专题6.1 金刚石、石墨和C60（十大题型）-2023-2024学年九年级化学上册同步举一反三系列（人教版）

专题6.1 金刚石、石墨和C60 题型梳理 【题型1】 同种元素组成的物质 【题型2】 碳的几种单质 【题型3】 根据新信息判断碳单质的性质 【题型4】 结构、性质与用途的关系 【题型5】 单质碳的化学性质 【题型6】 碳与氧气反应的生成物的判断 【题型7】 氧化反应和还原反应 【题型8】 木炭还原氧化铜的相关计算 【题型9】 木炭还原氧化物的实验 【题型10】 有关木炭还原氧化铜的科学探究 举一反三 【知识点1】金刚石、石墨、C60 1．金刚石（C）是自然界中最硬的物质，无色透明，正八面体。 可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头（体现了它的硬度大）等。 2．石墨（C）是最软的矿物之一，深灰色，具有金属光泽，细鳞片状的固体，有优良的导电性，润滑性。 可用于制铅笔芯（深灰色、质软）、干电池的电极（导电性）、电车的电刷（导电性，润滑性、常温下化学性质稳定）、做固体润滑剂（有润滑性）等 （1）焦炭、木炭、活性炭、炭黑主要成分也是碳单质，结构与石墨类似。木炭、活性炭有疏松多孔的结构，因此有吸附性，活性炭的吸附作用比木炭强。焦炭用于炼铁。 （2）活性炭的应用：可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖；水的净化处理；冰箱去味；吸附装修产生的有害气体。 （3）吸附性是活性炭、木炭的物理性质而不是化学性质 3．C60（也叫“足球烯”）：C60分子是由60个碳原子构成的分子，形似足球，结构稳定。 4．结构决定性质，性质决定用途 金刚石和石墨的物理性质差异很大的原因是：碳原子的排列不同。 CO和CO2的化学性质差异很大的原因是：分子的构成不同 5．同种元素也可组成不同的单质 由同种元素组成的物质不一定是单质，可能是几种单质形成的混合物 【题型1】 同种元素组成的物质 【例1】同一种元素可以组成不同的单质，以单质形式存在的碳有金刚石、石墨和C60等，由于它们的碳原子 不同，即 不同，它们的性质也存在 ，由此也可以知道： 。 【变式1-1】由同种元素组成，因排列方式不同，而具有不同性质的单质互称为同素异形体。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。下列各组物质，互为同素异形体的一组物质是 A．金刚石与石墨 B．干冰与冰 C．银和水银 D．水与双氧水 【变式1-2】请从微观角度解释下列问题。 (1)一氧化碳和二氧化碳性质不同 。 (2)金刚石和石墨物理性质相差很大 。 【变式1-3】 已知由同种元素组成的结构和性质不同的单质互称同素异形体。则下列不属于同素异形体的是 A．金刚石和石墨 B．氧气和臭氧 C．煤和焦炭 D．白磷和红磷 【题型2】 碳的几种单质 【例2】下图是金刚石、石墨、 C60、碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是    A．从组成上看，这四种物质都是由同种元素组成的 B．从结构上看，这四种物质构成的原子是不相同的 C．从性质上看，这四种物质的所有性质都是相似的 D．从用途上看，这四种物质都可做铅笔芯和润滑剂 【变式2-1】①由同种元素组成的不同单质，如金刚石和石墨、红磷和白磷等，其物理性质 ，但化学性质 。 ②同种元素组成的不同单质间可以相互转化，如石墨在一定条件下能转化为金刚石，这一转化过程中属于 。 ③木炭和活性炭的吸附性是 ，所以木炭、活性炭对其他物质的脱色过程是 。 【变式2-2】石墨烯是由碳原子构成的碳单质，被认为是一种未来革命性的材料。下图分别是金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构图。下列说法不正确的是        A．金刚石、石墨、C60和石墨烯都是由碳元素组成的单质 B．在一定条件下，石墨可以转化为金刚石，属于化学变化 C．金刚石的硬度很大，属于金刚石的化学性质 D．因为碳原子排列方式不同，所以金刚石、石墨、C60的物理性质差异较大 【变式2-3】新型材料、新型能源的应用，是人类共同关注的问题。 Ⅱ、碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。下图为金刚石、石墨、和石墨烯的结构模型，图中小球代表碳原子。 (1)金刚石、石墨和C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是 。 (2)科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨片（也称石墨烯），石墨烯是由碳原子形成的六元环呈蜂窝状的二维结构。石墨烯优异的导电、导热性和其他奇特性质正激励着科学家们不断去探索。在石墨烯中，每个碳原子连接 个六元环。 【题型3】 根据新信息判断碳单质的性质 【例3】“碳海绵”是已知最轻的固体材料如图所示，由碳元素组成，具有多孔结构，弹性好．它对石油有很强的吸附能力不吸水，将吸入的石油挤出后仍可恢复原状．下列关于碳海绵的说法不正确的是    A．常温下化学性质活