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人教版九年级上册 第六单元 课题1金刚石、石墨、C60

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初中化学审核员

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第六单元  碳和碳的氧化物


 课题1  金刚石、石墨和C60 
世界上最大的钻石
                                                                                    钻石戒指、项链
——
库利南钻石
   干电池的碳棒          木炭(主要成分为石墨
                   )
实验:点燃蜡烛,用冷的碟子罩住火焰
   ??问题
1、炭黑、木炭、炭棒等物质是由什么元素组成的? 

2、晶莹剔透的金刚石是由什么元素组成的?

金刚石组成元素的发现史

:几百年前,人们不知道金刚石是由什么元素组成的。一个偶然的机会,科学
 家拿着放大镜,在太阳下研究金刚石的折光性质。当太阳关被放大镜聚焦成
 一点照到金刚石时,金刚石消失了。人们经过分析,认为金刚石可能被烧掉
 了。化学家把金刚石放在充满氧气的密闭容器里,使金刚石在容器里燃烧。
 燃烧后,测定容器里的生成物,发现竟然是二氧化碳。进一步测定二氧化碳
 里所含碳的质量,恰好等于燃烧前后金刚石所减少的质量。这样,人们断定
 ,金刚石是由碳元素组成的单质。
   同一种元素能不能组成的不同的物质呢?


金刚石            石墨粉        足球烯

                          (C60)
金刚石、石墨、 C60都是由碳元素组成的单质
1、金刚石

           纯净的金刚石是无色、透明、正八
           面体形状、不导电的固体。

           加工琢磨后璀璨夺目有光泽
           ,可做钻石。
                     加工后
 加工前
金刚石     — 天然最硬的物质


         用金刚石刻划玻璃


       切割大理石或加工坚硬的金属等
 归纳:金刚石的主要物理性质和用途

      物理性质               对应 的主要用途

                     
①无色透明、正八面体         ①装饰品——钻石
形状的固体

                     
②天然存在最硬的物质         ②裁玻璃、钻头等
2、石墨:     天然最软的矿物之一

              石墨


石墨是一种深灰色有金属光泽而
不透明的细鳞片状固体。石墨很
软,在纸上画过可留下痕迹;有
滑腻感。
另外还是电的良导体。
用石墨和粘土粉末混合制铅笔芯


 石墨电刷       用石墨做电极

     石墨耐高温,可以制
     成坩埚来熔炼金属
 归纳:石墨的主要物理性质和用途
       物理性质              对应 的主要用途

①深灰色、有金属光泽           
、不透明、细鳞片状固         ①制造铅笔芯,
体                  做润滑剂
②很软,有滑腻感

③优良的导电性            ②石墨电极
                        
【阅读材料】铅笔芯的硬度
            将不同配比的石墨粉末与粘土粉末混合,可制
   成不同硬度、不同用途的铅笔。石墨很软,且不易
   加工,加入粘土后,可提高笔芯的硬度、耐磨性等
   指标。铅笔芯的硬度,一般用英文字母“H”或
   “B”加阿拉伯数字标明。软质铅笔用字母“B”表
   示(black是黑色的意思),石墨含量越高,铅笔芯越
   软,书写时颜色越黑;硬质铅笔用字母“H”表示
   (hard是硬的意思),粘土含量越高,铅笔芯越硬,
   书写时颜色越浅。“HB”表示软硬适中。“B”和
   “H”前的数字越大,表示铅笔芯越软或越硬。
   “6B”铅笔芯最软,用于绘画等;“6H”铅笔芯较
   硬,用于工程制图等。
    
          金刚石和石墨的物理性质的比较
             金刚石               石  墨
                               
外  观   无色透明正八面体状晶无色透明正八面体状晶深灰色鳞片状固体深灰色鳞片状固体
               体体

光  泽     加工琢磨有夺目光泽加工琢磨有夺目光泽       略有金属光泽略有金属光泽

硬  度    自然界最硬物质自然界最硬物质   最软矿物质之一最软矿物质之一
导电  性         无无                 良好良好
用  途     钻头、切刀、刻钻头、切刀、刻  电极、铅笔芯、润电极、铅笔芯、润
          刀、装饰品等刀、装饰品等   滑剂等滑剂等
           为什么金刚石和石墨的物理
           性质有这么大差异呢?
比较金刚石、石墨的结构:
                              石墨结构
 金刚石结构


碳原子间是立体网状             碳原子间是平面层状结构
结构,硬度大                ,层与层之间很容易滑动
                      ,硬度较小。
 记

  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


       决 定          决 定
结结    构构            决          定                性性      质质           决           定              用用  途途
       反反    映映     反反    映映
3.3.木炭、活性炭的吸附性木炭、活性炭的吸附性


              木炭和活性炭都是由石墨的木炭和活性炭都是由石墨的
微小晶粒和少量杂质构成的。微小晶粒和少量杂质构成的。
              右图所示是利用了活性炭的右图所示是利用了活性炭的
什么性质什么性质??
 木炭、活性炭为什么具有吸附性呢?木炭、活性炭为什么具有吸附性呢?

木炭具有疏松多孔的结构,这种结构决定它具
有吸附性。
活性炭是木炭在隔离空气的情况下加强热,并不断
通入水蒸气得来的,管道疏通,它的吸附能力更强
。
提问:    桌面上有一杯红墨水,谁有办法将它的
       红色褪去?
讨论:讨论:你认为吸附的你认为吸附的               电电
    过程是物理变化,过程是物理变化, 子显微子显微
              镜下看镜下看
    还是化学变化呢?还是化学变化呢? 到的木到的木
    你的根据是什么?你的根据是什么? 炭结构炭结构


              33
                如果将如果将11    cmcm 的的
木炭的表面积平铺开木炭的表面积平铺开
来,约有一个标准足来,约有一个标准足
球场那样大。球场那样大。
                          活性炭的用途活性炭的用途
  木木  炭炭  的的  用用  途途
                         冰冰
                         箱箱
                         去去
                         味味
   高性能木炭填充的枕头高性能木炭填充的枕头  剂剂


木炭做成的木炭做成的
  小盆饰小盆饰                         食品脱色食品脱色
炭黑用途炭黑用途


                 炼钢铁用的焦炭炼钢铁用的焦炭
 归纳:木炭、活性炭、炭黑、焦炭的的用途

不定型碳       木炭       活性炭       炭黑         焦炭(
的名称、    (灰黑色      (黑色)     (黑色)      灰黑色)
颜色      )
用途      取暖、写      吸附(气    颜料、油墨      还原剂、
        生、吸附      味、色素    、鞋油、增      冶炼金属
                  )、防毒    强轮胎耐磨
                  面具      性
  比较碳与炭的区别
  :
“碳”   是元素的名称,是核
                            一般在
:     电荷数为6的一类原子
                            未指明
      的总称。比如:碳元             具体单
      素、碳单质、含碳化             质时,
      合物、一氧化碳。(             习惯上
      这儿不能用“炭”)             用碳,
                            如“炽热
“炭”   表示由碳元素组成的某种           的碳”
:     单质—木炭、活性炭、焦           “当碳燃
      炭、炭黑等。                烧时”。
44、、CC6060————  神奇的碳单质分子神奇的碳单质分子

                               请说出图请说出图
                               文中给出文中给出
                               的信息。的信息。


                 ⒈⒈  CC6060是分子。是分子。
 CC6060  BUCKYBALLBUCKYBALL
                     ⒉⒉  每个每个CC6060的分子是由的分子是由6060个个
               碳原子构成。碳原子构成。

                 ⒊⒊  CC6060分子的结构形似足球。分子的结构形似足球。
       C60---笼状结构
       结构类似足球,又名足球烯
用途     。
1:、良好的超导体,使超导体的温
度为12.8K。
2、气体的贮存
3、有感觉功能的传感器
C240         C540
5.5.高新科技高新科技————  纳米碳管纳米碳管

               这是一种非常奇特的材料,它是石墨中一层或几这是一种非常奇特的材料,它是石墨中一层或几
 层碳原子卷曲而成的笼状层碳原子卷曲而成的笼状““纤维纤维””,内部是空的,外径,内部是空的,外径
 只有几纳米到几十纳米。这样的材料很轻,很结实。只有几纳米到几十纳米。这样的材料很轻,很结实。
 它的密度是钢的它的密度是钢的1/61/6,而强度却是钢的,而强度却是钢的100100倍倍。用这样。用这样
 轻而柔软、又非常结实的材料作防弹衣是再好不过的轻而柔软、又非常结实的材料作防弹衣是再好不过的
 了。了。
               如果用纳米碳管做绳索,是惟一可以从月球挂到如果用纳米碳管做绳索,是惟一可以从月球挂到
 地球表面,而不被自身质量所拉断的绳索。如果用它地球表面,而不被自身质量所拉断的绳索。如果用它
 做成做成““地球地球————月球月球””乘人的电梯,人们在月球定居就乘人的电梯,人们在月球定居就
 很容易了。很容易了。
【课堂小结】
    1、同一种元素也可以组成不同的物质。

       金刚石、石墨和C60等都是由碳元素
       组成的单质。
    2、金刚石是天然存在的最硬的物质
    3、木炭和活性炭具有吸附性
    4、物质的结构、性质和用途的关系

     结构   决定  性质   决定  用途
本节课应掌握的主要内容有:
1.金刚石、石墨的物理性质和用途。
金刚石:硬。用途:刻划玻璃切割大理石、钻头
          导电       用途:电极
石墨
          质软       用途:制铅笔芯
          润滑性      用途:高温条件下作润滑剂
2.金刚石、石墨物理性质不同的原因:
          碳原子排列方式不同.

 无定形碳的种类:        木炭、焦炭、活性炭、炭黑
  性质:木炭、活性炭有吸附性
【试一试】

 ⑴、碳单质:以单质形式存在的碳主要
  有______________________石墨、金刚石、C60 ____
 ⑵、金刚石______是天然存在的最硬的物质. 
 ⑶、______石墨 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
  碳原子的排列方式不同______________________. 
【想一想】
 1、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
2、下列叙述中正确的是(    A    )

A.金刚石、石墨都是碳的单质

B.碳单质都是黑色固体

C.所有物质中金刚石最硬,石墨最软

D.石墨是优质绝缘材料
 3、 继发现C60后C70也已经制得,
 下列有关C70的说法正确的是(  D   )
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
4、将下列左边物质与右边的用途用线连接起来
            
             石墨                       冰箱去味剂
             炭黑                       
                                           作电极
            金刚石                    
                                           冶炼金属
             焦炭                       
                                           制油墨
             
             活性炭                   作钻头
【我能行】
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   消失              (填“变深”或“消失”或“不变
”),漏斗中液面         上升           (填“上升”或“下
降”或“不变”)。其原因为:活性炭具有
   吸附              作用,使瓶中气体压强  小于          外
界大气压。
           金刚石与石墨混合在一起,组成的
           物质是单质这是混合物?
甲生:是单质.因为金刚        乙生:是混合物.金刚石
石是碳的单质,石墨也         石墨都是碳的单质,但
是碳的单质,它们混合         它们是两种不同的物质
在一起,仍只含一种元         .所以它们混合在一起
素,所以仍是单质.          不是单质而是混合物.
诊断:_________       诊断________
结论乙同学的观点是正确的,金刚石和石墨都是由一种
元素组成,但它们是两种不同的物质(这是由各自本身的
结构决定的)所以它们混合在一起是混合物.因此判断单
质必须强调是纯净物.一种元素可以形成多种不同的单质
.某物质中只含一种元素,也不一定是纯净物.
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