課題1金剛石石墨和C60-九年級化學(xué)上冊講義（人教版）(原卷版)

課題1金剛石、石墨和C60一、學(xué)習(xí)目標(biāo)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解金剛石、石墨和C60都是由碳元素形成的單質(zhì)及木炭、活性炭的吸附性2.掌握碳的化學(xué)性質(zhì)，了解碳的用途二二、重難點重點：碳的化學(xué)性質(zhì)及金剛石、石墨和C60中原子排列方式的分析難點：碳還原氧化銅的探究及物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途之間的關(guān)系三三、考點精講三、考點精講1.碳的單質(zhì)金剛石、石墨和C60都是由元素組成的。（1）金剛石是無色透明、形狀的固體，經(jīng)仔細研磨可稱為璀璨奪目的裝飾品—。它是天然存在的的物質(zhì)?？捎糜诓?、切割大理石、加工堅硬的金屬，以及裝在鉆探機的鉆頭上，鉆鑿堅硬的巖層等。（2）石墨是一種深灰色的有光澤而不透明的細鱗片狀固體。石墨很，有感，還具有良好的性能?？捎糜谥沏U筆芯、電極等。金剛石與石墨的物理性質(zhì)不同是因為。（3）日常生活中的木炭、焦炭、活性炭和炭黑等的主要成分也是碳。①木炭具有的結(jié)構(gòu)，具有能力，利用該性質(zhì)可除去和；②活性炭的能力比木炭還要強。防毒面具里用活性炭除去毒氣，制糖工業(yè)上利用活性炭來以制白糖，還可用于吸附裝修產(chǎn)生的對人體有害的氣體等；（4）C60室溫下呈紫紅色，有光澤的固體。每個C60分子由構(gòu)成。它的獨特機構(gòu)決定了它具有一些特殊性質(zhì)，可用于超導(dǎo)、催化、材料、醫(yī)學(xué)生物等領(lǐng)域。2.單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)（1）化學(xué)性質(zhì)及用途化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)現(xiàn)象及化學(xué)方程式穩(wěn)定性常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)。用途：用于墨汁寫字或可燃性①充分燃燒：②不充分燃燒：用途：單質(zhì)碳能燃燒，可用作還原性①木炭還原氧化銅a．實驗現(xiàn)象：粉末逐漸變成光亮的，澄清石灰水b．化學(xué)方程式：c．注意事項：Ⅰ酒精燈火焰上的金屬網(wǎng)罩的作用是Ⅱ?qū)Ч芸?，防止冷凝水倒流炸裂試管d．還原反應(yīng)含氧化合物中的氧的反應(yīng)，叫還原反應(yīng)木炭使氧化銅還原成銅，其具有氧化銅使碳氧化成二氧化碳，其具有②焦炭可以把鐵礦石（假設(shè)含氧化鐵）中的鐵還原出來化學(xué)方程式：用途：利用單質(zhì)碳的還原性，可用于③碳還原二氧化碳，生成一氧化碳化學(xué)方程式：用途：利用單質(zhì)碳的還原性，可用于產(chǎn)生典型例題1：金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質(zhì)。下列關(guān)于碳的單質(zhì)的敘述正確的是（）A．都是黑色固體 B．物理性質(zhì)都相同C．碳原子的排列方式都相同 D．在氧氣中充分燃燒時都生成二氧化碳典型例題2：碳與碳的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中有廣泛的用途。(1)圖1是碳原子結(jié)構(gòu)示意圖，碳原子的最外層電子數(shù)為。(2)圖2、圖3、圖4對應(yīng)的三種碳單質(zhì)中，由分子構(gòu)成的是（填圖序），寫出圖4對應(yīng)物質(zhì)完全燃燒的化學(xué)方程式。(3)如圖5是木炭還原氧化銅的實驗，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是?！眷柟烫嵘?．“碳海綿”是已知最輕的固體材料，密度僅0.16mg/cm3。其主要成分是石墨烯和碳納米管等兩種碳單質(zhì)，是一種良好的絕緣材料。下列關(guān)于“碳海綿”性質(zhì)的推測不正確的是（）A．碳海綿能浮在水面上 B．碳海綿是一種新型的化合物C．碳海綿不易導(dǎo)電 D．碳海綿燃燒會產(chǎn)生二氧化碳2.下列關(guān)于碳的各種模型說法正確的是（）A．由圖1可知一個碳原子的質(zhì)量為12.01gB．圖2中石墨在一定條件下轉(zhuǎn)化為金剛石時碳原子排列方式發(fā)生了改變C．圖2中的C60是一種新型的化合物D．圖2中的三種物質(zhì)完全燃燒后的產(chǎn)物都是CO2和H2O3.碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(1)古代字畫能長久保存的原因是：常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)。(2)木炭完全燃燒（O2充足）生成CO2，寫出化學(xué)方程式；木炭不完全燃燒（O2不足）生成CO，寫出化學(xué)方程式。(3)寫出木炭還原氧化銅的化學(xué)方程式；實驗現(xiàn)象是：。木炭還原二氧化碳的化學(xué)方程式?！菊n后練習(xí)】1.下列有關(guān)碳單質(zhì)的說法中，錯誤的是（）A．金剛石，石墨充分燃燒的產(chǎn)物都是二氧化碳B．金剛石和石墨的物理性質(zhì)不同的原因是碳原子的排列方式不同C．書寫檔案時規(guī)定使用碳素墨水，是因為常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑D．金剛石和石墨都是硬度很大的物質(zhì)2.C60是1985年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的一種物質(zhì)，下列關(guān)于它的敘述中，正確的是（）①每個C60分子由60個碳原子構(gòu)成

②每個C60分子由60個碳元素組成③C60是一種單質(zhì)

④C60是一種化合物A．①③ B．②④ C．②③ D．①④3.下圖為金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)模型圖，圖中小球代表碳原子。下列說法不正確的是（）①C60的分子結(jié)構(gòu)和足球相似，又叫足球烯，足球烯又叫石墨烯②石墨和金剛石都是深灰色、有金屬光澤而不透明的細鱗片狀固體③足球烯有可能廣泛應(yīng)用于超導(dǎo)等領(lǐng)域④三種物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)相似，是因為碳原子的排列方式相同A．①③④ B．①②④ C．①②③ D．②③④4.科學(xué)家在制備碳納米管時得到了一種由碳原子構(gòu)成的副產(chǎn)品，該副產(chǎn)品外觀類似泡沫、質(zhì)地輕盈，被稱為碳納米泡沫，它的發(fā)現(xiàn)極大地推動了碳素材料的研究。下列說法錯誤的是（）A．碳納米泡沫和碳納米管屬于不同種物質(zhì)B．碳納米泡沫是一種單質(zhì)C．碳納米泡沫不具有可燃性D．碳納米泡沫在一定條件下可以還原氧化銅5.如圖是探究物質(zhì)的變化與木炭還原性的綜合實驗裝登。把繞成螺旋狀的銅絲一端固定在橡皮塞上，先加熱銅絲待表面變黑后再插入這支試管的木炭粉中，打開彈簧夾后加熱。下列說法不正確的是（）A．銅絲加熱變黑是銅與氧氣反應(yīng)生成的新物質(zhì)B．銅絲表面及澄清石灰水的變化說明木炭具有還原性C．試管向下傾斜的目的是防止反應(yīng)生成的水倒流D．反應(yīng)結(jié)束后應(yīng)先加緊彈簧夾再熄滅酒精燈6.如圖是木炭和氧化銅反應(yīng)的實驗裝置圖，下列說法錯誤的是（）A．該實驗需要較高的溫度B．實驗過程中，可觀察到紅色粉末逐漸變成黑色C．實驗結(jié)束后，應(yīng)先將導(dǎo)管從石灰水中移出D．該實驗中的木炭粉可換成活性炭7.淄博燒烤自3月初在全網(wǎng)走紅之后，已成為名副其實的“網(wǎng)紅頂流”。吃燒烤的時候人們經(jīng)常使用竹炭進行加熱，竹炭也是碳單質(zhì)的一員，它身懷絕技，武功蓋世。以下不屬于它的絕技的是（）A．其結(jié)構(gòu)疏松多孔，可使紅墨水褪色B．把竹炭放入冰箱，可以吸附冰箱異味C．將其放入水中，可以殺菌消毒D．將其燃燒，可以產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體8.碳家族在日常生活中有著廣泛的用途。(1)根據(jù)碳原子結(jié)構(gòu)示意圖可知碳原子內(nèi)的質(zhì)子數(shù)是；(2)我們每個人都應(yīng)該傳播“低碳”理念，“低碳”是指較低的排放(3)鉆石是經(jīng)過琢磨的金剛石。一句廣告詞“鉆石恒久遠，一顆永流傳”。該廣告詞能體現(xiàn)出金剛石所具有的化學(xué)性質(zhì)是。(4)高鐵被譽為中國“新四大發(fā)明”之一。高鐵動車與電路連接處是石墨電刷，它主要利用石墨具有滑膩感和的物理性質(zhì)。(5)制糖工業(yè)中利用來脫色以制白糖。(6)石墨烯是一種革命性材料，它也是碳元素組成的一種單質(zhì)。如果它在氧氣中燃燒不充分，易產(chǎn)生的氣體是。實驗室收集這種氣體可以用方法。9.科技冬奧奧運會三套頒獎服“瑞雪樣云”“鴻運山水”和“唐花飛雪”，不僅外觀典雅大方，而且衣服內(nèi)膽里特意添如了一片片黑色的材料一一石墨烯，這是針對本屆冬奧會研發(fā)的第二代石墨烯發(fā)熱材料。石墨烯是由一層碳原子構(gòu)成的薄片，傳統(tǒng)方法是從石墨中分離出來。上圖是金剛石、石墨烯和C60的微觀構(gòu)成圖示，其中每個黑點表示一個碳原子。(1)金剛石、石墨烯和屬于三種不同物質(zhì)，在充分燃燒時產(chǎn)物卻完全相同，從宏觀角度分析是因為。(2)根據(jù)物質(zhì)的微觀構(gòu)成，寫出金剛石的化學(xué)式石墨烯在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為C60，該變化屬于（填“物理變化”“化學(xué)變化”“核變化”）。10.單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)：(1)常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)。受日光照射或與空氣，水充分接觸時都不易發(fā)生反應(yīng)；需要長期保存的檔案用碳素墨水書寫。(2)可燃性，碳在氧氣充足時燃燒生成，在氧氣不充足時生成，分別寫出化學(xué)方程式。(3)還原性，可用于冶金工業(yè)木炭還原性驗證實驗：完成實驗62，觀察記錄現(xiàn)象、分析原因，掌握碳與某些氧化物反應(yīng)的特點實驗現(xiàn)象：現(xiàn)象加熱時，導(dǎo)管口有無色氣泡產(chǎn)生。過一會黑色粉末逐漸變成光亮的紅色，生成的氣體使澄清石灰水變渾濁。分析開始加熱時，試管中的空氣因受熱膨脹而逸出；加熱一段時間后，溫度到達高溫時，木炭與氧化銅發(fā)生反應(yīng)，生成紅色的物質(zhì)和使石灰水變渾濁的氣體。①澄清石灰水發(fā)生了什么變化；這一變化說明生成了什么