不导电、质脆，有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域。 11 1.如图为金刚石、石墨、C60结构示意图，下列说法正确的是（　　） 小试牛刀 C A．金刚石、石墨属于单质，C60属于化合物 B．它们都是由碳元素组成的，属于同一种物质 C．这三种物质中碳原子的排列方式不同 D．石墨在一定条件下转化为金刚石属于物理变化 12 在日常生活中，还有一些物质如：木炭、焦炭、活性炭、炭黑等的主要成分也是碳的单质，而它们的结构则与石墨类似。 木炭 焦炭 活性炭 炭黑 混合物 Ⅱ 木炭、活性炭、炭黑、焦炭 14 2 木炭、活性炭、炭黑、焦炭 木炭和活性炭 疏松多孔的结构 活性炭、木炭等具有疏松多孔的结构，可以吸附异味、色素等，具有吸附作用。 防毒面具 冰箱除味剂 环保活性炭包 15 2 木炭、活性炭、炭黑、焦炭 炭黑和焦炭 焦炭是烟煤在隔绝空气的条件下，加强热得到的一种固体，常用于高炉炼铁等。 炭黑是一种轻而极细的黑色粉末，可用于制造黑色染料、油墨、油漆等，也用于做橡胶的补强剂等。 16 小试牛刀 木 炭 活性炭 C60 金刚石 石 墨 寒冷的冬季，甘愿燃烧自己，温暖别人 吸进的是毒气、废气，却把清新的空气留给人们 出生时间不长，超导方面功德无量 开矿采油时，冲锋在前，专打硬仗 长相平凡用处大，开锁、导电要靠它 虽然雍容华贵，但也乐意做划玻璃这样的小事 17 1.下列物质的用途与其依据的性质不相符合的是（ ） A．石墨可做电极——石墨有滑腻感 B．活性炭用于防毒面具——活性炭具有强的吸附性 C．金刚石用于裁玻璃——金刚石很硬 D．石墨用于制铅笔芯——石墨很软 小试牛刀 A 2.由同种元素组成的不同单质，可以互为“同素异形体”。下列属于同素异形体的一组物质是（ ） A．氢气与液氢 B．水银与银 C．干冰与冰 D．氧气与臭氧 D 18 思考：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 说一说金刚石、石墨和C60的物理性质及用途，以及三者物理性质差异很大的原因。 旧知回顾 这些单质都是有碳元素组成的，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。 碳的化学性质 Ⅲ 21 3 碳的化学性质 思考 下面的事例说明了碳单质的什么性质？ “钻石恒久远，一颗永相传” 古代书画家用墨做的古画、字迹历经千年而不褪色 碳原子核外电子排布 碳单质在常温下化学性质稳定 22 3 碳的化学性质 碳与氧气反应 现象：发出白光，放出热量 化学方程式： C + O2 ===== CO2 点燃 若氧气不充足，燃烧不充分，碳燃烧生成一氧化碳 2C + O2 ===== 2CO 点燃 化学方程式： 思考 冬天，北方农村地区常在房间里燃煤、烧炭取暖，常发生中毒现象的原因？ 23 3 碳的化学性质 碳与氧气反应 C + O2 ===== CO2 点燃 2C + O2 ===== 2CO 点燃 1.碳在常温下化学性质稳定 2.碳充分燃烧生成二氧化碳 2.碳不充分燃烧生成一氧化碳 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。 描述物质的化学性质时，要注意条件!! 单质碳具有可燃性，可做燃料 24 3 碳的化学性质 碳与某些氧化物反应 操作 实验4-5 把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心铺放进试管； 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； 用酒情灯（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； 先撤出导气管，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。 25 3 碳的化学性质 碳与某些氧化物反应 现象 结论 化学方程式 实验4-5 1.黑色粉末变红色 2.澄清石灰水变浑浊 生成了______和______ Cu CO2 C + 2CuO ==== 2Cu + CO2 ↑ 高温 26 3 碳的化学性质 碳与某些氧化物反应 1.酒精灯为什么要加网罩？   2.为什么要先撤出导气管，再熄灭酒精灯？   3.试管里的粉末为什么要冷却后再倒出？ 4.刚开始试管中出现气泡，为什么澄清石灰水不变浑浊？   防止澄清石灰水倒流入热的试管，使试管破裂 防止生成的铜被氧化成氧化铜 集中火焰，提高温度 刚开始排出的是试管中的空气 27 3 碳的化学性质 还原反应 C + 2CuO ==== 2Cu + CO2 ↑ 高温 氧化铜失去氧变为铜单质 含氧化合物里的氧被夺去的反应 1.还原反应： 碳夺去了 氧化铜中的氧 2.还原性： 将含氧化合物中的氧夺去的性质 单质碳具有还原性 28 3 碳的化学性质 碳与某些氧化物反应 单质碳具有还原性 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。 3C + 2Fe2O3 === 3CO2↑ + 4Fe 高温 C + CO2 === 2CO 高温 应用2：在高温条件下，碳能使二氧化碳转变成一氧化碳。 29 3 碳的化学性质 碳的化学性质 用途 1.在 下，碳的化学性质不活泼 2.温度升高，碳的活泼性增强 可燃性 还原性 书写档案 常温 C + O2 ===== CO2 点燃 2C + O2 ===== 2CO 点燃 做燃料 C + 2CuO ==== 2Cu + CO2 ↑ 高温 3C + 2Fe2O3 === 3CO2↑ + 4Fe 高温 C + CO2 === 2CO 高温 冶金工业 30 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 小试牛刀 D 2.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 31 Bruises Chairlift Does You Inspire You, track 4 2009 Alternative 241570.05 $$