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第六单元
课题1 金刚石、石墨和C60
1.了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途。
2.知道碳单质的化学性质。
3.知道不同的元素可以组成不同的物质,同一种元素也可以组成不同的物质。
一、金刚石
性质 用途
金
刚
石
天然最硬
玻璃刀
钻探机的钻头
钻石饰品
无色透明
强折光性
二、石墨
性质 用途
石
墨
能导电
(熔点高)滑腻感
电极、电刷
(高温)润滑剂
铅笔芯
深灰色,有金属光泽,不透明的细磷片状固体,质软
小常识
铅笔里面其实不含铅,是石墨和黏土混合而成的混合物。
铅笔中的HB:
H代表Hard,坚硬的;
B代表Black,黑的。
6B最软,颜色最深;
6H最硬,
HB软硬适中。
小结
金刚石 VS 石墨 色态 无色透明、正八面形状的固体 深灰色、有金属色泽,细鳞片状固体
硬度 最硬 质软、滑、在纸上
可留下痕迹
熔点 很高 高、耐高温
组成元素 碳 碳
导电性 不导电 导电
用途 钻石、刻划玻璃、切割大理石 润滑剂、
铅笔芯、作电极
结构
性质
决定
反映
金刚石和石墨均由碳元素组成,为什么物理性质却有很大差异?
正八面体
平面网状结构
因为碳原子排列方式不同
想一想
想一想
能否通过改变物质
结构,创造新物质?
石墨 金刚石
高温、高压
催化剂
化学变化
三、C60(足球烯)
性质 用途
C60
足球烯
分子形似足球,很稳定。
广泛应用于超导,气体贮存,催化,医学等领域。
四、碳纳米管
由石墨薄层卷曲而成的碳管,直径在几纳米到几十纳米之间。
五、石墨烯
2019年我国科学家首次实现世界上最小尺寸的石墨烯折叠。
生活中你还接触过哪些含碳单质的物质?
想一想
焦炭
活性炭
炭黑
木炭
实验6-1
单质碳
金刚石
石墨
C60
石
墨
碳
纳
米
管
烯
无定形碳
木炭
炭黑
焦炭
活性炭
小结
单质
混合物
金刚石 石墨 C60
化学式
物质 的构成
C
C
C60
C60是由C60
分子构成的
金刚石和石墨是由碳原子直接构成的
小结
2.金刚石、石墨、C60物理性质不同的原因:
碳原子排列方式不同.
小结
3.木炭、活性炭:有吸附性
4.
1.下列有关金刚石、石墨、C60、木炭的说法错误的是( )
A.金刚石是天然存在最硬的物质
B.C60是一种新型的化合物
C.石墨具有优良的导电性,可用作电极材料
D.木炭疏松多孔,具有吸附能力
B
练一练:
2.下列关于金刚石、石墨、C60的说法不正确的是( )
A.它们都是电的良导体
B.石墨质软,可作铅笔芯
C.C60是一种新型的单质
D.金刚石硬度大,可切割大理石
A
4.科学家预测:除C60外,具有封闭笼状结构的还可能有
C28、C32、C50、C70、C84等,下列说法正确的是( )
A.它们都是由碳元素组成 B.它们的性质相同
C.它们是新型的化合物 D.它们的用途相同
A
3.关于C60的下列叙述不正确的是( )
A.它是一种化合物
B.它是由碳元素组成的单质
C.相对分子质量为720
D.每个分子由60个碳原子构成
A
5.军事上有一种石墨纤维炸弹,爆炸后可以产生很多石墨纤维,主要用于攻击电力设施使其短路。这主要利用了石墨的什么性质 ( )
A.质软 B.导电性良好 C.有滑腻感 D.有金属光泽
B
6. 继“分子足球”C60之后,科学家又发现另一种“分子足球”N60。一定条件下N60中积累的巨大能量会在一瞬间释放出来,是未来的火箭燃料,N60属于( )
A.金属单质 B.非金属单质
C.化合物 D.混合物
B
7.物质的性质决定物质的用途。下列物质的用途主要由其化学性质决定的是( )
A.用活性炭脱色红糖来制白糖 B. 金刚石可切割大理石
C.用石墨做铅笔芯 D. 用氧气抢救病人
D
8.下列物质肯定是纯净物的是( )
①活性炭②铅笔芯③炭黑④墨汁⑤金刚石⑥C60
A.①②④ B.③⑥ C.③④⑤ D.⑤⑥
D
9、下列有关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末作润滑剂
C.铅笔芯主要是用铅和少量炭粉制成的。
D.活性炭可用作防毒面具的滤毒剂。
C
10.纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料,纳米碳管是一种由碳原子构成的直径几纳米的空心管,下列说法中,错误的是( )
A.纳米碳管是一种新型的有机化合物
B.纳米管材料如果完全燃烧,产物是CO2
C.纳米碳管材料管道多、表面积大、吸附力强
D.纳米碳管在常温下化学性质稳定
A
11.下列内容描述不正确的是( )
A.金刚石可作钻探机钻头,石墨可作电极、润滑剂,活性炭可作防毒面具的滤毒剂
B.木炭使红棕色二氧化氮气体褪色是物理变化
C.金刚石和石墨的物理性质有很大差别的原因是因为金刚石和石墨里碳原子排列不同
D.科学家发现一种组成为C60的物质,它是一种新型化合物。
D
12.如图是金刚石、石墨、C60的结构示意图,它们的化学性质相似,物理性质却有很大差异.其原因是( )
A.构成它们的原子大小不同
B.构成它们的原子数目不同
C.金刚石、石墨、C60由不同种原子构成
D.金刚石、石墨、C60里碳原子的排列方式不同
D
13.下列所述内容涉及的变化中有一项与其它不同,它是 ( )
A.家里衣柜中使用的卫生球会越来越小
B.军事上常使用石墨炸弹破坏敌方的电力设施
C.冰箱除味剂可除去冰箱中的异味(有效成分是活性炭)
D.中国科技大学的钱逸泰院士以CCl4为原料
制取了纳米级的金刚石
D
14.金刚石、石墨、 C60都是由 组成的单质。但是,金刚石是天然存在的最硬的物质,而石墨却很软,造成这种差异的根本原因是 不同。
除去冰箱里的异味,常使用由活性炭制成的除味剂,是因为活性炭具有 吸附 性,发生的是 变化(填“物理”或“化学”);
把石墨变成金刚石是 变化(填“物理”或“化学”);
碳原子排列方式
碳元素
物理
化学
课前复习
1.金刚石和石墨是由____元素组成的_____(同/不同)种物质
2.金刚石和石墨物理性质差异的原因
__________________________________
碳
不同
碳原子的排列方式不同
六、单质碳的化学性质
它们的物理性质相同吗?
它们的化学性质相同吗?
微观上,
都是由碳原子构成,
化学性质取决于构成它们的碳原子。
(充足)
(不充足)
放热
燃料
常温下,碳的化学性质不活泼。
C+O2 CO2
点燃
可燃性
点燃
1、单质碳的化学性质
2C+O2 2CO
清 张泽端
《清明上河图》
冬天用煤取
暖要注意通风
一氧化碳有毒
实验现象 结论
实验探究——碳与氧化铜反应
黑色粉末变红色
澄清石灰水变浑浊
有Cu生成
有CO2生成
还原性
冶炼金属
想一想
1.试管口为什么要略向下倾斜?
2.火焰上罩网罩的作用是什么?
3.实验结束时,为什么要先从石灰水中取出导气管再熄灭酒精灯?
防止冷凝水回流至试管底部,使试管底部受热不均炸裂。
集中火焰,提高温度
防止液体回流至试管底部,使试管底部受热不均炸裂。
C和CuO
气球
对比以下两个装置图,右图的有什么优点?
药品用量更少,能节约药品
用气球进行尾气处理,能保护环境
想一想
小结
的化学性质
1.常温下,碳的化学性质不活泼(古代墨字墨画)
2.可燃性
C + O2 ===CO2
点燃
(O2充足)
2C + O2 === 2CO
点燃
(O2不充足)
3.还原性
1.“钻石恒久远,一颗永流传。”这句广告词被评为20世纪的经典广告之一。该广告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
C
练一练:
2.下列对一些事实的解释错误的是( )
C
事 实 解释
A 书写档案规定必须使用碳素墨水 碳的化学性质稳定
B 石墨能够作电池的电极材料 石墨能够导电
C 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来 焦炭具有氧化性
D 制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖 活性炭具有吸附性
3.下图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图,下列说法正确的是( )
A.这四种物质的质地都很软
B.这四种物质碳原子的排列方式相同
C.这四种物质都可作润滑剂
D.这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2
D
4.请将合理的解释填在相应的横线上
A. 反应物的量不同 B. 反应物的温度不同
C. 分子的构成不同 D. 碳原子的排列方式不同
(1)金刚石、石墨、C60性质差异很大的原因是: 。
(2)水和过氧化氢都是由氢元素和氧元素组成的化合物,它们的性质之所以不同,是因为两种物质的: 。
(3)碳的单质有时化学性质很稳定,有时很活泼。这是因为: 。
(4)碳在氧气中燃烧,有时会生成二氧化碳,有时会生成一氧化碳。这是因为: 。
D
C
B
A
5.用木炭还原氧化铜的实验如图所示。
(1)酒精灯加灯罩的目的是 。
(2)加热一段时间后,可观察到的现象是 。
(3)请写出实验中C发生反应的化学方程式: 。
使火焰集中,提高温度
黑色固体变为红色,澄清石灰水变浑浊
(4)刚开始预热,试管②中立即产生气泡,但石灰水不变浑浊,原因是_______________________;
试管内的空气受热膨胀逸出
(5)停止加热时,应先将导管从试管②中撤出,这样操作的原因是_______________________
防止液体回流至试管底部,使试管底部受热不均炸裂。
(6)某同学停止加热时,把试管①的单孔橡皮塞拔下,不一会发现部分亮红色物质变黑了,分析造成这一实验现象的原因是 ____________________ .
热的铜又与氧气反应生成了氧化铜