資源簡介

(共67張PPT)
xxx課題名稱
xx版x年級上冊
教學目標
1.了解金剛石和石墨的物理性質和主要用途；
2.知道不同的元素可以組成不同的物質，同一種元素也可以組成不同的物質。(難點)
新知導入
同學們可能都看過電影《泰坦尼克號》，其中女主人公佩戴的“海洋之星”鉆石是由天然金剛石打磨而成的，那么你知道它的成分是什么嗎？
新知講解
想一想
同一種元素可以組成不同的物質嗎？
思 考
碳元素能組成不同的單質嗎？
碳的單質主要包括金剛石、石墨和C60分子。
它們都是由碳元素組成的單質。
一、碳單質的物理性質和用途：
1、金剛石：C
純凈的金剛石是一種無色透明的、正八面體形
狀的固體，硬度大，不導電。
天然采集的金剛石經過仔細
的琢磨就會成為璀璨奪目的裝飾
品——鉆石
世界最大的鉆石庫利南
南非之星
(Starof South Africa)
含有雜質的金
剛石帶有顏色
鉆石裝飾品
天然金剛石
鉆石
鉆頭
玻璃刀
用金剛石刻劃玻璃
切割大理石或加工堅硬的金屬等
鉛筆含“鉛”嗎？
2、石墨：c
深灰色的具有金屬光澤而不透明的細鱗片狀
固體。質軟，有滑膩感，電的良導體。
石墨是最軟
的礦物之一
用石墨和粘土粉末混合制鉛筆芯
用石墨做電極
石墨耐高溫，可以制
成坩堝來熔煉金屬
鉛筆里面其實不含鉛，是石墨和黏土混合而
成的混合物。
鉛筆中的HB：
H代表Hard，堅硬的；
B代表Black，黑的。
6B最軟，顏色最深；
6H最硬，
HB軟硬適中。
金剛石 石墨
物理性質 外觀
光澤
硬度
導電性
用途
完成下表：
無色透明.正八面體形狀的固體
深灰色、不透明的細磷片固體
雕琢后有光澤
有金屬光澤
最硬(天然存在)
較軟
不導電
有良好的導電性
鉆頭.玻璃刀.裝飾品
鉛筆芯.電極.潤滑劑.
想一想
金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質，物理性質為什么 有這麼大的差異呢？
金剛石結構
石墨結構
金剛石和石墨都是由C元素組成的，為什么性質會相差這么遠呢？
物質的結構
物質的性質
物質的用途
決定
決定
反映
反映
正八面體
平面網狀結構
碳原子排列方式不同
實驗：驗證石墨的導電性能
實驗材料：電源，用電器，導線，鉛筆芯
實驗結論：鉛筆芯（石墨）能導電
石墨炸彈是美國制造的一種可使供電系統短路而導致癱瘓的新式炸彈。石墨炸彈實際上是集束炸彈的變種，它在目標上空爆炸，釋放出無數“易拉罐”大小的小炸彈，這些內裝碳纖 維的小炸彈隨即在更大的區域爆炸，形成大范圍的碳纖維云，這些碳纖維可使供電系統短路而癱瘓。
石墨炸彈！
3、無定形碳：
無定形碳包括：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。
它們主要是由石墨的微小晶體和少量雜質構成的。
木炭、活性炭具有疏松多孔的結構，因而具有
吸附能力，但活性炭的吸附能力比木炭強。
木炭是一種灰黑色的多孔性固體，
燃燒時，產生很少的煙，火焰很小
木炭
焦炭
活性炭
炭黑
【思考】木炭、活性炭具有吸附性（即吸附能力）這是什么原因呢？
木炭、活性炭具有疏松多孔的結構，因此木炭、活性炭具有較強的吸附能力
活性炭冰箱去味劑
食品脫色
活性炭防毒面具
：木炭（或活性炭）的吸附性
實驗步驟 實驗現象 結論
在盛有品紅溶液的燒杯中加入少量木炭（或活性炭），攪拌后，過濾 木炭（或活性炭）有
能力，此變化
屬于 變化。
吸附
物理
紅色褪去，溶液變成無色
如圖所示,向盛有紅棕色二氧化氮氣體的集氣瓶里投入幾小塊烘烤過的木炭,會出現什么樣 的想象,為什么
木炭.活性炭具有疏松多孔的結構，因此它具有吸附能力。
利用木炭.活性炭的吸附性來吸附 色素、氣味和有毒氣體等物質。
活性炭
防毒面具
濾毒罐
輔助
材料
活性炭的吸附作用比木炭還要強，防毒面具里的濾毒罐就是利用活性炭來吸附毒氣
可以收集到炭黑
小知識
“碳”與“炭”
“碳”：涉及到元素時（如：碳原子、碳元素、碳單質、碳的化合物、二氧化碳、一氧化碳等。）
“炭”：指物質時（如：木炭、焦炭、活性炭、炭黑。）
能否人工制造金剛石
接近高科技：
金剛石的用途很廣泛，但天然存在的量很少，而且多數顆粒很小，無法滿足人們的需求。因此人們提出了金剛石的人工制造問題。
由于金剛石和石墨都是碳的單質，所以人們把注意力集中到把石墨轉變成金剛石的實驗上來。經過無數次的試驗，終于用鉻、鐵、鉑等做催化劑，在1600～1800℃和5×109～6×109帕的條件下，以石墨為原料制得了人造金剛石。目前世界上每年生產約20噸的人造金剛石。我國第一顆人造金剛石于1962年研制成功。現今江蘇省的南京、蘇州等地也都有生產人造金剛石的工廠。
讓你知道
C60
C60，它是美國休斯頓大學的克羅脫（Kroto,H.W.)和史沫萊(Smalley,r.e.)等人在1985年發現的。我國北京大學化學系和物理系研究小組也研制出了C60分子。
C60除了在超導方面的應用外，在以下幾個方面 也具有廣泛的應用前景：
①有感覺功能的傳感器②增強金屬的強度③新型的催化劑④光學應用⑤對癌細胞具有殺傷效應等醫療功能。
資料
C60
C70
其它碳元素組成的單質：
C240
C540
納米碳 管
太空電梯
碳單質的不同結構
金剛石
石墨
碳60
原因是：雖都是由碳元素組成的單質，但碳原子的排列
方式不同。
金剛石、石墨和C60分子的物理性質差異較大的原因：
可見：不同種元素可以組成不同物質，而同一種元素也
可以組成不同的物質。
導入新課
觀察與思考
問題1：古代名畫歷經幾百年甚至幾千年而依然色澤鮮艷不褪色，你知道其中的原因嗎？
導入新課
觀察與思考
問題2：鐵路上的枕木和農田里的電線桿表面都被燒焦碳化，你知道發生了哪些反應嗎？
課堂練習
1.下列關于金剛石、石墨、C60的說法不正確的是（ ）
A.它們都是電的良導體
B.石墨質軟，可作鉛筆芯
C.C60是一種新型的單質
D.金剛石硬度大，可切割大理石
A
2.活性炭和木炭能使紅棕色NO2氣體及紅墨水褪色是因為（ ）
C
A.它們都呈顆粒狀，而且是黑色
B.它們的主要成分是碳
C.它們有疏松多孔的結構
D.它們的密度小
3.科學家預測:除C60外,具有封閉籠狀結構的還可能有
C28、C32、C50、C70、C84等，下列說法正確的是（ ）
A.它們都是由碳元素組成
B.它們的性質相同
C.它們是新型的化合物
D.它們的用途相同
A
學習目標
認知與了解
導入新課
1.知道碳單質的化學性質。（重點）
2.認識還原反應。（難點）
二、碳（單質）的化學性質
常溫下，碳的化學性質不活潑（穩定）。
1.碳的穩定性
思考：在高溫下，碳的化學性質如何呢？
北宋畫家張擇端繪制，距今近千年
在點燃的情況下，碳能跟氧氣發生化學反應。
2.碳跟氧氣的反應（可燃性）
CO2
C +
O2
點燃
（氧氣充足，充分燃燒）
2CO
2C +
O2
點燃
（氧氣不足，不充分燃燒）
木炭與氧氣反應的現象：發出白光，放出熱量， 生成一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體。
3.碳跟某些氧化物的反應（還原性）
1.試管為什么要略向下傾斜？
2.火焰上罩網罩的作用是什么？
3.實驗結束時，為什么要先從石灰水中取出導氣管再熄滅酒精燈？
4.反應的現象，化學方程式？
還原性:(與某些氧化物反應)
（1）木炭還原氧化銅：
現象：
（1）黑色粉
末變成紅色；
（2）澄清
石灰水變渾濁。
原理：
C + 2CuO
2Cu + CO2
高溫
↑
1.試管為什么要略向下傾斜？
防止冷凝的水流到熱的試管底部使試管炸裂。
2.火焰上罩網罩的作用是什么？
因為木炭與氧化銅反應的溫度要求較高，用網罩使火焰集中，提高溫度。
3.實驗結束時，為什么要先從石灰水中取出導氣管再熄滅酒精燈？
防止石灰水倒吸入熱的試管使試管炸裂。
問題來了？
含氧化合物中的氧被奪去的反應，叫還原反應。
（1）木炭使氧化銅還原成銅，其具有還原性。
（2）氧化銅使碳氧化成二氧化碳，其具有氧化性
2Cu +
2CuO +
C
高溫
CO2↑
指出下列具有還原性的物質：
了解一下氧化還原反應
現象：紅色粉末變成黑色，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體。
應用：單質碳的還原性可用于冶金工業，例如：利用焦炭可以把鐵礦石中的鐵還原出來。
原理：3C + 2Fe2O3
高溫
4Fe + 3CO2
↑
（2）碳還原氧化鐵
3.碳的還原性的應用
（1）木炭煉鐵
2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2
高溫
（2）碳還原二氧化碳
CO2+C 2CO
高溫
還原反應：含氧化合物里的氧被奪去的反應。
氧化反應：物質與氧發生的反應。
還原性：能奪走含氧化合物里的氧的物質具有的性質。
氧化性：在反應中提供氧的物質具有的性質。
氧化劑：在反應中提供氧的物質。
還原劑：在反應中得到氧的物質。
C + CuO Cu+CO2
高溫
4Fe + 3CO2
3C + 2Fe2O3
高溫
（1）一種元素可以形成多種單質。
（2）木炭和活性炭具有吸附性。
（3）碳的幾種單質由于原子的排列方式不同，物理性質有很大的差異，但化學性質沒有差異。
（4）碳的化學性質：穩定性，可燃性，還原性。
1.“鉆石恒久遠，一顆永流傳”這句廣告詞被美國《廣告時代》評為20世紀的經典廣告之一。該廣告能體現的鉆石的性質是( )
A.硬度大 B.不能導電
C.化學性質穩定 D.熔點低
C
隨堂訓練
2.碳家族中，C60的分子結構形似足球(如圖所示)。關于C60的說法中，錯誤的是（ ）
A.它是一種單質
B.每個C60分子由60個碳原子構成
C.它與金剛石是同一種物質
D.它完全燃燒后的產物是CO2
C
3.下列對一些事實的解釋錯誤的是（ ）
C
事 實 解釋
A 書寫檔案規定必須使用碳素墨水 碳的化學性質穩定
B 石墨能夠作電池的電極材料 石墨能夠導電
C 焦炭可以把鐵從它的氧化物礦石里還原出來 焦炭具有氧化性
D 制糖工業中用活性炭來脫色以制白糖 活性炭具有吸附性
4.如圖是木炭與氧化銅反應的實驗裝置圖，下列說法錯誤的是（）
A．給酒精燈加網罩，目的是使火焰集中并提高溫度
B．實驗過程中，可觀察到澄清石灰水變渾濁
C．碳在反應中表現出還原性
D．實驗結束后，應先停止加熱，再將導氣管從澄清石灰水中撤出
D
1、將以下左例和右例有關項目用線連接起來。
石墨 冰箱去味劑、防毒面具
炭黑 導電
金剛石 新型催化劑
C60 制油墨
活性炭 切割堅硬金屬
課堂練習
2.金剛石、石墨、 C60都是由______組成的單質。但是，它們的性質卻存在巨大的差異（例如金剛石是天然存在的最硬的物質，而石墨卻很軟），這是因為它們____________不同。
碳原子排列方式
碳元素
3、下列關于金剛石和石墨的敘述正確的是 （ ） A．金剛石和石墨都是由碳元素形成的物質，因此用石墨人工合成金剛石是物理變化 B．金剛石和石墨都具有良好的導電性 C．金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的產物都是二氧化碳 D．金剛石和石墨的物理性質由較大的差異是因為形成金剛石的碳原子與形成石墨的碳原子不相同
C
4. 繼發現C60后,C70也已經制得,
下列有關C70的說法正確的是( )
A. 它是一種化合物
B. 它是一種單質，并且它是有70個碳分子構成的。
C. 它是一種混合物
D. 它的相對分子質量是840
D
2、1999年，曾使用了一種“石墨炸彈”。這種炸彈爆炸后釋放出大量纖維狀的石墨，它們覆蓋在發電廠的設備上，造成設備短路而停電，解釋這是為什么？
這是因為石墨具有良好的導電性，所以它們釋放出來后，覆蓋在發電廠的設備上，會造成設備短路而停電
練習
3、如下圖所示，中盛有紅棕色二氧化氮氣體的集氣瓶里放幾小塊活性炭，最終觀察到紅棕色 (填“變深”或“消失”或“不變”)，漏斗中液面 (填“上升”或“下降”或“不變”)。其原因為：活性炭具有 作用，使瓶中氣體壓強 外界大氣壓。
消失
上升
吸附
小于
5、下列性質中，不屬于碳的化學性質的是（ ）
A.穩定性 B.吸附性
C.可燃性 D.還原性
B
6、下面關于用木炭還原氧化銅的實驗現象的說法中，符合實驗事實的是（ ）
A、黑色粉末無變化，澄清石灰水變渾濁
B、黑色粉逐漸變紅色，石灰水無變化
C、黑色粉逐漸變紅色，澄清石灰水變渾濁
D、黑色粉末和澄清石灰水都變紅色
C
課堂總結
一、碳的單質及物理性質和用途
1、金剛石是天然存在最硬的物質，可用來切割玻璃、做鉆探機鉆頭。有奪目的光澤，可用作裝飾品。
2、石墨是灰黑色，最軟的礦物之一，可用來做鉛筆芯；有良好的導電性，可用來做電極；
3、木炭、活性炭有強吸附性，可做吸附劑吸附顏色、異味和有毒氣體
4、焦炭用于煉鐵，炭黑用于制黑色顏料
5、C60有特殊的性質，可用于材料科學、超導體材料
6、金剛石、石墨、 C60都是由碳元素組成的單質，物理性質差異較大，是因為碳原子排列方式不同。
二、碳的化學性質
1、常溫下穩定，不易發生反應
2、碳與氧氣的反應
（1）充分燃燒（氧氣充足 ）
C+O2===CO2
點燃
（2）不充分燃燒時（氧氣不足）
2C+O2===2CO
點燃
結構
決定
反映
性質
體現
決定
用途
7、物質的結構、性質和用途之間的關系
C+CO2===2CO
點燃
（3）與二氧化碳反應生產一氧化碳
（2）與氧化鐵反應
現象：紅色粉末變為黑色，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體
（1）與氧化銅反應
現象：黑色粉末變成紅色，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體
C+2CuO===2Cu+CO2
高溫
3、碳與某些金屬氧化物的反應
注意：試管口略微向下傾斜。防止水倒吸引起試管破裂。
實驗完畢，先將導氣管拿出水面，再撤酒精燈，
3C+2Fe2O3===4Fe+3CO2
板書設計
一、碳的單質及物理性質和用途
1、金剛石
2、石墨
3、木炭、活性炭
4、焦炭
5、C60
6、金剛石、石墨、 C60都是由碳元素組成的單質，物理性質差異較大，是因為碳原子排列方式不同。
7、物質的結構、性質和用途之間的關系
二、碳的化學性質
1、常溫下穩定，不易發生反應
2、碳與氧氣的反應
3、碳與某些金屬氧化物的反應
作業布置
課本
P112
練習與應用
1.2.3.4.5.6
謝謝
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