碳的三种单质

1.金刚石、石墨、活性炭、焦炭、炭黑、C60的性质与用途碳的单质有金刚石、石墨、木炭、焦炭、活性炭等等，从晶体形态考虑，碳有两种同素异形体——石墨和金刚石。

平常所说的无定形碳如木炭、活性炭、焦炭、炭黑等实际上也具有石墨的晶体结构，并不是真正的另一种晶体类型。

直到8O 年代中期，人类发现了富勒烯(Fullerene)，科学家进一步研究确认富勒烯是碳元素存在的第三种晶体形态，至此人类对碳的认识提高了一个新层次。

美国科学家Curl和Smalley教授及英国科学家Kroto教授为此荣获1996年诺贝尔化学奖。

金刚石：金刚石为无色透明固体，硬度10莫氏，熔点3550℃，沸点4827℃，密度3.51g/cm3，是天然存在的最硬的物质。

在温室下对所有化学试剂都显惰性，在氧气中燃烧温度为777℃，燃烧热为395.40KJ/mol。

透明的金刚石可以作宝石或钻石。

黑色和不透明的金刚石在工业上用以制钻头和切割金属、玻璃或矿石的工具。

金刚石粉是优良的研磨材料，可以制砂轮[1]。

石墨：石墨为灰黑色不透明固体，硬度1莫氏,熔点3652℃,沸点4827℃，密度2.2g/cm3，是电和热的良导体。

化学性质比金刚石稍活泼，在氧气中燃烧温度687℃,燃烧热为393.50KJ/mol。

石墨能被强氧化剂如浓HNO、NaCIO4和KMnO4等氧化为石墨氧化物。

石墨在工业上被大量地用于制造电极、坩埚、某些化工设备及高温热电偶，也可以作原子反应堆中的中子减速剂。

石墨粉可以作润滑剂、颜料和铅笔芯。

石墨能与许多金属生成碳化物，如青铜色的C8K[1]。

无定形碳：无定形碳大都为黑色不透明固体，物理性质各不相同。

化学性质比金刚石和石墨都稍活泼。

在高温下,除与O2及金属氧化物反应外,还与硫反应。

与某些金属反应，可得到碳化物。

(1)木炭一般是由木材、纤维在隔绝空气的条件下加热制得,主要用于冶金、吸附剂、黑色火药原料。

(2)焦炭若是由煤干馏得到的，其成分和机械性能不一；若是由沥青或天然气的蒸馏残渣碳化得到的产物成分一致。

碳的单质及用途碳是一种非金属元素，是地壳中含量最多的元素之一。

它具有多种形态和性质，主要有石墨、金刚石和富勒烯等。

碳的单质具有广泛的用途，下面我将详细介绍。

首先是石墨。

石墨是由碳原子通过共价键形成的层状结构。

石墨的结构使得其具有许多特殊性质，广泛应用于各种领域。

首先是铅笔芯。

铅笔芯由黏土和石墨混合而成，而石墨的涂鸦效果和可调整的硬度使得铅笔成为许多人首选的书写工具。

此外，石墨还用于制造石墨电极。

石墨电极是一种重要的电极材料，广泛应用于电化学工业、冶金工业和炉窑等高温工艺中。

石墨还广泛用于电池、润滑剂、陶瓷材料、石墨纤维等领域。

其次是金刚石。

金刚石是由碳原子形成的均匀、立方晶系的晶体结构。

金刚石是地球上最坚硬的物质之一，具有高热导性、高耐磨性和高抗腐蚀性等特点。

因此金刚石具有广泛的应用领域。

首先是工业中的切削和磨削工具。

金刚石可以用于制造高速度、高效率的切削工具，如钻头、刀片和磨削轮等。

其次是研磨材料。

金刚石研磨材料具有高硬度和耐磨性，广泛应用于研磨、抛光、打磨等工业领域。

此外，金刚石还用于石油勘探、石英加工、光学设备等领域。

最后是富勒烯。

富勒烯是由碳原子形成的球形、管状或半管状的分子。

富勒烯具有独特的结构和性质，使得其在许多领域具有重要的应用前景。

首先是材料科学领域。

富勒烯可以制备出具有特殊性质的材料，如超导材料、导电材料、光催化材料等。

其次是生物医学领域。

富勒烯可以用作药物载体、抗氧化剂和生物标记物等。

此外，富勒烯还可以应用于储氢材料、润滑剂、催化剂等领域。

除了以上提到的石墨、金刚石和富勒烯，碳的单质还具有其他重要的用途。

例如，活性炭是一种碳的吸附剂，具有很强的吸附能力，常用于净化空气和水。

炭黑是一种黑色微粒，由高温裂解烟气得到，广泛应用于橡胶、塑料、油墨等工业中。

碳纳米管是由碳原子形成的纳米管状结构，具有优异的力学性能和导电性能，是新一代纳米材料，可应用于电子器件、传感器、储能装置等领域。

综上所述，碳的单质具有广泛的用途。

碳的几种单质知识要点：了解金刚石、石墨、木炭等单质的物理性质和用途。

知识详解：以单质形式存在的碳有金刚石、石墨，还有无定形碳，如木炭、活性炭、焦炭和炭黑等。

1、金刚石、石墨的物理性质和用途金刚石和石墨是两种具有不同物理性质的单质，但当它们分别在氧气中燃烧时，只能生成CO2，说明金刚石和石墨都是由碳元素组成的。

金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，但它们的物理性质有很大差别。

这是因为金刚石、石墨中碳原子的排列方式不同。

2、木炭、焦炭、活性炭、炭黑等通常称为无定形碳，它们主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。

木炭是多孔性固体，表面积很大，因此有吸附性，能吸附气体或染料等微小颗粒，常用它来吸附一些食品和工业产品里的色素，也可以用它吸附有臭味的物质。

活性炭表面积比木炭更大，活性炭的吸附能力比木炭还强，防毒面具里就是用它来吸附毒气的。

“碳”和“炭”的区别和联系：“碳”指的是碳元素，它是核电荷数为6的同—类原子总称，不具体指某种物质。

“炭”指的是具体物质，如木炭、活性炭、焦炭、炭黑，这些物质都是碳元素形成的单质。

[典型例题剖析][例1]下列关于石墨的性质和用途的说法中，不正确的是（）A、熔点高，有滑腻感，可用于制润滑剂B、质软，在纸上划过留痕迹，可用于制铅笔芯C、有良好的导电性，可用于制干电池的电极D、耐高温，可用于制作刻划玻璃的工具分析：物质的用途与性质是紧密联系的。

由于石墨有滑腻感，可减小物质间的摩擦力，可作润滑剂，又由于耐高温可做耐高温的润滑剂。

做电池，必须要求要有良好的导电性。

玻璃较硬，刻划玻璃的工具必须是硬度很大的物质。

答案：D[例2]下列叙述中，正确的是（）A、由碳元素的单质组成的物质一定是纯净物B、金刚石和石墨具有相同的元素组成C、石墨转变为金刚石不属于化学变化D、C60是一种碳元素的单质分析：由碳元素组成的单质有石墨、金刚石和C60。

若将它们混合在一起，则该物质只含碳元素的单质，但属于混合物。

炭黑 极细的黑色粉末 含碳物质不完全燃烧制造墨、油墨、油漆、鞋油、颜料等，做橡胶制品的填料知识点2：木炭与活性炭的吸附性木炭和活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有吸附能力，可以吸附气体或溶液里的色素。

其中管道越多，跟气体或溶液的接触面积越大，吸附能力越强。

吸附过程属于物理变化过程。

活性炭是木炭经过水蒸气高温处理而得到，因此，活性炭具有更大的表面积，它的吸附能力比木炭还要强，防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的，制糖工业中也利用活性炭来脱色以制得白糖 知识点3：单质碳的化学性质1 稳定性：常温下化学性质不活泼。

在常温下，碳的化学性质不活泼。

碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化2 可燃性：单质碳在点燃条件下能与氧气反应，而氧气的量充足与否，会影响产物不同（1） C+O 2−−−→点燃CO 2（空气足量）（2） 2C+O 2−−−→点燃2CO(空气不足量)3 还原性：单质碳在高温下，能与某些氧化物反应 （1）2CuO + C2Cu +CO 2↑注意:①碳单质作还原剂一般需要大量的热,属于吸热反应,因此反应条件一般要写高温②在木炭还原氧化铜实验中,操作时注意试管口要略向下倾斜,配制混合物时木炭粉应稍过量些,目的是防止已经还原的铜被氧气重新氧化.在实验结束时要先撤导管,后撤酒精灯,如果先撤酒精灯会使试管的温度降低,导致试管内的压力突然变小,石灰水会倒流入试管,导致试管炸裂.所以实验完毕,一定要先撤出导气管.(2)3C+2Fe 2O 34Fe+3CO 2↑(3)C+CO 22CO知识点4：氧化反应与还原反应氧化反应：物质与氧发生的反应叫氧化反应还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做还原反应在反应中供给氧的物质叫做氧化剂，物质供给氧的性质叫做氧化性；得氧的物质叫做还原剂，物质夺取氧的性质叫还原性注意：（1）氧化还原反应存在于同一个反应中，对于一个化学反应，它是氧化反应，就一定是还原反应 （2）氧化剂是指能够供给氧的物质，还原剂是指能够得到氧的物质。

碳的主要化合物及其应用一、碳的主要化合物1.一氧化碳（CO）：一氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体，具有强烈的毒性。

它主要由含碳燃料的不完全燃烧产生。

一氧化碳能与血红蛋白结合，阻碍氧气的运输，导致人体组织缺氧。

2.二氧化碳（CO2）：二氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体，是地球大气层的重要组成部分。

二氧化碳主要来源于化石燃料的燃烧、动植物的呼吸以及微生物的分解等。

二氧化碳是植物光合作用的原料，也是温室气体之一。

3.碳酸盐：碳酸盐是一类含有碳酸根离子的化合物，如碳酸钙（CaCO3）、碳酸钠（Na2CO3）等。

碳酸盐广泛应用于建筑材料、化工、农业等领域。

4.碳单质：碳单质包括金刚石、石墨、碳纳米管等。

碳单质具有很高的硬度和导电性，广泛应用于珠宝、润滑剂、导电材料等领域。

二、碳的主要化合物的应用1.一氧化碳的应用：一氧化碳在工业上主要用于冶炼金属、生产化学品等。

此外，一氧化碳还用于制作二氧化碳灭火器、碳素墨水等。

2.二氧化碳的应用：二氧化碳在工业上主要用于制造碳酸饮料、制冰、制冷、灭火等。

此外，二氧化碳还广泛应用于植物光合作用、温室气体控制等领域。

3.碳酸盐的应用：碳酸盐广泛应用于建筑材料（如水泥、石灰石）、玻璃制造、化工生产（如制碱、制酸）、农业（如肥料、杀虫剂）等领域。

4.碳单质的应用：碳单质在工业上主要用于制造珠宝、润滑剂、导电材料等。

此外，碳纳米管还应用于电子器件、能源存储、生物医学等领域。

综上所述，碳的主要化合物及其应用涵盖了工业、农业、日常生活等多个领域，对人类社会的发展具有重要意义。

掌握碳的主要化合物及其应用，有助于我们更好地利用碳资源，促进可持续发展。

习题及方法：1.习题：一氧化碳和二氧化碳的化学式分别是什么？方法：一氧化碳的化学式为CO，二氧化碳的化学式为CO2。

2.习题：一氧化碳和二氧化碳的毒性哪个更强？方法：一氧化碳的毒性更强，它能与血红蛋白结合，阻碍氧气的运输，导致人体组织缺氧。

九年级化学上册碳的几种单质二氧化碳的制法CJCQ -2HO ・Cl£J ■• H.CMCOr]药品 大豐石，或石矢石，■怡二氐操作半醍 A A JA I 屯囲眉刚 览 检转和验満高盘丹锻右蕊占考点透析一、碳的单质1、 常见碳单质：单质是 _____________ 元素组成的纯净物，一种元素可形成多种单质。

例如: __________________ 、 _____________ 者E 是由碳兀素组成的单质。

2、 金刚石、石墨、 C 60的性质及用途：金刚石石墨C 60外观无色、透明、正八面体形状的固体深灰色、不透明、鳞片 状的固体，有金属光泽分子形似足球，有金属光泽的固体，其晶体粉末显黄色导电性良好几乎不导电 硬度天然存在最硬质脆导热性很差用途材料科学、超导领域等备注人们对C 6o 性质的认识正在不断地深入3、金刚石、石墨、 C 60的结构:知识导图金刚石、右龜、⑺阳途化学性质含自碳单祈的混含拘C-ICuO^JCutCD^活性嶷 焦媒C4<Cl!=^KO工业制法金刚石、石墨、C60物理性质有很大差异的原因是这些单质中________________________________________ 图1所示是它们的结构示意图，图中小黑点均代表碳原子。

【例题1】下列关于金刚石、石墨和C60的说法正确的是（）A •都是由碳原子构成的，性质相同B.取相同质量的金刚石、石墨和C60完全燃烧，得到相同质量的CQC.三种单质中碳原子的排列方式相同D.金刚石和石墨是单质，C60是化合物4、木炭、活性炭的吸附性：由于木炭具有_______________ 的结构，所以表面积较 _____________ ，因此它具有吸附性；活性炭的吸附性比木炭_____________ ，吸附作用是将气体或染料的微小粒子吸附在活性炭的表面，并没有生成新物质。

因此，吸附作用是_____________ 变化，吸附性属于 _____________ 性质。

碳的几种单质教学目标知识目标1.了解金刚石、石墨等碳的单质的物理性质和用途；2.通过分析金刚石、石墨是由碳元素组成的两种不同单质，进一步理解元素和单质这两个基本概念的区别和联系。

能力目标1.通过三种单质用途的学习，继续深化“结构决定性质”思路，培养对比思维能力；2.发展和培养学生的实验观察能力和从现象到本质的思维能力。

情感目标1.通过碳单质的学习，了解同一元素可以组成不同物质，提高学习化学兴趣；2.通过C60的学习，拓展课堂学习，开阔学生视野，了解化学与社会。

教学建议教材分析：碳单质（金刚石、石墨、球碳等）是初中学生学习氧气、氢气之后首次全面学习的固态非金属单质。

此节内容起着承上启下的作用，它是氧气、氢气学习的继续，同时为后面学习金属单质打下基础。

碳单质有定型碳和无定型碳两类。

金刚石、石墨是重要的定型碳，做重点介绍。

从学生较熟悉的金刚石、石墨入手学习，而后介绍球碳，符合学生认知规律，由宜到难，由远及近，又熟悉到陌生，使学生在学习过程中体验化学与社会的关系、体验化学科学的发展。

另外，教材编排首先对碳的典型单质——金刚石和石墨的结构、物理性质、用途进行学习，而后再简介无定型碳，最后安排碳单质的化学性质学习，旨在使学生从感性上理解碳单质结构不同，物理性质不同，但化学性质几乎相同。

课堂引入指导方法一：璀灿的钻石，普通的铅笔芯，取暖用的煤，光合作用的原料——二氧化碳，“工业血液”石油等物质之间有什么相互联系？学完碳和碳的化合物后你就明白了。

今天我们先来学习“第一节碳的几种单质”。

方法方二：石墨、木炭能变成钻石吗？学习完《碳和碳的化合物》后你将自己得出结论。

关于球碳（C60）的建议：球碳是碳的又一同素异形体，是科学家的最新发现，建议补充介绍。

如何介绍，应根据学生状况而定。

生源较好的学校应对照金刚石、石墨的结构介绍球碳的结构，简单介绍球碳的用途，有条件的学校课安排学生上网查阅球碳的发现史及其它资料。

生源机较差的学校至少应介绍球碳也是碳单质的一种，结构独特，性质特殊。

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详解碳单质物质的组成结构物质的性质物质的用途二、掌握碳的几种单质：金刚石、石墨、C60注意：（1）金刚石、石墨的组成元素相同,但其物理性质相差很大,原因是原子的排列方式不同。

（2）石墨在一定条件下可转化为金刚石，为化学变化。

（3）木炭、活性炭、焦炭、炭黑的主要成分也是碳单质。

木炭和活性炭具有疏松多孔的结构，都具有很强的吸附性,均可用于吸附色素、异味，用于食品工业、净水、净化空气等；活性炭的吸附能力更强,可以用于防毒面具里的滤毒罐、制糖工业的脱色剂等.三、单质碳的化学性质注意:单质碳的物理性质各异，而各种单质碳的化学性质却基本相似。

四、木炭还原氧化铜的注意事项：1. 试管口要向下倾斜，防止药品中的水或加热生成的水进入试管底部炸裂试管。

2。

加热时先使试管预热,然后在药品底部加热.碳单质结构物理性质用途金刚石无色透明、正八面体形状的固体装饰品──钻石硬度大（天然存在的最硬物质)玻璃刀钻探机钻头石墨深灰色、有金属光泽、不透明的细磷片状固体铅笔芯很软能导电电极滑腻润滑剂C60形似足球制超导材料、制作新型催化剂等方面有广阔的运用前景化学性质用途稳定性常温下化学性质稳定(不活泼)用碳素墨水书写档案材料等可燃性完全燃烧(氧气充足）C+O2CO2不完全燃烧（氧气不充足）2C+O22CO作燃料还原性C+2CuO2Cu+CO2↑ （置换反应）现象：①黑色粉末逐渐变成光亮的红色②澄清石灰水变浑浊3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑C + CO2 2 CO冶炼金属3。

第六单元碳和碳的氧化物物以类聚，人以群分。

《易经》如海学校陈泽学漂市一中钱少锋单元内容概述本单元包括三个课题和实验活动2。

课题1主要介绍碳的几种单质：金刚石、石墨和C60分子等。

课题2是引导学生探究实验室中制取二氧化碳的装置。

课题3是在课题2的基础上，通过实验探究碳的氧化物的性质。

实验活动2是讲解二氧化碳的实验室制取与性质。

碳和碳的氧化物是重点学习的内容之一，是对非金属元素知识的拓展和深化，在初中化学中起到承上启下的作用。

本单元教材具有以下特点： 1.注意采用体验学习与探究学习的方式。

例如，课题2在给出了实验室中制取二氧化碳的反应原理以后，引导学生在制取氧气的基础上，探究制取二氧化碳的装置。

2.教材内容在呈现方式上注意教学情境的创设和联系学生的生活实际。

例如，在介绍金刚石和石墨的用途时，注意联系学生生活中用到或见到的物质，如玻璃刀、铅笔芯、无轨电车等。

3.紧密联系社会和高新科技。

例如，教材中介绍了人造金刚石和金刚石薄膜、C60分子及管状碳和温室效应等内容。

4.图文并茂。

教材中许多内容是以图代文，有利于激发学生的学习兴趣。

本单元教材重点：1.碳及碳的氧化物的性质。

2.实验室中制取二氧化碳的装置。

3.培养以发展的观点看待碳的单质。

4.培养关注社会和环境的责任感。

本单元教材难点：探究实验室中制取二氧化碳的装置。

单元新竹高于旧竹枝，全凭老干为扶持。

出自郑燮的《新竹》◆教学目标1.了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途。

2.知道碳单质的化学性质。

3.知道C60分子的结构特点和潜在应用前景。

4.能以发展的观点看待碳的单质。

5.了解实验室中制取二氧化碳的反应原理。

6.探究实验室中制取二氧化碳的装置。

7.了解实验室中制取气体的思路和方法。

8.学会制取二氧化碳。

9.了解二氧化碳和一氧化碳的性质。

10.了解二氧化碳的用途。

11.了解并关注温室效应，倡导“低碳”生活。

课题1 金刚石、石墨和C60本课题包括两部分。

第一部分介绍碳单质，主要介绍了金刚石、石墨的重要物理性质和C60分子的结构特点。