1、第六單元第六單元 碳和碳的氧化物碳和碳的氧化物課題課題1 1 金剛石、石墨和金剛石、石墨和C C6060公主嶺市龍山學校：張立輝公主嶺市龍山學校：張立輝化學九年級上冊化學九年級上冊金剛石金剛石石墨石墨C60第1課時 碳的幾種單質通過本節課的學習同學們須掌握以通過本節課的學習同學們須掌握以下內容下內容：1、了解金剛石、石墨的物理性質和、了解金剛石、石墨的物理性質和 用途用途.2、了解、了解C60分子的結構特點分子的結構特點.3、知道不同元素可組成不同物質、知道不同元素可組成不同物質,同一元素也可組成不同的物質同一元素也可組成不同的物質.4、知道木炭、活性炭吸附作用、知道木炭、活性炭吸附作用.本節

2、課的重點及難點：本節課的重點及難點： 1. 掌握物質的結構與性質、性質掌握物質的結構與性質、性質與用途的關系與用途的關系. 2.理解金剛石和石墨物理性質差理解金剛石和石墨物理性質差異很大的原因。異很大的原因。自學導引1.由同種元素組成的物質一定是單質嗎？為什么？請舉例。由同種元素組成的物質一定是單質嗎？為什么？請舉例。2.金剛石、石墨和金剛石、石墨和C60是同一種物質嗎？是同一種物質嗎？3.純凈的金剛石有哪些物理性質？哪些用途？純凈的金剛石有哪些物理性質？哪些用途？4.石墨有哪些物理性質？哪些用途？這些用途中都體現出了哪些性質？5. 木炭、焦炭、活性炭、炭黑是不是單質？木炭、焦炭、活性炭、炭黑

3、是不是單質？6.木炭和活性炭具有什么樣的結構？木炭和活性炭具有什么樣的結構？通過通過P107實驗實驗6-1,可觀察到什么現象？可觀察到什么現象？此變化是物理變化還是化學變化？此變化是物理變化還是化學變化？你可以得出木炭和活性炭具有什么性質？你可以得出木炭和活性炭具有什么性質？在這一性質中，木炭、活性炭的哪一種能力更強？在這一性質中，木炭、活性炭的哪一種能力更強？木炭、活性炭具有什么用途？木炭、活性炭具有什么用途？7. C60是由什么構成的？與金剛石、石墨的構成是否相同？是由什么構成的？與金剛石、石墨的構成是否相同？C60用于哪些方面的研究正在進行中？用于哪些方面的研究正在進行中？8.觀察金剛石

4、、石墨和觀察金剛石、石墨和C60的微觀結構圖，的微觀結構圖，分析它們物理性質存在差異的原因是什么？分析它們物理性質存在差異的原因是什么？1.由同種元素組成的物質一定是單質嗎？由同種元素組成的物質一定是單質嗎？為什么？請舉例。為什么？請舉例。白磷白磷紅磷紅磷氧氣氧氣O2臭氧臭氧O3由同種元素組成的物質不一定是單質；因為由同種元素組成的物質不一定是單質；因為由同種元素組成的純凈物才叫單質，而同一由同種元素組成的純凈物才叫單質，而同一種元素可能會形成兩種或兩種以上的單質，種元素可能會形成兩種或兩種以上的單質，因此同一種元素組成的物質可以是單質（純因此同一種元素組成的物質可以是單質（純凈物）也可以是幾

5、種單質所形成的混合物。凈物）也可以是幾種單質所形成的混合物。如：如：金剛石、石墨和金剛石、石墨和C60不是同一不是同一種物質，是由碳元素組成的種物質，是由碳元素組成的三種不同的碳單質。三種不同的碳單質。2.金剛石、石墨和金剛石、石墨和C60是同一種物質嗎？是同一種物質嗎？白磷白磷紅磷紅磷氧氣氧氣O2臭氧臭氧O3由同一種元素組成的物質可以是單質由同一種元素組成的物質可以是單質（純凈物）（純凈物）,也可以是幾種單質所形成也可以是幾種單質所形成的混合物。如：的混合物。如：金剛石金剛石石墨石墨C60物理性質：金剛石是無色、物理性質：金剛石是無色、透明、正八面體形狀的固體、透明、正八面體形狀的固體、硬度

6、大。硬度大。用途：裁玻璃，切割大理石，用途：裁玻璃，切割大理石，做鉆頭和鉆石等。做鉆頭和鉆石等。3.3.純凈的金剛石有哪些物理性質？純凈的金剛石有哪些物理性質？哪些用途？哪些用途？純凈的金剛石是一種無色透純凈的金剛石是一種無色透明的、正八面體形狀的固體，明的、正八面體形狀的固體，經過仔細的琢磨就會成為璀經過仔細的琢磨就會成為璀璨奪目的裝飾品璨奪目的裝飾品鉆石鉆石含有雜質的金含有雜質的金剛石帶有顏色剛石帶有顏色鉆石裝飾品鉆石裝飾品 是是金剛石最重要金剛石最重要的性質。利用的性質。利用這個性質，可這個性質，可用金剛石劃玻用金剛石劃玻璃。璃。 金剛石可用于切割金剛石可用于切割大理石或加工堅硬的金大理

7、石或加工堅硬的金屬等。屬等。劃玻璃、切割大理石、劃玻璃、切割大理石、加工堅硬的金屬，裝在鉆探加工堅硬的金屬，裝在鉆探機的鉆頭鉆鑿堅硬的巖層機的鉆頭鉆鑿堅硬的巖層flash石墨物理性質：石墨是一種深灰色、石墨物理性質：石墨是一種深灰色、有金屬光澤，不透明細鱗片狀固體，有金屬光澤，不透明細鱗片狀固體，很軟，熔點高、優良的導電性、潤滑很軟，熔點高、優良的導電性、潤滑性。性。石墨用途：可做電車的滑塊、鉛筆芯、石墨用途：可做電車的滑塊、鉛筆芯、電極等。電極等。4.4.石墨有哪些物理性質？哪些用途？這些用途中都體現出了哪些性質？ 石墨是一種深灰色石墨是一種深灰色的有金屬光澤而不透明的有金屬光澤而不透明的細

8、鱗片狀固體。的細鱗片狀固體。 石石墨是最墨是最軟的礦軟的礦物之一物之一flash 鉛筆芯鉛筆芯是石墨和粘是石墨和粘土粉末混合土粉末混合而成的。而成的。 石墨具有優石墨具有優良的導電性能，良的導電性能，可以用來做電極。可以用來做電極。 石墨耐高溫，可石墨耐高溫，可以制成坩堝來熔煉金以制成坩堝來熔煉金屬。屬。 在電車頂上的兩根導電桿跟在電車頂上的兩根導電桿跟電線接觸處分別裝上一塊石墨制電線接觸處分別裝上一塊石墨制成的滑塊，以保證行駛時供電。成的滑塊，以保證行駛時供電。為什么要選用石墨來制滑塊？為什么要選用石墨來制滑塊？石墨具有潤滑性、導電性、熔點高。石墨具有潤滑性、導電性、熔點高。5. 木炭、焦炭

9、、活性炭、炭黑木炭、焦炭、活性炭、炭黑是不是單質？是不是單質？它們是由石墨的微小晶體和少量它們是由石墨的微小晶體和少量雜質構成的，它們是混合物。雜質構成的，它們是混合物。6.木炭和活性炭具有什么樣的結構？木炭和活性炭具有什么樣的結構？通過通過P107實驗實驗6-1,可觀察到什么現象可觀察到什么現象？此變化是物理變化還是化學變化？此變化是物理變化還是化學變化？你可以得出木炭和活性炭具有什么性質？你可以得出木炭和活性炭具有什么性質？在這一性質中，木炭、活性炭的哪一種能在這一性質中，木炭、活性炭的哪一種能力更強力更強?木炭、活性炭具有什么用途？木炭、活性炭具有什么用途？活性炭制備過程中采用高壓水蒸氣

10、將孔中活性炭制備過程中采用高壓水蒸氣將孔中的油除去，其結構中的的油除去，其結構中的外外表面（表面積和表面（表面積和其體積之比）比木炭更大，因而活性炭的其體積之比）比木炭更大，因而活性炭的吸附性能比木炭更強吸附性能比木炭更強。木炭和活性炭具有較強的吸附能力是由它木炭和活性炭具有較強的吸附能力是由它們疏松多孔的結構決定的們疏松多孔的結構決定的。由于它們內部由于它們內部疏松多孔，因而跟氣體或溶液接觸的表面疏松多孔，因而跟氣體或溶液接觸的表面積就很大，這樣它們就很容易吸附一些氣積就很大，這樣它們就很容易吸附一些氣體或色素等物質體或色素等物質。木炭和活性炭為什么具有吸附能力？木炭和活性炭為什么具有吸附能

11、力？木木 炭炭 的的 用用 途途活性炭的用途活性炭的用途結構結構用途用途木炭木炭活性炭活性炭疏松多孔的結構疏松多孔的結構吸收一些食品和工業吸收一些食品和工業產品的色素、吸收有產品的色素、吸收有異味的物質異味的物質吸附能力比木炭強、吸吸附能力比木炭強、吸附毒氣、制糖工業里脫附毒氣、制糖工業里脫色制白糖色制白糖 木炭是一種灰黑木炭是一種灰黑色的多孔性固體，燃色的多孔性固體，燃燒時，產生的煙很少，燒時，產生的煙很少，火焰很小火焰很小物質物質用途用途炭黑炭黑制造墨、油墨、油漆、鞋油制造墨、油墨、油漆、鞋油和顏料，還可以增加輪胎制和顏料，還可以增加輪胎制品的耐磨性。品的耐磨性。焦炭焦炭 冶煉金屬冶煉金屬

12、木炭木炭活性炭活性炭焦炭焦炭炭黑炭黑 用用 途途凈水劑、脫色劑、去味劑凈水劑、脫色劑、去味劑冶煉金屬、生產水煤氣（冶煉金屬、生產水煤氣（H2+CO）油墨、顏料、橡膠輪胎中的填充劑油墨、顏料、橡膠輪胎中的填充劑做燃料、吸附劑、制造黑火藥做燃料、吸附劑、制造黑火藥C60是由是由C60分子構成的。與金剛分子構成的。與金剛石、石墨構成不同，金剛石、石石、石墨構成不同，金剛石、石墨是由碳原子構成；墨是由碳原子構成；C60用于材料用于材料科學、超導體等方面的研究正在科學、超導體等方面的研究正在進行中。進行中。7. C60是由什么構成的？與金剛石、石墨是由什么構成的？與金剛石、石墨的構成是否相同？的構成是否

13、相同？C60用于哪些方面的研用于哪些方面的研究正在進行中？究正在進行中？C60 的分子結構碳原子的排列方式不同。碳原子的排列方式不同。8.觀察金剛石、石墨和觀察金剛石、石墨和C60的微觀結構的微觀結構圖，分析它們物理性質存在差異的原圖，分析它們物理性質存在差異的原因是什么？因是什么？9.通過通過3、4、7、8問，你可以得出問，你可以得出物質的結構、性質和用途之間存在物質的結構、性質和用途之間存在什么關系嗎？請用適當的語言填空。什么關系嗎？請用適當的語言填空。金剛石金剛石石石 墨墨外外 觀觀光光 澤澤硬硬 度度導電性導電性用用 途途討論討論:怎樣證明純凈的金剛石和石墨怎樣證明純凈的金剛石和石墨都

14、是由碳元素組成的？都是由碳元素組成的？答答：高溫下將高溫下將純凈的金剛石和石墨純凈的金剛石和石墨燃燒，燃燒，得到的唯一產物都是得到的唯一產物都是COCO2 2。證明。證明純凈的金純凈的金剛石和石墨都是由碳元素組成的。剛石和石墨都是由碳元素組成的。 “炭炭”指由碳元素形成的部分單質，主指由碳元素形成的部分單質，主要有木炭、焦炭、活性炭與炭黑要有木炭、焦炭、活性炭與炭黑.“碳碳”是元是元素的名稱，是核電荷數為素的名稱，是核電荷數為6的所有原子的總的所有原子的總稱稱.因此，炭是由碳元素形成的單質，但碳因此，炭是由碳元素形成的單質，但碳元素形成的單質并非都是炭，如金剛石、元素形成的單質并非都是炭，如金

15、剛石、石墨等石墨等. “碳碳”和和“炭炭”有什么不同？有什么不同？ 碳的單質主要有金剛石和石墨，還有無碳的單質主要有金剛石和石墨，還有無定形碳，無定形碳包括木炭、活性炭、焦炭定形碳，無定形碳包括木炭、活性炭、焦炭和炭黑等和炭黑等。1.有紅棕色二氧化氮氣體的空氣通過裝有活性炭的有紅棕色二氧化氮氣體的空氣通過裝有活性炭的玻璃管后氣體顏色消失，主要因為（玻璃管后氣體顏色消失，主要因為（ ） A.二氧化氮氣體跟活性炭發生了化合反應二氧化氮氣體跟活性炭發生了化合反應 B.二氧化氮氣體被活性炭吸附了，未發生化學變化二氧化氮氣體被活性炭吸附了，未發生化學變化C.二氧化氮被活性炭分解了二氧化氮被活性炭分解了 D.二氧化氮被活性炭還原成了無色物質二氧化氮被活性炭還原成了無色物質 練習題：練習題：B2.金剛石和石墨的物理性質有很大的金剛石和石墨的物理性質有很大的差異的原因是（差異的原因是（ ）A.金剛石不含雜質，而石墨含雜質金剛石不含雜質，而石墨含雜質B.金剛石是單質，而石墨是化合物金剛石是單質，而石墨是化合物C. 金剛石和石墨里碳原子的排列不同金剛石和石墨里碳原子的排列不同D.