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(共36张PPT)
第六单元 碳和碳的氧化物
第1课时
课题1 碳单质的多样性
学习目标
02
01
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，认识物质的多样性
了解金刚石、石墨、木炭、活性炭、 C60的主要物理性质和用途
了解木碳、活性炭的吸附性
引导学生形成观念：物质的结构决定物质的性质，物质的性质决定物质用途；科学发展是无止境的
04
03
新课导入
丰富多彩的物质世界是由元素组成的。不同的元素能组成不同的物质。
你知道丰富多彩的物质世界是由什么组成的吗？
主要含Ca、C、O
主要含C、H、O
主要含Na、 Ca、Si、O
新课导入
不同的元素组成不同的物质：
氢气_____
H2
水_____
H2O
铁_____
Fe
氮气_____
N2
同一元素能否组成不同物质呢？
氧元素
O2
O3
磷元素
红磷
白磷
C
C
石墨
C60
金刚石
透明的金刚石、灰黑色的石墨和分子结构与足球相似的C60都是由碳元素组成的单质。
一、碳的单质
一、碳的单质
1.金刚石( 化学式：C )
阅读教材128页，归纳总结：
1.金刚石有哪些物理性质？
2.金刚石有哪些用途？
一、碳的单质
物 理 性 质 用 途
颜 色
形 状 硬 度
导电性 /
无色透明
正八面体
不导电
天然存在的最硬物质
饰品
刻刀、钻头
金刚石是由___________构成的。
碳原子
金刚石结构模型
一个小球代表一个碳原子，原子的排列成网状，每一个节点处有一个碳原子。碳原子间是立体网状结构，硬度大。
天然采集到的金刚石经过仔细琢磨成成为璀璨夺目的装饰品--钻石。
一、碳的单质
未加工的钻石
加工后的钻石
雕琢后的钻石
玻璃刀 金刚石钻头 金刚石砂磨片
金刚石是天然存在的最硬的物质。
一、碳的单质
一、碳的单质
2.石墨( 化学式：C )
石墨(C)
层状结构
碳原子的排列结构是一层一层的，是平面层状的结构，层与层之间作用力很小，容易滑动。故石墨很软，有腻感。
一、碳的单质
物 理 性 质 用 途
颜 色
形 状 硬 度 导电性
手 感
深灰色
质地较软
导电
滑腻
铅笔芯
润滑剂
电极
细鳞片状
石墨
石墨坩埚
火箭的通风管
石墨电刷
作铅笔芯
石墨的用途：
一、碳的单质
石墨是深灰色有金属光泽、不透明的细磷片状固体,具有优良的导电性，石墨很软，具有滑腻感。
一、碳的单质
总结：金刚石和石墨的物理性质及用途
金刚石 石墨
结构模型
状态 无色透明，正八面体形状固体 深灰色、有金属光泽不透明的细磷片状固体
硬度 天然存在最硬物质 很软，有滑腻感
导电性 几乎不导电 有优良导电性
用途 钻探机钻头、裁玻璃、切割大理石等 制铅笔芯、电刷、电极
结 构 性 质 用 途
决 定
反 映
决 定
反 映
一、碳的单质
结构
决定
体现
立体网状结构
层状结构
金刚石
石墨
硬度大的固体
质软、有滑腻感的固体
物理性质
物质结构与性质的关系
一、碳的单质
一、碳的单质
交流讨论：金刚石和石墨均由碳元素组成，为什么物理性质却有很大差异呢？
因为碳原子排列方式不同
金刚石：立体网状结构
石墨：层状结构
微
观
结
构
石墨制成金刚石是物理变化还是化学变化？
C（石墨) C（金刚石）
高温、高压
催化剂
虽然组成元素没有改变，但碳原子的排列方式发生了改变，这就可见变化过程中金刚石是由石墨变成的新物质，有新物质生成的变化.
化 学 变 化
一、碳的单质
一、碳的单质
木炭、焦炭、活性炭、炭黑等无定形碳的主要成分是碳单质，结构与石墨类似。
木炭
焦炭
活性炭
炭黑
3.无定形炭(混合物)
显微镜下看到的木炭的结构
由于木炭和活性炭具有疏松多孔的的结构，因此它们具有吸附性
焦炭、活性炭、炭黑等的结构和木炭类似
一、碳的单质
【实验6-1】木炭的吸附性
在盛有半瓶水的小锥形瓶里，滴入一滴红墨水，使水略显红色。投入几块烘烤过的木炭（或活性炭），轻轻振荡锥形瓶，观察现象。
一、碳的单质
一、碳的单质
现象 加入木炭（或活性炭）后，水由红色变成无色
结论 木炭（或活性炭）具有吸附性，可以吸附色素
讨论：你认为吸附的过程是物理变化，还是化学变化呢？
你的根据是什么？
一、碳的单质
活性炭的用途
焦炭
木炭
活性炭
具有吸附性，用于吸附色素、异味
强吸附性，用于防毒面具的滤毒罐，脱色，净水
用于冶炼金属
防毒面具
冰箱除味剂
环保活性炭包
(吸附装修产生的有害气体)
炭黑
用于油墨等填充剂
一、碳的单质
一、碳的单质
物质 用途
木炭 吸附一些食品和工业产品里的色素，或有异味的物质
活性炭 吸附毒气、制糖工业中脱色制白糖；城市污水、工业废水和饮用水的深度净化；吸附室内装修产生的有害气体
炭黑 制造鞋油、墨棒、墨水、橡胶工业的填充剂等
焦炭 冶炼金属
“碳”与“炭”的区别：“碳”是元素名称，是核电荷数（或质子数）为6的一类原子的总称，并不具体指某种物质，在化合物名称中用“碳”表示碳元素，如二氧化碳、一氧化碳、碳酸钙等。“炭”是由碳元素组成的具体物质的名称，如木炭、焦炭、活性炭和炭黑等。
一、碳的单质
4.C60——以单质形式存在的碳
（1）C60是一种分子。每个C60的分子是由60个碳原子构成；
（2）C60分子的结构形似足球（又名足球烯），性质很稳定；
（3）物理性质: 几乎不导电,导热性很差；
（4）用途：广泛应用于超导、催化、能源及医学等领域。
C60
一、碳的单质
20世纪90年代，一些以新的形态存在的碳单质相继被发现，如碳纳米管，其直径一般在几纳米(nm)到几十纳米，独特的碳管结构受到人们的广泛关注。
碳管
用途
决定
体现
决定
体现
结构
物理性质
尺寸小
机械强度高
导电性好
可应用于材料、催化、信息等领域
资料：碳纳米管
一、碳的单质
新型碳单质——石墨烯
　　2004 年，英国曼彻斯特大学的盖姆和他的同事从石墨中分离出仅由一层碳原子构成的薄片——石墨烯。石墨烯优异的导电、导热性和其他奇特性质正激励着科学家不断去探索。2010年，我国科学家通过化学方法合成了石墨炔。2017年，中外科学家联合研究团队又合成了工碳。
石墨烯的结构
厚度：3.35×10－10 m
单层碳
图6-7 使用了石墨备发热材料的用品
应用于北京冬奥会
石墨制备石墨烯为化学变化
一、碳的单质
金刚石 石墨 C60
结构 由C原子构成 由C原子构成
由C60分子构成
用途 切割大理石等 制铅笔芯、电刷、电极 用作医学生物材料
导电性 几乎不导电 有优良导电性 几乎不导电
金刚石、石墨、C60物理性质差异很大，因为碳原子的排列方式不同。
金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质, 因此化学性质相似。
金刚石、石墨、C60比较
C60
C240
C540
C70
碳家族的成员
单质
科技前沿
以上物质是单质还是化合物？
碳家族的其他成员——碳纳米管
课堂总结
物理性质不同原因：碳原子的排列方式不同
石墨烯、碳纳米管等
碳单质
金刚石
石墨
结构：层状结构、质软、滑腻、感导电性
用途：铅笔、电极等
结构：网状排布、自然界最硬物质
用途：钻石、钻头等
活性炭的吸附性
结构：疏松多孔
用途：吸附性，吸附色素和异味等
C60
结构：每个C60分子由60个碳原子构成，足球烯
用途：超导、催化、材料、医学及生物等领域
习题训练
1.下列有关金刚石、石墨的说法正确的是（ ）
A．都由碳元素组成 B．都是黑色固体
C．都能导电 D．硬度都很大
A
2.下列有关碳单质的说法错误的是（　　）
A．金刚石是自然界最硬的物质，可作钻头
B．石墨有导电性，可制作电极
C．C60 是由60个碳原子构成的
D．活性炭疏松多孔，具有吸附性，可用于净水
C
习题训练
3.在生活生产中碳单质的应用广泛。下列有关含碳物质的性质或用途正确的是（ ）
A．活性炭具有吸附性 B．木炭常温下化学性质很活泼
C．金刚石用作电极 D．石墨用作钻探机钻头
4. 物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中，常用于去除冰箱、汽车中的异味的是（ ）
A．活性炭 B．金刚石 C．石墨 D．C60
C
A
习题训练
(1)同种元素组成的物质一定是单质。
(2)一种元素可以组成多种物质。
(3)石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属。
(4)金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃。
(5)金刚石、石墨和 C60 都是由碳原子直接构成的。
(6)活性炭具有吸附性，可以吸附所有物质。
（ ）
（ ）
（ ）
（ ）
（ ）
（ ）
5.判断下列说法是否正确：
习题训练
6.在丰富多彩的物质世界里，碳及其化合物占有重要地位。
（1）金刚石和石墨均是由碳元素组成的单质，但两者
物理性质差异较大，其原因是构成它们的碳原
子 不同。
（2）活性炭有较强的吸附能力，从结构的角度分析是
因为活性炭具有 的结构。
排列方式
疏松多孔
谢谢聆听

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