课题1 金刚石、石墨和C60

【学习目标】

 1．了解金刚石和石墨的物理性质和用途。

 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。

【学习重点】  碳单质的化学性质。

【学习难点】  碳跟某些氧化物的反应。

学习过程

一、课前学习

阅读教材，回答以下问题：

1.碳原子的核外电子排布K(第一)层_______个电子，______________层4个电子，常温下碳的化学性质_______，自然界存在的碳单质有_______和_______。

2.碳的单质有______________、______________和_____________等，其中_______是天然存在的最硬的物质，_______是最软的矿物之一，金刚石和石墨性质的差异是因为_______。由此说明_______决定物质的性质。

3. 选用下列物质：炭黑、木炭、活性炭、焦炭填在有关用途的空格内：冰箱去味剂_______，制墨汁_______，用于冶金工业_______，用来除去食品和工业产品里的色素_______，制造防毒面具里的滤毒罐_______，加入橡胶里增强轮胎的耐磨性_______，上述用途都是利用了物质的_______性质。

二、预习展示

学习建议：认真学习，然后独立思考自主完成下面的关于金刚石、石墨和C60学案

的检测题，相信通过自己的努力定会有丰硕的收获！

1.木炭具有吸附作用，是因为它有______的结构，它是由______在______的条件下加强热制得的。

2.写出下列物质或物质主要成分的化学式：

(1)大理石______。(2)煤气____________。(3)生石灰____________。(4)金刚石______。

3.打水井时常在水井周围埋一些木炭,其作用是__________________。这是由于木炭有______结构,因此具有____________的性能。

三、课内学习，合作探究，展示汇报：

目标一：碳的单质

 (一)．金属石

1、物理性质：无色透明，正八面体形的固体，硬度大，熔点高，不导电（自然界最硬物质）

2、用途：做钻头、钻石，切割玻璃。

（二）、石墨

1、物理性质：深灰色、有金属光泽、不透明、细鳞片状固体、很软、良导体，熔点高、有滑腻感

2、用途：做铅笔芯、电极材料、润滑剂

    [介绍]由于石墨很软，所以常用石墨作铅笔芯，但由于太软，光用石墨作笔芯，既易断又易磨损，因此生产上常在石墨粉末中掺进一些粘土粉以增加硬度。最软的铅笔是6B，最硬的铅笔是6H，HB铅笔则软硬适中。

    [演示实验]把一根6B的铅笔芯和导线连接在一起，接上电池和灯泡，接通电源后，观察

灯泡是否发亮。

    [学生讨论回答]石墨有良好的导电性。

[展示]干电池中的石墨电极。

（三）．木炭、活性炭

   1、组成：由石墨微小晶体和少量杂质构成的。（混合物）

   2、特点：疏松多孔，表面积大，具有较强的吸附性

    [设问]利用这一性质，活性炭会有什么用途?

    [学生发言]1．防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的；

              2．冰箱的除味剂；

3．制糖工业的脱色剂。

3、用途：吸附毒气、除味剂、脱色剂

    [活动探究]在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色。投入几块烘烤过的木炭(或活性炭)，轻轻振荡，观察现象。

    [交流]我们可以看到淡红色的水颜色褪去。

 [防毒面具是怎样发明的] 防毒面具最早出现在第一次世界大战中，它是俄国著名的化学家捷林斯基发明的。 第一次世界大战期间，德军曾与英法联军为争夺比利时伊泊尔地区展开激战，双方对峙半年之久。1915年，德军为了打破欧洲战场长期僵持的局面，第一次使用了化学毒剂。他们在阵地前沿设置了5730个盛有氯气的钢瓶，朝着英法联军阵地的顺风方向打开瓶盖，施放18万公斤氯气，使协约国有1．5万人中毒，5000人死亡。可奇怪的是，只有野猪活了下来，经科学家研究发现是野猪喜欢用鼻子拱地习性，泥土被拱动后其颗粒就变得较为松软，对毒气起到了过滤和吸附的作用，才使他们免于一死。1916年第一具单兵使用的防毒面具诞生了，经战场实地使用，防毒效果很好。所以防毒面具酷似猪嘴。

（四）、C₆₀：一个C₆₀分子，它由60个碳原子构成，分子形似足球，又名足球烯。

 [讨论]结合金刚石、石墨和木炭的性质和用途，讨论物质的性质和用途之间有什么关系  

 [小结]1．结构     性质  用途

         2．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

 3、金刚石、石墨、C₆₀都是由碳元素组成的单质，但它们的物理性质各不相同，是因为碳原子排列方式不同。

目标二：碳的化学性质

    [投影]资料：我国古代一些书法家、画家用墨书写或绘制的字画能保存很长时间而不变色。

   1．常温下，碳的化学性质不活泼。

   2．高温下，碳能跟多种物质反应。

    (1)可燃性：C+O₂CO₂(充分燃烧)

               2C+O₂2CO(不充分燃烧)

      (2)跟某些氧化物反应

   [活动与探究]   2CuO+C2Cu+CO₂↑

    ①现象：澄清石灰水变浑浊，试管中黑色粉末变红。

②用酒精灯加网罩的作用：集中火焰，提高温度。

③实验完毕，先撤出导管，后熄酒精灯。（防倒吸）

[分析]从分子组成上看CuO转变为Cu，发生了什么变化?是谁导致了这种变化?

    [讨论回答]CuO转变为Cu失去了氧，是碳夺走了CuO中的氧。

   （3）． 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。

          氧化反应：物质得到氧的反应

 还原性：能夺走含氧化合物里氧的物质具有还原性。

    [练习]焦炭在工业上可用来炼铁：2Fe₂O₃+3C4Fe+3CO₂↑

反应中得到氧的物质   被氧化    发生氧化反应     作还原剂     具有还原性

反应中失去氧的物质   被还原    发生还原反应     作氧化剂     具有氧化性

四、达标检测

1. 以美国为首的北约曾用“石墨炸弹”使南联盟的高压输电线短路，这是因为石墨(    )

A. 质软              B. 耐高温         C. 具有导电性         D. 具有润滑性

10.在木炭还原氧化铜的实验中： 

（1）反应开始后，在盛澄清石灰水的试管中观察到的现象是________________，说明反应中有_____________生成，被加热的试管中发生的化学反应方程式是_____________________。

（2）反应完成后，把被加热的试管里的粉末倒在纸上可以看到有_______色的铜，这是由于_______________________________________。