6.1金剛石石墨和C60-九年級(jí)化學(xué)人教版上冊(cè)

金剛石、石墨和C60知識(shí)梳理一、碳單質(zhì)金剛石石墨C60結(jié)構(gòu)正八面體細(xì)鱗片狀足球狀物理性質(zhì)無色透明，硬度最大，不導(dǎo)電深灰色、較軟、滑膩感、熔點(diǎn)高，導(dǎo)電性好用途作裝飾品、制鉆頭、制玻璃刀鉛筆芯，電極，高溫潤滑劑制備新材料（超導(dǎo)、催化、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域）微粒構(gòu)成由構(gòu)成由構(gòu)成由構(gòu)成相同點(diǎn)①都由組成的單質(zhì)②在氧氣中完全燃燒，都生成二氧化碳不同點(diǎn)碳原子不同（物理性質(zhì)）其他碳單質(zhì)木炭、活性炭：具有的結(jié)構(gòu)，具有吸附能力，可以用來活性炭：吸附性比木炭更強(qiáng)（常用于防毒面具中作吸附劑）炭黑：制造油墨、油漆、顏料等，用作橡膠制品的填料以增強(qiáng)橡膠的耐磨性焦炭：用于【總結(jié)歸納】①物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途。②一種元素可以組成不同種單質(zhì)。③石墨在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為金剛石，該變化為變化。④活性炭的吸附性是性質(zhì)。二、碳的化學(xué)性質(zhì)常溫下（木樁埋入地下的一段用火燒焦；檔案用碳素墨水書寫；古字畫可以保存多年）1．性——（用途：）（不完全燃燒）2．性——（用途：）（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①；②。（2）常見問題：①在酒精燈上加網(wǎng)罩的目的：。②配制混合物時(shí)木炭粉應(yīng)稍過量的目的：。③實(shí)驗(yàn)完畢后先熄滅酒精燈的后果：。（3）該反應(yīng)中：碳得到氧，是劑，具有性，被，發(fā)生反應(yīng)。氧化銅失去氧，是劑，具有性，被，發(fā)生反應(yīng)。（4）碳還能還原其他物質(zhì)，如①碳還原二氧化碳；②碳還原氧化鐵?！净A(chǔ)練習(xí)】1．碳單質(zhì)的性質(zhì)與用途對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是（）A．石墨導(dǎo)電性好可作電池電極 B．活性炭吸附性強(qiáng)可作冰箱除味劑C．金剛石硬度大可制作鉛筆芯 D．炭黑常溫化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定可制墨汁2．關(guān)于金剛石和石墨的說法正確的是（）A．都有可燃性 B．都是無色固體 C．硬度都很大 D．都能導(dǎo)電3．浙江大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里誕生了世界上最輕的材料——碳海綿?！疤己＞d”具備高彈性和疏松多孔的結(jié)構(gòu)，主要成分是石墨烯和碳納米管（兩者都是碳單質(zhì)）。下列關(guān)于“碳海綿”說法錯(cuò)誤的是（）A．具有吸附性，可處理海上石油泄漏B．常溫下化學(xué)性質(zhì)活潑C．“碳海綿”是混合物D．在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物是CO24．碳納米管是一種由碳原子構(gòu)成的直徑為幾個(gè)納米的空心管，下列說法錯(cuò)誤（）A．碳納米管是一種新型的化合物B．碳納米管常溫下性質(zhì)穩(wěn)定C．碳納米管完全燃燒生成物是CO2D．碳納米管材料管道多，表面積大吸附強(qiáng)5．關(guān)于碳的化學(xué)性質(zhì)不正確的是（）A．高溫條件下，碳的化學(xué)性質(zhì)較活潑B．高溫時(shí)，碳能與二氧化碳反應(yīng)C．碳在氧氣中充分燃燒是放熱反應(yīng)，而不充分燃燒時(shí)是吸熱反應(yīng)D．碳在常溫下能長時(shí)間保存不變質(zhì)6．碳與氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．網(wǎng)罩的作用是集中火焰并提高溫度B．理論上試管a中減少的質(zhì)量等于試管b增加的質(zhì)量C．a(chǎn)中黑色粉末變紅說明碳具有還原性D．反應(yīng)結(jié)束后立即把a(bǔ)中的物質(zhì)倒出來觀察現(xiàn)象7．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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是；木炭還原二氧化碳的化學(xué)方程式為。8．用木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)如圖所示。（1）在加熱時(shí)酒精燈加網(wǎng)罩的目的是。（2）在剛開始預(yù)熱時(shí)，試管②中立即產(chǎn)生氣泡，但澄清石灰水不變渾濁，原因是。（3）繼續(xù)加熱，觀察到石灰水逐漸變渾濁，黑色粉末中出現(xiàn)紅色物質(zhì)。寫出①試管發(fā)生的化學(xué)方程式：。（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，待試管①冷卻之后再把試管里的粉末倒出，這樣操作的原因是。9．CO2是最主要的溫室氣體，CO2的捕捉、利用是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的重要途徑。我國力爭(zhēng)在2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”，體現(xiàn)了中國對(duì)解決氣候問題的大國擔(dān)當(dāng)。（1）以CO2為原料循環(huán)制取炭黑的太陽能工藝如圖所示。①反應(yīng)1的基本類型為___________。②FeO在循環(huán)制炭黑體系中起___________作用。③寫出反應(yīng)2的化學(xué)方程式：________________________。（2）以CO2和H2為原料可合成液體燃料乙醇(C2H6O)，該過程的化學(xué)方程式可表示為2CO2+6H2C2H6O+3R。①疏松、多孔的CaO，結(jié)構(gòu)與活性炭相似，在捕集CO2時(shí)具有良好的______性。②R的化學(xué)式為_____，乙醇中碳元素和氫元素的質(zhì)量比為______?！就卣固嵘?．下列物質(zhì)的性質(zhì)與其對(duì)應(yīng)的用途沒有直接關(guān)系的是（）A．金剛石硬度大——切割玻璃B．氧氣用于急救病人——氧氣能供給呼吸C．石墨常用作電極—石墨具有導(dǎo)電性D．氫氣可用于填充探空氣球——?dú)錃饩哂锌扇夹?．對(duì)下列事實(shí)的微觀解釋不正確的是（）A．水受熱變?yōu)樗魵怏w積變大——水分子體積隨溫度的升高而變大B．金剛石和石墨的物理性質(zhì)差異大——碳原子的排列方式不同C．通常情況下氧氣能支持燃燒，二氧化碳不能支持燃燒——不同分子的化學(xué)性質(zhì)不同D．一滴水中有1.67×1021個(gè)水分子——水分子的質(zhì)量和體積都很小3．下列用途中，主要利用了化學(xué)性質(zhì)的是（）A．利用活性炭吸附異味 B．用碳素墨水書寫有保存價(jià)值的檔案C．利用石墨作干電池的電極 D．利用金剛石裁玻璃4．高溫下，置于密閉容器中的碳和氧氣充分反應(yīng)，碳和氧氣的質(zhì)量比如圖，下列關(guān)于反應(yīng)后密閉容器中的剩余物的說法中，不正確的是（）A．甲點(diǎn)對(duì)應(yīng)的剩余物是二氧化碳和氧氣 B．乙點(diǎn)對(duì)應(yīng)的剩余物是二氧化碳C．丙點(diǎn)對(duì)應(yīng)的剩余物是二氧化碳和一氧化碳 D．丁點(diǎn)對(duì)應(yīng)的剩余物是一氧化碳5．下列關(guān)于金剛石、石墨、C60的說法中錯(cuò)誤的是（）A．它們都是由原子構(gòu)成的B．石墨具有滑膩感，可用作潤滑劑C．金剛石硬度大，可用來切割大理石D．它們的原子排列方式不同，所以物理性質(zhì)存在差異6．除金剛石、石墨外，還有一些新的形式存在的碳。其中，在研究中取得重要進(jìn)展的是C60。下列有關(guān)C60的說法錯(cuò)誤的是（）A．一個(gè)C60分子中含有60個(gè)碳原子B．C60是一種新型的化合物C．相對(duì)分子質(zhì)量為720D．C60是一種單質(zhì)7．已知：C+2CuO2Cu+CO2↑。如圖表示一定質(zhì)量的CuO和C固體混合物在受熱過程中各物質(zhì)質(zhì)量隨時(shí)間的變化趨勢(shì)。下列說法中，不正確的是（）A．t1時(shí)，開始發(fā)生反應(yīng)B．t1和t2時(shí)，固體中銅元素質(zhì)量保持不變C．b是固體混合物的質(zhì)量D．d是二氧化碳的質(zhì)量8．如圖所示進(jìn)行有關(guān)碳及其氧化物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，有關(guān)該實(shí)驗(yàn)說法正確的是（）A．乙處固體減少的質(zhì)量等于消耗的氧化銅中氧元素質(zhì)量B．丙裝置的作用是收集未反應(yīng)的一氧化碳C．丁處氫氧化鈉溶液改為澄清石灰水，可檢驗(yàn)乙處生成的二氧化碳D．該裝置的不足之處是未進(jìn)行尾氣處理9．多彩的“碳”，多姿的物質(zhì)。（1）1~18號(hào)元素原子最外層電子數(shù)與原子序數(shù)的關(guān)系如圖。①碳屬于_____（填“金屬”或“非金屬”）元素；請(qǐng)畫出碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖_________。②圖1中與碳元素化學(xué)性質(zhì)相似的元素是_________（填元素名稱）。③從圖1中你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律是_________________________（寫一條）。（2）碳有幾種不同的形式，如鉆石、石墨等，它們物理性質(zhì)不同的原因是_____________________，它們完全燃燒的產(chǎn)物_____（填“相同”或“不相同”）。（3）近期化學(xué)家首次制造出純碳環(huán)，將極大推動(dòng)分子晶體管的發(fā)展?？茖W(xué)家在高真空的室內(nèi)，操作“氧﹣碳”分子（C24O6），逐步除去其多余的含氧部分，最終得到環(huán)碳分子。C24O6C22O4C20O2C18（制備環(huán)碳的步驟）①制備環(huán)碳的各步驟中，每次去除的物質(zhì)X為_____（填化學(xué)式）。②一個(gè)環(huán)碳分子是由_____個(gè)碳原子構(gòu)成。（4）從石墨中分離出的單層石墨片（石墨烯）是目前人工制得的最薄材料，單層石墨片屬于_________（填“單質(zhì)”或“化合物”）。10．某考古興趣小組為了研究出土的文物，從文物上取下了一些綠色粉末，進(jìn)行如下有關(guān)實(shí)驗(yàn)：（1）請(qǐng)你根據(jù)上圖實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷下列物質(zhì)的化學(xué)式：C，D，G。（2）寫出下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式：B+F→G+C：； A→D+E：；B+E→A+G：；C→F：。（3）該文物能確定的組成元素有種，可能的化學(xué)式為。11．化學(xué)興趣小組同學(xué)利用下列圖儀器對(duì)木炭還原氧化銅產(chǎn)物進(jìn)行探究。查閱資料：①氧元素通常顯2價(jià)，銅元素有+1、+2價(jià)，且都能組成氧化物；②ppm表示濃度單位。（1）木炭還原氧化銅過程中，硬質(zhì)短試管中可觀察的現(xiàn)象是；生成的紅色固體可能是銅，也可能是一種銅的氧化物（寫化學(xué)式）。（2）實(shí)驗(yàn)前用氦氣排盡裝置內(nèi)的空氣，目的是為了防止，對(duì)二氧化碳的檢驗(yàn)造成干擾。（3）平底三頸燒瓶上的氣球的作用是。（4）實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的氣體濃度與反應(yīng)物質(zhì)量比之間的關(guān)系圖如下。由圖可知，氧化銅與木炭的質(zhì)量比越（填“大”或者“小”），產(chǎn)生的一氧化碳越多，用化學(xué)方程式解釋產(chǎn)生一氧化碳的原因。12．碳還原氧化銅用如圖所示裝置實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象很明顯，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：?，F(xiàn)對(duì)該實(shí)驗(yàn)再認(rèn)識(shí)?！咎岢鰡栴}】實(shí)驗(yàn)得到的紅色固體全是Cu嗎?【查閱資料】①氧化亞銅（Cu2O）是紅色的；②氧化亞銅不溶于水，與稀硫酸反應(yīng)生成藍(lán)色溶液。反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O。【猜

想】a.紅色固體只有Cu；b.紅色固體只有Cu2O，Cu2O中銅與氧兩種元素的質(zhì)量比為；c.紅色固體是Cu與Cu2O的混合物。【實(shí)

驗(yàn)】①取適量紅色固體加入試管中；②向其中滴加足量稀硫酸；③振蕩，使其充分反應(yīng)；④靜置；⑤觀察到溶液顯藍(lán)色，。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論1】通過上述實(shí)驗(yàn)判斷，與之相符的猜想為（填序號(hào)）?！纠^續(xù)實(shí)驗(yàn)】稱取14.4g原紅色固體，倒入燒杯中，加入足量稀硫酸，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌、干燥，得固體13.6g?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論2】原紅色固體中氧化亞銅質(zhì)量為g。13．如圖所示，某化學(xué)興趣小組對(duì)碳和氧化銅在高溫下反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)行了如下探究：【查閱資料】①氧化亞銅(Cu2O)為紅色固體；②氧化亞銅能和稀硫酸反應(yīng)：；③氮?dú)獠慌c碳和氧化銅發(fā)生反應(yīng)。（1）加熱前，先通一段時(shí)間純凈干燥的氮?dú)?，目的是________________。（2）反應(yīng)結(jié)束后，先_________（填“熄滅酒精噴燈”或“打開彈簧夾，繼續(xù)通氮?dú)狻保?。直至冷卻至室溫。探究一：探究產(chǎn)物的固體成分【提出問題1】紅色固體中是否有Cu2O？【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（3）取少量反應(yīng)后暗紅色固體，加入足量稀硫酸，觀察到____________現(xiàn)象，說明暗紅色固體含Cu2O，請(qǐng)寫出產(chǎn)生氧化亞銅的化學(xué)反應(yīng)方程式：__________________。探究二：探究生成的氣體【提出問題2】生成的氣體中是否有一氧化碳？數(shù)據(jù)記錄如下(假設(shè)固體生成物只有銅)：反應(yīng)前氧化銅3.20g，碳粉2.00g混合均勻，放入48.48g的硬質(zhì)玻璃管中：反應(yīng)后【數(shù)據(jù)處理】（4）經(jīng)計(jì)算，參加反應(yīng)的碳元素質(zhì)量為0.32g，生成氣體中碳元素與氧元素的質(zhì)量比為_______，因此氣體生成物是_______。（5）請(qǐng)用化學(xué)方程式表示產(chǎn)生一氧化碳?xì)怏w的可能原因_________________。參考答案【基礎(chǔ)練習(xí)】1~6：CABACD7．(1)不活潑(2)(3)黑色粉末逐漸變成光亮紅色，石灰水變渾濁8．(1)集中火焰，提高溫度(2)剛開始預(yù)熱時(shí)