第六单元 碳和碳的氧化物
课题1 金刚石、石墨和C60
第1课时 碳
的
单
质
1.金刚石、石墨的物理性质和用途
(1)金刚石是
色、透明、
形状的固体,是天然
的物质,可用于钻探机钻头、裁玻璃、切割大理石等。?
(2)石墨是深灰色、不透明的
状固体,具有良好的
性,可用作电刷、电极等。?
2.木炭和活性炭的吸附性
由于木炭和活性炭都具有
的结构,因此它们都具有较强的
能力,可以吸附毒气、色素以及有异味的物质等。?
3.C60:每个C60分子是由
构成的,分子形似足球,结构很稳定。有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域。?
1.不同碳单质的物理性质存在差异,原因是碳原子的
。?
2.由同种元素组成的物质不一定是单质,也可能是混合物。
·知识点一:金刚石、石墨和C60的组成、结构、性质及用途
1.下列物质不属于碳单质的是
(
)
A.石墨
B.金刚石
C.C60
D.二氧化碳
2.(2020·辽阳中考)下列关于金刚石与石墨的说法中正确的是
(
)
A.都能导电
B.都是黑色固体
C.硬度都很小
D.都由碳元素组成
3.金刚石和石墨物理性质有很大差异的原因是
(
)
A.原子排列方式不同
B.原子大小不同
C.原子种类不同
D.原子数目不同
4.物质的用途和性质密切相关。下列用途主要是利用其化学性质的是
(
)
A.石墨作电极
B.金刚石作玻璃刀
C.煤作燃料
D.石墨制作铅笔芯
5.(2020·南京中考)C60在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。关于C60的叙述不正确的是
(
)
A.该物质由C60分子构成
B.该物质由60个碳原子构成
C.其相对分子质量为720
D.C60和C70是两种物质
·知识点二:其他常见碳单质的物理性质及用途
6.重庆某化工厂发生氯气泄漏事故,救援人员使用了防毒面具,以下适用于填充防毒面具并吸附毒气的是
(
)
A.金刚石
B.活性炭
C.石墨
D.焦炭
7.已知二氧化氮(NO2)是一种红棕色气体。现往盛有NO2气体的圆底烧瓶中投入少许木炭,一段时间后打开弹簧夹,观察到的现象是
,其原因是
。?
8.下列关于碳单质用途的叙述中,错误的是
(
)
①用石墨作润滑剂 ②活性炭用作电冰箱的除味剂
③防毒面具里用焦炭吸收有毒气体 ④制糖工业中用炭黑来吸附有色物质
⑤C60
应用在超导、催化、材料、医学等领域
A.①②③
B.②③④
C.③④
D.④⑤
9.我国“辽宁号”航母甲板上涂有耐高温、耐磨的碳化硅(SiC)涂层,碳化硅的结构类似于金刚石的结构,则构成碳化硅的微粒是
(
)
A.分子
B.原子
C.离子
D.中子
10.碳单质除了金刚石、石墨、C60外,科学家们还合成了C70、C90、C240等,由此做出如下推测:①同一元素可以形成多种单质;②单质可能存在复杂的分子结构;③单质的研究具有广阔的前景,其中正确的是
(
)
A.①
B.①③
C.②③
D.①②③
11.
(2021·福州质检)石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(如图),即极薄的石墨;中国天才少年曹原把两层石墨烯扭转一个“魔角(1.1°)”后,产生神奇的低温超导效应。下列有关说法正确的是
(
)
A.石墨烯属于化合物
B.单层和两层石墨烯均有导电性
C.石墨烯叠加过程有新物质产生
D.单层石墨烯中每个碳原子跟4个碳原子相连
12.碳和碳的氧化物在生产和生活中有着广泛的应用。
(1)下列物质的用途中,利用了石墨能导电的是
(填序号,下同);利用了金刚石硬度大的是
。?
(2)炭雕是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合,因为活性炭有疏松多孔的结构,具有
能力,所以,炭雕既可以净化室内空气,又可以美化居住环境。?
(3)二氧化碳是可以利用的重要资源。如在一定条件下可以制造金刚石,请将此反应的化学方程式补充完整:3CO2+4NaC(金刚石)+2X,X的化学式为
。?
13.“纳米材料”特指粒径1～100
nm(1
nm=10-9m)的颗粒,纳米材料和技术的应用几乎涉及现代工业的各个领域。歼-20是我国军工专家研制并建造的一款先进的五代战机,在这种战机的表面涂覆了一层用石墨制成的纳米碳膜,其厚度只有一根头发丝的二十万分之一。如图所示,这种碳膜的蜂巢是由原子构成的六边形单元向外延展而成的,涂覆在战机表面能有效吸收雷达发出的电磁波,起到良好的隐身作用。
(1)纳米碳膜的化学式为
。?
(2)下列关于纳米碳膜的说法正确的是
。?
A.制备过程中碳原子没有发生变化
B.纳米碳膜具有导电性
C.纳米碳膜能够吸收电磁波是因为具有特殊的结构
D.纳米碳膜能够溶于水
(3)如果你是设计歼-20飞机的总工程师,在给飞机涂覆这种纳米碳膜之前,应该对机身做怎样的处理:
。?
PAGE第2课时 单质碳的化学性质
1.碳的稳定性
稳定性:碳的单质在常温下化学性质
。碳受日光照射或与空气、水接触,都不易起反应。?
注意:碳原子的最外层电子数是4,既不容易失去电子,也不容易得到电子,所以碳在常温下性质稳定。
2.碳的可燃性
可燃性:①碳在氧气中充分燃烧:
;②碳在氧气中不充分燃烧:
。?
3.碳的还原性
(1)木炭在高温条件下还原氧化铜的反应:实验现象为
,化学方程式为
。?
(2)还原反应:
被夺去的反应。木炭使氧化铜还原成铜,木炭具有
性。?
(3)木炭与二氧化碳反应的化学方程式:
。?
·知识点一:碳的稳定性及其与氧气的反应
1.我国古代一些书法家、画家用墨(用炭黑等制成)书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色,这是因为单质碳具有
(
)
A.可燃性
B.还原性
C.在常温下,化学性质不活泼
D.吸附
2.(2021·泉州一检)下列对金刚石和石墨的认识错误的是
(
)
A.金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质
B.金刚石和石墨的燃烧产物一定是二氧化碳
C.石墨在一定条件下转化成金刚石是化学变化
D.金刚石和石墨物理性质有差异的原因是碳原子排列方式不同
·知识点二:碳与氧化物的反应
3.下列物质中,既具有可燃性,又具有还原性的固体单质是
(
)
A.一氧化碳
B.氢气
C.碳
D.氧气
4.在木炭还原氧化铜的实验中(装置如图所示):
(1)反应开始后,在盛澄清石灰水的试管中观察到的现象是
,说明该反应生成物中有
生成,被加热的试管中现象是
,反应方程式为
。?
(2)如图中酒精灯上加一个金属网罩的作用是
。?
(3)实验结束时,应先
,再撤掉
。?
(4)待试管完全冷却后再把试管里的粉末倒在纸上的原因是
。?
(5)该装置产生的生成物气体是否是纯净物
(填“是”或“不是”),如果不是,产生另一种气体的化学方程式为
(如果是纯净物,此空不填)。?
·知识点三:碳单质性质的综合考查
5.下列关于碳单质的用途及原因分析的描述不正确的是
(
)
用途
原因分析
A
石墨可用作电极
石墨可导电
B
金刚石可用来刻划玻璃
金刚石硬度很大
C
活性炭可用于消毒面具
活性炭具有吸附性
D
焦炭用于冶金工业
碳具有氧化性
6.关于碳的化学性质不正确的是
(
)
A.碳具有还原性,高温条件下,可以将氧化铜还原为单质铜
B.高温时碳能与二氧化碳反应
C.碳在氧气中充分燃烧是放热反应,而不充分燃烧时是吸热反应
D.碳在常温下能长时间保存不变质
7.十八世纪,拉瓦锡用放大镜聚集日光使玻璃罩内的金刚石燃烧,得到二氧化碳。坦南特进一步研究确认金刚石仅由碳元素组成。下列说法中错误的是
(
)
A.金刚石属于化合物
B.金刚石燃烧过程中放出热量
C.金刚石具有可燃性
D.金刚石燃烧的化学方程式为C+O2CO2
8.炭雕是一种集观赏、空气净化于一体的工艺品,其主要成分是碳。下列关于炭雕的说法错误的是
(
)
A.炭雕作为艺术品可长久保存
B.将制炭雕的下脚料粉末与氧化铜粉末共热,不能发生反应
C.摆放炭雕时必须远离火种
D.炭雕能吸附室内微量有害气体
9.碳原子是神奇的,既可构成世界上最软的矿物质石墨,也能构成自然界中最坚硬的物质金刚石。2017年合成出由碳原子构成的另外一种新物质T-碳。T-碳是一种蓬松的碳材料,内部有很大的可利用空间,密度非常小(约为石墨的,金刚石的),具有很高的硬度。下列关于T-碳的说法不正确的是
(
)
A.T-碳内部的可利用空间为其作为储能材料提供可能
B.相同体积的T-碳、石墨、金刚石,质量最轻的是石墨
C.T-碳、石墨、金刚石在氧气中充分燃烧均产生二氧化碳
D.T-碳、石墨、金刚石的物理性质有很大差异,其原因是碳原子排列方式不同
10.将3
g碳与10
g氧气置于密闭容器中,在一定条件下充分反应,反应后密闭容器中的物质为
(
)
A.一氧化碳
B.二氧化碳
C.氧气和二氧化碳
D.一氧化碳和二氧化碳
11.在化学实验室里模拟炼铜,既可用传统的实验装置(见图甲),又可用改进的微型实验装置(见图乙)。化学兴趣小组采用图乙装置,开展以下探究活动。
(1)写出木炭与氧化铜反应的化学方程式
,其中发生还原反应的物质是
。?
(2)判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是
。?
(3)使用图乙装置与使用图甲装置相比,其优点是
(写出一条即可)。?
(4)用甲装置进行实验,完毕后先停止加热,可能引起的后果是
。?
PAGE第六单元 碳和碳的氧化物
课题1 金刚石、石墨和C60
第1课时 碳
的
单
质
1.金刚石、石墨的物理性质和用途
(1)金刚石是 无 色、透明、 正八面体 形状的固体,是天然 最硬 的物质,可用于钻探机钻头、裁玻璃、切割大理石等。?
(2)石墨是深灰色、不透明的 细鳞片 状固体,具有良好的 导电 性,可用作电刷、电极等。?
2.木炭和活性炭的吸附性
由于木炭和活性炭都具有 疏松多孔 的结构,因此它们都具有较强的 吸附 能力,可以吸附毒气、色素以及有异味的物质等。?
3.C60:每个C60分子是由 60个碳原子 构成的,分子形似足球,结构很稳定。有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域。?
1.不同碳单质的物理性质存在差异,原因是碳原子的 排列方式不同 。?
2.由同种元素组成的物质不一定是单质,也可能是混合物。
·知识点一:金刚石、石墨和C60的组成、结构、性质及用途
1.下列物质不属于碳单质的是
(D)
A.石墨
B.金刚石
C.C60
D.二氧化碳
2.(2020·辽阳中考)下列关于金刚石与石墨的说法中正确的是
(D)
A.都能导电
B.都是黑色固体
C.硬度都很小
D.都由碳元素组成
3.金刚石和石墨物理性质有很大差异的原因是
(A)
A.原子排列方式不同
B.原子大小不同
C.原子种类不同
D.原子数目不同
4.物质的用途和性质密切相关。下列用途主要是利用其化学性质的是
(C)
A.石墨作电极
B.金刚石作玻璃刀
C.煤作燃料
D.石墨制作铅笔芯
5.(2020·南京中考)C60在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。关于C60的叙述不正确的是
(B)
A.该物质由C60分子构成
B.该物质由60个碳原子构成
C.其相对分子质量为720
D.C60和C70是两种物质
·知识点二:其他常见碳单质的物理性质及用途
6.重庆某化工厂发生氯气泄漏事故,救援人员使用了防毒面具,以下适用于填充防毒面具并吸附毒气的是
(B)
A.金刚石
B.活性炭
C.石墨
D.焦炭
7.已知二氧化氮(NO2)是一种红棕色气体。现往盛有NO2气体的圆底烧瓶中投入少许木炭,一段时间后打开弹簧夹,观察到的现象是 烧瓶内气体红棕色消失,水倒流入烧瓶内 ,其原因是 木炭具有吸附能力,烧瓶内的气体被吸附 。?
8.下列关于碳单质用途的叙述中,错误的是
(C)
①用石墨作润滑剂 ②活性炭用作电冰箱的除味剂
③防毒面具里用焦炭吸收有毒气体 ④制糖工业中用炭黑来吸附有色物质
⑤C60
应用在超导、催化、材料、医学等领域
A.①②③
B.②③④
C.③④
D.④⑤
9.我国“辽宁号”航母甲板上涂有耐高温、耐磨的碳化硅(SiC)涂层,碳化硅的结构类似于金刚石的结构,则构成碳化硅的微粒是
(B)
A.分子
B.原子
C.离子
D.中子
10.碳单质除了金刚石、石墨、C60外,科学家们还合成了C70、C90、C240等,由此做出如下推测:①同一元素可以形成多种单质;②单质可能存在复杂的分子结构;③单质的研究具有广阔的前景,其中正确的是
(D)
A.①
B.①③
C.②③
D.①②③
11.
(2021·福州质检)石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(如图),即极薄的石墨;中国天才少年曹原把两层石墨烯扭转一个“魔角(1.1°)”后,产生神奇的低温超导效应。下列有关说法正确的是
(B)
A.石墨烯属于化合物
B.单层和两层石墨烯均有导电性
C.石墨烯叠加过程有新物质产生
D.单层石墨烯中每个碳原子跟4个碳原子相连
12.碳和碳的氧化物在生产和生活中有着广泛的应用。
(1)下列物质的用途中,利用了石墨能导电的是 ④ (填序号,下同);利用了金刚石硬度大的是 ①③ 。?
(2)炭雕是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合,因为活性炭有疏松多孔的结构,具有 吸附 能力,所以,炭雕既可以净化室内空气,又可以美化居住环境。?
(3)二氧化碳是可以利用的重要资源。如在一定条件下可以制造金刚石,请将此反应的化学方程式补充完整:3CO2+4NaC(金刚石)+2X,X的化学式为 Na2CO3 。?
13.“纳米材料”特指粒径1～100
nm(1
nm=10-9m)的颗粒,纳米材料和技术的应用几乎涉及现代工业的各个领域。歼-20是我国军工专家研制并建造的一款先进的五代战机,在这种战机的表面涂覆了一层用石墨制成的纳米碳膜,其厚度只有一根头发丝的二十万分之一。如图所示,这种碳膜的蜂巢是由原子构成的六边形单元向外延展而成的,涂覆在战机表面能有效吸收雷达发出的电磁波,起到良好的隐身作用。
(1)纳米碳膜的化学式为 C 。?
(2)下列关于纳米碳膜的说法正确的是 ABC 。?
A.制备过程中碳原子没有发生变化
B.纳米碳膜具有导电性
C.纳米碳膜能够吸收电磁波是因为具有特殊的结构
D.纳米碳膜能够溶于水
(3)如果你是设计歼-20飞机的总工程师,在给飞机涂覆这种纳米碳膜之前,应该对机身做怎样的处理:
先对机身做绝缘处理 。?
PAGE第2课时 单质碳的化学性质
1.碳的稳定性
稳定性:碳的单质在常温下化学性质 不活泼 。碳受日光照射或与空气、水接触,都不易起反应。?
注意:碳原子的最外层电子数是4,既不容易失去电子,也不容易得到电子,所以碳在常温下性质稳定。
2.碳的可燃性
可燃性:①碳在氧气中充分燃烧: C+O2CO2 ;②碳在氧气中不充分燃烧: 2C+O22CO 。?
3.碳的还原性
(1)木炭在高温条件下还原氧化铜的反应:实验现象为 黑色粉末变红 ,化学方程式为 C+2CuO2Cu+CO2↑ 。?
(2)还原反应: 含氧化合物里的氧 被夺去的反应。木炭使氧化铜还原成铜,木炭具有 还原 性。?
(3)木炭与二氧化碳反应的化学方程式: CO2+C2CO 。?
·知识点一:碳的稳定性及其与氧气的反应
1.我国古代一些书法家、画家用墨(用炭黑等制成)书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色,这是因为单质碳具有
(C)
A.可燃性
B.还原性
C.在常温下,化学性质不活泼
D.吸附
2.(2021·泉州一检)下列对金刚石和石墨的认识错误的是
(B)
A.金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质
B.金刚石和石墨的燃烧产物一定是二氧化碳
C.石墨在一定条件下转化成金刚石是化学变化
D.金刚石和石墨物理性质有差异的原因是碳原子排列方式不同
·知识点二:碳与氧化物的反应
3.下列物质中,既具有可燃性,又具有还原性的固体单质是
(C)
A.一氧化碳
B.氢气
C.碳
D.氧气
4.在木炭还原氧化铜的实验中(装置如图所示):
(1)反应开始后,在盛澄清石灰水的试管中观察到的现象是 澄清的石灰水变浑浊 ,说明该反应生成物中有 二氧化碳 生成,被加热的试管中现象是 黑色粉末变红 ,反应方程式为 C+2CuO2Cu+CO2↑ 。?
(2)如图中酒精灯上加一个金属网罩的作用是 集中火焰,提高温度 。?
(3)实验结束时,应先 把导管从石灰水中移出 ,再撤掉 酒精灯 。?
(4)待试管完全冷却后再把试管里的粉末倒在纸上的原因是 防止刚反应完时粉末温度过高将纸引燃 。?
(5)该装置产生的生成物气体是否是纯净物 不是 (填“是”或“不是”),如果不是,产生另一种气体的化学方程式为 CO2+C2CO (如果是纯净物,此空不填)。?
·知识点三:碳单质性质的综合考查
5.下列关于碳单质的用途及原因分析的描述不正确的是
(D)
用途
原因分析
A
石墨可用作电极
石墨可导电
B
金刚石可用来刻划玻璃
金刚石硬度很大
C
活性炭可用于消毒面具
活性炭具有吸附性
D
焦炭用于冶金工业
碳具有氧化性
6.关于碳的化学性质不正确的是
(C)
A.碳具有还原性,高温条件下,可以将氧化铜还原为单质铜
B.高温时碳能与二氧化碳反应
C.碳在氧气中充分燃烧是放热反应,而不充分燃烧时是吸热反应
D.碳在常温下能长时间保存不变质
7.十八世纪,拉瓦锡用放大镜聚集日光使玻璃罩内的金刚石燃烧,得到二氧化碳。坦南特进一步研究确认金刚石仅由碳元素组成。下列说法中错误的是
(A)
A.金刚石属于化合物
B.金刚石燃烧过程中放出热量
C.金刚石具有可燃性
D.金刚石燃烧的化学方程式为C+O2CO2
8.炭雕是一种集观赏、空气净化于一体的工艺品,其主要成分是碳。下列关于炭雕的说法错误的是
(B)
A.炭雕作为艺术品可长久保存
B.将制炭雕的下脚料粉末与氧化铜粉末共热,不能发生反应
C.摆放炭雕时必须远离火种
D.炭雕能吸附室内微量有害气体
9.碳原子是神奇的,既可构成世界上最软的矿物质石墨,也能构成自然界中最坚硬的物质金刚石。2017年合成出由碳原子构成的另外一种新物质T-碳。T-碳是一种蓬松的碳材料,内部有很大的可利用空间,密度非常小(约为石墨的,金刚石的),具有很高的硬度。下列关于T-碳的说法不正确的是
(B)
A.T-碳内部的可利用空间为其作为储能材料提供可能
B.相同体积的T-碳、石墨、金刚石,质量最轻的是石墨
C.T-碳、石墨、金刚石在氧气中充分燃烧均产生二氧化碳
D.T-碳、石墨、金刚石的物理性质有很大差异,其原因是碳原子排列方式不同
10.将3
g碳与10
g氧气置于密闭容器中,在一定条件下充分反应,反应后密闭容器中的物质为
(C)
A.一氧化碳
B.二氧化碳
C.氧气和二氧化碳
D.一氧化碳和二氧化碳
11.在化学实验室里模拟炼铜,既可用传统的实验装置(见图甲),又可用改进的微型实验装置(见图乙)。化学兴趣小组采用图乙装置,开展以下探究活动。
(1)写出木炭与氧化铜反应的化学方程式 C+2CuO2Cu+CO2↑ ,其中发生还原反应的物质是 CuO 。?
(2)判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是 黑色固体中逐渐有红色固体产生,澄清的石灰水变浑浊 。?
(3)使用图乙装置与使用图甲装置相比,其优点是 操作简单(或其他合理答案) (写出一条即可)。?
(4)用甲装置进行实验,完毕后先停止加热,可能引起的后果是 液体倒流,引起试管炸裂 。?
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