资源简介

(共67张PPT)
xxx课题名称
xx版x年级上册
教学目标
1.了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途；
2.知道不同的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。(难点)
新知导入
同学们可能都看过电影《泰坦尼克号》，其中女主人公佩戴的“海洋之星”钻石是由天然金刚石打磨而成的，那么你知道它的成分是什么吗？
新知讲解
想一想
同一种元素可以组成不同的物质吗？
思 考
碳元素能组成不同的单质吗？
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、碳单质的物理性质和用途：
1、金刚石：C
纯净的金刚石是一种无色透明的、正八面体形
状的固体，硬度大，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
世界最大的钻石库利南
南非之星
(Starof South Africa)
含有杂质的金
刚石带有颜色
钻石装饰品
天然金刚石
钻石
钻头
玻璃刀
用金刚石刻划玻璃
切割大理石或加工坚硬的金属等
铅笔含“铅”吗？
2、石墨：c
深灰色的具有金属光泽而不透明的细鳞片状
固体。质软，有滑腻感，电的良导体。
石墨是最软
的矿物之一
用石墨和粘土粉末混合制铅笔芯
用石墨做电极
石墨耐高温，可以制
成坩埚来熔炼金属
铅笔里面其实不含铅，是石墨和黏土混合而
成的混合物。
铅笔中的HB：
H代表Hard，坚硬的；
B代表Black，黑的。
6B最软，颜色最深；
6H最硬，
HB软硬适中。
金刚石 石墨
物理性质 外观
光泽
硬度
导电性
用途
完成下表：
无色透明.正八面体形状的固体
深灰色、不透明的细磷片固体
雕琢后有光泽
有金属光泽
最硬(天然存在)
较软
不导电
有良好的导电性
钻头.玻璃刀.装饰品
铅笔芯.电极.润滑剂.
想一想
金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，物理性质为什么 有这麽大的差异呢？
金刚石结构
石墨结构
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？
物质的结构
物质的性质
物质的用途
决定
决定
反映
反映
正八面体
平面网状结构
碳原子排列方式不同
实验：验证石墨的导电性能
实验材料：电源，用电器，导线，铅笔芯
实验结论：铅笔芯（石墨）能导电
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。
石墨炸弹！
3、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。
木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，因而具有
吸附能力，但活性炭的吸附能力比木炭强。
木炭是一种灰黑色的多孔性固体，
燃烧时，产生很少的烟，火焰很小
木炭
焦炭
活性炭
炭黑
【思考】木炭、活性炭具有吸附性（即吸附能力）这是什么原因呢？
木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，因此木炭、活性炭具有较强的吸附能力
活性炭冰箱去味剂
食品脱色
活性炭防毒面具
：木炭（或活性炭）的吸附性
实验步骤 实验现象 结论
在盛有品红溶液的烧杯中加入少量木炭（或活性炭），搅拌后，过滤 木炭（或活性炭）有
能力，此变化
属于 变化。
吸附
物理
红色褪去，溶液变成无色
如图所示,向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭,会出现什么样 的想象,为什么
木炭.活性炭具有疏松多孔的结构，因此它具有吸附能力。
利用木炭.活性炭的吸附性来吸附 色素、气味和有毒气体等物质。
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
可以收集到炭黑
小知识
“碳”与“炭”
“碳”：涉及到元素时（如：碳原子、碳元素、碳单质、碳的化合物、二氧化碳、一氧化碳等。）
“炭”：指物质时（如：木炭、焦炭、活性炭、炭黑。）
能否人工制造金刚石
接近高科技：
金刚石的用途很广泛，但天然存在的量很少，而且多数颗粒很小，无法满足人们的需求。因此人们提出了金刚石的人工制造问题。
由于金刚石和石墨都是碳的单质，所以人们把注意力集中到把石墨转变成金刚石的实验上来。经过无数次的试验，终于用铬、铁、铂等做催化剂，在1600～1800℃和5×109～6×109帕的条件下，以石墨为原料制得了人造金刚石。目前世界上每年生产约20吨的人造金刚石。我国第一颗人造金刚石于1962年研制成功。现今江苏省的南京、苏州等地也都有生产人造金刚石的工厂。
让你知道
C60
C60，它是美国休斯顿大学的克罗脱（Kroto,H.W.)和史沫莱(Smalley,r.e.)等人在1985年发现的。我国北京大学化学系和物理系研究小组也研制出了C60分子。
C60除了在超导方面的应用外，在以下几个方面 也具有广泛的应用前景：
①有感觉功能的传感器②增强金属的强度③新型的催化剂④光学应用⑤对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。
资料
C60
C70
其它碳元素组成的单质：
C240
C540
纳米碳 管
太空电梯
碳单质的不同结构
金刚石
石墨
碳60
原因是：虽都是由碳元素组成的单质，但碳原子的排列
方式不同。
金刚石、石墨和C60分子的物理性质差异较大的原因：
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。
导入新课
观察与思考
问题1：古代名画历经几百年甚至几千年而依然色泽鲜艳不褪色，你知道其中的原因吗？
导入新课
观察与思考
问题2：铁路上的枕木和农田里的电线杆表面都被烧焦碳化，你知道发生了哪些反应吗？
课堂练习
1.下列关于金刚石、石墨、C60的说法不正确的是（ ）
A.它们都是电的良导体
B.石墨质软，可作铅笔芯
C.C60是一种新型的单质
D.金刚石硬度大，可切割大理石
A
2.活性炭和木炭能使红棕色NO2气体及红墨水褪色是因为（ ）
C
A.它们都呈颗粒状，而且是黑色
B.它们的主要成分是碳
C.它们有疏松多孔的结构
D.它们的密度小
3.科学家预测:除C60外,具有封闭笼状结构的还可能有
C28、C32、C50、C70、C84等，下列说法正确的是（ ）
A.它们都是由碳元素组成
B.它们的性质相同
C.它们是新型的化合物
D.它们的用途相同
A
学习目标
认知与了解
导入新课
1.知道碳单质的化学性质。（重点）
2.认识还原反应。（难点）
二、碳（单质）的化学性质
常温下，碳的化学性质不活泼（稳定）。
1.碳的稳定性
思考：在高温下，碳的化学性质如何呢？
北宋画家张择端绘制，距今近千年
在点燃的情况下，碳能跟氧气发生化学反应。
2.碳跟氧气的反应（可燃性）
CO2
C +
O2
点燃
（氧气充足，充分燃烧）
2CO
2C +
O2
点燃
（氧气不足，不充分燃烧）
木炭与氧气反应的现象：发出白光，放出热量， 生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。
3.碳跟某些氧化物的反应（还原性）
1.试管为什么要略向下倾斜？
2.火焰上罩网罩的作用是什么？
3.实验结束时，为什么要先从石灰水中取出导气管再熄灭酒精灯？
4.反应的现象，化学方程式？
还原性:(与某些氧化物反应)
（1）木炭还原氧化铜：
现象：
（1）黑色粉
末变成红色；
（2）澄清
石灰水变浑浊。
原理：
C + 2CuO
2Cu + CO2
高温
↑
1.试管为什么要略向下倾斜？
防止冷凝的水流到热的试管底部使试管炸裂。
2.火焰上罩网罩的作用是什么？
因为木炭与氧化铜反应的温度要求较高，用网罩使火焰集中，提高温度。
3.实验结束时，为什么要先从石灰水中取出导气管再熄灭酒精灯？
防止石灰水倒吸入热的试管使试管炸裂。
问题来了？
含氧化合物中的氧被夺去的反应，叫还原反应。
（1）木炭使氧化铜还原成铜，其具有还原性。
（2）氧化铜使碳氧化成二氧化碳，其具有氧化性
2Cu +
2CuO +
C
高温
CO2↑
指出下列具有还原性的物质：
了解一下氧化还原反应
现象：红色粉末变成黑色，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
应用：单质碳的还原性可用于冶金工业，例如：利用焦炭可以把铁矿石中的铁还原出来。
原理：3C + 2Fe2O3
高温
4Fe + 3CO2
↑
（2）碳还原氧化铁
3.碳的还原性的应用
（1）木炭炼铁
2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2
高温
（2）碳还原二氧化碳
CO2+C 2CO
高温
还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。
氧化反应：物质与氧发生的反应。
还原性：能夺走含氧化合物里的氧的物质具有的性质。
氧化性：在反应中提供氧的物质具有的性质。
氧化剂：在反应中提供氧的物质。
还原剂：在反应中得到氧的物质。
C + CuO Cu+CO2
高温
4Fe + 3CO2
3C + 2Fe2O3
高温
（1）一种元素可以形成多种单质。
（2）木炭和活性炭具有吸附性。
（3）碳的几种单质由于原子的排列方式不同，物理性质有很大的差异，但化学性质没有差异。
（4）碳的化学性质：稳定性，可燃性，还原性。
1.“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词被美国《广告时代》评为20世纪的经典广告之一。该广告能体现的钻石的性质是( )
A.硬度大 B.不能导电
C.化学性质稳定 D.熔点低
C
随堂训练
2.碳家族中，C60的分子结构形似足球(如图所示)。关于C60的说法中，错误的是（ ）
A.它是一种单质
B.每个C60分子由60个碳原子构成
C.它与金刚石是同一种物质
D.它完全燃烧后的产物是CO2
C
3.下列对一些事实的解释错误的是（ ）
C
事 实 解释
A 书写档案规定必须使用碳素墨水 碳的化学性质稳定
B 石墨能够作电池的电极材料 石墨能够导电
C 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来 焦炭具有氧化性
D 制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖 活性炭具有吸附性
4.如图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是（）
A．给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度
B．实验过程中，可观察到澄清石灰水变浑浊
C．碳在反应中表现出还原性
D．实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出
D
1、将以下左例和右例有关项目用线连接起来。
石墨 冰箱去味剂、防毒面具
炭黑 导电
金刚石 新型催化剂
C60 制油墨
活性炭 切割坚硬金属
课堂练习
2.金刚石、石墨、 C60都是由______组成的单质。但是，它们的性质却存在巨大的差异（例如金刚石是天然存在的最硬的物质，而石墨却很软），这是因为它们____________不同。
碳原子排列方式
碳元素
3、下列关于金刚石和石墨的叙述正确的是 （ ） A．金刚石和石墨都是由碳元素形成的物质，因此用石墨人工合成金刚石是物理变化 B．金刚石和石墨都具有良好的导电性 C．金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的产物都是二氧化碳 D．金刚石和石墨的物理性质由较大的差异是因为形成金刚石的碳原子与形成石墨的碳原子不相同
C
4. 继发现C60后,C70也已经制得,
下列有关C70的说法正确的是( )
A. 它是一种化合物
B. 它是一种单质，并且它是有70个碳分子构成的。
C. 它是一种混合物
D. 它的相对分子质量是840
D
2、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
练习
3、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
5、下列性质中，不属于碳的化学性质的是（ ）
A.稳定性 B.吸附性
C.可燃性 D.还原性
B
6、下面关于用木炭还原氧化铜的实验现象的说法中，符合实验事实的是（ ）
A、黑色粉末无变化，澄清石灰水变浑浊
B、黑色粉逐渐变红色，石灰水无变化
C、黑色粉逐渐变红色，澄清石灰水变浑浊
D、黑色粉末和澄清石灰水都变红色
C
课堂总结
一、碳的单质及物理性质和用途
1、金刚石是天然存在最硬的物质，可用来切割玻璃、做钻探机钻头。有夺目的光泽，可用作装饰品。
2、石墨是灰黑色，最软的矿物之一，可用来做铅笔芯；有良好的导电性，可用来做电极；
3、木炭、活性炭有强吸附性，可做吸附剂吸附颜色、异味和有毒气体
4、焦炭用于炼铁，炭黑用于制黑色颜料
5、C60有特殊的性质，可用于材料科学、超导体材料
6、金刚石、石墨、 C60都是由碳元素组成的单质，物理性质差异较大，是因为碳原子排列方式不同。
二、碳的化学性质
1、常温下稳定，不易发生反应
2、碳与氧气的反应
（1）充分燃烧（氧气充足 ）
C+O2===CO2
点燃
（2）不充分燃烧时（氧气不足）
2C+O2===2CO
点燃
结构
决定
反映
性质
体现
决定
用途
7、物质的结构、性质和用途之间的关系
C+CO2===2CO
点燃
（3）与二氧化碳反应生产一氧化碳
（2）与氧化铁反应
现象：红色粉末变为黑色，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
（1）与氧化铜反应
现象：黑色粉末变成红色，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
C+2CuO===2Cu+CO2
高温
3、碳与某些金属氧化物的反应
注意：试管口略微向下倾斜。防止水倒吸引起试管破裂。
实验完毕，先将导气管拿出水面，再撤酒精灯，
3C+2Fe2O3===4Fe+3CO2
板书设计
一、碳的单质及物理性质和用途
1、金刚石
2、石墨
3、木炭、活性炭
4、焦炭
5、C60
6、金刚石、石墨、 C60都是由碳元素组成的单质，物理性质差异较大，是因为碳原子排列方式不同。
7、物质的结构、性质和用途之间的关系
二、碳的化学性质
1、常温下稳定，不易发生反应
2、碳与氧气的反应
3、碳与某些金属氧化物的反应
作业布置
课本
P112
练习与应用
1.2.3.4.5.6
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