金刚石、石墨和C60第一课时碳单质的物理性质和用途带图片很清楚

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九年级化学金刚石、石墨和c60

金刚石、石墨和C60一、碳的单质金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，但三种单质中碳原子的排列方式不同，导致他们的物理性质和用途上存在比较大的差异。

即：结构决定性质，性质决定用途。

1．金刚石纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体。

金刚石是天然存在的最硬的物质。

右图是金刚石的微观结构图，每一个小球代表一个碳原子，每个碳原子位于一个正四面体的中心，周围四个碳原子位于四个顶点上，在空间构成连续的、坚固的骨架结构。

这样的结构决定了金刚石的性质的稳定性。

世界上最著名的金刚石产地在南部非洲。

这个地区的金刚石常常存在死火山的喷井中。

人们认为它们是在极高的温度和压强下慢慢地形成的。

开采出来的金刚石并没有宝石的外形和光彩，通过切割和磨光等工艺才给它们以光耀的外形。

习惯上人们常将加工过的称为钻石，而未加工过的称为金刚石。

金刚石是最好的热导体。

完整的金刚石单晶的导热性是银和铜的导热性的5倍（银和铜是最好的金属导体）。

它的不导电性结合着它的优良的导热性使金刚石在半导体装置方面很有用。

金刚石在普通溶剂中是不溶解的。

人造金刚石与天然金刚石在化学上是完全等同的，但它们是在实验室中生产出来的。

它们是在对石墨以及作为溶剂和催化剂的金属施以极高的压强（5500大气压）和高温（2000℃）约一天的时间后制得的。

金刚石的硬度很大。

它是碳的最密集的形式，密度大约是水的3.5倍。

它的硬度（抗磨性）和密度都可以用它的结构来解释。

由于它极高的硬度，金刚石被用于切割、钻孔和研磨。

金刚石常被用来作为经久耐用的唱机针头。

2．石墨石墨是深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。

质地很软，有滑腻感，在隔绝空气的条件下，其熔点在3000℃以上，是最耐高温的矿物之一。

右图是石墨的微观结构示意图。

石墨晶体是层状结构。

在每一层内，每个碳原子都和相邻的三个碳原子相连，六个碳原子排成正六边形，一个个六边形排列成平面的网状结构。

层与层之间作用力较微弱，因此石墨的润滑性很好。

金刚石-石墨和C60PPT课件

2、与不充足的O2的反应：
点燃
2C+O2 = 2CO
(放出热量) (放出热量)
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讨论: 怎样证明纯净的金刚石和石墨都是由碳元素组成的？
答：高温下将纯净的金刚石和石墨在氧气中燃烧，得到的唯一产物都是CO2。证明纯净的金刚石和石墨都是由碳元素组成的。
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2.碳的还原性
C还原CuO实验
现象： 1、黑色粉末变成红色;
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？
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15
石墨有良好的导电性。
电石池墨的可电做极干。
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16
在电车顶上的两根导电杆跟电线接触处分别装上一块石墨制成的滑块，以保证行驶时供电。为什么要选用石墨来制滑块？
石墨具有润滑性、导电性。
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石墨的物石墨理的性物质理和性用质和途用途
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防毒面具
活性炭
辅助
滤毒罐
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
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木炭、活性炭有强吸附性
※防毒面具里的滤毒罐 ※冰箱中的除异味剂 ※制糖工业的脱色剂
.
28
“无定形炭”为什么用这个“炭”？ “碳”和“炭”有什么区别？
“碳”：碳元素，属于化学用语。在书写元素名称和碳的单质及碳的化合物等用到。
3、木炭、活性炭有强吸附性，可做吸附剂；焦炭用于炼铁，炭黑用于制黑色颜料
4、C60有特殊的性质，可用于材料科学、超导体等方面。
5、性质
决定体现
用途
C 6、金刚石、石墨、 60都是由碳元素组成的单质，什它们的物理性质

《课题1 金刚石石墨和C60》1

3C + 2Fe2O3
失去氧
4Fe +3CO2
还原反应
还原剂氧化剂
C Fe２O3
氧化产物还原产物
CO2
Fe
小结：

一、碳的化学性质： 1、稳定性点燃 2、可燃性 C + O2 CO2 2C + O2 2CO + O2
点燃点燃
2 CO 2 CO2
2 Cu +CO2

3、还原性
C + 2CuO
为达到此目的，某同学设计右图装置进行实验
第一步，先向特制玻璃管中通入纯净氧气，然后再给试管加热，这样做的目的是。第二步，不断加强热后，发现M逐渐氧化并消失，同时澄清石灰水变浑浊，此时停止反应，先将A处断开，再停止加热。这样做的目的是。由此，他得出M物质只含有碳元素的结论，遭到其他同学的反对。反对的理由是：
不导电
最硬
良好质软
硬度
用途
结构
组成元素
不同的原因
钻头、刻刀、制备新材料、铅笔芯、电极、润滑剂器件等装饰品等立体网状层状结构形似足球
都是由碳元素组成的碳原子方式排列不同
讨论P108
金刚石、石墨和C60的结构
结构
决定
体现
性质
决定
体现
用途
1、金刚石很硬，可用来切割玻璃；
2、石墨很软，可用来做铅笔芯；石墨有良好的导电性，可用来做电极； 3、木炭、活性炭有强吸附性，可做吸附剂； 4、C60有特殊的性质，可用于材料科学、超导体等方面。
二、碳的化学性质：
东晋书法家距今1600多年
说明通常情况下碳的化学性质很稳定
1、碳与氧气的反应

课题1金刚石、石墨和C60

导电性
用途
导电良好
铅笔芯、电极、润滑剂等
思考分析
金刚石和石墨都是由C元素组成的，为什么性质会相差这么远呢？
物质的用途
反映决定
正八面体
平面网状结构
物质的性质
反映决定
碳原子排列方式不同
物质的结构
生活中常用到木炭、活性炭、焦炭、炭黑。它们主要成分是碳单质，结构与石墨类似。
木炭
焦炭
活性炭
7．下列关于碳的几种单质的组成和用途的说法，错误的是（ C ）
A．璀灿夺目的天然钻石是由碳元素组成的 B．长期未用而难开启的铁锁，可在锁孔中加入少量铅笔芯来作润滑剂 C．铅笔芯主要是用铅和少量碳粉制成的
D．活性炭可作防毒面具的滤毒剂
8．在2Fe2O3+3C=4Fe+3CO2↑反应中，还原剂是（ A ） A．C B．CO2 C．Fe2O3 D．Fe 9．试管中有黑色粉末，加热后变成红色固体，同时生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，这黑色粉末是（ C ） A．氧化铜 B．四氧化三铁和木炭粉 C．氧化铜和木炭粉 D．氧化铜和二氧化锰
10．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（1nm=10-9 m)的空心管。下列说法错误的是（ A ） A．纳米碳管是一种新型的化合物 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．纳米碳管在常温下性质稳定
D．由碳元素组成的单质
3．下列实验能证明金刚石和石墨是由同种元素形成的不同单质的是（ D ） A．测量其密度 C．用水溶解 B．测量其熔点 D．分别燃烧验证燃烧产
物
4．活性炭或木炭能使红墨水的红色褪去，是因为（ B ）

人教版九年级化学上册-课题 1 金刚石、石墨和C60 知识要点

课题 1·金刚石、石墨和C·知识要点60【要点1】碳的单质1．金刚石和石墨我们可以通过列表对比，更明确地看出金刚石和石墨的物理性质和用途的差异．(表6－1)思考：金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，为什么物理性质会有很大的差异呢？一种元素可以组成多种单质，金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但是组成单质时原子的排列不同(见课本图6－1、图6－2)，所以物理性质会有很大的差异．2．C60分子C60也是由碳元素组成的单质．C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球(见课本图6－4)，有人因此称它为“足球烯”．说明：C是美国休斯顿大学的克罗脱(Kroto, H. W.)和史沫莱60(Smalley, R. E.)等人在1985年发现的．我国北京大学化学系和物理系分子．研究小组也研制出了C601991年科学家又发现一种碳的单质——碳纳米管，它是由六边环形的碳原子构成的管状大分子(如图6－1)，它的直径只有几个纳米．讨论：同种元素组成的物质是否一定为单质？不是，一种元素可以组成几种单质，只有一种元素组成的纯净物才是单质，如果金刚石和石墨混合在一起，经检测，虽然只有碳元素，但金刚石和石墨不属于同种物质，所以应该是混合物．我们应该说同种元素组成的物质可能是单质，也可能是混合物．【要点2】木炭木炭主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，具有疏松多孔的结构，与木炭类似的，还有焦炭、活性炭和炭黑．说明：木炭和活性炭因为具有疏松多孔的结构，所以具有很强的吸附能力，活性炭的吸附能力比木炭的还要强．在吸附的过程中，只是把物质的微小粒子吸附到疏松多孔的表面上，并没有生成新的物质，是物理变化．【要点3】碳的化学性质1．常温下：碳的化学性质不活泼(稳定性)说明：碳受日光照射或跟空气、水分接触，都不容易起变化．例如我国古代用墨汁书写、绘制的字画，可以保存多年而不褪色(如图6－2)；我们填写的档案资料均要求用碳素墨水书写，碳素墨水写字不易褪色．讨论：木桩做电线杆埋入地下之前，通常将其表面部分微烤焦，为什么？烤焦的表面形成一层木炭，减慢电线杆的腐烂速度，使其经久耐用．2．碳跟氧气的反应(可燃性)(1)充分燃烧生成二氧化碳说明：这个反应过程中，放出大量的热，所以碳可以用作燃料．(2)不充分燃烧生成一氧化碳说明：这个反应过程中也放热．注意：反应的生成物一氧化碳有剧毒，对人体有害，室内用煤取暖时要注意安全．3．碳跟某些氧化物的反应(还原性)现象：黑色粉末逐渐变成红色，能生成使澄清石灰水变浑浊的气体．．分析：红色物质应该是铜，使澄清石灰变浑浊的气体应该是CO2讨论：在上面的反应中，哪种物质具有还原性？在上述反应中，碳是使氧化铜还原为铜的物质，它具有还原性．说明：碳能够夺取金属氧化物中的氧，碳的还原性可以用在冶金工业上．。

金刚石石墨和C60课件PPT

答：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，而物质的用途在一定程度上反应了物质的性质。
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3. C60 科学家发现，除金刚石、石墨外，还有一类新的
以单质形式存在的碳。其中，发现较早并已在研究中取得重要进展的是C60 。
每个C60分子是由60个碳原子构成的。 C60分子形似足球（如下图），这种足球结构的C60分子很稳定。
生成炭黑的实验
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答：蜡烛的成分中含有碳元素，用冷的碟子放在蜡烛火
焰上方，会造成火焰附近空气中的氧气含量因燃烧而降低，且不易得到补充，碳元素因不完全燃烧生成炭黑。用冷碟子可以给新制得的炭黑降温，防止其因温度过高而基础燃烧。这个实验说明，在氧气不足的条件下可以用含碳元素的物质制得炭黑。
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2.石墨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。石墨很软，有滑腻感。此外，石墨还具有优良的导电性能。
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金刚石、石墨性质比较
色态
硬度熔点导电导热用途结论
金刚石
石墨
无色、透明，正八面体形状的固体，加工琢磨后有夺目光泽自然界存在最硬的物质很高
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C60的分子结构和足球相似
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碳纳米管
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单层石墨片
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单质碳的化学性质
我国古代书法家、画家用墨(用炭黑等制成)书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，这是为什么呢？
在常温下，碳的化学性质不活泼。碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化。如果温度升高，碳的活泼性又如何呢?

金刚石、石墨和碳60

6B含石墨最多、最软，颜色最深； 6H含石墨较少、最硬，HB居中。
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
一、碳的单质
3.C60—— 神奇的碳单质分子
C60
C60的应用前景：
（1）气体贮存；（2）有感觉功能的传感器；（3）增强金属的强度；（4）新型的催化剂；（5）光学应用；（6）对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。
碳纳米管 C40
C20 C70
石墨中的碳原子呈平面层状结构,层与层之间作用力小，容易滑动。
金刚石中的碳原子在空间构成连续的、坚固的骨架，是立体网状结构。
答：金刚石、石墨中的碳原子的排列方式不同（即结构不同）。
我会模仿
因为金刚石很硬，所以能做玻璃刀。
因为石墨质软，所以能做铅笔芯。
因为石墨能导电，所以能做电极、电刷、石墨炸弹。
因为石墨滑腻，所以能做润滑剂。因为活性炭具有吸附性，所以做吸附剂和防毒面具。
……
性质决定用途
结构和性质的关系
• 物质的结构、性质之间有什么关系呢？
决定
结构
反映
性质
单质碳的新成员C60和碳纳米管
铅笔中的H、B： H代表Hard，坚硬的：写字、制图等 B代表Black，黑的：考试填涂、素描等
机的钻头钻凿坚硬的岩层。
石
墨
铅
润
笔
滑
剂
坩埚

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案例与反思：《碳单质的结构、物理性质和用途》
一、教学目标
1、知识与技能
(1)了解金刚石和石墨的结构、物理性质和用途
(2)了解C60分子的结构特点
(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，同一种元素也可
以组成不同的物质
(4)知道木炭和活性炭具有吸附作用
2、过程与方法
(1)会对展示或演示的资料分析、归纳
(2)能认真观察实验现象，并会对现象分析归纳，总结出重要的知识点
3、情感态度与价值观
(1)以发展的观点看待碳的单质
(2)树立物质的性质决定用途的观点
二、教学重难点
重点：石墨和木炭、活性炭的结构、物理性质和用途
难点：使学生知道物质的结构与性质、性质与用途的关系
三、教具学具准备
教师用具：锥形瓶（两个）、普通漏斗、铁架台、玻璃棒、小烧杯、活性炭、滤纸、品红。

学生用具：干电池、石墨电极、导线、灯泡。

四、教学过程
教师活动学生活动设计意图
【问题引入】
同学们在预习的过程中遇到了什么问题？请同学们分别说说。

【自主学习、发现问题】
写出在预习中遇到的问
题，并在课堂上叙述出来
培养学生自主
学习的意识。

一、由碳元素构成的几种单质
1、石墨
【引导】同学们，你们手里的铅笔中的铅芯是铅吗？
那到底是什么物质？
【实验体验】请同学们将铅笔用铅笔刀削好并将削下的黑色粉末用手指轻轻的摸摸，有什么感觉？
【引导】同学们是否想知道更多有关石墨的知识呢？【播放视频】石墨的结构、物理性质和用途，观看后请同学归纳
【提问】如何验证石墨的导电性呢？不是
石墨
【单独实验】学生动手削铅
笔，并将铅笔屑放在一张纸
上，很软、滑腻的感觉。

【学生归纳】
结构：分层结构
物理性质：导电性、滑腻等
用途：电极、润滑剂等
【探究学习】请同学们将自
己桌上的导线、电池、灯泡、
碳棒连接起来，学生们很快
连接起来，灯泡亮了。

亲自感受
考察学生自己的生活
经验。

培养学生的分析归纳
能力
培养学生的探究能力
和探索能力。

木炭、活性炭
【实验验证】如何验证活性炭的吸附性。

【自主学习】
归纳木炭、活性炭的结构、
物理性质和用途
培养学生自主学习和
归纳的能力。

2、金刚石
【播放视频】金刚石的结构、物理性质和用途，观看后请同学归纳出金刚石的结构、物理性质和用途。

【归纳总结】
结构：网状结构
物理性质：无色透明、最硬等
用途：钻石、玻璃刀等。

使学生学会提取信
息、归纳总结知识的
科学方法
结构、性质、用途之间的关系
【提问】金刚石、石墨是都是由碳元素组成的单质，但物理性质却存在很大的差异，这是为什么呢？
石墨
金刚石【观察归纳】
通过观察视频和书上石墨和
金刚石的结构图，归纳出结
构、性质、用途之间的关系
【合作交流】
锻炼学生的逻辑思维
能力，使学生学会归
纳总结的科学方法
培养学生的合作意识
3、C60
【播放视频】C60分子介绍。

从中你学到了哪些知识呢？【提取归纳】C60分子在气体
储存、新型催化剂、癌细胞
杀伤等方面具有广泛应用
以发展的观点看待碳
单质
二、学以致用
【生活小知识】
【解释历史问题】“石墨炸弹”【达标检测题】【合作探讨】
【独立思考】
培养学生将理论知识
运用到实践中的能力
三、小结
【体会】学完本课你有什么收获？【畅所欲言】了解学生真正学到了什么
五、教学反思
学生是学习的主体，教师只是组织者，学生通过的亲身体验和实践，在实践过程中不断的发现问题，提出假设，制定计划，进行实验，总结归纳，得出结论，进行交流。

要充分相信学生的能力，体现学生的自主学习、合作学习、探究性学习，逐步提高学生的科学素养和创新能力。

六、板书设计
第六单元课题一
第一课时碳单质的结构、物理性质和用途
一、由碳元素构成的三种单质
1、石墨
木炭、活性炭
2、金刚石
结构、性质、用途之间的关系
3、 C 60
二、学以致用三、小结四、作业布置
物理性质用途
结构。