第六单元 碳和碳的氧化物 课题一 : 金刚石、石墨和 C 60

由同种元素组成的纯净物叫做什么 ? 单质 同种元素可以组成不同的单质吗 ? 可以 ! 例如 : 氧元素组成氧气和臭氧, 磷元素组成红磷和白磷.

碳元素也可以组成不同的单质 ! 金刚石、石墨和 C 60 都是由碳元素组成的单质。 研究表明 :

南非之星 (Starof South Africa)

金刚石的 碳原子在空间 构成连续的， 坚固的骨架的 结构，所以坚 硬。

一 : 金刚石 性质用途 金刚石金刚石 纯净的金刚石是 无色透明正八面体 形状的固体。 经过仔细琢磨后，可 以成为璀璨夺目的装 饰品 —— 钻石。 自然界存在的 最硬的物质 ( 质坚硬 ) 划玻璃、切割大理石、 加工坚硬的金属，装 在钻探机的钻头上钻 凿坚硬的岩层。

是一种深灰色的有 金属光泽而不透明的 细鳞片状固体。 石墨很软，有滑腻感。 在纸上画过能留下深 灰色的痕迹。 此外，石墨还具有优 良的导电性能。 石墨

石墨还具有优良的导电性能

石墨的碳原子呈平 面层状结构, 层与层 之间作用力小，所 以质软。有滑感。

性质用途 石墨石墨 深灰色，有金属光泽， 不透明的细磷片状固体， 质软 ( 在纸上画过能留下 深灰色的痕迹 ) 。 铅笔芯 能导电 电极 滑腻 润滑剂

铅笔中的 HB ： H 代表 Hard ，坚硬的； B 代表 Black ，黑的。 6B 最软，颜色最深； 6H 最硬， HB 软硬适中。 铅笔里面其实不含铅， 是石墨和黏土混合而成的混合物

如果有一把长期不用 而生锈的铁锁，怎样可以 轻易打开？ 可以把铅笔芯的粉末放 到锁孔里，因为铅笔芯的成分 中有石墨，石墨具有润滑性， 可以做润滑剂。

金刚石（ C ）石墨（ C ） 色态 无色透明、正 八面形状的固体 深灰色、有金属色 泽，细鳞片状固体 硬度 最硬质软、滑、在纸上 可留下痕迹 熔点 很高高、耐高温 导电性 不导电导电 用途 钻石、刻划玻璃、 切割大理石 润滑剂、 铅笔芯、作电极

木炭主要是由石墨的微小晶体和 少量杂质构成的，具有疏松多孔的 结构，因此它具有吸附能力。 利用木炭的这个性质来吸附一些 食品和工业产品里的色素，也可以 用它来吸附有异味的物质。

可以收集到碳黑

在自来水厂净化水的过程 中, 用到一种有吸附作用的物质, 请问这种物质是什么 ? 活性炭

防毒面具 滤毒罐 辅助 材料 活性炭的吸附 作用比木炭还 要强，防毒面 具里的滤毒罐 就是利用活性 炭来吸附毒气 的，

新的以单质形式存在的碳： C 60 C 60 是一种由 60 个碳原子构成的分子， 形似足球，性质很稳定。

C 60 的平面图 C 60 的立体图 广泛的应用前景： 气体贮存，有感觉功能的传感器， 增强金属的强度，新型的催化剂， 光学应用, 杀伤癌细胞。

C 70 更新的碳单质：

C 240

C 540

研究表明，透明的金刚 石，深灰色的石墨和足球状 的 C 60 ，都是由碳元素组成的 单质，但是由于它们的原子 排列方式不同，因此它们的 性质存在着差异。

巩固练习 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 C 60 制油墨 活性炭 切割坚硬金属 2 、填写下列空白 由碳元素所形成的单质主要有 石墨、金刚石、 C 60 、 活性炭

3 、 继发现 C 60 后 C 70 也已经制得, 下列有关 C 70 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 C 70 分子构成的。 C. 它是一种混合物 D. 它的相对分子质量是 840 B、DB、D

4 、下列现象中属于化学变化的是（ ） A. 活性炭吸附有色、有毒的气体 B. 铅笔把字迹留在纸上 C. 用金刚石切割玻璃 D. 石墨在空气中燃烧 D

用碳笔画的古画

两幅明清时代祖先的古画 ( 见上图 ) 。 古画高 2 米，宽 1 米，用天然碳素粉墨画成，线条勾勒清晰。 距今约有 300 多年的历史，是当今同类古画保存比较好的两幅.

我国古代一些书法家、画家用 墨（用炭黑等制成）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？ 这是因为在常温下，碳的化学 性质不活泼，碳受日光照射或与空 气、水分接触，都不容易起变化的 缘故。

碳在常温下化学性质稳定。 例如把木制的电线杆在埋 入地下前，将其表面烧焦，其 目的就是为了让电线杆不易腐 烂，可以保存久一些。 可是碳可以在氧气中燃烧， 怎么可以说它化学性质稳定呢？

是什么决定碳在常温下性质不活泼, 而在高温下性质活泼呢？ 元素的化学性质和元素原子结构 中哪部分关系最为密切？ 最外层电子数！

结构决定性质： 碳的化学性质： 常温下的稳定性； 高温下的活泼性。

燃烧 条件 化学方程式结论启示 在氧气 中充分 燃烧 C + O 2 CO 2 （ O 2 充足） 碳具有 可燃性， 条件不同， 燃烧产物 也不相同。 书写方程式 一定要注明 反应条件， 冬天用煤取 暖一定要注 意通风。 燃烧不 充分 2C + O 2 2CO （ O 2 不充足） 点燃

碳和某些氧化物的反应： C + 2 CuO 2 Cu + CO 2 高温 黑色粉末逐渐变成光亮的红色 澄清石灰水变成白色浑浊。 现象： ---- 有铜生成 ---- 有二氧化碳生成

观察这个方程式，看看有什么特点？ C + 2 CuO 2 Cu + CO 2 高 温高 温 象这种， 含氧化合物里的氧被夺去的反应， 就叫做：还原反应。 例如：氧化铜失去氧变成铜单质， 我们就说它被还原了。

是碳使氧化铜变成单质铜的， 我们则说碳具有还原性。 C + 2 CuO 2 Cu + CO 2 高温 利用碳的还原性可以做什么用途呢？ 冶炼金属 —— 把金属氧化物中的金属还原出来。 例如： 2Fe 2 O 3 + 3C 4Fe + 3CO 2 2WO 3 + 3C 2W ＋ 3CO 2 高 温高 温 高 温高 温

高温 ①可燃性 2CuO + C 2Cu + CO 2 ↑ ②还原性： C + O 2 CO 2 （ O 2 充足） 2C + O 2 2CO （ O 2 不充足） 点燃 2Fe 2 O 3 + 3C 4Fe + 3CO 2 2WO 3 +3C 2W ＋ 3CO 2 高 温高 温 高 温高 温 碳的化学性质

1 、 2002 年底江苏省考古专家对 “ 泗水王陵 ” 进行 保护性挖掘，在考古的过程中发现在棺室外围 的土层中有厚厚的一层一千多年前的木炭，这 表明木炭具有（ ）  练习 A. 可燃性 B. 还原性 C. 稳定性 D. 吸附性 C

2. 金刚石、石墨、 C 60 、 C 70 都是碳元素组成的单 质，关于它们的说法正确的是（填序号） A. 碳原子的排列方式不同 B. 化学性质相似 C. 物理性质相似 D. 是同一种物质 E. 完全燃烧都生成二氧化碳 F. 都是黑色固体 A 、 B 、 E

３、当你取回干洗的衣服时，会嗅到残留在衣服上的 洗涤剂散发出的淡淡香味，其实你已在不知不觉间吸 入了一种可致癌的有毒气体 —— 四氯乙烯 ( C 2 CI 4 ) (1) 四氯乙烯中碳, 氯元素的质量比是 :. (2) 16.6g 四氯乙烯中含氯元素的质量是 :. (3) 香港政府拟在今年内通过新法律, 要求用 装有活性炭的新型干洗机代替旧款干洗机, 可 将有毒气体含量约降至原来的 1/30, 这主要是 利用了活性炭的 性. 12 : g 吸附