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一、教學內容 金剛石、石墨和C60 二、考點清單 1、了解金剛石和石墨的物理性質和主要用途。 2、知道碳單質的化學性質。 3、知道C60分子的結構特點和潛在應用前景。 三、全面突破 考點1 碳的單質 1、金剛石（C）是自然界中最硬的物質，無色透明，正八面體。可用于制鉆石；刻劃玻璃、鉆探機的鉆頭（體現了它的硬度大）等。 2、石墨（C）是最軟的礦物之一，深灰色，具有金屬光澤，是細鱗片狀的固體，有優良的導電性，潤滑性。可用于制鉛筆芯（體現了它呈深灰色、質軟）、干電池的電極（體現了它的導電性）、電車的電刷（體現了它的導電性，滑膩感、常溫下化學性質穩定）、作潤滑劑（體現它具有滑膩感）等。 金剛石和石墨的物理性質有很大差異的原因是：碳原子的排列不同。
3、無定形碳：由石墨的微小晶體和少量雜質構成.主要有：焦炭，木炭，活性炭，炭黑等。 活性炭、木炭具有強烈的吸附性（因為具有疏松多孔的結構），木炭可用于食品、工業產品中除去色素、異味等，活性炭可用于防毒面具中除去毒氣、制糖業中脫色以制白糖；焦炭用于冶鐵，炭黑加到橡膠里能夠增加輪胎的耐磨性。 注意：吸附性是活性炭、木炭的物理性質 4、C60：C60分子是由60個碳原子構成的分子，形似足球，結構穩定。
【典型例題】 例1：下列有關碳的物質的用途說法錯誤的是 A. 金剛石中混有雜質就呈現不同顏色 B. 鉛粉和少量石墨粉制作鉛筆芯 C. 長期未用而難開啟的鎖，可在鎖孔中加入少量鉛筆芯粉末來作潤滑劑 D. 活性炭可作冰箱的去味劑 【解析】本題主要利用碳的單質的物理性質及對應的用途。如：金剛石經過仔細雕琢，可成為璀璨奪目的裝飾品——鉆石。利用石墨質軟的性質可制成鉛筆芯，因為石墨具有滑膩感，可用來作潤滑劑。利用活性炭的吸附性可作冰箱的除味劑。 【答案】B 例2：金剛石和石墨的不同點是 A. 金剛石是純凈物，石墨是混合物 B. 金剛石是單質，石墨是化合物 C. 金剛石和石墨中碳原子的排列不同 D. 金剛石和石墨中碳原子內部結構不同 【解析】金剛石和石墨都是由碳元素組成的，但由于在金剛石和石墨里碳原子的排列方式不同，所以金剛石和石墨是兩種不同的單質。即石墨是單質，屬于純凈物。A、B錯；原子是化學變化中最小的粒子，金剛石和石墨中的碳原子內部結構應相同，D錯。 【答案】C 例3： A. 能導電 B. 密度小 C. 熔點高、耐高溫、化學性質穩定 D. 硬度小，有潤滑作用 【解析】解此題的關鍵是根據石墨的特性再結合題中的信息，即航天飛機表面覆蓋石墨瓦的作用作出選擇。而石墨具有質軟、導電性良好、有潤滑作用，還有熔點高、耐高溫等特性。 【答案】C 例4：下列關于C60的說法正確的是 A. 屬于單質 B. 屬于混合物 C. 由30個碳原子構成的分子 D. 相對分子質量為60 【解析】C60是由一種元素組成的純凈物，屬于單質。一個C60分子中有60個碳原子。相對分子質量=60×12=720 【答案】A 例5：如圖，向盛有二氧化氮氣體的集氣瓶里投入幾塊木炭，為什么紅棕色會消失？漏斗中液面為什么會上升？為什么用漏斗而不直接用導管插入水中？
【解析及答案】木炭具有疏松多孔的結構，有效面積大，有強烈的吸附性，能把大量的氣體或染料等微小粒子吸附在它的表面，所以，二氧化氮氣體被木炭吸附了，紅棕色會消失。二氧化氮被吸附后，集氣瓶內的氣體減少，壓強變小了，所以，漏斗中液面會上升。如果直接用導管插入水中，則燒杯中的水會沿著導管進入集氣瓶中。 考點2 ：單質碳的化學性質 單質碳的物理性質各異，而各種單質碳的化學性質卻完全相同! 1、常溫下的化學性質比較穩定。因此古代用墨書寫、繪畫的字畫保存時間很久，且不易變色。 2、可燃性：
【典型例題】 例1：書寫檔案規定使用碳素墨水，其理由是 A. 單質碳不與其他任何物質反應 B. 常溫下，碳的化學性質不活潑 C. 碳易與紙張反應生成化學性質穩定的物質 D. 這種墨水是經過加工的性質穩定的化合物 【解析】本題主要考查物質的性質與用途之間的關系。碳素墨汁是由碳的單質制成的，碳在常溫下化學性質穩定，受日光照射或與空氣、水分接觸不起變化，用碳素墨水書寫的字雖然年深日久也不褪色。 【答案】B 例2：某物質在空氣中燃燒，其產物之一是二氧化碳，則該物質 A. 一定是碳的某種單質 B. 一定是含氧元素的物質 C. 一定是含碳元素的物質 D. 一定是由碳、氧元素組成的化合物 【解析】根據質量守恒定律，反應前后元素的種類和質量相同。 【答案】C 例3：甲、乙兩同學分別做鑒別碳粉和氧化銅兩種黑色粉末的實驗，各設計如下方案：甲：將兩種黑色粉末分別在空氣中燃燒，有火星出現并且黑色粉末逐漸減少的是碳粉。乙：將兩種黑色粉末分別放在試管里，通入氫氣后加熱（H2 + CuO 你認為最佳方案是 （填“甲”或“乙”），簡要說明理由。 【解析】選擇實驗方案時一般從以下幾方面考慮：操作是否簡便易行，是否節約能源、經濟實惠，是否安全等。 【答案】甲。甲方案只要點燃木炭就行，不需要再消耗其他能源，既經濟實惠，又簡便易行；乙方案需要加熱，得消耗熱能，制取所使用的氫氣要消耗化學藥品，并且，使用氫氣具有一定的危險性。 例4：水煤氣廠生產煤氣，將水加熱成水蒸氣，通過赤熱的炭，得到氫氣和一氧化碳。 劑；B圖表示 （物質） 劑；寫出該反應的化學方程式 。
（1）實驗前，首先要進行的操作是________________________________________； （2）實驗中，盛放澄清石灰水的大試管中出現的現象是_________________________； （3）實驗中通入純凈而干燥的氮氣，其目的是_________________________________； （4）如果 【解析】（1）凡是有氣體生成的裝置都需要檢查氣密性。（2）澄清石灰水可用于檢驗二氧化碳氣體，因為“已知木炭粉與某紅棕色粉末在高溫下反應生成二氧化碳和鐵” （3）因要測量產生二氧化碳的質量，為了測量準確，需要將反應產生的二氧化碳氣體 全部趕入石灰水中以便測量準確（4）因二氧化碳與石灰水反應后沒有氣體生成，因此石灰水增重的質量即為產生的二氧化碳的質量。而二氧化碳中所含氧元素的質量即為該紅棕色粉末中的氧元素的質量。 利用CO2——2O 44 32 【答案】（1）檢查裝置氣密性 （2）澄清石灰水變渾濁 （3）使產生的二氧化碳氣體全部被澄清石灰水吸收 （4）30% 四、本講小結： 1、碳的幾種單質，金剛石、石墨、C60，及幾種常見的碳，雖然它們都是由碳元素組成的單質，但在物理性質上卻有較大的差異，這是由于它們的晶體中碳原子的排列方式不同。同一種元素可以組成不同的單質。 2、根據它們的性質掌握它們的主要用途。這一講通過對比分析、對比實驗，從結構、性質和用途三個方面介紹了碳元素形成的單質。三者之間的關系是：結構決定性質，性質決定用途；反之，用途體現了性質，性質又體現了結構。 3、碳的原子結構決定碳在常溫下化學性質穩定，隨著溫度的升高，化學活動性大大增強，具有可燃性和還原性。重點掌握碳的還原性及有關實驗裝置。 五、應考錦囊： 1、碳與炭的區別： “碳”是元素的名稱，是核電荷數為6的一類原子的總稱。比如：碳元素、碳單質、含碳化合物、一氧化碳。（這兒不能用“炭”） “炭”表示由碳元素組成的某種單質—木炭、活性炭、焦炭、炭黑等。 2、抓住碳的各種單質的物理性質與其用途的關系是解題的關鍵 3、碳的單質的物理性質不同與原子的排列方式有關，而化學性質則與碳原子的最外層電子數有關，因此有相似的化學性質 4、反應物相同，但反應物的量不同、反應物間接觸面積不同或反應條件不同，則生成的產物或反應中產生的現象有可能不同。如：碳和氧氣在點燃條件下反應，氧氣充足時生成的是CO2，而氧氣不充足時主要生成CO。 5、對于碳的還原性，應了解反應的現象、裝置、操作、化學方程式等知識，并結合知識解決問題。 六、超前思維：（第六單元 課題2 二氧化碳制取的研究） 1、實驗室制取氣體的思路：（原理、裝置、檢驗） （1）發生裝置：由 及 決定： 反應物是固體，需加熱，制氣體時則用 的發生裝置。 反應物是固體與液體，不需要加熱，制氣體時則用 的發生裝置。 （2）收集方法：由 及 決定： 難溶于水用 法收集 密度比空氣大用向 排空氣法 密度比空氣小用向 排空氣法 2、二氧化碳的實驗室制法： 1）原理：用石灰石和稀鹽酸反應： 2） 選用和 相同的發生裝置 3）氣體收集方法：向 排空氣法 4）驗證方法：將制得的氣體通入 ，如能 ，則是二氧化碳。 驗滿方法：用點燃的木條，放在集氣瓶 ，木條 。證明已集滿二氧化碳氣體。 3、二氧化碳的工業制法： 煅燒石灰石： 生石灰和水反應可得熟石灰：CaO+H2O=Ca（OH）2 【模擬試題】（答題時間：60分鐘） 一、填空題： 1. 在常溫下，碳的化學性質________，在點燃條件下，碳跟充足的氧氣反應生成________，化學方程式是________________；當氧氣不充足時，碳燃燒生成________，化學方程式是_____________________；這兩個反應都屬于________反應（基本反應類型）。 2. 在埋木樁之前，有時把埋在地里的一段用火微微燒焦，目的是使木樁表面變成__________，利用________的化學性質在常溫時_________的性質，延長木樁的使用時間。 3. 選擇下列描述物質的詞語填空：可燃性、吸附性、導電性、導熱性。 （1）木炭生火 ； （2）活性炭脫去紅糖的顏色制白糖 ； （3）碳纖維制導線 ； （4）石墨制坩堝 ； 4. 二氧化錳粉末與鋁粉在較高溫度下發生如下反應： 二、選擇題： 1. 人們把活性炭放入紅糖溶液中來制取白糖，這是利用活性炭的（ ） A. 氧化性 B. 還原性 C. 吸附性 D. 不可溶性 2. 關于金剛石和石墨，下列敘述錯誤的是（ ） A. 都是碳元素組成的單質 B. 有相同的物理性質 C. 它們的碳原子的排列不同 D. 有相同的用途 3. 金剛石和石墨在物理性質上有明顯差異的原因是（ ） A. 它們是由不同元素所組成 B. 金剛石是純凈物而石墨是混合物 C. 金剛石和石墨中碳原子的排列不同 D. 金剛石是單質而石墨是化合物 4. 干電池用碳棒作正極，則碳棒的主要成分是（ ） A. 炭黑 B. 木炭 C. 石墨 D. 活性炭 5. “鉆石恒久遠，一顆永流傳”這句廣告詞能體現鉆石的性質是（ ） A. 硬度大 B. 不能導電 C. 化學性質穩定 D. 熔點低 6. 用墨書寫的字畫久不褪色，是因為墨的主要成分碳在常溫下具有（ ） A. 氧化性 B. 還原性 C. 吸附性 D. 穩定性 7. 下列關于碳的化學性質的敘述中，錯誤的是（ ） A. 碳的化學性質很活潑 B. 碳與O2反應可生成CO2也可生成CO C. 熾熱的碳與CO2反應生成CO，這個反應需要吸熱 D. 碳在空氣中燃燒時放出熱量，是一種重要的能量 8. 下列物質具有還原性的固體單質是（ ） A. CO2 B. H 9. 由下面實驗現象可知，黑色粉末可能是（ ）
（1）盛放氧化銅的試管內的現象是______ ____；盛放石灰水的試管內的現象是_______ _； （2）盛放氧化銅的試管內的反應的化學方程式為_________________________，反應類型是__________，在這個反應中_______發生還原反應，_____具有還原性。 （3）石灰水可用來檢驗_______氣體。 四、計算題： 1. 6ｇ碳在氧氣中充分燃燒，生成多少克二氧化碳？ ﹡2. 現有21.
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Cu + H2O
