資源簡介

(共63張PPT)
金剛石、石墨和C60
九年級上冊
RJ
初中化學
第六單元
課題1
第1課時
1.了解金剛石、石墨和C60的物理性質、微觀構成和主要用途；
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。
學習目標
新知導入
不同的元素可以組成不同的物質，同一種元素可以組成不同的物質嗎？
金剛石
石墨
C60
氧氣O2
臭氧O3
白磷
紅磷
海洋之心
南非之星
噩運之鉆
知識點
碳的單質
新知探究
這些璀璨奪目的鉆石都是碳的一種單質——金剛石。
金
剛
石
組成
碳元素
外觀
無色透明、正八面體形狀的固體
硬度
天然存在的最硬的物質
熔點
很高
導電性
幾乎不導電
用途
鉆探機的鉆頭，裁玻璃（硬度大），裝飾品等
金剛石的物理性質及用途
加工堅硬的金屬
裁玻璃
切割大理石
裝在鉆探機的鉆頭上，鉆鑿堅硬的巖石
一個小球代表一個碳原子，原子的排列成網狀，每一個節點處有一個碳原子。
立體網狀結構，硬度大。
金剛石的結構
石墨的物理性質及用途
石
墨
組成
碳元素
外觀
有金屬光澤、不透明的深灰色細鱗片狀固體
硬度
很軟
熔點
高（耐高溫）
導電性
優良的導電性
用途
鉛筆芯（質軟）、電極材料（優良的導電性）、潤滑劑（有滑膩感）等
制作電極
作鉛筆芯
石墨坩堝
火箭的通風管
碳原子的排列結構是一層一層的，是平面層狀的結構，層與層之間作用力很小，容易滑動。故石墨很軟，有膩感。
石墨的結構
為什么金剛石和石墨的物理性質有很大差異？
石墨的結構
碳原子的排列方式不同
金剛石的結構
石墨在一定條件下能夠變成金剛石，想一想，這是物理變化還是化學變化？
石墨在一定條件下能夠變成金剛石，屬于化學變化！雖然組成元素沒有改變，但碳原子的排列方式發生了改變，變化過程中金剛石是由石墨變成的新物質。
在日常生活和工農業生產中我們還常常要用到木炭、活性炭、焦炭、炭黑等，它們通常被稱為無定形碳，屬于混合物。主要成分是碳單質，結構與石墨類似。
無定形碳
木炭
焦炭
炭黑
活性炭
木炭的吸附性
木炭具有疏松多孔的結構，表面積很大，具有較強的吸附性，能吸附水中的色素。
顯微鏡下木炭的結構
美麗的炭雕可以吸附有害氣體
活性炭的用途
防毒面具
活性炭凈水器
炭黑的用途
焦炭的用途
木炭
吸附一些食品和工業產品里的色素、有異味的物質
活性炭
吸附能力比木炭強，可用于吸附毒氣、制糖工業中脫色制白糖
炭黑
制造油墨、油漆、鞋油、顏料、橡膠工業的填充劑等
焦炭
冶煉金屬
總結歸納
結合金剛石、石墨和木炭的性質和用途，
想一想物質的結構、性質和用途之間有什么關系？
結構
用途
性質
決定
決定
C60
一個C60分子是由60個碳原子構成的，分子結構形似足球，又名足球烯。它的性質穩定，在材料科學、超導體方面有廣闊的前景。
C240
C540
C70
科技前沿
碳納米管
“碳”和“炭”有什么不同？
“碳”是元素名稱，是核電荷數（或質子數）為6的一類原子的總稱，并不具體指某種物質，在化合物名稱中用“碳”表示碳元素。如二氧化碳、一氧化碳、碳酸鈣等。
“炭”是由碳元素組成的具體物質的名稱，如木炭、焦炭、活性炭和炭黑等。
典例1
下列是有關物質的性質與用途的說法，錯誤的是(　　)
A．石墨有滑膩感，可用來作電極
B．焦炭有還原性，可用于冶金工業
C．活性炭有吸附性，可用來吸附異味
D．金剛石的硬度很大，可用來切割玻璃
A
利用其導電性
典例2
將下列物質與其物理性質及用途連線。
物質　　　　
物理性質　　　　　
用途
金剛石　　　
質軟、深灰色　　
用作冰箱除臭劑
　
有吸附性　　　　　
作電極
石墨　　
　導電性良好　　　　
制鉛筆芯
活性炭
硬度大　　
鑲嵌在玻璃刀頭裁玻璃
　
　　　
碳的單質
金剛石
石墨
硬度大、熔點高
很軟，有滑膩感，有良好的導電性
無定形碳
C60
一個C60分子由60個碳原子構成
結構與石墨類似
課堂小結
它們物理性質不同，因為碳原子的排列方式不同
1.下列有關金剛石、石墨的說法正確的是(　　)
A
A．都由碳元素組成
B．都是黑色固體
C．都能導電
D．硬度都很大
解析：金剛石是無色透明的正八面體形狀的固體，石墨是深灰色的固體；石墨具有優良的導電性，金剛石不能導電；金剛石是天然存在的最硬的物質，石墨很軟。
課堂達標
2.在豐富多彩的物質世界里，碳及其化合物占有重要地位。
（1）金剛石和石墨均是由碳元素組成的單質，但兩者
物理性質差異較大，其原因是構成它們的碳原
子
不同。
（2）活性炭有較強的吸附能力，從結構的角度分析是
因為活性炭具有
的結構。
排列方式
疏松多孔
3.碳海綿是已知最輕的固體材料，主要成分是石墨烯和碳納米管（兩者都是碳單質），具有疏松多孔的結構。下列關于碳海綿性質的推測一定錯誤的是
(　　)
A．碳海綿有吸附作用
B．碳海綿是灰黑色固體
C．碳海綿易溶解于水
D．碳海綿燃燒會產生二氧化碳
C
碳單質都不易溶于水
金剛石、石墨和C60
九年級上冊
RJ
初中化學
第六單元
課題1
第2課時
1.了解碳單質在常溫下的穩定性及應用；
2.掌握碳的可燃性和還原性；
3.理解還原反應的概念。
學習目標
新知導入
我國古代一些書法家、畫家用墨（用炭黑等制成）書寫或繪制的字畫能夠保存很長時間而不變色，這說明……
碳原子最外層有4個電子，不容易得失電子，所以常溫下，碳的化學性質不活潑，即使受日光照射或與空氣、水分接觸，都不容易起變化。
知識點
碳單質的化學性質
新知探究
碳的穩定性應用于生活中的很多方面：
1.
“鉆石恒久遠，一顆永流傳”。
2.需要長期保存的文書檔案，常用碳素墨水書寫。
碳與氧氣的反應——可燃性
C
+
O2
CO2（放熱）
2C
+
O2
2CO（放熱）
點燃
充分燃燒
不充分燃燒
點燃
回憶木炭在氧氣中充分燃燒的現象：
發出白光，放出熱量，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體。
金剛石在液氧中燃燒
在熊熊燃燒的炭火堆中放幾塊孔雀石，在灰燼中會有紅色的銅出現。
（提示：孔雀石是一種銅礦石，灼燒之后會生成黑色的氧化銅）
碳跟某些氧化物的反應——還原性
探究木炭與氧化銅的反應
使火焰集中并提高溫度
實驗現象
實驗分析
開始加熱時，試管中的空氣因受熱體積膨脹而逸出，溫度達到高溫后，木炭與氧化銅開始反應，生成的銅為紅色固體，另一種生成物二氧化碳為無色氣體，能使澄清石灰水變渾濁
開始加熱時，導管口處有無色氣泡逸出，一段時間后，黑色粉末變為紅色且澄清石灰水變渾濁
C
+
2CuO
2Cu
+
CO2↑
高溫
碳和氧化銅在高溫下反應生成銅和二氧化碳；木炭具有還原性。
實驗結論：
化學方程式：
1.木炭粉末要烘干，目的是排除水蒸氣的干擾，使實驗現象更明顯；
2.固定試管時試管口略向下傾斜，防止藥品潮濕產生的水蒸氣冷凝回流炸裂試管；
3.開始加熱時，導管口處有無色氣泡逸出，但澄清石灰水不變渾濁，這是因為剛開始排出的是試管內的空氣；
4.實驗結束時，應先撤出導管再熄滅酒精燈，防止石灰水倒吸入試管，使試管炸裂；
5.冷卻后再倒出試管中的粉末，防止熱的Cu被氧化為CuO。
實驗注意事項
碳在高溫下可以和某些氧化物反應，奪取這些氧化物里的氧，表現出還原性。
碳的還原性還可用于冶金工業，如焦炭可以把鐵從它的氧化物礦石里還原出來。
在高溫條件下，碳能使二氧化碳轉變成一氧化碳：
C
+
CO2
2CO
高溫
金屬的冶煉
3C
+
2Fe2O3
4Fe
+
3CO2↑
高溫
還原反應
含氧化合物里的氧被奪去的反應，叫做還原反應。
C
+
2CuO
2Cu
+
CO2↑
高溫
CuO
Cu
失氧
氧化銅具有氧化性，作氧化劑
氧化銅在反應中被還原，發生還原反應
C
+
2CuO
2Cu
+
CO2↑
高溫
C
CO2
得氧
碳具有還原性，作還原劑
碳在反應中被氧化，發生氧化反應
還原反應和氧化反應在一個反應中是同時進行的，且都不屬于基本反應類型。
典例1
常溫下，碳單質化學性質不活潑。下列用途沒有利用這一性質的是(　　)
A．用墨汁繪畫寫字
B．用碳素筆書寫檔案材料
C．鐵路枕木表面燒焦炭化，防止腐爛
D．用作燃料
D
典例2
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．該實驗需要較高溫度
B．木炭發生了還原反應
C．實驗前應把木炭粉充分烘干
D．該實驗中的木炭粉可以換成活性炭
B
氧化反應
碳的化學性質
可燃性
還原反應：含氧化合物里的氧被奪去的反應
完全燃燒生成CO2，
不完全燃燒生成CO
2CuO+C
2Cu+CO2
↑
高溫
化學性質不活潑
課堂小結
常溫下
還原性
1.在書寫具有保存價值的檔案時，最好使用(　　)
A．鉛筆
B．純藍墨水筆
C．碳素墨水筆
D．圓珠筆
解析：碳素墨水的主要成分是碳，在常溫下碳的化學性質穩定，適合書寫具有保存價值的檔案。
課堂達標
C
2.下列說法錯誤的是(　　)
A．木炭燃燒可放出大量的熱，能用作燃料
B．碳和氧氣反應生成物一定是二氧化碳
C．碳的幾種單質具有相似的化學性質
D．可利用焦炭的還原性冶煉金屬
B
解析：碳和氧氣反應，氧氣充足時生成物是二氧化碳，氧氣不足時生成物是一氧化碳。
3.如圖是木炭與氧化銅反應的裝置圖，請回答問題。
(1)木炭與氧化銅的顏色都是________。
(2)在高溫條件下，試管中的固體逐漸變為______色，說明生成了________；澄清石灰水變________，說明生成了____________。
(3)寫出試管中發生還原反應的化
學方程式：
。
黑色
紅
銅
渾濁
二氧化碳
C
+
2CuO
2Cu
+
CO2↑
高溫
4.（2020?成都中考）按如圖所示進行實驗，下列分析或結論正確的是(　　)
A.導管口剛有氣泡冒出說明反應開始
B.實驗結束應立即倒出粉末
C.木炭能將氧化銅還原為銅
D.固體減少的質量一定等于生成CO2的質量
C
解析：試管內氣體受熱膨脹會逸出，故導管口剛有氣泡冒出不能說明反應開始；實驗結束后若立即倒出粉末，銅會與氧氣反應生成氧化銅；在高溫條件下，木炭還原氧化銅生成銅和二氧化碳，兩者恰好完全反應時，固體減少的質量等于生成的二氧化碳的質量，木炭過量時，木炭還會和二氧化碳反應生成一氧化碳，此時固體減少的質量大于生成的二氧化碳的質量。
5.若8g氧化銅被木炭還原，試計算能生成銅的質量。
解：設8g氧化銅被木炭還原，能生成銅的質量為x。
160
128
8g
x
C
+
2CuO
2Cu
+
CO2↑
高溫
x＝6.4g
160
128
8g
x
＝
答：8g氧化銅被木炭還原，能生成銅的質量為6.4g。

展開更多......

收起↑