《金刚石、石墨和C60》同步练习
1、碳的单质有
、
和
等，其中
是天然存在的最硬的物质，
是最软的矿物之一，金刚石和石墨物理性质的差异是因为
。
2、一个C60分子是由
个碳原子构成的，它形似足球，它主要应用于
的研究。
3、木炭和活性炭都具有
性，是因为它们具有
的结构。
4、碳的单质在常温下化学性质
。
5、碳具有可燃性。①
碳在氧气中充分燃烧的反应方程式
；②
碳在氧气中不充分燃烧的反应方程式
。
6、碳具有还原性。碳在高温条件下还原CuO的实验现象为
，化学方程式为
。
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．吸附性
2、下列过程中发生了化学变化的是
（
）
A.石墨导电
B.金刚石切割金属
C.用铅笔写字
D.用焦炭冶炼
3、下列关于碳单质的说法中正确的是
(
)
A.
C60的相对分子质量为720
B.
金刚石、石墨和C60都由碳元素组成，结构相同
C.
木炭具有还原性，常温下可以将氧化铜中的铜还原出来
D.
石墨很软，不能用于制石墨电极
4、下列关于金刚石和石墨的说法正确的是(
)
A．组成元素相同
B．原子的排列方式相同
C．都能导电
D．硬度都很大
5、碳单质存在形式有多种，用途各不相同。下图中体现活性炭用途的是(
)
A
B
C
D
6、下列说法中，正确的是(
)
A．金刚石、石墨都是由碳原子构成的，都很硬
B．单质碳具有还原性
C．用活性炭可除去硬水中的氯化钙杂质
D．木炭燃烧时吸收大量的热
7、有关C+2CuO2Cu+CO2↑的反应，说法正确的是(
)
A．CuO
具有氧化性
B．C发生了还原反应
C．反应前后固体质量不变
D．反应前后碳元素的化合价没有改变
8、金刚石和石墨的物理性质有很大的差异，其原因是
。
9、防毒面具的滤毒罐里盛放了一定量的活性炭，目的是用来除去有毒气体，这是利用了活性炭的
性。
10、如下图所示三种物质的物理性质
(填：“有”或“没有”)差异。你在初中化学中先后接触到以下几组物质：O2
和O3
；红磷和白磷；金刚石、石墨和C60
。由此可以得出的结论是
。
11、在常温下，碳的化学性质__________，在点燃条件下，碳跟充足的氧气反应生成______，化学方程式是__________________
；当氧气不充足时，碳燃烧生成______，化学方程式是_____________________
；这两个反应都属于________反应(基本反应类型)。
12、在木炭还原氧化铜的实验中：
(1)反应开始后，在盛澄清石灰水的试管中观察到的现象是________________，说明反应中有_______生成，被加热的试管中发生的化学反应方程式是
。
(2)反应完成后，把被加热的试管里的粉末倒在纸上可以看到有____色的铜，这是由于
。
(3)右图中酒精灯上加一金属网罩的作用__________________________。
(4)实验结束时，应先_____________，再撤掉____________。
1、下列变化属于化学变化的是(
)
A．金刚石制成钻石
B．石墨制成金刚石
C．木炭使NO2褪色
D．石墨导电
2、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4
000个碳原子，直径约6到9nm，在低于－183℃时，泡沫具有永久磁性。下列叙述正确的是(
)
A．“碳纳米泡沫”和金刚石的性质相同
B．“碳纳米泡沫”在氧气中充分燃烧的产物只有二氧化碳
C．“碳纳米泡沫”是碳单质
D．“碳纳米泡沫”是一种新型的碳化合物
3、关于碳的化学性质，叙述不正确的是(
)
A．温度越高，碳的活泼性越强
B．碳具有还原性，炽热的碳能使氧化铜还原成铜
C．碳在氧气中充分燃烧放出热量，而不充分燃烧吸收热量
D．碳在常温下能长时间保存不变质
4、
石墨烯是新发现的二维空间材料，它是由石墨制成的新型碳单质，金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图如下图所示，下列关于这四种物质的说法中正确的是(
)
A．都是黑色固体
B．都质软可作润滑剂
C．碳原子排列方式都相同
D．在氧气中充分燃烧都生成二氧化碳
5、(1)纯净的金刚石是无色透明、
正八面体
形状的固体。它是天然存在的最
硬
的物质，可用来裁玻璃。
(2)电车与电缆接触的部分称作“电刷”，制作“电刷”的物质是一种碳的单质，这种碳单质是
石墨21教育网
(填名称)。该物质应该具备的性质是
③
(填序号)。①硬度大
②导热性
③导电性。
(3)活性炭具有
疏松多孔
的结构，具有
吸附
能力，制糖工业利用活性炭来脱色制白糖。
(4)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不变色，这是由于
在常温下，碳的化学性质不活泼21cnjy.com
。。
。
6、将黑色粉末A、B混合装入试管中加强热，生成红色固体C，同时放出无色气体D。加热A并通入D时只生成一种气体E。根据上述内容，回答下列问题：
(1)写出各物质的化学式：A
；B
；C
；D
；E
。
(2)写出A和B、A和D反应的化学方程式：
，
。
7、小明同学在实验室用木炭和氧化铜的混合物17．2g，在老师的指导下，用酒精喷灯加热使之充分反应，冷却后称量固体的剩余物为12．8g，该同学所称的CuO质量为多少克？
参考答案
基础达标：
1、金刚石，石墨，C60，金刚石，石墨，碳原子的排列方式不同
2、60，超导方面
3、吸附，疏松多孔
4、不活泼
5、①
C+O2CO2；②
2C+O22CO
6、黑色粉末逐渐变成红色，
C+2CuO2Cu+CO2↑
知识巩固：
1、C
2、D
3、A
4、A
5、D
6、B
7、A
8、原子的排列方式不同
9、吸附
10、有同种元素可形成不同的单质。
11、稳定
二氧化碳
C+O2CO2
一氧化碳
2C+O22CO
化合
12、(1)澄清石灰水变浑浊
二氧化碳
C+2CuO2Cu+CO2↑
(2)亮红
木炭有还原性，能与氧化铜反应，生成金属铜
(3)使酒精灯的火焰集中，使被加热部位的温度更高
(4)把导气管从澄清石灰水中移出
酒精灯
能力提升：
1、B
2、A
3、C
4、D
5、(1)正八面体
、、、硬
；硬
(2)石墨、③；③
(3)疏松多孔、，，吸附；(4)在常温下，碳的化学性质不活泼在常温下，碳的化学性质不活泼
。。。。
6、(1)C；CuO；Cu；CO2；CO
(2)C+2CuO2Cu+CO2↑；C+CO22CO
7、解：
基础达标
知识巩固
能力提升《金刚石、石墨和C60》
本课题主要学习金刚石、石墨和C60，其主旨是在学习这三种单质物理性质的过程中，激发学生学习化学的兴趣，使学生认识到化学在促进社会发展和提高人类生活质量方面的重要作用，知道一种元素可以组成多种物质，为以后学习同素异形体打下基础。教材内容在呈现方式上注意把教学情境和学生生活实际相联系，
既介绍了日常生活中常见的含碳物质，如玻璃刀、铅笔芯、电车电刷等，又引入了一些高新科技材料，如人造金刚石、金刚石薄膜和纳米碳管等，同时还引入诸如“温室效应”等社会关注的问题。教材图文并茂，为开展教学提供了良好的依据和条件。
学生已有的生活经验使他们已经获得了一些有关碳单质的感性认识，通过
前面五个单元的学习，基本形成了由现象分析性质，由性质推演用途的逻辑思维方式。然而，学生对于物质的性质与其内在结构的关系尚不十分清楚，因此，使学生建立“结构——性质——用途”三者之间的关系即构成本课题的重要认知目标。在技能方面，学生已有一定的基本操作能力，并能设计简单的探究实验，通过本课题的学习，可以强化他们已有的知识和技能，激发其学习兴趣，使之真正把化学和生活联系起来。
本着“教学应从学生已有的经验出发，让学生在熟悉的生活情景中感受化学的重要性，了解化学与日常生活的密切关系”的基本理念。本课题教学从国画的颜料“墨”入手，引导学生进入学习和探究的角色，展开对课题：金刚石、石墨和C60的学习。由金刚石的用途经师生共同分析，总结其性质。然后以同样的手法展示石墨的用途，引导学生预测石墨的物理性质，并通过实验予以验证。由这两种单质迥然不同的性质，结合教师提供的金刚石和石墨的结构图，引导学生认识并理解“结构——性质——用途”之间的关系。再通过巩固性练习，加深学生对结构、性质和用途之间关系的理解。最后通过展示C60分子的神奇结构以及碳的新型材料，使学生获取信息，认知结构，激发兴趣，逐步形成科学的思维方式和创新意识，培养学生学习化学的科学素养。
【知识与能力目标】
1、了解金刚石、石墨等碳单质的物理性质和用途
；
2、知道同一元素可以组成不同的物质；
3、知道碳单质的化学性质。
【过程与方法目标】
1、通过对碳的几种单质的结构、性质和用途的学习，建构“结构—性质—用途”三
者之间思维关系模型；
2、通过对碳的物理性质的探究，激发学生的创新意识，并形成以发展的眼光来看待碳的单质的观点。
【情感态度价值观目标】
1、使学生感受科学探究的乐趣，树立科学观念；
2、通过对碳单质用途的学习，使学生感受化学与生活息息相关、处处离不开化学，进一步增强他们学习化学的兴趣。
【教学重点】
碳单质的物理性质和用途。
【教学难点】
碳的几种单质性质不同的原因。
石墨棒、木炭、活性炭、小刀、导线、干电池、铅笔芯、小灯泡、红
墨水、烧杯、药匙、多媒体投影仪。
2课时
第一课时
【引言】同学们：水墨画所用的主要颜料——墨，是碳氏家族的主要成员。大家看到的下面这幅画是宋代的《清明上河图》，它的主颜料就是墨，其色彩至今保持完好，清晰逼真，这跟墨的性质有着紧密的关系，那么，墨的化学组成是什么？它到底有哪些性质呢？这就是老师今天要和大家共同学习的内容：金刚石、石墨和C60。
【教师讲解】金刚石、石墨和C60是碳氏家族重要的三种单质，它们都是由碳元素组成的。大家想一想，它们的性质会相同吗？
【学生活动】讨论交流。
【教师讲解】下面
，我们一起来认识这几种单质，首先学习金刚石。同学们见过金刚石吗
能举出一些金刚石的例子吗？
【学生讨论】玻璃刀上有金刚石，钻探机钻头，还有钻石等。
【教师活动】同学们列举的很好，老师这里也收集了一些资料，我们来看一下。
投影展示金刚石图片：
【教师讲解】从大家列举的例子和老师给大家看到的资料中，大家能总结出金刚石有什么基本的性质呢？下面大家按小组讨论金刚石的性质、用途，请参照下表进行总结。
性质
用途
色透明、正八面体形状的固体
（色泽外观）
经仔细琢磨后，成为装饰品——钻石。
自然界中存在的最硬物质。（硬度）
划玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，装在钻探机的钻头钻凿坚硬的岩层。
【学生活动】根据讨论结果对表格进行填写。
【教师活动】同学们总结得很好，上面列举的金刚石的用途利用的都是它的物理性质。那么，大家想一想石墨会不会有类似的性质呢？我们来根据实验推测一下石墨的性质。
【学生活动】实验用品：石墨棒、木炭、活性炭、小刀、导线、干电池、铅笔芯、小灯泡、红墨水、烧杯、药匙。
问题1：石墨的外观是什么样的，它的硬度怎么样？
问题2：石墨的导电性怎么样？
问题3：活性炭有什么性质？
问题4：净水器中为什么要使用活性炭？
学生可能的假设：石墨具有深灰色鳞片状固体；较软；能够导电；活性炭能使滴有红墨水的水褪色。
学生可能的实验设计方案：方案1：用小刀切割石墨棒，观察它的颜色。方案2：用导线将干电池，铅笔芯和小灯泡连起来，观察小灯泡的发光情况。方案3：滴有红墨水的水加入活性炭后，观察颜色变化。
（学生做验证实验，教师进行巡回指导。）
【学生总结】石墨是深灰色鳞片状固体；略有金属光泽；质软；能导电；活性碳能使滴有红墨水的水颜色褪去。
（各小组基本上可以将石墨物理性质总结出来，如有不严密的地方，老师帮助补充完整。）
【教师总结】石墨的物理性质：
外观：深灰色细鳞片状固体；
光泽：有金属光泽；
硬度：较软；
导电性：能导电。
【提问】通过这个练习，请同学们对比一下金刚石和石墨的这些性质，从中能够发现什么
明显的区别吗？
【学生活动】对比并回答问题。
【教师讲解】同学们总结的很好。那么我们思考一下，为什么同样是碳的单质，但性质却差这么多呢？先来看屏幕上的两幅结构图。
【教师讲解】这两幅图是金刚石和石墨的原子结构示意图，大家通过上面我们总结出来的性质结合这两副图，能够推演出什么样的关系吗？
引导学生得出：
1、金刚石和石墨的结构不同所以它们的性质也不同；
2、石墨结构是一层一层的，所以质软；
3、石墨结构是层状的，所以能够导电；
4、金刚石的结构中原子之间相互交错相连，所以它很硬；
5、金刚石稳定也是它结构稳定导致的；
6、木炭的结构决定了它具有吸附性质，所以可以用在净水器中。
……
结构性质用途
连接下列性质和用途：
性质
用途
1、不透明细鳞片状固体2、天然存在最硬的物质
3、很软、有滑腻感
4、深灰色、有金属光泽
5、正八面体形状固体
6、优良的导电性能
7、无色透明8、多孔结构
1、铅笔芯2、钻石3、电车电刷4、电炉电极5、玻璃刀6、钻井钻头
7、燃烧8、净水器9、防毒面具
【教师活动】其实，碳氏家族的单质中还有很多神奇的结构，这些结构导致它们具有不同的性质和特殊的性质。C60其中一种。
【小结】这就是本节课我们共同学习的主要内容。
1、金刚石、石墨的物理性质及用途。
2、碳的不同单质物理性质不同的原因是因为构成它们的碳原子的排列方式不同。
3、物质的结构、性质和用途之间的关系。
第二课时
【导入】
1、利用多媒体展示几幅古画或古人真迹。这些字画都已几百年乃至几千年，纸或布都已破损，但黑色（墨中含有碳）仍然不变，这说明了什么问题？
2、利用多媒体展示被火将表面烧成黑色的柱子。
【学生活动】讨论这反映了碳的什么化学性质？引导学生思考碳分别在常温和高温下的性质区别。
【教师讲解】上述两个现象都与碳的化学性质有关，说明了在常温下，碳的化学性质不活泼。经得起风吹、日晒、雨淋。但升高温度，碳就会发生反应。
碳的化学性质
1、稳定性
常温下,化学性质不活泼(用于绘制书画和档案填写)
2、可燃性
碳具有可燃性，但碳在不同条件下燃烧，其产物相同吗？（引导学生思考并讨论）
（1）充分燃烧:生成二氧化碳
C+O2CO2
（2）不充分燃烧:生成一氧化碳
2C+O22CO
除此之外碳还有还原性。
3、还原性
C+2CuO2Cu+CO2↑
3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑
在这两个反应里，氧化铜的氧被碳夺取，这种反应是还原反应，碳具有还原性。碳是重要的元素，利用它的还原性，可以应用于工业冶金。焦碳在高温条件下可以将铁的氧化物还原，得到金属铁。此外，在高温条件下,碳能使二氧化碳转变成一氧化碳:
CO2
+
C
2CO
注意：
1、碳单质物理性质差异大——原因：碳原子排列方式不同；
2、碳单质化学性质类似，燃烧均生成二氧化碳——原因：都有碳元素组成。
【小结】
总结：碳和氢气化学性质比较
碳
氢气
常温下
化学性质稳定
化学性质稳定
可燃性
（1）充分燃烧:生成二氧化碳
C+O2CO2（2）不充分燃烧:生成一氧化碳
2C+O22CO
2H2+O22H2O
还原性
C+2CuO2Cu+CO2↑3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑
H2+CuOCu+H2O
略。
教材分析
教学目标
教学重难点
课前准备
课时安排
教学过程
教学反思(共27张PPT)
第六单元
·
课题1
金刚石、石墨和C60
学习目标
1、了解金刚石、石墨等碳单质的物理性质和用途
；
2、知道同一元素可以组成不同的物质；
3、知道碳单质的化学性质。
4、通过对碳的几种单质的结构、性质和用途的学习，建构“结构—性质—用途”三
者之间思维关系模型；
5、通过对碳的物理性质的探究，激发学生的创新意识，并形成以发展的眼光来看待碳的单质的观点。
6、使学生感受科学探究的乐趣，树立科学观念；
7、通过对碳单质用途的学习，使学生感受化学与生活息息相关、处处离不开化学，进一步增强他们学习化学的兴趣。
课程导入
想一想同一种元素能不能组成不同的单质呢？如果能，请举例说明？
这些都是碳的单质，它们有什么特点呢，并谈谈你对他们其它性质的认识。
碳单质的物理性质
1、金刚石
物理性质：
纯净的金刚石是一种无色透明的、正八面体形状的固体，硬度大，不导电。
用途：
天然采集的金刚石经过仔细的琢磨就会成为璀璨夺目的装饰品——钻石。
用金刚石刻划玻璃，切割大理石或加工坚硬的金属等
2、石墨
物理性质：
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，有滑腻感，电的良导体。
用石墨做电极
用石墨和粘土粉末混合制铅笔芯
用途：
石墨耐高温，可以制成坩埚来熔炼金属
碳单质的物理性质
金刚石和石墨都是由C元素组成的，为什么性质会相差这么远呢？
物质的结构
物质的性质
物质的用途
决定
决定
反映
反映
正八面体
平面网状结构
碳原子排列方式不同
碳单质的物理性质
3、无定形碳
无定形碳包括：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。
它们主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。
物理性质：
木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，因而具有吸附能力，但活性炭的吸附能力比木炭强。木炭是一种灰黑色的多孔性固体，燃烧时，产生很少的烟，火焰很小。
木炭
焦炭
活性炭
炭黑
碳单质的物理性质
活动与探究
活性碳的吸附性
实验步骤
实验现象
结论
在盛有品红溶液的烧杯中加入少量木炭（或活性炭），搅拌后，过滤
木炭（或活性炭）有
能力，此变化
属于
变化。
吸附
物理
红色褪去，溶液变成无色
木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，因此它具有吸附能力。
利用木炭、活性炭的吸附性来吸附
色素、气味和有毒气体等物质。
活动与探究
碳单质的物理性质
3、无定形碳
用途：
活性炭冰箱去味剂；净水器；活性炭防毒面具；食品脱色等。
应用举例
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，
小结
结构
用途
木炭
主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，具有疏松多孔的结构，具有吸附能力。
作燃料，制造黑火药，制造活性炭，冶炼金属，作吸附剂。
活性炭
净化多种气体和液体，用于防毒面具，作吸附剂
炭黑
制造油墨、油漆、鞋油和颜料等，橡胶制品的填料
焦炭
作燃料和冶炼
碳单质的物理性质
4、C60
C60，它是美国休斯顿大学的克罗脱（Kroto,H.W.)和史沫莱(Smalley,r.e.)等人在1985年发现的。我国北京大学化学系和物理系研究小组也研制出了C60分子。
用途：
C60除了在超导方面的应用外，在以下几个方面也具有广泛的应用前景：
①有感觉功能的传感器
②增强金属的强度
③新型的催化剂
④光学应用
⑤对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。
总结
结构
性能
用途
金刚石
正八面体
透明，最硬，几乎不导电
刀具，钻头，做装饰品
石墨
细鳞片状，层状结构
软，滑腻导电
制取铅笔芯；润滑剂；电极
活性炭
疏松多孔
吸附有色有味有毒物
净水褪色剂，滤毒剂
C60
足球结构构成的碳分子
超导性
材料科学、超导体
金刚石
石墨
碳60
虽都是由碳元素组成的单质，但碳原子的排列方式不同。
金刚石、石墨和C60分子的物理性质差异较大的原因：
可见：不同种元素可以组成不同物质，而同一种元素也可以组成不同的物质。
总结
碳单质的化学性质
北宋画家张择端绘制，距今近千年
常温下，碳的化学性质不活泼。
1、碳的稳定性
2、碳的可燃性
在温度升高的情况下，碳能跟很多物质发生化学反应。
CO2
C
+
O2
点燃
（充分燃烧）
2CO
2C
+
O2
点燃
（不充分燃烧）
碳单质的化学性质
2、碳的还原性
木炭还原氧化铜：
现象：
（1）试管里黑色粉末逐渐成为红色；
（2）生成的无色无味气体能使澄清的石灰水变浑浊。
原理：
C
+
2CuO
2Cu
+
CO2
高温
↑
碳单质的化学性质
1.试管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？
4.反应的现象，化学方程式？
思考并回答：
碳单质的化学性质
1.试管为什么要略向下倾斜？
防止冷凝的水流到热的试管底部使试管炸裂。
2.火焰上罩网罩的作用是什么？
因为木炭与氧化铜反应的温度要求较高，用网罩使火焰集中，提高温度。
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？
防止石灰水倒吸入热的试管使试管炸裂。
4.反应的现象
（1）试管粉末中有红色的物质出现；
（2）澄清的石灰水变浑浊。
碳单质的化学性质
2、碳的还原性
4Fe
+
2Fe2O3
+
3C
高温
3CO2↑
含氧化合物中的氧被夺去的反应，叫还原反应。
（1）木炭使氧化铜还原成铜，其具有还原性。
（2）氧化铜使碳氧化成二氧化碳，其具有氧化性
Cu
+
H2+
CuO
H2O
△
指出下列具有还原性的物质：
2Cu
+
2CuO
+
C
高温
CO2↑
碳单质的化学性质
知识回顾
学完本课题你应该知道
1、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。如金刚石、石墨和C60等都是由碳元素组成的单质；
2、木炭和活性炭具有吸附性；
3、在常温下，碳的化学性质很稳定。在高温下，碳能够与很多物质起反应；
4、物质的性质在很大程度上决定物质的用途。
练习巩固
1、下图是金刚石、石墨、C60
的结构示意图，它们的化学性质相似，但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
里碳原子的排列不同
答案：D
A.金刚石中混有杂质可呈现不同的颜色
B.铅粉和少量石墨粉制作铅笔芯
C.长期未用而难开启的锁，可在锁孔中加入少量铅笔芯粉
末来作润滑剂
D.活性炭可作冰箱的去味剂
2、下列关于碳单质的说法错误的是(
)。
答案：B
练习巩固
3、木炭还原
CuO
实验探究。
[实验目的]木炭是否具有还原性。
[实验内容](如下图)将木炭粉和氧化铜粉末混合均匀后一
起放入试管内，用酒精灯加热后观察现象。
练习巩固
[实验现象]黑色粉末变________色，澄清石灰水________。
变浑浊
[实验结论]木炭具有还原性。
化学方程式：___________
_______。
注意：木炭的还原性不但表现在夺取金属氧化物中的氧，
还表现在夺取某些非金属氧化物中的氧。例如，碳与二氧化碳
反应：
C＋CO2
2CO。
红
C＋2CuO
2Cu＋CO2↑
练习巩固
