課題1 金剛石、石墨和C60.PPT

小知識 黑火藥 　　黑火藥是我國古代四大發明之一，它是用硝酸鉀、木炭粉和硫磺粉混合而製成的。 　　黑火藥著火時，發生如下反應： 　　2KNO3 + S + 3C ==== K2S + N2 ↑+ 3CO2 ↑ 　　硝酸鉀分解放出的氧氣，使木炭和硫磺劇烈燃燒，瞬間產生大量的熱和氮氣、二氧化碳等氣體。由於體積急劇膨脹，壓力猛烈增大，於是發生了爆炸。據測，大約每4g黑火藥著火燃燒時，可以產生280L氣體，體積可膨脹近萬倍。由於爆炸時有K2S固體產生，往往有很多濃煙冒出，因此得名黑火藥。 金剛石結構 石墨結構 金剛石 石墨 相同點 1.都是由碳元素組成的單質 2.在氧氣中都可以燃燒, 生成二氧化碳 不同點 外觀 無色透明的正八面體形狀的晶體 深灰色有金屬光澤不透明的細磷片狀固體 密度 3.51克/厘米3 2.25克/厘米3 硬度 自然界物質中硬度最大 質軟 溶點 3550℃ 3652℃ 導電性 不導電 電的良導體 內部結構 金剛石和石墨里碳原子排列方式不同 轉化關係 石墨 金剛石 隔絶空氣2000℃, 1000000千帕 隔絶空氣1000℃ C60分子由60个碳原子構成，分子形似足球，又名足球烯。这种足球結構的分子很穩定。它應用于材料科學、超導體等方面的研究正在進行中。 超導材料，又稱為超導體（superconductor）。當某導體在一溫度下，可使電阻為零而稱之。零電阻和抗磁性是超導體的兩個重要特性。 3. C60 除了超導領域外，C60在以下幾個方面也具有廣泛的應用前景： ①氣體的貯存； ②有感覺功能的感測器； ③增強金屬的強度； ④新型的催化劑； ⑤光學應用； ⑥對癌細胞具有殺傷效應等醫療功能。 除C60外，一些新的單質碳也相繼被發現，如：C70、C240、C540等。 20世紀90年代初，科學家又致力於一種新型的納米材料──納米碳管的研究 這是一種非常奇特的材料，它是石墨中一層或若干層碳原子捲曲而成的籠狀“纖維”，內部是空的，外部直徑只有幾納米到幾十納米。這樣的材料很輕，很結實。它的密度是鋼的1／6，而強度卻是鋼的100倍。用這樣輕而柔軟、又非常結實的材料做防彈背心是最好不過 。 二. 同素異形現象與同素異形體 同種元素構成不同單質的現象叫同素異形現象; 由同種元素所形成的不同單質叫該元素叫同素異形體。 除金剛石與石墨外，生活中常接觸到的木炭、活性炭、焦炭、炭黑也是碳的單質。它們都是由石墨的微小晶體和少量雜質構成的。木炭具有疏鬆多孔的結構。焦炭、活性炭、炭黑的結構與木炭類似。 木炭、活性炭用途很廣，你想知道它們有什麼性質嗎？ 木炭是一種黑色多孔的固體。在隔絕空氣的條件下加熱木材，可以制得木炭。因為木炭具有疏鬆多孔的結構，表面積很大，能把氣體或溶液中的一些物質吸附在它的表面，可做吸附劑。 活性炭是黑色粉末狀和顆粒狀的固體。把木炭在隔絕空氣的情況下加強熱，並不斷通入水蒸氣，便可得到活性炭。活性炭具有比木炭更優良的吸附性能，可用來淨化各種氣體或液體。例如，活性炭可用做電冰箱的去味劑和制糖工業的脫色劑。防毒面具的濾毒罐裏裝的活性炭，可吸附毒氣，而使純淨的空氣通過 木炭能吸附紅墨水嗎？ 現象： 紅色逐漸褪去 分析： 木炭具有疏松多孔的結構，表面積很大，具有較强的吸附性，能將紅墨水吸附在木炭多孔性結構中。 加熱後的木炭 　炭黑是一種黑色的極細粉末，由含碳的有機化合物不完全燃燒或強熱分解制得。 ※炭黑，可用於製造油墨、油漆、鞋油、顏料以及橡膠輪胎的填料。 木炭 炭黑 活性炭 焦炭 相同點 1.主要成分都是由碳元素組成 2.都是由石墨的微小晶體構成 不同點 外觀 灰黑色多孔固體 很細的粉末 黑色顆粒狀固體 淺灰色有光澤多孔性固體 制備 木材干餾 氣態碳氫化合物不完全燃燒 木炭、堅果殼在強熱條件下通入水蒸氣 煙煤干餾 用途 燃料、制火藥、吸附劑 制油墨、油漆、橡膠填料 吸附脫色、淨化劑 燃料、冶金還原劑制水煤氣 三. 碳的化學性質(碳的可燃性和還原性) 碳跟氧氣反應 2C+O2=2CO (氧氣不充分時) C+O2=CO2 (氧氣充分時) 2. 碳跟某些氧化物反應 2CuO + C = 2Cu + CO2? 2Fe2O3 + 3C = 4Fe + 3CO2 ? 點燃 點燃 ? ? 從得氧和失氧的角度分析此反應: 碳得到氧,被氧化,生成二氧化碳。 碳是還原劑。 氧化銅失去氧,被還原成銅。 氧化銅是氧化劑。 C + 2CuO 高溫 2Cu + CO2 CuO C CO2 Cu 氫氣(H2) 常溫下 點燃、加熱或高溫時 可燃性 還原性 化學性質穩