九年级化学碳的几种单质

备战2021化学真题专项训练——专题十四：金刚石、石墨和C60【知识点回顾】一、碳的几种单质1.金刚石（C）是自然界中的物质，可用于制等。

2.石墨（C）是的矿物之一，有优良的、。

可用于制等；金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：。

3.C60：由个碳原子构成的象足球一样的分子，又名。

主要应用于领域。

4.无定形碳：由石墨的构成.主要有: 、、、等.活性炭、木炭具有强烈的性，焦炭用于，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的性。

二、.单质碳的化学性质:单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却!1.常温下的强2. 性:完全燃烧(氧气充足),生成:不完全燃烧(氧气不充足),生成：3.还原性：（反应）应用：工业现象：黑色粉末逐渐变成色，石灰水变。

化学方程式：【真题演练】1．（2020呼和浩特）石墨烯可用机械剥离法从石墨中剥离制得。

它是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体（如图），图中每一个小球代表一个碳原子。

它是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。

科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。

关于石墨烯，下列说法不正确的是（）A．石墨烯和金刚石都由碳元素组成B．石墨烯的导电性比银强C．石墨烯中每个碳原子为三个六元环共用D．从石墨中剥离出石墨烯属于物理变化2．（2020无锡）下列物质的性质与用途对应关系错误的是A．金刚石硬度大，可用于切割玻璃B．木炭具有吸附性，可用作燃料C．氮气化学性质稳定，可用作保护气D．钨的熔点高，可用于制作灯丝3.（2020盐城）对下列事实的解释合理的是A. 活性炭净水一一降低水中Ca2+、Mg2+的含量B. 金刚石和石墨的性质存在明显差异一一碳原子排列方式不同C. CO能燃烧，CO2不能燃烧——构成物质分子的原子种类不同D. 6000LO2在加压的情况下装入容积为40L钢瓶中一一氧分子变小4．（2020泰州）下列物质用途，主要利用其化学性质的是A．用钨制作灯丝B．用铝制作导线C．石墨制铅笔芯D．用焦炭冶炼铁5．（2020海南）文房四宝“笔墨纸砚”中“墨”的主要成分是（）A．碳B．硅C．磷D．碘6．（2020本溪）下列关于金刚石与石墨的说法中正确的是（）A．都能导电B．都是黑色固体C．硬度都很小D．都由碳元素组成7．（2020宁夏）建立宏观和微观之间的联系是化学学科独特的思维方式。

学科：化学
教学内容：碳的几种单质
【基础知识精讲】
１．金刚石、石墨的物理性质及用途
（１）物理性质差异大是由于它们中所含碳原子的排列方式不同，由于物理性质不同，用途也就不同．
（２）它们都是由碳元素组成，所以它们的化学性质相同．
３．吸附
木炭和活性炭的吸附是将被吸附物（有色液体、气体、有毒气体等）吸在表面（细管道内），这个变化是物理变化．
【重点难点解析】
例１ 由同种元素组成的物质（ ）
Ａ.一定是单质 Ｂ．一定是金属
Ｃ．可能是混合物 D. 可能是化合物
分析 本题关键是要知道同种元素有时可形成多种单质这一事实，如：金刚石、石墨、C 60都由碳元素组成．即同种元素既能组成单质也能组成混合物，只有同种元素组成的纯净物才是单质，故（Ａ）不正确，（Ｂ）、（Ｄ）则是明显的错误．
解答 选(C)
例２ 下列不属于石墨用途的是（ ）
Ａ.制坩锅 B.作电极 C.净化气体或液体 D.制铅笔芯。

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。

碳的几种单质在结构、物理性质、用途上的差异以单质学生存在的碳有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯等。

下面介绍它们在结构和物理性质上的差异。

一、结构：1、金刚石：金刚石晶体属立方晶系，是典型的原子晶体，每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外四个碳原子形成共价键，构成正四面体。

2、石墨：全部以sp2杂化轨道和邻近的三个碳原子形成三个共价单键并排列成平面六角的网状结构，这些网状结构以范德华力联成互相平行的平面，构成层片结构。

3、无定形碳：无定形碳指木炭、焦炭、活性炭和炭黑等。

它们的内部结构并不是真正的无定形体，而是具有和石墨一样结构的晶体，只是由碳原子六角形环状平面形成的层状结构零乱而不规则，晶体形成有缺陷，而且晶粒微小，含有少量杂质。

4、足球烯：C60（碳60简称为C60）分子是一种由60个碳原子结合形成的稳定分子，它形似足球。

具有60个顶点和32个面，其中12个为正五边形，20个为正六边形，它形似足球，因此又被称为足球烯。

二、物理性质及其用途：1、金刚石：纯净的金刚石是一种无色透明，在八面体形状的固体，含有杂质的金刚石带棕、黑等颜色。

开采岀来的金刚石并没有宝石的外形和光彩，通过切割和磨光等工艺才能成为钻石。

金刚石具有以下物理性质：①高热传导率，②低热膨胀系数, ③低摩擦系数，④高硬度，⑤在可见光和红外光下高透明性，⑥ 高折射系数，⑦化学和放射性惰性等。

因此，它广泛应用于工业和科研的特殊领域，例如，可作为切割工具、研磨料、不利环境屮的热探头、放射性检出仪、压力敏感器、荧光显增器、光学窗、微型机械元件，以及高密度、高能量电子元件等。

2、石墨：①石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，在冶金工业屮主要用来制造石墨圮埸，在炼钢中常用石墨作钢锭Z保护剂，冶金炉的内衬。

②石墨具有良好的导电性。

因此可用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极，石墨垫圈、电话零件，电视机显像管的涂层等。

③石墨有耐磨润滑性。

在机械工业屮常作为润滑剂。

碳的几种单质之一碳的几种单质之一教学目的1．使学生了解金刚石、石墨和木炭等碳的单质的物理性质和用途。

2．通过金刚石与石墨组成元素相同而性质不同的分析，使学生加深理解结构与性质的关系。

3．培养学生阅读自学能力。

重点和难点金刚石、石墨在物理性质方面的特性与用途的对应关系教学方法自学与讲解相结合教学过程[引言] 种类有限的元素构成数不清的物质，你们知道哪种元素形成的物质种类最多吗？这种元素是第六号元素——碳，碳和碳的化合物不仅同我们的日常生活有着紧密的联系，而且它们在国民经济中也占有相当重要的地位。

为此本章将学习碳和碳的化合物。

[板书]碳和碳的化合物[实验]1．用铅笔在玻璃上划一下，然后用布擦一下。

2．用玻璃刀裁玻璃。

[引言] 从实验可见，铅笔芯的主要成份——石墨与玻璃刀上的金刚石不光“长相”不同，它们的“脾气”也不一样，表面上看石墨和金刚石是两种不相干的物质，然而它们的组成元素却是相同的，都是由碳元素组成的单质。

[板书] 第一节碳的几种单质[说明] 本节课阅读自学，提出阅读要求、范围，并用小黑板写明自学思考题。

1．金刚石的外形、硬度如何？有何用途？2．石墨的外形、硬度如何？导电性能如何？有哪些用途？3．无定形碳包括哪些物质？它们在结构上相似于金刚石还是石墨？各自的主要用途是什么？[阅读] 学生阅读课本。

[讲述] 学生围绕思考题做阅读汇报，教师讲评补充并板书[板书] 1．金刚石与石墨比较 [提问]1．什么事实说明金刚石很硬？石墨很软？2．生锈的铁锁难以打开，把少许铅笔芯粉末放进锁眼，钥匙转动几下即可打开，说明石墨有何性质？这与它的结构是否相关？与什么结构有关？3．高温下工作的机器，常用石墨粉末作润滑剂，这都利用了石墨的哪些性质？[实验]1．用玻璃刀裁玻璃。

2．学生自己刮一点铅笔芯，用手捻一下。

[提问] 上面的实验说明什么？根据这个性质可在哪些方面应用？[讨论] 根据已学过的知识，试设计一个实验方案，用来证实金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质。

课题14 碳和碳的氧化物【学习目标】1、知道石、石墨和几种无定形炭的主要物理性质和用途，掌握碳的化学性质。

2、知道一氧化碳的物理性质，了解一氧化碳的毒性及其对环境的污染，强化环保意识，掌握一氧化碳的化学性质，了解一氧化碳的用途。

3、了解二氧化碳的物理性质及主要用途，掌握二氧化碳的化学性质，牢记二氧化碳的实验室制法的原理和实验装置，会制取、收集、检验二氧化碳的操作。

课前延伸1．下图是石、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．石、石墨、C60由不同种原子构成D．石、石墨、C60里碳原子的排列不同2.如图所示有关二氧化碳的实验中，只能证明二氧化碳物理性质的是（）3. 二氧化碳通入紫色石蕊试液，试液变红是因为（）A. 二氧化碳使石蕊变红色B. 石蕊使二氧化碳变红色C. 二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸与石蕊反应使石蕊变红色D. 石蕊使二氧化碳与水反应生成的碳酸变红色4.将干冰放在空气中，其周围就会产生大量的白雾，因而舞台上常用其制造云雾缭绕的幻镜。

干冰能产生白雾是因为（）A. 干冰蒸发出大量的水蒸气B. 干冰蒸发出大量的白色二氧化碳气体C. 干冰蒸发时吸收大量的热，使周围温度降低，大量的水蒸气凝结成了小液滴D. 干冰被空气中的氧气氧化产生了大量的白色气体5.检验久未开启的菜窖内二氧化碳的浓度是否过大的正确方法是（）A. 带入一个盛满澄清石灰水的试管B. 带入一杯水C. 带入一个接通电源的手电D. 带入一盏点燃的油灯或木柴6.下列气体与温室效应无关的是（）①二氧化碳②臭氧③甲烷④氟氯代烷⑤氮气⑥氧气A. ①②B. ③④C. ⑤⑥D. ①④7. CO和CO2化学性质不同的主要原因是由于（）A. 比空气重B. 分子构成不同C. 难溶于水D. 用途不同8.煤气的主要成分是CO，对煤气的下列叙述中，与CO性质无关的是（）A. 煤气有毒B. 煤气可燃C. 煤气有刺激性气味D. 煤气有还原性9. 下列反应均能产生二氧化碳，能用于实验室制取二氧化碳的是（）A. 木炭在空气中燃烧B. 利用碳酸钠与稀硫酸反应C. 大理石和稀盐酸反应D. 燃烧石灰石10. 下列关于二氧化碳和一氧化碳的收集方法的说法正确的是（）A. 都能用向上排气法B. 都能用排水法C. 二氧化碳只能用向上排空气法，一氧化碳只能用排水集气法D. 二氧化碳只能用向上排空气法，一氧化碳只能用向下排空气法11.木炭、一氧化碳分别与黑色氧化铜粉末反应时，下列叙述正确的是( )①反应都需要加热或高温②都有红色物质生成A.①B.②C.①②D.都不对12下列物质中，既有可燃性又有还原性的单质是（）A. COB. O2C. CD. CO213.无色气体A的密度比空气大，不能燃烧，A溶于水生成B，B能使石蕊试液变红，B很不稳定，很容易分解成A和C；A与灼热的黑色固体D反应，可以生成无色气体E；E燃烧时火焰为蓝色，燃烧后生成A；A通入澄清石灰水中，可使石灰水变浑浊，静置后出现白色沉淀F。

考点19 碳的几种单质命题趋势碳单质在中考中会结合碳单质的化学式或分子模型,考查微观构成和宏观组成及各种碳单质的物理性质及其用途之间的关系。

在实验探究题和图框推断题中考查木炭还原氧化铜的反应原理或通过反应物的特点及实验现象推导反应。

主要以选择题和填空题形式出现，有时也会出现在简答题中，有时结合其他知识点综合考查。

涉及的命题点有：①碳单质的物理性质和化学性质；②几种碳单质物理性质存在较大差异的原因；③碳单质的用途等。

考查重点1. 单质碳的性质；②碳单质物理性质存在较大差异的原因；③碳单质的用途。

重点考向考向一、碳单质的物理性质和用途1. 金刚石、石墨和C 60名称金刚石石墨C60结构模型色、态、形无色透明、正八面体形状的固体深灰色、有金属光泽而不透明的细鳞片状固体形状似足球，又叫足球烯硬度天然存在的最硬的物质质软，有滑腻感导电性不导电具有良好的导电性常温下不导电用途用作钻探机钻头、玻璃刀头、装饰品制铅笔、用作电极材料、润滑剂等有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学2. 木炭、活性炭、焦炭和炭黑木炭、活性炭、焦炭、炭黑等物质的主要成分都是碳单质，它们的结构与石墨类似。

①木炭：具有疏松多孔的结构，有吸附性，常用于吸附色素和异味。

②活性炭：用于防毒面具、制糖、吸附色素和异味。

③焦炭：用于冶金工业。

④炭黑：常用于制造墨、油漆、颜料等。

易错警示C60由分子构成，C60可以表示一个C60分子，每个分子由60个碳原子构成。

知识拓展同素异形体同素异形体是指由同样的单一化学元素组成，因排列方式不同，而具有不同性质的单质。

同素异形体之间的性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有着活性的差异。

例如磷的两种同素异形体，红磷和白磷，它们的着火点分别是240和40摄氏度，但是充分燃烧之后的产物都是五氧化二磷；白磷有剧毒，可溶于二硫化碳，红磷（如制品不纯时可含少量黄磷，可致黄磷中毒，经常吸入红磷尘，可引起慢性磷中毒，遇明火、高热、摩擦、撞击有引起燃烧的危险，与溴混合能发生燃烧，与大多数氧化剂如氯酸盐、硝酸盐、高氯酸盐或高锰酸盐等组成爆炸性能十分敏感的化合物，燃烧时放出有毒的刺激性烟雾。

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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。