第六单元 碳和碳的氧化物 课题 1 金刚石、石墨和 C60

[ 来源 1. 知道不同元素可以形成不同物质，同种元素也可以 形成不同物质；了解金刚石、石墨和 C 60 都是由碳元 素形成的单质； 2. 了解木炭、活性炭的吸附性。

同种元素可组成不同的物质吗？ C 60

一、碳的单质 1 、金刚石 纯净的金刚石是无色、透明、正八 面体形状的固体。 加工琢磨后璀璨夺目有光泽，可做 钻石。

一、碳的单质 1 、金刚石 玻璃刀上的金刚石可以裁玻璃 金刚石很硬 ，可以用来切割玻 璃，也可以作钻探机的钻头。 — 天然最硬的物质

一、碳的单质 2 、石墨 深灰色、有金 属光泽、不透 明、细鳞片状 固体。 石墨很软 石墨可做铅笔芯 — 天然最软的矿物之一 铅笔小知识 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。 想一想， “6B” 、 “6H” 与 “HB” 三种类 型的铅笔，哪种铅笔最硬？哪种铅笔最 软？

石墨有良好的导电性

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 金刚石结构 金刚石和石墨的物理性质的比较

结合金刚石、石墨的性 质和用途，讨论物质的 性质和用途之间有什么 关系。 用途 决定 性质 体现 为什么金刚石和石墨 的物理性质有这么大 差异呢？ 它们的碳原子的排列 方式不同。

比较金刚石、石墨的结构： 金刚石结构 石墨结构 正八面体结构 层状结构 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。 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。

因为碳原子的排列方 式不同，所以金刚石和石 墨的物理性质有很大差异 记 结构决定性质

石墨与少量的杂质混在一起构成的四种物质： 木炭、焦炭、炭黑、活性炭 1 、木炭与活性炭： 具有疏松多孔结构，有较强的吸附能 力, 既能吸附气体气味, 又能吸附顔色, 故可用 作吸附剂。 2 、炭黑 : 黑色粉末, 可用于作墨汁. 3 、焦炭 : 可用于冶炼金属.

木炭能吸附红墨水吗？ 现象：红色逐渐褪去 分析： 木炭具有疏松多孔的结构，表面积很 大，具有较强的吸附性，能将红墨水 吸附在木炭多孔性结构中。 加热后的 木炭

活性炭 防毒面具 滤毒罐 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 辅助 材料

木炭、活性炭有强吸附性 ※防毒面具里的滤毒罐 ※冰箱中的除异味剂 ※制糖工业的脱色剂

“ 炭 ” ：不是化学用语，无定形炭是人工制造的 碳单质， 都含有少量杂质为表示区别，常写： 木炭，活性炭，焦炭，炭黑等。 “ 碳 ” ：碳元素，属于化学用语。在书写元素名 称和碳的单质及碳的化合物等用到。

3. 其它碳单质 C 60 由 60 个碳原子构成的 一个分子，结构类似 足球，又名足球烯。 性质稳定，在材料科 学、超导体方面有广 阔的前景。 C70 碳纳米管

1 、金刚石很硬，可用来切割玻璃； 2 、石墨很软，可用来做铅笔芯； 石墨有良好的导电性，可用来做 电极； 3 、木炭、活性炭有强吸附性，可做吸附剂； 焦炭用于炼铁，炭黑用于制黑色颜料 4 、 C 60 有特殊的性质，可用于材料科学、 超导体等方面。 用途 决定 5 、性质 体现 6 、金刚石、石墨、 C60 都是由碳元素组 成的单质，什它们的物理性质各不相同， 是因为碳原子排列方式不同。

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古代字画为什么能保存那 么长的时间而不变色呢？ 二、碳的化学性质

1 、碳与氧气的反应 回忆木炭在氧气中充分燃烧，现象： 发出白光，放出热量， 生成一 种能使澄清石灰水变浑浊的气体 化学方程式： C+O 2 ===CO 2 点燃 木炭在氧气中不充分燃烧时，生成一氧化碳 化学方程式： 2C+O 2 ===2CO 点燃

2 、碳与氧化物的反应 现象： 黑色粉末逐渐变成光亮的 红色，澄清石灰水变浑浊

方程式 ： C+2CuO===2Cu+CO 2 高温 CuO 发生 __________ 反应 木炭粉有 ___________ 性, 作 ________ 剂 氧化铜失去 变成 ， 得到氧, 还原 氧 铜碳

Fe 2 O 3 发生 __________ 反应，作 ________ 剂 氢气有 ___________ 性, 作 ________ 剂 氧化铁失去 变成 ， 得到氧, 还原 氧 Fe 氢气 3H 2 +Fe 2 O 3 ===2Fe+3H 2 O △ 氧化

2Fe 2 O 3 +3C===4Fe+3CO 2 ￪ 高温

小结 金刚石、石墨、 C60 具有相似的化学性 质 碳单质在常温下化学性质很稳定。 碳具有可燃性和还原性 可燃性： 还原性： C+O 2 ===CO 2 2C+O 2 ===2CO 点燃 C+2CuO===2Cu+CO 2 高温 物质与氧发生的反应叫做氧化反应，氧气具有氧化性 是常见的氧化物。氧化物中的氧被夺取的反应叫做还 原反应。碳具有还原性，是一种常见的还原剂

随堂练习 1 、填写下列空白 石墨、金刚石、 C60 ⑴、碳单质：以单质形式存在的碳主要有 __________________________ ⑵、 ______ 是天然存在的最硬的物质. ⑶、 ______ 是最软的矿物之一. ⑷、金刚石和石墨都是碳单质，物理性质差别较大 的原因是 ______________________ ． 金刚石 石墨 碳原子的排列方式不同

2 、 1999 年，曾使用了一种 “ 石墨炸弹 ” 。这种炸弹爆 炸后释放出大量纤维状的石墨，它们覆盖在发电厂的 设备上，造成设备短路而停电，解释这是为什么？ 这是因为石墨具有良好的导电性，所以它 们释放出来后，覆盖在发电厂的设备上， 会造成设备短路而停电

3 、如下图所示，中盛有红棕色二氧化氮气体 的集气瓶里放几小块活性炭，最终观察到红 棕色 ( 填 “ 变深 ” 或 “ 消失 ” 或 “ 不变 ”) ， 漏斗中液面 ( 填 “ 上升 ” 或 “ 下降 ” 或 “ 不变 ”) 。其原因为：活性炭具有 作用，使瓶中气体压强 外界大气压。 消失 上升 吸附 小于

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 70 个碳原子构 成的。 C. 它是一种混合物 D. 它的相对分子质量是 840 D 5 、下列性质中，不属于碳的化学性质的是（ ） A. 稳定性 B. 吸附性 C. 可燃性 D. 还原性 B

课后作业 课后练习题

我需要三件东西：爱情友谊和图书。然而这三者之间 何其相通！炽热的爱情可以充实图书的内容，图书又是 人们最忠实的朋友。 —— 蒙田