人教版化學(xué)九年級上冊6.1金剛石、石墨、C60知識點(diǎn)講義無答案

人教版化學(xué)九年級上冊6.1金剛石、石墨、C60知識點(diǎn)講義（無答案）碳元素的單質(zhì)主要有金剛石、石墨，此外，（1）金剛石純凈的金剛石是無色透明、正八面體形狀的固體（結(jié)構(gòu)如右圖所示）。天然采集到的金剛石經(jīng)過仔細(xì)研磨后，可以成為璀璨奪目的裝飾品——鉆石。金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，可以用來裁玻璃、屬，以及金裝在鉆探機(jī)的鉆頭上，鉆鑿堅(jiān)硬的巖層等。（2）石墨石墨是一種深灰色的有金屬光澤而不透明的細(xì)鱗片狀結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)如圖所示）。石墨導(dǎo)電性能，可用于制鉛筆芯、制作石滑膩感。顏色、狀態(tài)硬度導(dǎo)電性導(dǎo)熱性潤滑性用途無色、透明的正裁玻璃、切割最硬金剛石體形狀不導(dǎo)電較好無屬，第2頁制鉆探機(jī)鉆頭裝飾品等深灰色、有金屬光導(dǎo)電性質(zhì)軟良好有優(yōu)良制電極、鉛筆石墨不潤滑劑等透明的細(xì)鱗片狀結(jié)同種元素組成的不同單質(zhì)它們物理性質(zhì)不同，但是性質(zhì)基本相同。并且它們可聯(lián)系以相互轉(zhuǎn)化，如石墨在一定條件下能轉(zhuǎn)化為金剛石變化為化學(xué)變化而不是物理變化（相似的還有紅磷、白磷之間的類似關(guān)系）?！疽晖卣埂拷饎偸钦嗣骟w形狀的固體，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；而石墨是細(xì)鱗片狀的固體，相對于金剛石而言，很不穩(wěn)定，由于碳原子的排列方式不同，因此造成了金剛石、石墨兩種單質(zhì)在物理性質(zhì)上的明顯差別。（1）木炭木炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，因此它具有吸附能力，常用作吸附劑，吸附一些食品和工業(yè)產(chǎn)品里的色素，也可用于吸附有異味的物質(zhì)。（2）活性炭活性炭的吸附能力比木炭還要強(qiáng)，可用于防毒面具中的濾毒罐，以吸附毒氣，還可用于制糖工業(yè)中脫色制白糖，近年來，處理城市污水、工業(yè)廢水和深度凈化處理飲用水都利用了活性炭的吸附性，還可用于吸附裝修產(chǎn)生的對人體有害的氣體。（3）幾種無定形碳的比較（見下表）顏色、狀態(tài)制法用途木炭灰黑色的多孔狀木材隔絕空氣做加燃料、冶煉金屬、第3頁熱黑火藥、活性炭等木炭在高溫下用可凈化多種氣體和灰黑色多孔顆粒活性炭體蒸體、氣處理制作防毒面具等焦炭煙煤隔絕空氣加冶煉金屬等淺灰色多孔狀固熱制造油墨、油漆、鞋含碳物質(zhì)不完全炭黑極細(xì)的黑色粉末顏料等，作橡膠制品燒填料等【引申拓展】（1）木炭、活性炭、焦炭、炭黑都是由碳元素形成的單質(zhì)。它們是由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成的，沒有固定的幾何形狀，所以叫做無定形碳。（2）“碳”與“炭”的區(qū)別：“碳”是指碳元素，是“核電荷數(shù)為6的同一類原子的總稱”，有廣泛、概括的含義，并不是具體指某種物質(zhì)。如二氧化碳中的“碳”是指二氧化碳中所含的“碳”元素。而“炭”是具體的物質(zhì)——由碳元素組成的單質(zhì)。如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。3.C60分子C60分子是一種由60個(gè)碳原子構(gòu)成的分子（結(jié)構(gòu)如右圖所示），形似足球。因此又稱它為“足球烯”，這種結(jié)構(gòu)的分子很穩(wěn)定。C60分子的結(jié)構(gòu)第4頁1991年，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了一種碳的單質(zhì)——碳納米管，它是由六邊形的碳環(huán)構(gòu)成的管狀大分子，它的直徑只有幾納米。單層碳納米管原子排列結(jié)構(gòu)元素不僅可以組成一種單質(zhì)，有的還在常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑，碳受日光照射或與空碳的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，最外層上有4個(gè)電子，既不容易失去4個(gè)電子，又不容易得到4個(gè)電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。（1）充分燃燒生成CO2：C+OCO（2）不。碳可與某些氧化物反應(yīng)，如可用木炭還【實(shí)驗(yàn)步驟】把剛烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻，小心地鋪放進(jìn)試管，并將試管固定在鐵架臺上，試管口裝有通入澄清石灰水的導(dǎo)管（如圖所示）。用酒精燈（可加網(wǎng)罩以使火焰集中并提高溫度，最好用酒精噴燈）加熱混合物幾分鐘。然后撤出導(dǎo)氣管，待試管冷卻后再把試管里的粉第5頁【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】黑色粉末逐漸變成紅色，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】木炭和氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳?！咀⒁馐马?xiàng)】①實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)該先將導(dǎo)管從澄清石灰水中取出，再停止加熱。防止盛有澄清石灰水的試管中的液體倒流回盛有CuO和C的試管中，使試管驟然遇冷而炸裂。②加熱固體，一般都要求盛放固體的試管口略向下傾斜，是為了防止加熱產(chǎn)生的水倒流回試管底，使試管驟冷而炸裂。（2）碳能跟某些氧化物的反應(yīng)碳能夠奪取金屬氧化還原性可以應(yīng)用在冶金工業(yè)上，例如：3C+2Fe2O3原非金屬氧化物，例如：物中的氧，表現(xiàn)出還原性，碳的+3CO2↑.碳也能還22CO，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。此反應(yīng)中，氧化銅失去氧變成單質(zhì)銅，氧化銅被還原，這種含氧化合物里的氧被奪去的反應(yīng)，叫做還原反應(yīng)。木炭與氧化銅里的氧反應(yīng)生成二氧化碳，木炭被氧化，木炭與氧發(fā)生的反應(yīng)叫做氧化反應(yīng)。像這樣，一種物質(zhì)被氧化，同時(shí)另一種物質(zhì)被還原的反應(yīng)，叫做氧化還原反應(yīng)。其中木炭是第6頁還原劑，被氧化；氧化銅是氧化劑，被還原?！疽族e(cuò)點(diǎn)津】氧化還原反應(yīng)是從得氧、失氧的角度研究化學(xué)反應(yīng)的，不屬于基本反應(yīng)類型。的物質(zhì)，還原劑是指能夠得到劑指的都是反應(yīng)物。氧化劑是指能夠供給氧氧的物質(zhì)，氧化劑、還原邊講邊練例1、石墨烯是新發(fā)現(xiàn)的二維空間材料，它是石墨制成的新單質(zhì)材料，金剛石、石墨、C60和石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖如下，下列關(guān)于這四種物質(zhì)的說法中正確的是（）A．都是黑色固體B．都質(zhì)軟，可做潤滑劑C．碳原子排列方式相同D．在氧氣中充分燃燒都生成二氧化碳點(diǎn)撥：本題考查碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途的相關(guān)知識。金剛石是無色的，石墨是深灰色的；金剛石最硬，石墨質(zhì)軟，可作潤滑劑，它們的結(jié)構(gòu)不同，但在氧氣中燃燒都是生成二氧化碳?！踞槍τ?xùn)練1】齊白石最大尺幅黑白作品《松柏高立圖·篆書四言聯(lián)》，于2019年5月22日以4.255億人民幣拍出，其畫所用墨汁的主要成分為炭黑，它能使畫很長時(shí)間不退色，這是因?yàn)槟械奶亢诰哂校ǎ〢．可燃性B．還原性C．穩(wěn)定性（常溫下不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）D．吸附性例2、人類很早就發(fā)現(xiàn)，熊熊燃燒的森林大火被撲滅后，第7頁在樹木灰燼中會發(fā)現(xiàn)一種紅色光亮的物質(zhì)，該物質(zhì)是孔雀石在大火后的產(chǎn)物。試用化學(xué)方程式解釋這種現(xiàn)象[孔雀石的主要成分為Cu(OH)CO，受熱分解成三種氧化物]。223點(diǎn)撥：本題著重考察碳的還原性的應(yīng)用。根據(jù)孔雀石主組成元素可知，分解后的氧化物為CuO、CO、HO，22而生成的紅色光亮物質(zhì)一定為Cu，由此可知CuO被木材燒成的木炭還原為Cu。Cu(OH)CO2CuO+HO+CO↑；C+22223【針對訓(xùn)練2】右圖是木炭還原氧化銅的時(shí)，表示反應(yīng)開始產(chǎn)生；當(dāng)無氣泡冒出時(shí)，應(yīng)先_________________，然后_________________。寫出該實(shí)驗(yàn)化學(xué)方程式__________________________________。例3、下列變化中，單質(zhì)碳做還原劑的是（AB）C．CH4→C點(diǎn)撥：物質(zhì)跟氧發(fā)生的含氧化合物中的氧，使其被還原的物質(zhì)就是還原劑，即還原劑被氧化，劑都是針對氧化物而言的。顯然，A、B兩項(xiàng)中的反應(yīng)叫做氧化反應(yīng)，能夠奪取氧化劑和還原碳單質(zhì)被氧化，分別生成了CO和CO，碳作2為還原劑；而C中碳單質(zhì)屬于生成物，既不是氧化劑也不是第8頁【針對訓(xùn)練3】下列有關(guān)碳的化學(xué)性質(zhì)敘述中，正確的是（）A．只有可燃性B．只有還D．碳燃燒原性C．既有可燃性，又有還原性的產(chǎn)物只有二氧化碳例4、已知碳粉與紅棕色粉末在高溫下反應(yīng)生成二氧化碳和鐵。某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明紅棕色粉末中含有氧元素，并測定其中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，裝置如右圖所示。（1）實(shí)驗(yàn)前，首先要進(jìn)行的操作是____________________________；（2）實(shí)驗(yàn)中，盛放澄清石灰水的大試管中出現(xiàn)的現(xiàn)象是__________________________，原因是______________；（3）實(shí)驗(yàn)中通入純凈而干燥的氮?dú)?，其目的是____________________________________________；（4）尾氣中可能含有的一種有毒氣體是____________（5）如果3.2g該紅棕色粉末與碳充分反應(yīng)，測得澄清石灰水增重1.32g，則該紅棕色粉末中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________。點(diǎn)撥：加熱條件下木炭能與空氣中氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，空氣中含有的二氧化碳都會影響實(shí)驗(yàn)對紅棕色粉末中氧元素的檢驗(yàn)與測定，實(shí)驗(yàn)前就要排盡管內(nèi)空氣；（2）加熱時(shí)，炭粉與紅棕色粉末反應(yīng)可產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；（3）實(shí)驗(yàn)中通入純凈而干燥的氮?dú)?，是為了防止空氣中的二氧化碳及空氣中氧氣與炭粉反應(yīng)生成二氧化碳，影響對紅棕色粉末中氧的檢驗(yàn)與測定；而潮濕的氮?dú)庵械乃忠矔y量生成二氧化碳的質(zhì)量造成影響；（4）根據(jù)根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素的種類不變，可能含有一氧化碳；（5）澄清石灰水因吸收二氧化碳而增重，因此石灰水增重量即產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量；二氧化碳中氧元素全部來即二氧化碳中氧元素的質(zhì)量就是紅棕色粉末中氧元素的質(zhì)量；利用測定的二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算出比即為紅棕色粉末中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．自紅棕色粉末，氧元素質(zhì)量，氧元素質(zhì)量與紅棕色粉末的質(zhì)量解答：（1）為避免管內(nèi)空氣對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)用性質(zhì)穩(wěn)定的氮?dú)獍压軆?nèi)空氣全部排出；（2）在加熱條吸收，可觀察到澄清石灰水變渾濁；從而防止空氣中的二氧化碳及空氣中氧氣與炭粉件下，炭粉與紅棕色粉末發(fā)生反應(yīng)生成的二氧化碳排出，被澄清石灰水（3）實(shí)驗(yàn)中通入純凈而干燥的氮?dú)?，可以防止空氣參與反應(yīng)，第9頁反應(yīng)生成二氧化碳，影響對紅棕色粉末中氧的檢驗(yàn)與測定；（而潮濕的氮?dú)庵械乃忠矔绊懗吻迨宜|(zhì)量的0.96g16×2變化，使數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確而造成測定結(jié)果的誤差）×44=0.96g，紅棕色粉末中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×3.2g100%=30%.課堂演練1、下列物質(zhì)中一定是純凈物的是（）①木炭；②純凈的金剛石；③鉛筆芯；④黑火藥；⑤冰水混合物.A．①③C．②③D．②⑤2、下列關(guān)于C的說法正確的是（）B．①②③60A．屬于單質(zhì)B．屬于混合物C．是由30個(gè)碳原子構(gòu)成的分子分子質(zhì)量為60D．相對3、石墨炸彈爆炸時(shí)能在方圓幾百米范圍內(nèi)撒下大量的石墨纖維，造成輸電線路、電廠設(shè)備損壞。這是因?yàn)槭ǎ〢．有放射性B．能導(dǎo)電C．易燃、易爆D．有毒性4、金剛石、石墨的物理性質(zhì)有很大差異的原因是（）A．金剛石是單質(zhì)，石墨是化合物B．金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)中碳原子的排列方式不同C．金剛石和石墨是由不同種元素組成的D．金剛石不含雜質(zhì)，石墨含雜質(zhì)第10頁5、“鉆石恒久遠(yuǎn)，一顆用流傳”這句廣告詞能體現(xiàn)鉆石的性質(zhì)是（）A．硬度大B．不能導(dǎo)電C．化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定D．熔點(diǎn)低6、書寫檔案規(guī)定使用碳素墨水，其理由是（）A．單質(zhì)碳不與其他任何物質(zhì)反應(yīng)下，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑B．常溫C．碳易與紙張反應(yīng)生成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的物質(zhì)D．這種墨水是經(jīng)過加工的性質(zhì)穩(wěn)定的化合物7、近幾年來，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，除金剛石、一些新的以單質(zhì)形式存在的碳。其中，發(fā)現(xiàn)較早并在研究中取得重要進(jìn)展的是C60分子，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（）A．它的一個(gè)分子中含有60個(gè)碳原子B．它是一種新型化合物石墨外，還有C．它的相對分子質(zhì)量為720D．它是一種單質(zhì)8、下表中列出了一定壓強(qiáng)和溫度下每立方厘米活性炭所能吸附的常見氣體的體積，分析表中數(shù)據(jù)與氣體的組成、性質(zhì)的關(guān)系，你認(rèn)為下列結(jié)論正確的是（）A．每個(gè)氣體分子所含原子個(gè)數(shù)越多，越容易被吸附B．沸點(diǎn)越低的氣體，越易被吸附C．氣體是化合物時(shí)，易被吸附D．氣體的相對分子質(zhì)量越大，越易被吸附9、把8g碳和16g氧氣放在密閉的容器里，在一定條件第11頁B．一氧化碳C．二氧化碳和一氧化碳D．二氧化__________________________________________________________，其原因是_____________________________________________________________11、已知A、B為為兩種黑色粉末，D為紅色單質(zhì)。A、B、C、D五種物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。請回答：（1）寫出下列化學(xué)式：A_________；_________。（2）A中金屬元素的化合價(jià)是