金刚石、石墨和C60学案教案

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.了解活性炭和木炭的吸附性。

3. 知道碳单质的化学性质（常温下的稳定性和高温下的可燃性及还原性）。

4．建立物质性质决定用途的观点。

【课前预习】

1．单质是指                        。请列举几种常见的单质：                。你认为一种元素能形成多种单质吗？

2．阅读课本第104-106页内容，完成以下问题:

（1）

（2）实验[6—1]你观察到了什么现象？木炭和活性炭为什么可以做吸附剂？

（3）防毒面具的滤毒罐内填充的是什么物质？为什么？

（4）碳元素除了组成金刚石和石墨外，你知道还能组成哪些单质吗？

 [深度思考]

（1）金刚石和石墨是同一种物质吗？由石墨制造金刚石是物理变化还是化学变化？

（2）一种元素只能组成一种单质吗？这些碳单质的性质和用途为什么不同？

3．碳的化学性质

在点燃的条件下，当氧气充足时，碳跟氧气反应生成        ，反应的化学方程式为                 ；当氧气不充足时，则生成          ，反应的化学方程式为                     这两个反应都属于              （填反应类型）。

【课堂探究】

一、金刚石、石墨和无定形碳

1、“碳”和“炭”的区别。

“碳”是元素名称，指元素；“炭”是指由碳元素组成的部分单质。如：            。

二氧化碳由    和      两种元素组成；

2、结合金刚石、石墨、无定形碳的性质和用途，讨论物质的性质和用途的关系。

结论:                                                

练习巩固：请将下面左列和右列的相关内容用短线连接起来：

金刚石硬度大                             冰箱去味剂

石墨导电性能好                           切割玻璃

活性炭有吸附性                           干电池电极

注意： 木炭、活性炭的吸附性属于物理性质。吸附过程中发生的变化属于物理变化。

二、新型碳单质

1、C₆₀分子是由60个      构成的分子，形似       。此外还发现了    状的碳单质。

2、金刚石、石墨、C₆₀都由碳元素组成，但它们性质差别很大，这是为什么？

三．碳的化学性质

1、碳的稳定性

（1） 碳原子的核外电子排布第一层有_____个电子，第二层（最外层）有_____个电子，因此常温下碳的化学性质          。

巩固练习：下列叙述中，主要利用了单质碳在常温下化学性质稳定的是(       )

①档案材料要用碳素墨水填写 ②木桩埋入地里的一段用火将其表面烤焦   ③石墨做铅笔芯   ④古代用墨汁写字绘画   ⑤石墨粉作耐高温的润滑剂

A.①④⑤           B.①②④           C.②③④          D.①③⑤

2、碳的可燃性 在点燃的条件下，当氧气充足时，碳跟氧气反应生成        ，反应的化学方程式为                 ；当氧气不充足时，则生成          ，反应的化学方程式为                     这两个反应都属于              （填反应类型）。

巩固练习：两份质量相同的碳，分别生成CO₂和CO时，消耗O₂的质量比是         （      ） A、1:1         B、2:1          C、1:2           D、3:2

3、碳的还原性

①观察教师演示[实验6—2]，并记录实验现象

现象：                                                             

分析：                                                            

化学方程式：                                                                          

实验结论：                                                       

你能根据还原反应的原理写出焦炭从含三氧化二铁的铁矿石中把铁还原出来的化学方程式吗？                                 。

②交流与讨论：

碳在常温下为什么具有稳定性？你能否从碳原子结构示意图中，得到结论？

 [深度思考]

根据碳的化学性质说出碳有哪些用途？

巩固练习：欲除去氧化铜粉末中混有的少量炭粉，可采用的方法是（     ）

A．将混合物隔绝空气加强热         B．采用先溶解然后过滤的方法

C．将H₂不断通过灼热的混合物       D．将O₂不断通过灼热的混合物

你的收获：

【有效训练】

1、关于金刚石和石墨的下列说法中，不正确的是(      )

A.它们都是由碳元素组成的单质           B.它们都是电的良导体

C.金刚石质硬，石墨质软                 D.金刚石、石墨里的碳原子排列不同

2、下列物质可用在防毒面具中的是（   ）

A、活性炭    B、金刚石    C、石墨      D、二氧化锰

3、近年来，科学家们发现，除金刚石、石墨外，还有一些新的以单质形式存在的碳。其中，发现较早并在研究中取得重要进展的是C₆₀分子。下列有关C₆₀的说法错误的是(    )

      A．它的一个分子中含有60个碳原子    B．它是一种新型的化合物

      C．它的相对分子质量为720            D．它是一种单质

4、如右图所示，将几块经过烘烤并冷却的木炭（活性炭）投入盛由红棕色二氧化氮的集气瓶中，轻轻摇动，看到的现象                     。其原因是                     。

5．已知四种物质常温下A是黑色固体，B、C、D都为无色气体，A和B在不同条件下分别化合生成C和D，A和C在高温条件下可化合生成氧化物D。

①写出它们的化学式：A      ，B      ，C      ，D       。

②A和另一种黑色固体加热反应能生成一种红色固体和气体C，反应的化学方程式为                     ，该反应属于                    反应

6．选择下列描述物质性质的词语填空：可燃性、吸附性、腐蚀性、导电性、导热性、挥发性、还原性、溶解性。

（1）木炭生火         ；（2）活性炭用于制糖业脱去红糖颜色制白糖          ；

（3）石墨制坩埚           ；（4）碳纤维制导线           。

（5） 用焦炭冶炼金属               

【课后提升】

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，该广告词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

2、最近科学家制得一种新的分子，它是由碳元素组成的，具有空心的类似足球状结构的一种分子，化学式是C₆₀。下列说法中不正确的是（ ）

A. C₆₀是一种新型的化合物      B. C₆₀和石墨是不同的碳单质

C. C₆₀是一种新的碳单质        D. C₆₀的相对分子质量是720

3．某物质经鉴定只含一种元素，则该物质是（   ）

A.肯定是一种单质       B.可能是几种单质组成的混合物

C.肯定是纯净物         D.可能是化合物

4.1991年碳纳米管被发现。碳纳米管是由石墨中的碳原子层卷曲而成的管状的材料，管的直径一般为几纳米到几十纳米，管的厚度仅为几纳米。碳纳米管由于其独有的结构和奇特的物理、化学特性以及潜在的应用前景而受到人们的关注。下列有关碳纳米管的说法中正确的是（    ）

 A．碳纳米管是一种新型的高分子化合物   B．碳纳米管导电属于化学变化 

 C．碳纳米管的化学性质常温时很稳定 D．碳纳米管的结构和性质与金刚石均相同

5.中国科学技术大学钱逸泰教授等以CCl₄和金属钠为原料，在700 ℃时制造出纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界权威的《科学》杂志上，立即被科学家高度评价为“稻草变黄金”。同学们对此的一些理解不正确的（ ）

A.金刚石属于金属单质  B.制造过程中元素的种类没有变化

C.CCl₄是一种化合物     D.这个反应是化学变化

6.将木炭和氧化铜的粉末混合物30克，加热一段时间后冷却，称的剩余固体的质量为25.6克。计算：1kejian.com

（1）生成了多少克CO₂;       (2)生成了多少克Cu?

(3)有多少克氧化铜参加了反应？