课题1金刚石、石墨和c60 (I).ppt

课题1 金刚石、石墨和C60,第六单元 碳和碳的氧化物,义务教育教科书（RJ）九年级化学上册,第一课时,1、了解金刚石、石墨等碳单质的物理性质和用途。2、知道碳单质物理性质差异的原因。3、知道不同元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质。,学习目标,【教学重难点】重点：了解金刚石、石墨等碳单质的物理性质和用途。难点：不同元素可以组成不同的物质，同一种元素也 可以组成不同的物质。,自学提示,请参阅教材P106P108由同种元素组成的物质一定是单质吗？为什么？请举例。2.金刚石、石墨和C60是同种物质吗？3.纯净的金刚石有哪些物理性质？哪些用途？4.石墨有哪些物理性质？哪些用途？这些用途中都体现出了哪些性质？5.木炭、焦炭、活性炭、炭黑是单质吗？它们是由什么构成的？6.木炭和活性炭具有什么样的结构？通过P107实验6-1,可观察到什么现象？此变化是物理变化还是化学变化？你可以得出木炭和活性炭具有什么性质？在这一性质中，木炭、活性炭的哪一种能力更强？木炭、活性炭具有什么用途？,7.C60是由什么构成的？与金刚石、石墨的构成是否相同？C60用于哪些方面的研究正在进行中？8.观察金刚石、石墨和C60的微观结构图，分析它们物理性质存在差异的原因是什么？9.通过3、4、7、8问，你可以得出物质的结构、性质和用途之间存在什么关系吗？请用适当的语言填空。,10.石墨可以制成金刚石吗？此变化是物理变化还是化学变化？,可以，例如：氧元素可以组成氧气和臭氧两种不同的单质，磷元素可以组成红磷和白磷两种不同的单质。,想一想,同种元素可以组成不同的单质吗,【温故知新】,？,什么叫单质？,这是什么元素？,c,想一想：你知道有哪些物质中含有碳元素吗？,c,金刚石,石 墨,c60,课题1 金刚石、石墨和C60,碳的单质主要包括金刚石、石墨和C60分子。它们都是由碳元素组成的单质。,一、碳单质的物理性质：,1、金刚石：,纯净的金刚石是一种无色透明的、正八面体形状的固体，天然存在最硬物质，不导电。,天然采集的金刚石经过仔细的琢磨就会成为璀璨夺目的装饰品钻石,钻石恒久远 一颗永流传,南非之星(Starof South Africa),金刚石,世界最大的钻石 库利南,含有杂质的金刚石带有颜色,钻石装饰品,天然金刚石,钻石,金刚石,坚硬是金刚石最重要的性质。利用这个性质，可用金刚石裁玻璃。,切割大理石或加工坚硬的金属等。,钻头,玻璃刀,金刚石的主要用途,装饰品钻石,裁玻璃、切割大理石,钻探机的钻头,无,石墨是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。,石墨是最软的矿物之一,2、石墨,石墨有滑腻感、有润滑性,石墨还有优良的导电性能,石墨,石墨的用途,铅笔芯是石墨和粘土粉末混合而成的。,石墨具有优良的导电性能，可以用来做电极，电刷,此外还可做润滑剂,加油站-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？,石墨炸弹是美国制造的一种可使供电系统短路而导致瘫痪的新式炸弹。石墨炸弹实际上是集束炸弹的变种，它在目标上空爆炸，释放出无数“易拉罐”大小的小炸弹，这些内装碳纤维的小炸弹随即在更大的区域爆炸，形成大范围的碳纤维云，这些碳纤维可使供电系统短路而瘫痪。,开眼界了！,请完成下表,金刚石和石墨的物理性质的比较,无色 透明、正八面体形状的固体,深灰色、有金属光泽、细鳞片状固体。,天然最硬的物质,最软的矿物质之一,不导电 无润滑性,良好导电性有润滑性,钻石、钻探机的钻头、裁玻璃、切割大理石等,铅笔芯、电极、电刷、润滑剂等,讨论1：,为什么金刚石和石墨的物理性质有这么大差异呢？,因为碳原子的排列方式不同。,金刚石：碳原子间是立体网状结构,硬度大。,石墨：碳原子间是平面层状的结构，层与层之间很容易滑动。,讨论2：,结合金刚石、石墨的性质和用途，讨论物质的结构、性质和用途之间有什么关系。,性质,决定,体现,用途,结构,决定,石墨转化为金刚石属于什么变化？,虽然组成元素没有改变，但碳原子的排列方式发生了改变，生成了新物质，所以发生了化学变化。,讨论3：,练一练:1.由同种元素组成的物质不可能是()A.单质 B.化合物 C.纯净物 D.混合物2.下列关于金刚石和石墨的说法中不正确的是()A.它们都是由碳元素组成的单质B.他们都是电的良导体C.金刚石质硬,石墨质软D.他们组成单质的碳原子排列方式不同,B,B,3、C60 神奇的碳单质分子,C60 的分子结构,请说出图文中给出的信息。,1、C60也是由碳元素组成的单质.C60 的一个分子由60个碳原子构成,它形似足球,又称为”足球烯”.,2、C60是由C60分子构成的。与金刚石、石墨构成不同，金刚石、石墨是由碳原子构成；,用途：C60用于超导体、催化、材料、医学及生物领域等方面的研究正在进行中。,C60的用途可以进行气体储存；制造有感觉功能的传感器；增强金属材料的强度；新型高效催化剂；有特殊的光学特性；对癌细胞具有杀伤效应和清除人体内自由基的功效。,C60和几个更新的碳单质,C60,C70,C540,C240,纳米碳 管,金刚石,石墨,C60,金刚石、石墨和C60物理性质存在差异的原因是什么？,碳原子的排列方式不同。,金刚石、石墨是由原子构成的物质，C60是由分子构成的物质,讨论3,可见：不同种元素可以组成不同物质，而同一种元素也 可以组成不同的物质。,如何证明金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质？,将金刚石、石墨、C60分别在纯氧中燃烧，其唯一产物是CO2，CO2中的含碳量恰好等于它们各自燃烧前后所减少的质量。,讨论4,4、无定形碳：,无定形碳包括：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。它们主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的混合物。,木炭、活性炭是不是单质？,讨论 4,木炭,活性炭,焦炭,炭黑,电子显微镜下看到的木炭结构,木炭、活性炭有吸附性,木炭和活性炭都是由石墨的微小晶粒和少量杂质构成的。,右图所示是利用了活性炭的什么性质?,但活性炭的孔隙比木炭更大，因而活性炭的吸附性比木炭更强。,木炭和活性炭为什么具有吸附能力？,讨论5：,木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，因而具有吸附能力。,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。,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,实验6-1探究木炭的吸附性,活性炭冰箱去味剂,食品脱色,活性炭防毒面具,吸附装修产生的有害气体,木 炭 的 用 途,高性能木炭填充的枕头,活性炭的用途,食品脱色,冰箱去味剂,疏松多孔的结构,吸附一些食品和工业产品的色素、异味,吸附毒气、净水制糖工业里脱色制白糖、冰箱中去味剂、吸附装修产生的有害气体、,焦炭,木炭,石墨,炭黑,石墨,木材隔绝空气加强热,木炭在水蒸气中加强热加工制得,煤隔绝空气加强热,含碳物质不完全燃烧形成的,灰黑色多孔固体,黑色粉末或颗粒状固体,浅灰色多孔固体,非常细的黑色粉末,吸附能力还原性,具有比木炭强的吸附能力,还原性,耐磨性,还原剂冶金工业生产水煤气,燃料冶炼金属脱色剂去异味剂,防毒面具净水剂脱色剂去异味剂,黑色颜料橡胶制品的添加剂,可以收集到炭黑,碳单质,金刚石,无定形炭,木炭,活性炭,焦炭,炭黑,C60,石墨,小结,“炭”指由碳元素形成的部分单质，主要有木炭、焦炭、活性炭与炭黑.“碳”是元素的名称，是核电荷数为6的所有原子的总称.因此，炭是由碳元素形成的单质，但碳元素形成的单质并非都是炭，如金刚石、石墨等.,1、“碳”和“炭”有什么不同？,讨论,2、由同种元素组成的物质一定是单质吗？为什么？请举例。,由同种元素组成的物质不一定是单质；因为由同种元素组成的纯净物才叫单质，而同一种元素可能会形成两种或两种以上的单质，因此同一种元素组成的物质可以是单质（纯净物）也可以是几种单质所形成的混合物。如：,讨论,请听题,3、下列物质中最硬的单质是(),A.木炭,B.C60,C.金刚石,D.二氧化碳,c,B,5、金刚石和石墨的物理性质有很大的差异的原因是（）A.金刚石不含杂质，而石墨含杂质B.金刚石是单质，而石墨是化合物C.金刚石和石墨里碳原子的排列不同D.金刚石和石墨是由不同元素组成的,C,6、1985年，科学家们发现了一种新的物质，其化学式为C60，下列关于C60的说法正确的是（）A.C60是由60个碳分子所构成 B.C60的相对分子质量为720 g C.C60是一种新型化合物 D.C60是一种单质碳,D,7、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,9、一根蜡烛，用冷碟底放在蜡烛火焰上方过一会儿，在碟底收集到炭黑。由此能得出石蜡的组成一定含有（）A、碳元素 B、氢元素 C、氧元素 D、碳、氢元素,8、下列有关“化学之最”的叙述中，错误的是（）A、地壳中含量最多的元素是氮元素 B、密度最小的气体是氢气 C、天然存在的最硬的物质是金刚石 D、相对分子质量最小的气体是氢气,A,A,10、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,11、我们知道金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，石墨在一定的条件下可以转变成金刚石，该变化属于 变化。12、下列变化中，属于化学变化的是（）A、用石墨制铅笔芯；B、石墨制成碳纤维；C、木炭使二氧化氮气体褪色；D、用木材制木炭；13、中国科技术大学钱一泰教授等以CCl4和金属钠为原料，在700制造出钠米级金刚石粉末。该成果发表在世界最权威的科学杂志上，立即被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。同学们对此的一些“理解”，不正确的是（）A、金刚石属于金属单质；B、CCl4是一种化合物；C、这是一个化学变化；D、制造金刚石的过程中，元素种类没有发生变化；,化学,D,A,14、中国足球进入“世界杯”,小小足球牵动着人们的心。化学物质中有一种由多个五边形和六边形组成的形似足球的笼状分子，称为“足球烯”化学式（分子式）C60。关于C60的说法正确的是（）A、属于单质 B、属于混合物C、碳元素的化合价为+4 D、足球烯是实心的,A,15、金刚石、石墨、都是碳元素组成的单质，关于它们的说法正确的是（）A、碳原子的排列不同 B、化学性质不相同C、物理性质相同 D、是同一种物质E、燃烧都生成二氧化碳 F、都是黑色固体,AE,16、纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料。纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米的空心管。下列说法中错误的是（）A、纳米碳管是一种新型的有机化合物 B、纳米碳管材料如果完全燃烧，生成物是二氧化碳 C、纳米碳管材料管道多，表面积大，吸附能力强 D、纳米碳管在常温下化学性质稳定,A,谢谢!,教学反思,本节课以碳的知识为载体，激发学生学习化学的兴趣，培养学生学会用发展的眼光看待问题。本节课采用的是探究法进行教学，让学生感受到探究的乐趣，充分调动学生的积极性，发挥其主体作用；从不同的角度引导，进而提出结构、性质、用途之间的关系，以及一种元素能形成多种单质。课堂学习气氛浓厚，较好地完成了教学任务。,