第1课时 碳的单质
1．图6－1－1分别为金刚石、石墨和C60的结构示意图，结合示意图，你认为下列说法正确的是( )
图6－1－1
A．碳单质都是由原子直接构成的
B．金刚石、石墨和C60物理性质差异的原因是碳原子的排列方式不同
C．构成金刚石、石墨的原子不同
D．石墨转化成金刚石是物理变化
2．下列关于几种碳单质的性质与对应用途的说法，错误的是( )
A．石墨具有滑腻感，可用来作电极
B．石墨软且具有导电性，可用于制作电刷
C．活性炭具有吸附性，可用来吸附异味
D．金刚石的硬度大，可用来切割玻璃
3．回答下列与含碳物质有关的问题。
(1)金刚石可用来________，是因为它是天然存在的________的物质。
(2)石墨可用于制作铅笔芯，是因为____________________________________________。
(3)活性炭的吸附性强，可以用于制作________和________(写两种用途)。
4．下表列出了一定温度和压强下每立方厘米活性炭所能吸附的常见气体的体积，分析表中数据与气体的组成、性质的关系，你认为下列结论正确的是( )
气体的性质
H2
CO2
O2
N2
Cl2
气体的沸点/℃
－252
－78
－183
－196
－34
被吸附体积/mL
4.5
97
35
11
494
A．气体分子中所含原子个数越多，气体越易被吸附
B．沸点越高的气体，越易被吸附
C．气体是化合物时，易被吸附
D．气体的相对分子质量越小，越易被吸附
5．如图6－1－2所示，将活性炭投入盛满红棕色NO2气体的集气瓶中，立即塞上单孔塞。
图6－1－2
(1)轻轻摇动集气瓶，可观察到的现象是______________________________________。
(2)打开弹簧夹，看到的现象是______________________________。
(3)上述实验说明____________________________________________________。
从结构上看，这是因为活性炭具有____________的结构。
6．2016·云南金刚石、石墨和C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是( )
A．构成它们的原子的大小不同
B．构成它们的原子数目不同
C．金刚石、石墨和C60由不同种原子构成
D．金刚石、石墨和C60里碳原子的排列方式不同
7．2017·贵阳在“一带一路”伟大倡议实施中，代表中国“智造”的高铁走在了前列。高铁动车与电路连接的石墨电刷没有用到石墨的性质是( )
A．稳定性 B．滑腻感
C．还原性 D．导电性
8．2017·长沙改编下列有关碳单质的说法错误的是( )
A．金刚石、石墨的化学式均可用“C”表示
B．将石墨转化成金刚石是化学变化
C．碳纳米管和石墨烯都是碳的单质
D．金刚石和石墨都是硬度最大的物质
详解详析
1．B [解析] 金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的，C60是由分子构成的；石墨与金刚石是两种不同的物质，两者间的转化属于化学变化。
2．A [解析] 石墨用作电极是因为石墨能导电。
3．(1)裁玻璃 最硬 (2)其为深灰色且很软
(3)防毒面具 冰箱除味剂(合理即可)
4．B
5．(1)瓶内气体由红棕色逐渐变浅至无色
(2)烧杯内的水被吸到集气瓶中
(3)活性炭具有吸附能力 疏松多孔
6．D
7．C [解析] 动车的运行是依靠顶部的石墨电刷与电线接触获取电源，使用石墨制作电刷不仅因为石墨能耐高温、化学性质稳定、具有滑腻感，还利用了石墨的导电性，与石墨的还原性无关。
8．D
知识聚焦
几种无定形碳的比较
色态
制法
用途
木炭
灰黑色多孔固体
木材隔绝空气加强热
作燃料、冶炼金属、制黑火药、制活性炭、吸附剂
焦炭
浅灰色多孔固体
烟煤隔绝空气加强热
冶炼生铁
活性炭
黑色粉末
或黑色颗粒
木炭在高温下用水蒸气处理
净化多种气体和液体，作防毒面具吸附剂
炭黑
黑色粉末
含碳物质不完全燃烧
制油墨、油漆、颜料、作橡胶制品的填料
第2课时 单质碳的化学性质
知识点 1 碳的稳定性
1．古代字画能保存很长时间不褪色，是因为单质碳在常温下具有( )
A．可燃性 B．还原性
C．稳定性 D．吸附性
2．下列事实中不是体现单质碳的稳定性的是( )
A．书写档案材料必须使用碳素墨水
B．钻石恒久远，一颗永留传
C．木头电线杆在埋入地下前将表面稍微烤焦
D．制糖工业中用活性炭脱色
知识点 2 碳与氧气的反应
3．根据碳与氧气的反应，回答下列问题。
(1)做“木炭的燃烧”实验时，将点燃的木炭放入燃烧匙，由上向下________(填“缓慢”或“迅速”)伸入集满氧气的集气瓶中。
(2)写出碳不完全燃烧的化学方程式：__________________________，该反应属于基本反应类型中的________反应。
(3)验证碳燃烧的产物是二氧化碳，其操作方法是_________________________________。
4．下列说法正确的是( )
A．铅笔芯在氧气中燃烧会生成二氧化碳
B．金刚石性质稳定，即使在炉火中也不会燃烧
C．一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化
D．碳充分燃烧时放出热量，不充分燃烧时吸收热量
知识点 3 碳与某些氧化物的反应
5．试管中有黑色粉末，加热后有红色固体出现，同时生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，该黑色粉末是( )
A．氧化铜 B．四氧化三铁和木炭粉
C．氧化铁 D．氧化铜和木炭粉
6．图6－1－3是用木炭粉还原氧化铜的装置图。请回答：
图6－1－3
(1)写出标号仪器的名称。
A________，B__________，C________。
(2)酒精灯上放金属网罩的目的是_______________________________________。
(3)刚开始预热时，C中看到气泡，但石灰水不变浑浊，其原因是____________________。
(4)继续加热，看到石灰水变浑浊，黑色粉末中出现________色物质，写出反应的化学方程式：____________________________________________。
(5)停止加热时，先撤出导气管，待试管冷却后再把试管内的粉末倒在纸上，是为了________________________________________。
(6)该实验体现了碳的________性，所以碳可以用于________工业。
7．计算使160 g氧化铁完全被还原，需要碳的质量至少是多少克。
8．碳纳米管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米的空心管，下列关于碳纳米管的说法错误的是( )
A．碳纳米管是一种新型化合物
B．碳纳米管材料如果完全燃烧，生成物是二氧化碳
C．碳纳米管材料如果燃烧不完全，生成物是一氧化碳
D．碳纳米管在常温下化学性质稳定
9．金刚石、石墨和C60等都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的单质叙述正确的是( )
A．都是黑色固体
B．金刚石和石墨的原子排列方式不同，其化学性质也不同
C．石墨不具有还原性
D．碳单质完全燃烧的产物都是二氧化碳
10．2016·南宁如图6－1－4是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是( )
图6－1－4
A．给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度
B．实验过程中，可观察到澄清石灰水变浑浊
C．碳在反应中发生了氧化反应，表现出还原性
D．实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出
11．根据如图6－1－5所示实验现象推断，黑色粉末可能是( )
图6－1－5
A．CuO和C B．CuO C．Fe3O4 D．MnO2和C
12．将6 g碳放在盛有12 g氧气的密闭容器中燃烧，两者恰好完全反应，此时密闭容器中的物质是( )
A．CO B．CO2 C．CO、CO2 D．无法确定
13．李洋同学在实验室用木炭和氧化铜两种黑色粉末在高温下反应制取单质铜(如图6－1－6)。他联想到单质碳的一些化学性质，认为在该实验中还可能会有CO生成。
图6－1－6
[查阅资料] CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变成蓝色。
[实验验证]
(1)点燃A处酒精灯，数分钟后发现试管中的黑色固体物质变红，该红色物质是________。
(2)装置B中产生的实验现象是______________________________________。
(3)C装置中湿润的黄色氯化钯试纸变成蓝色，说明有________气体生成，证明李洋同学的判断是正确的。
[实验反思]
(4)李洋同学对生成CO的原因进行了分析：
①原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反应生成CO；反应的化学方程式为________________________。
②原因二：反应C＋2CuO2Cu＋CO2↑中的一种产物和反应物木炭又发生了新的化学反应，反应的化学方程式为_______________________________________________。
14．2017·鄂州下列碳单质的各种用途中，利用了其化学性质的是( )
A．作钻头 B．作电极
C．冶炼金属 D．作冰箱除味剂
15．2016·绵阳改编炭火烧烤是许多同学喜爱的食物，其原理是利用木炭燃烧的高温来烤熟食物，木炭充分燃烧反应的化学方程式是__________________________。冬天，在门窗紧闭的房间里吃“烧烤”，容易使人中毒，发生的反应是________________(写化学方程式)。如果在红热的木炭上撒一些氧化铁红棕色粉末，可能发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
详解详析
1．C [解析] 碳在常温下化学性质不活泼。
2．D
3．(1)缓慢 (2)2C＋O22CO 化合
(3)向燃烧后的集气瓶中加入适量的澄清石灰水，振荡，观察石灰水是否变浑浊
4．A [解析] 金刚石是碳的一种单质，具有可燃性；石墨和金刚石是两种不同的物质，所以石墨转化成金刚石是化学变化；碳不充分燃烧也是一种燃烧，也放出热量。
5．D
6．(1)酒精灯 铁架台 试管
(2)使火焰集中并提高温度
(3)开始的气泡是空气，二氧化碳含量少
(4)红 C＋2CuO2Cu＋CO2↑
(5)防止倒吸并防止灼热的铜被重新氧化
(6)还原 冶金
7．解：设至少需要碳的质量为x。
3C＋2Fe2O34Fe＋3CO2↑
36 320
x 160 g
＝ x＝18 g
答：需要碳的质量至少为18 g。
8．A [解析] 碳纳米管只由一种元素组成，不是化合物。
9．D 10.D 11.A
12．C [解析] 根据化学方程式提供的质量比关系，6 g碳和8 g氧气恰好完全反应生成CO，和16 g氧气恰好完全反应生成CO2，而题目中只有12 g氧气却也是恰好完全反应，表明既有CO又有CO2生成。
13．(1)铜 (2)澄清石灰水变浑浊 (3)CO
(4)①C＋CuO Cu＋CO↑
②CO2＋C2CO
14．C [解析] 冶炼金属是碳的还原性的体现。
15．C＋O2CO2 2C＋O22CO
3C＋2Fe2O34Fe＋3CO2↑
知识聚焦
氧化—还原反应
(1)相关定义
①氧化反应：物质与氧发生的反应叫作氧化反应；还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应叫作还原反应。
②氧化—还原反应：在同一个反应中，一种物质被氧化，同时另一种物质被还原的反应叫作氧化—还原反应。
③氧化剂：在反应中供给氧，发生还原反应的物质叫氧化剂。
④还原剂：在反应中得到氧，发生氧化反应的物质叫还原剂。
(2)简记
得氧：氧化反应，还原剂；
失氧：还原反应，氧化剂。
