6.1 金刚石、石墨和C60（精讲）-2023-2024学年九年级化学上册《知识解读·题型分层归纳》（人教版）

6.1 金刚石、石墨和C60 知识点1：碳的单质 1.同一种元素可以组成不同的单质： 　 金刚石 、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，但是由于碳原子排列方式不同，即结构不同，因此它们的性质存在着差异。 　　　　 　　　 　　 金刚石的结构　　　　　石墨的结构　　　　　 C60的结构　 2.金刚石 、石墨和C60的比较： 名称 金刚石 石墨 C60 外观 无色透明、正八面体形状的固体，仔细琢磨后有璀璨夺目的光泽 深灰色不透明的细鳞片状的固体，有金属光泽 C60分子形状似足球 导电性 几乎不导电 良好 几乎不导电 硬度 天然存在的最硬的物质 质软（最软的矿物之一） 质脆 导热性 良好 良好 很差 用途 钻头、刻刀、装饰品等 电极、铅笔芯、润滑剂等 制备新材料、超导材料等 3.木炭、活性炭的吸附性： 　　木炭、活性炭、焦炭、炭黑等物质都是由石墨的微小晶粒和少量杂质构成的，所以从严格的意义上来说它们还不是碳的单质（被称为无定形碳）。由于木炭和活性炭均具有疏松多孔的结构，因此它们具有较强的吸附能力，可以吸附毒气、色素以及有异味的物质等。木炭和活性炭有吸附性，所以它们在制糖工业、食品工业、防毒面具制作等方面有重要的应用。 【要点诠释】 1.金刚石和石墨在一定条件下可以相互转化，这个转化过程发生了化学变化。　　 2.物质的组成和结构决定物质的性质，物质的性质决定物质的用途。 3.由于木炭疏松多孔，有很大的表面积，因此它具有吸附性，活性炭的吸附性比木炭更强。吸附作用是将气体或溶液里的微小粒子吸附在固体表面，没有生成新物质，属于物理变化。 4.“碳”和“炭”的区别：“碳”是元素的名称，是核电荷数为6的一类原子的总称。比如碳元素、碳单质、含碳化合物、一氧化碳等，这儿不能用“炭”。而“炭”指的是具体物质，它表示由碳元素组成的某种单质——木炭、活性炭、焦炭等。一般在未指明具体单质时，习惯上用碳，如“炽热的碳”、“当碳燃烧时”。 知识点2：碳的化学性质 1.稳定性：在常温下，碳的化学性质不活泼。在高温下，碳能够与很多物质起反应。 2.可燃性（碳与氧气反应）： （1）当氧气充足时，碳完全燃烧，生成二氧化碳，同时放出大量的热。 实验现象：木炭在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放热，生成无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体。 C+O2CO2 （2）当氧气不足时，碳不完全燃烧，生成一氧化碳，同时放出热量。 2C+O22CO 3.还原性（碳与某些氧化物反应）：高温下碳能跟某些氧化物反应，夺取某些氧化物中的氧元素，使这些氧化物失去氧而发生还原反应。 木炭还原氧化铜实验： （1） 药品：木炭粉（黑色）、氧化铜（黑色粉末）。 （2）实验现象：黑色粉末逐渐变红，澄清石灰水变浑浊。 （3）实验结论：2CuO＋C2Cu＋CO2↑ （4）几点说明： 　　①酒精灯加网罩可使火焰集中并提高温度； 　　②试管口要略向下倾斜； 　　③装置的气密性要良好； 　　④实验结束时，先撤出导气管，然后再熄灭酒精灯（防止澄清石灰水倒流入热的试管致使试管破裂），待试管冷却后再把试管内的粉末倒在纸上（防止生成的铜再被氧化成氧化铜） 知识点3：氧化还原反应 1、碳还原金属氧化物 （用于工业冶炼金属） 碳 + 某些金属氧化物 金属单质 + CO2↑ 2、氧化还原反应分析 CuO失去氧元素，有氧化性，是氧化剂，被还原，发生还原反应 C夺取氧元素，有还原性，是还原剂，被氧化，发生氧化反应 氧化反应：物质结合氧元素的反应。 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。 氧化剂：在反应中提供氧元素的物质，具有氧化性，如CuO； 还原剂：在反应中得到氧元素的物质，具有还原性，如C、CO、H2等； 3、碳与二氧化碳反应：C + CO22CO（吸热反应） 4、补充：置换反应：一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应 【题型1 金刚石、石墨和C60】 【典例1】（23·24九年级上·北京东城·期中）金刚石、石墨、C60都由碳元素组成，下列有关叙述正确的是 A．都是无色固体 B．在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳 C．在氧气中充分燃烧产物都不同 D．以石墨为原料转化为金刚石是物理变化 【变式1-1】（23·24九年级上·全国·课前预习）“没有金刚钻，不揽瓷器活”，这句话体现了金刚石 A．熔点高 B．硬度大 C．光学性能好 D．化学性质稳定 【变式1-2】（23·24九年级上·全国·课前预习）下列物质的性质和用途对应关系正确的是 A．金刚石硬度大，可用于切割玻璃 B．石墨具有导电性，可制作铅笔芯 C．炭黑具有滑腻感，可制作电刷 D．木炭具有吸附性，可用作燃料 【变式