6.1 金刚石、石墨和C60（含培优竞赛试题）-【划重点】2023-2024学年九年级化学上册同步讲与练（人教版）

6.1 金刚石、石墨和C60 学习目标 重难点 1.了解金刚石和石墨的物理性质和用途 2.掌握碳单质的化学性质 3.知道不同元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质 重点：1. 碳单质的化学性质 2. 还原反应和还原剂的判定 难点：氧化反应和还原反应的判定 知识01 碳的单质 一、金刚石、石墨和C60 金刚石、石墨和C60 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 制铅笔芯、用作电极材料、润滑剂等 有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物学等领域 区别与联系 都是由碳元素组成的单质，但是由于碳原子排列方式不同，因此它们的物理性质存在着明显差异 二、木炭、活性炭、焦炭和炭黑 1.无定形碳种类和用途 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。 2.无定形碳种类和用途 在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色，投入几块烘烤过的木炭（成活性炭）。轻轻振荡锥形瓶，红色溶液变成无色溶液。因为活性炭具有吸附性，能吸附水中的有色物质。 三、本专题的一些细节 （1）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。 （2）碳：指碳元素、碳原子、碳的单质及化合物，在物质组成中写“碳”。 （3）炭：指的是具体的物质，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑，这些碳的单质的名称中写“炭”。 （4）一种元素可以组成不同种单质； （5）石墨在一定条件下可以转化为金刚石，该变化为化学变化； （6）活性炭的吸附性是物理性质。 （7）金刚石、石墨和C60的物理性质差异较大的原因：碳原子排列方式不同 1．（2023秋·广西贺州·九年级统考期末）下列关于金刚石、石墨、C60的说法不正确的是 A．它们都是电的良导体 B．石墨质软，可作铅笔芯 C．C60是一种新型的单质 D．金刚石硬度大，可切割玻璃 2．（2023秋·山东德州·九年级统考期末）化学学习要建构若干基本观念，以下四类化学基本观念中认识不正确的是 A．元素观：金刚石和石墨均由碳元素组成 B．分类观：金刚石和石墨是两种碳单质 C．变化观：石墨转化为金刚石属于物理变化 D．微粒观：金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同 3．石墨和金刚石的物理性质差异很大的原因是 A．原子的大小不同 B．原子的种类不同 C．原子的数目不同 D．原子排列方式不同 4．（2023春·黑龙江大庆·八年级统考期末）金刚石和石墨是常见的碳单质，其结构如图所示。下列说法正确的是 A．构成金刚石和石墨的碳原子的大小是不同的 B．金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同 C．金刚石和石墨都是黑色的固体 D．金刚石和石墨都没有可燃性 5．（2023秋·新疆阿克苏·九年级统考期末）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．是一种单质 C．石墨烯和金刚石的碳原子排列方式相同 D．可作新型电池的电极 知识02 碳的化学性质 1．常温下，碳单质的化学性质稳定 在常温下，碳的化学性质不活泼。碳受日光照射或与空气、水等接触都不容易起变化。 实际生活中利用这一性质有以下应用： （1）需要长期保存的档案材料一般用碳素墨水书写。 （2）木质电线杆埋入地下部分用火烧焦。 2．碳能与氧气反应——可燃性 在点燃的条件下，碳可以在氧气（或空气）里燃烧，放出热量。 （1）氧气充足时，完全燃烧：C+O2CO2 （2）氧气不充足时，不完全燃烧：2C+O22CO 无论碳燃烧是否充分，都会放出热量，因此碳是生活生产中常用的燃料。 3．碳能与某些氧化物反应——还原性 单质碳在高温下可以和某些氧化物反应，夺取这些氧化物中的氧，表现出还原性。 （1）木炭还原氧化铜：C+2CuO2Cu 2Cu+CO2↑ （2）工业上，用焦炭和铁的氧化物反应冶炼铁：2Fe2O3+3C2Cu 4Fe+3CO2↑ （3）高温下，木炭还能与二氧化碳反应：C+CO22Cu 2CO （4）高温下，木炭还能与水反应：C（红热）+H2O（蒸汽）2Cu CO+H2O 注：工业上水煤气的制取方法 4．实验—木炭还原氧化铜 (1)实验操作 a．把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管； b．将试管固定在铁架台上。试管口装有通入澄清石灰