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金刚石、石墨和C60
第1课时
碳的单质
(1)金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质,它们的物理性质差异较大是由于碳原子的排列方式不同。
①金刚石的物理性质及用途:
纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体,是天然存在的最硬的物质。可用来裁玻璃、切割大理石、作钻探机的钻头、作装饰品等。
②石墨的物理性质及用途:
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。石墨很软,可用于制铅笔芯;石墨具有优良的导电性,可用作电极;石墨有滑腻感,可用作润滑剂等。
③C60的物理性质及用途:
C60分子形似足球,可作超导体、制备新材料等。
(2)无定形碳:
①木炭主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的,木炭具有疏松多孔的结构,具有吸附能力。
②焦炭、活性炭和炭黑的构成和结构与木炭相似。活性炭的吸附能力比木炭强,防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的,制糖工业中也利用活性炭来脱色以制取白糖。
③物质的性质与用途的关系:性质决定用途,用途体现性质。
易错警示:①由同种元素组成的不同单质,如金刚石和石墨、红磷和白磷等,其物理性质不同,但化学性质基本相同。
②同种元素组成的不同单质可以相互转化,如石墨在一定条件下能转化为金刚石,此变化是化学变化,而不是物理变化。
③木炭和活性炭的吸附性是物理性质,木炭、活性炭使其他物质脱色的过程是物理变化。
新知要点
1.由碳元素组成的单质——金刚石、石墨和C60由于________________________不同,导致它们在______________上有较大差异。
2.金刚石:天然存在____________的物质,几乎不导电。
3.石墨:很软、有滑腻感,具有优良的____________。
4.每个C60分子由_______________构成,它形似____________,这种结构的C60分子性质____________。
5.木炭、活性炭具有疏松多孔的结构,因此具有____________性,可以吸附异味和溶液中的____________。
碳原子的排列方式
物理性质
最硬
导电性
60个碳原子
足球
很稳定
吸附
色素
1.由同种元素组成的物质不可能是( )
A.单质 B.化合物
C.纯净物 D.混合物
B
易错警示:本题易错选D项。含有同种元素的物质可能是单质,也可能是混合物。
2.中考实行网上阅卷后,答题时必须用2B铅笔填涂答题卡,2B铅笔芯的主要成分是( )
A.石墨 B.金刚石
C.木炭 D.C60
A
3.金刚石、石墨的物理性质有很大差异的原因是( )
A.金刚石是单质,石墨是化合物
B.金刚石和石墨的结构中碳原子的排列方式不同
C.金刚石和石墨是由不同种元素组成的
D.金刚石不含杂质,石墨含杂质
B
4.活性炭能净水,主要是因为它具有( )
A.难溶性 B.稳定性
C.吸附性 D.可燃性
C
5.中华炭雕(主要成分是木炭)是一种集观赏与空气净化于一体的工艺品,下列关于它的说法错误的是( )
A.炭雕能吸附室内的有害气体
B.炭雕内部具有疏松多孔的结构
C.炭雕是轻质透明的固体
D.炭雕吸附有害气体是物理变化
C
6.如图所示,将活性炭投入盛满红棕色二氧化氮(NO2)的广口瓶中,立即塞上橡胶塞。
(1)轻轻摇动广口瓶,可看到的现象是____________________,
该现象说明_____________________________。
(2)打开橡皮管上的弹簧夹,看到的现象是
______________________________________________________。
红棕色逐渐消失
活性炭具有吸附性
倒置漏斗内液面上升(或烧杯中的部分水被压入集气瓶)
1.下列关于金刚石、石墨、C60和活性炭的说法中正确的是( )
A.金刚石质软,可作铅笔芯
B.石墨硬度大,可用来裁玻璃
C.活性炭导电性强,可作电极
D.C60应用于材料科学、超导体等方面的研究正在进行中
2.下列有关金刚石、石墨和C60的说法正确的是( )
A.均具有可燃性 B.均具有导电性
C.均由碳原子构成 D.均为无色透明的固体
D
A
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.下列有关物质性质与用途的说法中,错误的是( )
A.石墨有滑腻感,可用来作电极
B.焦炭有还原性,可用于冶金工业
C.活性炭有吸附性,可用来吸附异味
D.金刚石的硬度大,可用来切割玻璃
A
A
5.木炭和活性炭都具有吸附作用,是因为( )
A.常温时化学性质都不活泼
B.颗粒都很小,而且是黑色的
C.都有疏松多孔结构
D.都不具有毒性
C
6.我国高铁正在走向海外市场。动车组与架空电线的接触材料应具有耐高温、不易氧化、能导电而且顺滑的性质。你认为该材料可选用( )
A.铁 B.石墨 C.金刚石 D.铜
B
7.澳大利亚科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”,每个泡沫含有约4000个碳原子,直径约6~9 nm,在低于-183 ℃时,该泡沫具有永久磁性。下列叙述正确的是( )
A.“碳纳米泡沫”是碳单质
B.“碳纳米泡沫”是混合物
C.“碳纳米泡沫”是一种新型的含碳化合物
D.“碳纳米泡沫”和金刚石的性质相同
A
8.石墨在高温、高压和有催化剂的条件下可以转化为金刚石,对这一变化下列说法中正确的是( )
A.该变化属于物理变化
B.该变化属于化学变化
C.该变化中元素的种类发生了改变
D.该变化中得到的金刚石是由分子构成的
B
9.下列关于碳的几种单质的组成和用途的说法错误的是( )
A.璀璨夺目的天然钻石是由碳元素组成的
B.长期未用而难开启的铁锁,可在锁孔中加入少量铅笔芯粉,从而易于开启
C.金刚石可装在钻探机的钻头上钻凿坚硬的岩石
D.铅笔芯主要是用少量铅和炭粉做成的
D
10.世界上的几千万种物质都是由一百多种元素组成的,同一种元素能够形成不同种单质,如碳元素能形成的单质有___________、__________和C60等,这几种碳单质化学性质____________(填“相似”或“不同”,下同),物理性质____________,其原因是___________________________;相同的元素能组成不同的物质,如氢元素和氧元素能组成水和____________(填化学式)。
金刚石
石墨
相似
不同
碳原子排列方式不同
H2O2
11.C60的发现使人类了解到一个全新的碳世界,根据下图回答下列问题:
C60的分子结构与足球相似
(1)C60属于____________(填“单质”或“化合物”)。
(2)C60这种物质是由____________(填“分子”或“原子”)构成的。
(3)C60与金刚石、石墨具有相似的___________(填“化学”或“物理”)性质。
单质
分子
化学
12.碳单质除了金刚石、石墨、C60外,科学家们还合成了C70、C90、C240等,由此作出如下推测: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
D
13.单层石墨称为石墨烯,这种“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为是目前世界上最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料。下列关于石墨烯的叙述中正确的是( )
A.石墨烯的化学式为C
B.石墨烯的硬度小于金刚石
C.石墨烯属于化合物
D.石墨烯中碳元素的化合价为+4
A