1、第第六六单元单元 碳和碳的氧化物碳和碳的氧化物 课题课题 1 金刚石、石墨和金刚石、石墨和 C60 一、一、物质物质的组成的组成 1不同不同元素组成的物质元素组成的物质 氧气是由_组成，氮气是由_组成，二氧化碳是由_组成，水是由 _组成。 2同种元素组成的不同的物质同种元素组成的不同的物质 红磷是由_组成，白磷是由_组成；氧气是由_组成，臭氧是由_ 组成；水是由_组成，过氧化氢是由_组成。碳元素组成的单质有 _等。 二、二、碳的单质碳的单质 不同种类的碳单质由于它们的_不同，导致它们在物理 性质上存在很大差异。 1金刚石金刚石 (1)金刚石由_构成，是_中最硬的物质，纯净的金刚石是无色透明、_
2、形状的 固体。 (2)金刚石的用途 用于装饰品_，用于裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，用于钻探上，这些都是利用 金刚石的_性质。 2石墨石墨 (1)石墨由_构成，硬度_，有滑腻感，具有优良的_性能；石墨是深灰色有金属光 泽而不透明的_状固体。 (2)石墨的用途 用于制铅笔芯、电刷、电极，这些都利用了石墨的_性质。 (3)无定形碳 木炭、焦炭、活性炭和炭黑的主要成分是_，结构与_类似。 木炭具有_的结构，具有吸附能力，能吸附_。 活性炭的吸附能力更强，能吸附_。 (4)石墨烯：从石墨中分离出的单层石墨片，具有优异的导电、导热性。 3C60 (1)C60形似足球，由_构成，每个 C60分子由_
3、构成。 (2)C60的独特结构决定了其具有一些独特的性质，广泛用于_、医学及生 物等领域。 【答案】一、1氧元素 氮元素 碳元素和氧元素 氢元素和氧元素 2磷元素 磷元素 氧元素 氧元素 氢元素和氧元素 氢元素和氧元素 金刚石、石墨、石墨烯、碳纳米管、C60 二、原子排列方式 1(1)碳原子 自然界 正八面体 (2)钻石 物理 2(1)碳原子 很软 导电 细鳞片 (2)物理 (3)碳单质 石墨 疏松多孔 色素、异味 色素、异味、有害气体 3(1)C60分子 60 个碳原子 (2)超导、催化、材料 一一、“碳碳”和和“炭炭”的区别的区别 “碳”指碳元素，不是具体指某种物质；而“炭”指具体的、由碳
4、元素组成的单质。 二、二、金刚石金刚石与与石墨间的转化石墨间的转化 金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的三种不同的单质。所以，在一定条件下，将石墨转化为金刚石的变化 是化学变化。 三三、金刚石、石墨的物理性质和用途金刚石、石墨的物理性质和用途 化学式 颜色 形状 硬度 导电性 导热性 润滑性 熔点 用途 金刚 石 C 无色透明 正八面体 最硬 无 无 无 高 划玻璃、切割金 属、 钻探机钻头、 制装饰品等 石墨 深灰色、 有金属 光泽、不透明 细鳞片状 最软 之一 优良 良好 良好 电极、铅笔芯、 润滑剂等 1金刚石是天然存在的最硬的物质。 2无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成，没有固定
5、形状。常见的无定形碳：木炭、活性炭、焦炭、 炭黑。 颜色、状态 制法 用途 木炭 灰黑色的多孔性固体 木材隔绝空气加强热 燃料、黑火药、制活性炭、冶炼金属 活性炭 灰黑色多孔颗粒状固体 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 焦炭 浅灰色多孔性固体 烟煤隔绝空气加强热 冶炼金属 炭黑 极细的黑色粉末 含碳物质不完全燃烧 墨、油墨、油漆、鞋油、燃料等，作 橡胶制品的填料 木炭、活性炭具有吸附性(物理性质)，活性炭的吸附性更强。 典例典例 1 下列有关化学科学认识正确的是 A一定条件下可用石墨制得金刚石 B石墨与单层石墨片(石墨烯)的性质完全相同 C氮气不与任何物质反应 D纯牛奶
6、中不含任何化学物质 【解析】A、在高温高压和催化剂的条件下可用石墨制得金刚石，正确；B、石墨与单层石墨片(石墨烯)的 结构不同，性质有很多区别；C、氮气很难与其它物质反应，在一定条件下能与氧气等物质反应，错误；D、 纯牛奶中一定含有化学物质，错误。故选 A。 【答案】A 典例典例 2 (2019德州)石墨烯是一种非常优良的纳米材料，由碳元素组成，化学性质和石墨相似，还具有超 强导电、导热的性能。关于石墨烯的认识错误的是 A可作散热材料 B是一种新型化合物 C常温下化学性质稳定 D可作新型电池的电极 【解析】A、石墨烯具有超强的导热性，所以可用来作散热材料，故正确；B、石墨烯是一种由同种元素组
7、成的纯净物，属于单质，故错误；C、石墨烯是一种碳的单质，常温下化学性质稳定，故正确；D石墨烯 具有超强的导电性，所以可作新型电池的电极，故正确。故选 B。 【答案】B 1(2019江西)文房四宝“笔墨纸砚”中“墨”的主要成分是 A碳 B硅 C磷 D碘 2下图是金刚石、石墨、C60的结构示意图，它们的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是 A构成它们的原子大小不同 B构成它们的原子数目不同 C金刚石、石墨、C60由不同种原子构成 D金刚石、石墨、C60里碳原子的排列方式不同 3(2019成都)下列物质的用途主要由其物理性质决定的是 A金刚石切割大理石 B碳素墨水书写档案 C氮气用于食品防腐
8、 D硫酸用于铅酸蓄电池 4关于碳的单质的组成和用途的说法不正确的是 A用铅笔芯的粉末可以使锁的开启变的灵活 B璀璨夺目的天然钻石是由碳元素组成的 C活性炭可用作防毒面具的滤毒剂 D铅笔芯主要用铅和少量碳粉制成 5下列有关说法正确的是 A木炭在做吸附性实验前，一定要烘干 B金刚石、石墨和焦炭都是由碳原子构成的碳单质 C元素原子的最外层电子数等于其元素所在的周期数 D由同种原子构成的物质一定是纯净物 6关于金刚石、石墨和 C60的说法正确的是 A都是黑色固体 B燃烧都生成二氧化碳 C都是由原子直接构成的 D都具有导电性 7(2019本溪)有关金刚石和石墨的说法正确的是 A都有可燃性 B都有导电性
9、C都是黑色固体 D都有滑腻感 8下图为金刚石、石墨和 C60的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法正确的是 C60的一个分子由 60 个碳原子构成，是一种新型化合物； 三种物质分别在足量的氧气中完全燃烧的产物相同； 金刚石、石墨和 C60是组成相同但结构不同的三种不同物质； 因天然金刚石资源稀少，价格昂贵，不能满足需求，于是人们设法用石墨为原料在一定条件下制得了 人造金刚石，在这一过程中只发生物理变化。 A B C D 9碳单质在生活和生产中有许多用途，下列说法不正确的是 A活性炭用于冰箱除异味是利用了它的吸附性 B金刚石作为装饰品是利用了它的光学性质 C石墨用于做电极是利用了它的导电性
10、D用墨水作画是利用了它的还原性 105G 时代，芯片运行速度提升，会带来散热问题。高性能石墨烯复合材料散热片可以很好的解决这一问 题。关于石墨烯以下说法不正确是 A构成：碳原子 B结构：微粒排列方式不同于金刚石 C性质：和碳的化学性质相同 D用途：用作超轻绝缘材料，导热性材料 11阅读下面科普短文。 人们曾经认为碳元素的单质只有两种， 即金刚石和石墨。 它的第三种单质 C60在 20 世纪 80 年代被发现。 它是一种由 60 个碳原子构成的分子，其结构显然与石墨和金刚石截然不同，是一种由多个正多边形封 闭而成的空心球体，形似足球，又名足球烯。 C60在常温下为紫红色晶体，有金属光泽，密度为
11、1.68g/cm3，可溶于甲苯等有机溶剂中。 C60在材料科学、超导体等方面有着很好的应用前景，成为信息技术和航天技术中的新宠。利用其独特 的分子结构，可用于气体贮存、提高金属材料的强度、制得具有优异性能的新型高分子材料。C60在医 学上应用广泛，例如：将肿瘤细胞的抗体附着在 C60分子上，然后将带有抗体的 C60分子引向肿瘤，以 达到杀伤肿瘤细胞的目的。 因为 C60有许多优异性能，所以 C60在很多领域有潜在的应用前景。 依据文章内容，回答下列问题。 (1)短文中涉及到的碳单质有_种。 (2)下列属于 C60的物理性质的是_(填字母序号)。 A有金属光泽 B常温下为紫红色晶体 C密度为 1
12、.68 g/cm3 D由多个正多边形封闭而成的空心球体 (3)C60的用途广泛，如：_。 (4)结合此篇短文，谈谈你对“化学”的认识_。 12 【2019 年黑龙江省绥化市】在丰富多彩的物质世界里，碳及其化合物占有重要地位。 (1)金刚石和石墨均是碳元素组成的单质，但两者物理性质差异较大，其原因是构成它们的碳原子_ _不同。 (2)活性炭有较强的吸附能力，是因为活性炭具有_的结构。 (3)在书写具有保存价值的图书档案时，规定使用碳素墨水，其原因是_。 (4)某有机化合物 R 在氧气中充分燃烧的化学方程式是 2R+5O24CO2+2H2O，则 R 的化学式为_ _。 1 【答案】A 【解析】A、
13、 “墨”是用炭黑制成的，主要成分是碳，故选项正确；B、 “墨”是用炭黑制成的，主要成分 是碳，而不是硅，故选项错误；C、 “墨”是用炭黑制成的，主要成分是碳，而不是磷，故选项错误；D、 “墨”是用炭黑制成的，主要成分是碳，而不是碘，故选项错误。故选 A。 2 【答案】D 【解析】金刚石、石墨、C60是碳的不同单质，他们都是由碳原子构成的，但是由于金刚石、石墨、C60 中碳原子的排列方式不同，故它们的化学性质相似，物理性质却有很大差异，故选 D。 3 【答案】A 【解析】A、金刚石切割大理石，是因为金刚石硬度大，不需要通过化学变化表现出来，是物理性质；B、 碳素墨水书写档案，是因为通常情况下碳不
14、容易和其它物质反应，是化学性质；C、氮气用于食品防腐， 是因为氮气在通常情况下不容易和其它物质反应，是化学性质；D、硫酸用于铅酸蓄电池，是因为硫酸 能和铅的氧化物反应，需要通过化学变化表现出来，是化学性质。故选 A。 4 【答案】D 【解析】A、铅笔芯的粉末的主要成分是石墨，石墨具有润滑性，用铅笔芯的粉末可以使锁的开启变的灵 活，正确；B、天然钻石是由碳元素组成的单质，正确；C、活性炭具有吸附性，所以活性炭可用作防毒 面具的滤毒剂，正确；D、铅笔芯主要用石墨和粘土制成的，不含铅，错误。故选 D。 5 【答案】A 【解析】A、木炭在做吸附性实验前，一定要烘干，如果有水分会影响吸附效果，故选项说法
15、正确；B、 金刚石、石墨都是由碳原子构成的碳单质，但焦炭不是碳单质，属于混合物，故选项说法错误；C、元 素原子的电子层数等于其元素所在的周期数，而不是最外层电子数等于其元素所在的周期数，故选项说 法错误；D、同种原子构成的物质不一定是纯净物，也可能为混合物，如金刚石和石墨的混合物，故选 项说法错误。故选 A。 6 【答案】B 【解析】A、金刚石是无色透明的固体，石墨呈深灰色，故 A 不正确；B、金刚石、石墨和 C60都是碳元 素形成的单质，燃烧都生成二氧化碳，故 B 正确；C、C60是由 C60分子构成的，故 C 不正确 D、金刚石、 C60 不具有导电性，故 D 不正确。故选 B。 7 【答
16、案】A 【解析】A、金刚石和石墨均是碳元素形成的单质，均具有可燃性，故选项说法正确；B、金刚石不具有 导电性，故选项说法错误；C、金刚石是无色透明的固体，石墨是深灰色固体，故选项说法错误；D、石 墨有滑腻感，金刚石没有，故选项说法错误。故选 A。 8 【答案】B 【解析】C60的一个分子由 60 个碳原子构成，即 C60是由碳元素组成的单质，选项错误；三种物质都 是碳元素组成的单质，所以三种物质分别在足量的氧气中完全燃烧都能生成二氧化碳，选项正确；金 刚石、石墨和 C60都是由碳元素组成的单质，所以它们的组成相同，但它们的分子结构不同，是三种不 同的物质，选项正确；因天然金刚石资源稀少，价格昂
17、贵，不能满足需求，于是人们设法用石墨为原 料在一定条件下制得了人造金刚石，由于金刚石与石墨是结构不同的两种物质，所以在这一过程中发生 了化学变化，选项错误。故选 B。 9 【答案】D 【解析】A、活性炭用于冰箱除异味是利用了它的吸附性，该选项说法正确；B、金刚石作为装饰品是利 用了它的光学性质，即璀璨夺目，该选项说法正确；C、石墨用于做电极是利用了它的导电性，该选项 说法正确；D、用墨水作画是利用了碳的化学性质在通常情况下不活泼，该选项说法不正确。故选 D。 10 【答案】D 【解析】A、石墨烯是碳元素形成的单质，是由碳原子直接构成的，故选项说法正确；B、石墨烯和金刚 石中的碳原子的排列方式不
18、同，故选项说法正确；C、石墨烯是碳元素形成的单质，和碳的化学性质相 同，故选项说法正确；D、石墨具有优良的导电性，不能用作超轻绝缘材料，故选项说法错误。故选 D。 11 【答案】(1)3 (2)ABC (3)用于气体贮存、制得具有优异性能的新型高分子材料等(答出一点即可) (4)世界是由物质组成的，化学则是人类认识和改造物质世界的主要方法和手段之一；我们学习、研究化 学，是为了认识自然、改造自然，使之为人类服务；化学可以研究自然界现有的物质也可以发现自然 界不存在的物质等(传递正能量，合理给分) 【解析】(1)涉及到石墨、金刚石和 C60三种。(2)光泽、颜色、密度都属于物理性质；D 项为分子
19、的结构， 不属于物理性质。(3)由题可得，C60可用于气体贮存、制得具有优异性能的新型高分子材料等，将肿瘤 细胞的抗体附着在 C60分子上，然后将带有抗体的 C60分子引向肿瘤，以达到杀伤肿瘤细胞的目的。 12 【答案】(1)排列方式 (2)疏松多孔 (3)碳在常温下化学性质不活泼 (4)C2H2 【解析】(1)金刚石和石墨物理性质差异较大，是因为构成它们的碳原子排列方式本题。 (2)活性炭有较强的吸附能力，是因为活性炭具有疏松多孔的结构。 (3)在书写具有保存价值的图书档案时，应使用碳素墨水笔，是因为碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成 分是碳，碳在常温下化学性质不活泼。 (4)由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，则 2R 分子中含有 4 个碳原子和 4 个氢原子， 则每个 R 分子由 2 个碳原子和 2 个氢原子构成，则物质 X 的化学式为 C2H2。
