碳单质的性质及用途（知识卡片）

该初中化学知识清单系统梳理“碳单质的性质及用途”核心内容，涵盖碳单质的结构、物理性质与用途，化学性质（稳定性、可燃性、还原性）及无定形碳，通过表格对比、实验分析搭建从结构到性质再到用途的递进式学习支架。 清单以“结构决定性质，性质决定用途”为主线，用表格对比金刚石、石墨、C60的结构差异与性质用途关联，体现化学观念。实验分析中详细说明还原性实验的烘干原因、网罩目的等细节，培养科学思维。设计应用提示如证明含碳元素的方法，助力学生联系实际，教师可据此精准教学，提升学习实效。

碳单质的性质及用途碳单质的结构、物理性质和用途 01 1.金刚石、石墨和C60 碳的单质 金刚石（C） 石墨（C） C60 组成 均由碳元素组成 构成 碳原子 C60 分子 结构 立体网状 层状 形似足球 物理性质 无色透明的固体、天然存在的最硬的物质，透光性好、导热性好 灰黑色、有金属光泽的固体，很软，有滑腻感，有优良的导电性 质脆，几乎不导电 用途 作装饰品(钻石)、制作钻头、切割大理石、裁玻璃 作铅笔芯、作电极、作润滑剂、制作高铁列车的受电弓滑板等 可用于超导、催化、 能源及医学等领域 区别与联系 ①碳原子的排列方式不同导致三者的物理性质存在明显差异； ②三者都是由碳元素组成的单质，故化学性质基本相同 2. 无定形碳 碳单质的化学性质 02 物理性质和化学性质 02 1.常温下碳单质的稳定性 常温下，碳单质的化学性质不活泼。碳单质受日光照射或与空气、水接触，都不容易发生变化。 2.碳单质与氧气反应——可燃性 反应物 氧气充足，碳完全燃烧 氧气不足，碳不完全燃烧 化学方程式 C + O2 点燃 CO2 2C + O2 点燃 2CO 质量比 碳与氧气的质量比为3：8 碳与氧气的质量比为3：4 结论 反应物相同时，若反应物的用量不同，则生成物不同 碳与氧气的质量比< 3/8，反应后物质是CO2和O2 碳与氧气的质量比= 3/8，反应后物质是CO2 碳与氧气的质量比介于3/8和3/4时，反应后物质是CO2和CO 碳与氧气的质量比= 3/4，反应后物质是CO 碳与氧气的质量比> 3/4，反应后物质是CO和C 应用 证明某物质含有碳元素（证明燃烧有二氧化碳生成）： 点燃该物质，火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯，若浑浊，则有二氧化碳生成，从而证明该物质含有碳元素。 3.碳单质与某些氧化物反应——还原性 实验现象 ①黑色粉末逐渐变成光亮的红色； ②澄清石灰水变浑浊。 化学方程式 C＋2CuO 高温 2Cu＋CO2↑ 实验结论 反应生成了铜和二氧化碳； 实验分析 （1）木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因： 防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。 （2）火焰加金属网罩的目的：集中火焰，提高温度。 （3）实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的：防止石灰水倒流炸裂试管。 （4）待试管冷却后再把试管中的粉末倒出：防止热的铜接触空气又被氧化。 应用 （1）冶炼金属（炼铁）：2Fe2O3+3C高温 4Fe+3CO2↑ （2）与二氧化碳反应：C+CO2高温 2CO（吸热反应） 学科网（北京）股份有限公司 $