資源簡介

(共31張PPT)
課題1碳單質的多樣性
新課導入
請看屏幕上展示的圖片，你能說出它們當中含有哪些共同的元素，并都是以什么狀態存在的嗎？
碳的單質
PART 01
1.金剛石
金剛石
純凈的金剛石是無色透明、正八面體形狀的固體
金剛石的結構
天然采集到的金剛石并不帶閃爍的光澤，經過仔細琢磨后，成為璀璨奪目的裝飾品——鉆石。
金剛石是天然存在的最硬的物質。
鉆探機的鉆頭上
切割刀
2.石墨
石墨是灰黑色，有金屬光澤的固體
石墨很軟，有滑膩感。石墨的熔點高，具有優良的導電性能。
鉛筆芯
作潤滑劑
作石墨坩堝
鋅筒
石墨棒
MnO2和C
NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等
石墨電極
作石墨電極、石墨電刷等
3.C60
每個C60分子是由60個碳原子構成的，結構類似足球，又名足球烯，性質穩定，在材料科學、超導體方面有廣闊的前景。
4.金剛石、石墨、C60的比較
金剛石 石墨 C60
結構模型
外觀
硬度
導電性
用途
無色透明的固體
灰黑色、有金屬光澤的固體
質脆
天然存在最硬的物質
很軟
分子形似足球
幾乎不導電
有優良的導電性能
常態下幾乎不導電
用來裁玻璃、切割大理石、加工堅硬的金屬，用作光學窗口和透鏡的涂層，用于集成電路基板散熱
制鉛筆芯、電刷、電極等
可應用于超導、催化、能源及醫學等領域
思考討論
金剛石、石墨、C60都是碳元素組成的碳單質，為什么物理性質有這么大的差異？
金剛石
石墨
碳原子的排列方式不同。
C60
結合金剛石和石墨的物理性質和用途，討論物質的性質和用途之間有什么關系？
思考討論
性質
用途
反映
決定
木炭、焦炭、活性炭和炭黑通常被稱為無形性碳，主要由結構類似石墨的微小晶體合少量雜質構成的，屬于混合物。
5.無定型碳
木炭
焦炭
活性炭
炭黑
實驗6-1 木炭和活性炭的吸附性
思考討論
為什么木炭、活性炭會具有吸附性呢？
疏松多孔的結構
木炭、活性炭具有疏松多孔的結構，因此具有吸附性，能吸附色素和異味。活性炭的吸附性比木炭更強。下圖為活性炭的用途。
防毒面具
冰箱除味劑
注意：“碳”和“炭”的區別
“碳”指的是碳元素，它是核電荷數為6的同一類原子的總稱，有廣泛的、概括的含義，如碳原子、碳元素、碳單質、碳的化合物等
“炭”指的是具體物質，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。
隨堂練習
1．下列關于碳單質的說法錯誤的是（　　）
A．C60是由60個碳原子直接構成的
B．活性炭的吸附性屬于物理性質
C．金剛石和石墨的碳原子排列方式不同
D．研磨后的金剛石璀璨奪目，可用作裝飾品
A
隨堂練習
2.活性炭和木炭能使紅棕色NO2氣體及紅墨水褪色是因為（ ）
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
c
碳的化學性質
PART 02
王羲之—— 蘭亭序
張擇端—— 清明上河圖
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？
1.常溫下，碳的化學性質穩定
（1）概述：碳的最外層有4個電子，即不容易失去又不容易得到，因此，常溫下，碳單質的化學性質穩定（不活潑），受日光照射或與空氣、水接觸時不易發生變化。
（2）應用：①古代書畫歷經千百年不褪色
②檔案資料歷經千百年不褪色
③鉆石恒久遠，一顆永流傳
碳原子的結構示意圖
2.碳單質與氧氣的反應——可燃性
如果升高溫度，碳會發生化學反應嗎？
（1）完全燃燒（氧氣充足），生成二氧化碳
C+O2 = CO2
點燃
（2）不完全燃燒（氧氣不充足），生成一氧化碳
2C+O2 = 2CO
點燃
3.碳單質與某些氧化物的反應——還原性
實驗：木炭還原氧化銅
現象：
黑色粉末逐漸變為紅色，澄清石灰水變渾濁
化學方程式：
C+2CuO 2Cu+CO2↑
高溫
實驗注意事項
（1）試管口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）酒精燈火焰上為什么要加網罩？
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，為什么要先從撤導管，再熄滅酒精燈？
防止石灰水倒吸入熱的試管使試管炸裂。
（4）為什么等裝置冷卻至室溫后，再倒出固體粉末？
防止生成的銅粉再次被氧化
C+2CuO 2Cu+CO2↑
高溫
氧化銅失去氧變成銅，碳得到氧變成二氧化碳。
這種含氧化合物里的氧被奪去的反應叫作還原反應
木炭是將氧化銅還原為銅的物質，具有還原性
碳的還原性的應用
焦炭還原氧化鐵
2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑
高溫
在高溫條件下，碳使二氧化碳轉變為一氧化碳
CO2+C 2CO
高溫
隨堂練習
1．下圖是探究物質的變化與木炭還原性的綜合實驗裝置。把繞成螺旋狀的銅絲一端固定在橡皮塞上,先加熱銅絲,待表面變黑后再將其插入試管中的木炭粉中,打開彈簧夾后加熱。下列說法不正確的是( )
A.銅絲加熱變黑是因為銅與氧氣反應生成了新物質
B.銅絲表面及澄清石灰水的變化說明木炭具有還原性
C.試管略向下傾斜的目的是防止反應生成的水倒流
D.反應結束后應先夾緊彈簧夾再熄滅酒精燈
C
2.氧化亞銅可作殺菌劑、著色劑和染色劑等,制備Cu2O的化學反應方程式為,
發生還原反應的物質是( )
A.Cu
B.H2O
C.Cu2O
D.H2
隨堂練習
B
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