金刚石、石墨和C60
课题1
可以，例如：氧元素可以组成氧气和
臭氧两种不同的单质，磷元素可以组成红磷和白磷两种不同的单质。
想一想
同种元素可以组成不同的单质吗
【温故知新】
？
什么叫单质？
这是什么元素？
c
想一想：你知道有哪些物质中
含有碳元素吗？
c
这是什么元素？
c
猜一猜：碳元素能组成不同的
单质吗？
想一想：你知道有哪些物质中
含有碳元素吗？
碳元素组成的单质
金刚石
石 墨
c60
一、碳的单质
1、金刚石
※ 纯净的金刚石是无色、透明、正八面体形状的固体。
物理性质
※ 金刚石是天然存在的最硬的物质。
课题1 金刚石 石墨 C60
钻石
钻石
天然金刚石
琢磨
纯净的金刚石晶体是无色透明、正八面体形状的固体
纯净的金刚石是一种无色透明的、正八面体形状的固体，经过仔细的琢磨就会成为璀璨夺目的装饰品——钻石
金刚石
含有杂质的金
刚石带有颜色
钻石装饰品
金刚石
坚硬是金刚石最重要的性质。利用这个性质，可用金刚石划玻璃。
金刚石可用于切割大理石或加工坚硬的金属等。
金刚石的主要用途
※ 装饰品——钻石
※ 划玻璃
※ 作钻探机的钻头
※金刚石作轴承等
无
1.金刚石
无色透明、正八面体形状的固体
硬度大
钻石饰品
（天然存在的最硬的物质）
铅笔含铅吗？
猜猜看：
它为什么叫“铅”笔？
快乐思考
铅笔芯中的石墨有哪些物理性质？
积极探究
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。
石墨是最软的矿物之一
石墨的用途
铅笔芯是石墨和粘土粉末混合而成的。
石墨还可以用来做电极。
石墨可以制成坩埚来熔炼金属。
家庭小实验
探究实验
铅笔

举一反三
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、熔点高。
2、石 墨
物理性质
※ 深灰色、有金属光泽、
不透明、细鳞片状固体。
※ 最软的矿物质之一，
有滑腻感。
※ 良好的导电性
※ 耐高温
石墨的主要用途
制造铅笔芯
制造石墨滑板
石墨耐高温，可以制
成坩埚来熔炼金属。
石墨坩埚
铅笔芯
润滑剂
电极
2.石墨
铅笔中的HB：
H代表Hard，坚硬的；
B代表Black，黑的。
6B含石墨最多、最软，颜色最深；
6H含石墨较少、最硬，HB居中。
写字、制图等
考试填涂、素描等
小拓展
金刚石和石墨的物理性质的比较
金刚石
石 墨
外观
硬度
导电性
用途
无色、透明、正八
面体形状的固体
天然最硬的物质
不导电
钻石、钻探机的钻 头、切割玻璃等
深灰色、有金属光
泽、细鳞片状固体
最软的矿物质之一
导电良好
铅笔芯、电极、润
滑剂等
金刚石
石墨粉
金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质
既然如此，为什么金刚石和石墨物理性质相差那么大呢？
讨论1：
金刚石的原子结构图
石墨的原子结构图
因为：碳原子的排列方式不同。
判断同种物质的标准：
1、组成元素相同
2、原子结构相同
将石墨转化成金刚石，虽然其元素没有变化，但其内部原子结构发生了改变，因此这一转变过程中产生了新的物质，是化学变化。
讨论2：
结合金刚石、石墨的性质和用途，讨论物质的结构、性质和用途之间有什么关系。
性质
决定
体现
用途
结构
决定
钻 石
电 极
质软
优良的导电性能
正八面体形状固体
深灰色、有金属光泽
有滑腻感
天然存在最硬的物质
无 色 透 明
请将下列相关的内容连线：
结 构 性 质 用 途
3、c60
每一个C60分子都是由60个碳原子构成。
C60的结构
C60和几个更新的碳单质
C60
C70
C540
C240
生活中常见含石墨的物质
走进生活
通常称为无定形碳的有木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。
木炭是一种灰黑色的疏松多孔性固体。
无定形碳：
由石墨的细小晶体和少量杂质构成
实验探究
现象：
红色逐渐褪去
分析：
木炭具有疏松多孔的结构，表面积很大，具有较强的吸附性，能将红墨水吸附在木炭多孔性结构中。
木炭能吸附红墨水吗？
回12张
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的。
回12张
活性炭
显微镜下的木炭的结构
疏松多孔的结构
为什么木炭会具有吸附性呢？
请说说活性炭的这一性质在生活中有什么应用？
制防毒面具、吸附色素等
木 炭 的 用 途
高性能木炭填充的枕头
活性炭的用途
食品脱色
冰箱去味剂
疏松多孔的结构
吸收一些食品和工业产品的色素、吸收有异味的物质
吸附能力比木炭强、吸附毒气、制糖工业里脱色制白糖
炼钢铁用的焦炭
炭黑
木炭、活性炭、炭黑、焦炭的用途
木 炭
取暖、写生、吸附
活性炭
炭 黑
焦 炭
吸附(气味、
色素）防毒
面具
颜料、油墨、鞋油、增加轮胎耐磨性
还原剂、
冶炼金
属
比较碳与炭的区别：
“碳”
“炭”
是元素的名称，是核电荷数为6的一类原子的总称。比如：碳元素、碳单质、含碳化合物、一氧化碳。（这儿不能用“炭”）
表示由碳元素组成的某种单质—木炭、活性炭、焦炭、炭黑等。
一般在未指明具体单质时，习惯上用碳，如“炽热的碳”
“当碳燃烧时”。
下列各物质的用途是利用了该物质的什么性质
（1）石墨常用于电池的电极，是因为___；
（2）活性炭可用于防毒面具的滤毒罐里，是因为___；
（3）金刚石可以作钻探机钻头，是因为__；
（4）木炭可以除去房间里的臭味，是因为__；
（5）石墨常用于制造铅笔芯，是因为______。
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
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
金刚石：碳原子间是立体网状结构,硬度大。
石墨：碳原子间是平面层状的结构，层与层之间很容易滑动。
⒈ 同一种元素也可以组成不同的物质。
⒉ 木炭、活性炭具有吸附性。吸附是物理变化.
3. 物质一切外在表现都是由其内在因素决定的。
物质的 结构决定性质；性质决定用途。
如：
四、小结：
请听题
下列物质中最硬的单质是 ( )
A.木炭
B.C60
C.金刚石
D.二氧化碳
c
请听题
家用净水器常用活性炭作净水剂,这是因为活性炭( )
A.可作催化剂
B.疏松多孔,吸附性强
C.无毒
D.可以把硬水转化为软水
B
金刚石和石墨的物理性质有很大的差异的原因是（ ）
请听题
D.金刚石和石墨是由不同元素组成的
C.金刚石不含杂质，而石墨含杂质
B.金刚石是单质，而石墨是化合物
A.金刚石和石墨里碳原子的排列不同
A
请听题
石墨可以作高温电炉的电极,是因为( )
A.能燃烧
B.能传热
C.很软
D.耐高温能导电
D
请听题
化学物质中有一种由多个六边形组成的形似足球的笼状分子，称为“足球烯”，化学式为C60。关于C60的说法正确的是（ ）
A.属于单质
B.属于混合物
C.每一个C60分子都是由60个碳分子构成
D. C60是实心的
A
请听题
金刚石和石墨都是（ ）
A.有金属光泽的无色透明晶体
B.电的良导体
C.非常坚硬的物质
D.由碳元素组成的单质
D
“钻石恒久远，一颗永流传”
二：单质碳的化学性质
北宋黄庭坚用墨（用炭黑等制成）写的字
试一试
“钻石恒久远，一颗永流传”（钻石的主要

成分是C）这句广告词说明碳在常温下

化学性质＿＿＿＿＿。
不活泼
单质碳的化学性质
一、常温下的稳定性： 用途：
二、高温下的活动性:
1、可燃性：
C+O2 = CO2
点燃
(放出热量)
单质C的可燃性
（1）、与充足的O2的反应：
（2）、与不充足的O2的反应：
(放出热量)
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。
【实验6-2】 C还原CuO
1、黑色粉末变成紫红色;
2、产生使澄清石灰水变白色浑浊的气体。
化学方程式：
现象：
2. 碳与某些氧化物的反应
碳可以还原其它金属氧物，

写出下列反应方程式：
C+
ZnO =
C+
Fe2O3 =
小　结
碳在常温时很稳定，在加热或高温

条件下具有可燃性和还原性。
“炭”指由碳元素形成的部分单质，主要有木炭、焦炭、活性炭与炭黑.“碳”是元素的名称，是核电荷数为6的所有原子的总称.因此，炭是由碳元素形成的单质，但碳元素形成的单质并非都是炭，如金刚石、石墨等.
“碳”和“炭”有什么不同？
碳的单质主要有金刚石和石墨，还有无定形碳，无定形碳包括木炭、活性炭、焦炭和炭黑等。
碳的化学性质
1.在常温时很稳定 2.在加热或高温条件下具有可燃性
3.在加热或高温条件下具有还原性。
现象：黑色粉末逐渐变成红色，产生的气体能使石灰水变浑浊
现象？
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。
讨 论
在烧得很旺的炉子里添上大量的新煤后，

温度为什么反而降低，而且还容易产生煤气？
由于碳燃烧中生成的二氧化碳与碳反应生成一氧化碳，同时吸收热量使周围温度降低。
课堂练习
1.在 反应C＋2CuO 2Cu +CO2 中，_____是氧 化剂，______是还原剂，_______被氧化，____
被还原。
2.在埋木桩之前，往往把埋入地里的那一段的表面
用小火烧黑，其理由是______________________
____________________________。
CuO
C
CuO
C
把表面烧制成碳，碳在
常温下性质稳定，可以保护木材不受腐蚀
4.下列变化中，属于化学变化的是（　　　）
A.混有红棕色的二氧化氮气体的空气通过活性炭后，气体颜色消失
B.石墨在一定条件下转变成金刚石　　C.石墨导电
D.蒸馏水中滴入红黑水，加入几块木炭后振荡，过滤后滤液无色
5.金刚石和石墨物理性质有很大差异的原因是（　 ）
A.两者核电荷数不同　　　　　B.两者核外电子数同
C.两者最外层电子数不同　　　D.两者碳原子排列不同
6.下列变化中，属于化学变化的是（　　　）
A.用石墨粉打开生锈的铁锁　　　B.金刚石刻划玻璃
C.石墨转化为金刚石　　　　　　D.铅笔芯折断
B
D
C
7.下列说法中，正确的是（　　）
A.金刚石和石墨都是碳元素组成的，所以是同种
　物质
B.金刚石和石墨燃烧时都可以生成二氧化碳
C.碳的化学性质不活泼，在常温下和高温下都不
　容易起变化
D.金刚石、石墨、木炭、活性炭都能吸附二氧化
　氮气体
B
8.关于CO2+C 2CO的叙述中不正确的是（　　）
A.属于化合反应　　　　B.属于氧化还原反应
C.碳发生氧化反应　　　D. CO2是还原剂　
9.某黑色粉末在不同条件下跟氧气反应生成甲、乙两种气体，甲气体跟此黑色粉末在高温下反应也能产生乙气体，此粉末是（　　）
A.氧化铜　B.木炭粉　C.二氧化锰　D.铁粉
10.下列物品中，有用金刚石做的是（　　　）
A.装饰品　　　　　　　B.耐高温的坩埚
D.电池中的电极　　　　　D.冰箱中的除异味剂
高温
D
B
A
11.测得某物质中只含一种元素，该物质是（　　　）
A.一定是一种单质　　B.一定是纯净物
C.一定是化合物　　　D.可能是纯净物也可能是混合物
12.下列各组物质中，是由同一种元素形成的两种单质是（　　　）
A.氧气和臭氧（O3）B.氧气和液态氧
C.金刚石和石墨　　　　　D.水和冰
13.下列叙述中能证明金刚石和石墨是由相同元素组成的是
A.金刚石和石墨的熔点都很高　　　B.它们都不能溶于水
C.它们分别在足量的氧气中燃烧后的产物是二氧化碳
D.石墨在一定的条件下能转化为金刚石 ( )
D
AC
C
14.下列物质中碳元素的化合价相同的一组（　）A.C和CO　　　　　　　B.CO和CO2　
　　 C.CO2和H2CO3　　　　D.CO和CaCO3
15.自然界里有天然存在的碳单质是（　　　）
A.木炭　　B.焦炭　　C.活性炭　　D.金刚石
16.下列有关碳和氢气叙述中，不正确的是（　）
A.都具有还原性，能跟氧化铜反应
B.都能在空气中燃烧　　C.常温下化学性质稳定
D.自然界里没有单质存在
C
D
D
17.将两种黑色固体粉末A和B装入大试管中加热，产生了能使澄清石灰水变浑浊的气体C。若将C通过炽热的固体A，则转变成一种可燃性气体D。D气体在氧气中燃烧又变成气体C。当试管里的物质反应完毕后，黑色粉末变成了红色的E。根据以上叙述填空。
（1）用化学式表示：A＿＿＿＿；B＿＿＿＿；
　C＿＿＿＿；D＿＿＿＿；E＿＿＿＿＿。
（2）写出下列两步转化的化学方程式。
A＋B　　C＋E　＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
C＋A　　　D　＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
C
CuO
CO2
CO
Cu
C＋2CuO 2Cu +CO2
高温
CO2+C 2CO
高温
2.将碳和氧化铜的粉末混合物30克，加热一段时
　间后冷却，称得剩余固体25.6克。计算：
（1）生成了多少克二氧化碳？
（2）生成了多少克铜？
（3）有多少克氧化铜参加了反应？