2026年暑假化学讲义：几种碳单质的性质

第12讲碳的单质 物理性质 学习目标 1、知道不同种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， 感受物质的多样性。 2、了解金刚石和石墨在结构上的差异性，了解它们的物理性质和主要用途，初 步形成“性质决定用途”的化学观念。 新知预习 一、金刚石和石墨 1.金刚石和石墨的结构与性质 碳单质 金刚石 石墨 结构 化学式 构成微粒 由碳原子构成 由碳原子构成 无色透明的固体，天然存 灰黑色、有金属光泽的固体；很 物理性质 在的最硬的物质。 软，有滑腻感熔点高，有优良 的导电性。 ◆ 金刚石、石墨和C6物理性质不同的原因：碳原子的排列方式不同 2.性质和用途的对应关系 物理性质 对应的用途 金刚 无色透明的固体，折光性好 制装饰品一一钻石； 1 石 天然存在的最硬的物质 制钻头、切割大理石、裁玻璃： 特殊条件下 透光性好、硬度大： 用作光学窗口和透镜的涂层； 制备的金刚 导热性好 用于集成电路基板散热。 石薄膜 灰黑色固体、很软， 有滑腻感 制铅笔芯 石墨 有优良的导电性 做电极 导电性、有滑腻感、熔点高 做高铁列车的受电弓滑板 结论 性质决定用途，用途体现性质 【易混易错】 1.同种元素组成的物质不一定是单质，也可能是混合物。（如O3和O3混合；红 磷和白磷混合等) 同种元素组成的纯净物才是单质。 2.石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是碳元素组成的 不同单质，该转化是化学变化。 二、其它碳单质 (1)焦炭、木炭、活性炭和炭黑主要成分也是碳单质，结构与石墨类似。 (2)木炭、活性炭有疏松多孔的结构，因此有吸附性，活性炭的吸附性比木炭 强。 (3)活性炭的应用： A.可用于防毒面具中除去毒气；B.制糖业中脱色以制白糖 C.水的净化处理：D.冰箱去味；F.吸附装修产生的有害气体。 冰籍除臭剂 防毒面具 环保活性炭包 冰箱除臭剂 【易混易错】活性炭、木炭的吸附性是物理性质 三、C6o 2 1.结构：C60由C60分子构成，每个C60分子是由60个碳原子构成的，C60分子 结构形似足球。 2.性质：C60独特的分子结构决定了它具有一些特殊的物理和化学性质。 3.应用：超导、催化、能源及医学领域等。 考点精析 考点一同种元素组成的物质 1、金刚石、石墨和C和都是由碳元素组成的单质，下列说法正确的是( A.它们都是黑色固体 B.它们的碳原子排列方式不同 C.它们都能导电 D.它们的物理性质相同 2、下列说法正确的是( ) A.一种元素只能形成一种单质 B.由碳元素形成的单质都是黑色的 C.同种元素组成的不同种单质性质相同D.一种元素可能形成几种单质 考点二金刚石、石墨和C60 3、如图是金刚石、石墨的结构示意图，下列说法不正确的是() 金刚石 石墨 A.它们的化学式都可以用“C”表示B.石墨转化成金刚石是物理变化 C.金刚石与石墨的原子排列方式不同D.石墨很软，有滑腻感 4、如图是金刚石、石墨、C等碳单质的结构示意图，下列说法正确的是（ a0 金刚石的结构 石墨的结构 C的结构 单晶石墨片 透明金刚石薄膜 A.物质的质地都很软 B.碳原子的排列方式都相同 C.都由碳原子构成 D.完全燃烧后的产物都是CO, 3 考点三碳单质的性质和用途 5、下列有关含碳物质的性质或用途对应不正确的是（) 选项 物质 性质 用途 A 金刚石 硬度大 用于钻机的钻头 B 石墨 质软 用作电极材料 活性炭 吸附性 除去色素和异味 D 木炭 可燃性 用作燃料 6、性质决定用途。下列碳单质的性质与其用途不相符的是( A.石墨有优良的导电性能一一 用于制铅笔芯 B.C6分子很稳定，有超导性一一广泛应用于超导领域 C.金刚石是天然存在的最硬物质一一用于装在钻探机的钻头上 D.活性炭疏松多孔，吸附能力强一一用于天然水的净化 考点四根据新信息判断碳单质的性质 7、“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.常温下化学性质活泼 B.具有吸附性 失餐 C.可以用来处理海上石油泄漏 D.可以重复使用 第13讲碳的单质 化学性质 学习目标 1.了解单质碳的化学性质及其应用： 2.熟悉碳与氧气、碳与某些氧化物的反应： 3.掌握木炭还原氧化铜的实验： 4.了解还原反应。 4 新知预习 >碳单质物理性质各不相同，而化学性质却相似。 原因是：碳的不同单质参加化学反应的最小粒子是相同的碳原子。 一、常温下，碳单质的化学性质不活泼 (1)原因：碳原子的最外层电子数为4，常温下不易得失电子。 (2)用途：用炭黑制成的墨书写绘画，档案资料用碳素墨水书写，木质电线杆 埋入地下部分烤焦增强耐腐蚀性。 二、碳单质与氧气反应 氧气充足 氧气不足 反应情况 碳完全燃烧， 生成二氧化碳 碳不完全燃烧，生成一氧化碳 化学方程式 C+02 点燃CO 2C+02 点燃2C0 反应物质量比 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 应用 作燃料 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， 拓展提升 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。 三、碳单质与某些氧化物反应 1.实验探究木炭还原氧化铜 C+Cuo (1)实验现象和结论： 实验现象 黑色粉末变成红色 澄清石灰水变浑浊 澄清 石灰水 实验结论 生成了银 生成了二氧化碳 (2)化学方程式：C+2Cu0 高温2Cu+C02↑ (3)实验要点： ①金属网罩的作用：集中火焰，提高温度 ②实验结束后，先撤出导管再停止加热，目的：防止石灰水倒流，炸裂试管 ③待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因：防止热的铜接触空气又被氧化 (4)实验分析：C是还原剂，具有还原性。CO在反应中失去氧元素，发生还 原反应。 2.碳还原某些氧化物 (1)碳与某些金属氧化物反应：用于冶炼金属 工业炼铁：2Fe203+3C高温4Fe+3C02↑ (2)与二氧化碳反应： C+CO2高温2C0(吸热反应) 四、还原反应 1.还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。 在木炭还原氧化铜的反应中，氧化铜失去氧元素生成铜，氧化铜被还原，发生了 还原反应。 2.拓展提升 氧化还原反应：氧化反应和还原反应在同一反应中，同时进行。 C+2Cu0高温2Cu+C02t CO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：物质得到氧元素的反应。 还原反应：含氧化合物失去氧元素的反应。 氧化剂：在反应中提供氧元素的物质，具有氧化性，如CO 还原剂：在反应中得到氧元素的物质，具有还原性，如C、CO、H 考点精析 1、北宋名画《千里江山图》保存至今仍不褪色（墨是由炭黑制成），其原因是 () 6 A.炭黑具有很强的吸附性 B.碳在常温下化学性质不活泼 C.炭黑发生了变化 D.碳单质不溶于水 2、关于碳的燃烧，下列说法中正确的是( A.C0结构稳定，不能燃烧 B.碳和氧气反应一定会生成C02 C.碳的燃烧是放热反应 D.碳在氧气中燃烧的产物一定是纯净物 3、木炭具有可燃性，根据性质决定用途，所以其可以用作( ) A.吸附剂 B.燃料 C.治炼金属 D.制墨水 4、如图所示是碳与氧化铜反应的实验装置，下列说法错误的是( A.网罩的作用：集中火焰并提高温度 C+CuO 弹簧夹 B.试管b的作用是检验有二氧化碳生成 网罩 C.试管a中黑色粉末变红，说明碳具有还原性 澄清 D.反应结束后立即把试管a中的物质倒出来观察现象 5、明代宋应星所著的《天工开物》曾记载了炼锡的方法，其化学方程式为： 2C+SnO, 高温 2C0个+Sn,发生还原反应的物质是( A.C B.SnO2 C.CO D.Sn 6、“中国高铁，世界第一”，高铁列车车体材料使用的不锈钢中加入了金属镍增 高温 强性能，工业高温上采用火法炼镍的原理是：C+2X2Ni+CO,个，下列说法错 误的是( ) A.反应中X的化学式为NiO B.反应中有两种氧化物 C.碳过量时，气体产物中可能有CO D.反应前后各元素的化合价都发生改变 分层作业 1、“碳家族”的成员很多，用途很广。回答下列问题。 (1)金刚石、石墨和C60中，由分子构成的是 (2)金刚石可“钻玉补瓷”，说明其具有的性质是 (3)如图为石墨的结构，其层与层之间能发生滑动，因此有滑腻感，可用 作 (4)下列关于C6的说法正确的是 (多选，填字母)。 a.相对分子质量为60 b.1个分子中有60个碳原子 c.碳元素的化合价为0 (5)《淮南子》记载：“悬羽与炭，而知燥湿之气。”即在天平两端分别悬挂等重 的羽毛和木炭，可测空气湿度变化，其中利用了木炭的 性。 2、下列不属于金刚石用途的是( ) A.制玻璃刀头 B.作钻机钻头 C.作透镜涂层 D.制高铁受电弓滑板 3、性质决定用途。下列含碳物质常用于去除冰箱、汽车中的异味的是( A.活性炭B.金刚石 C.石墨 D.C60 4、化学小组在实验室进行如下实验：①用小刀削下少许铅笔芯粉末，并用手指 触摸；②把铅笔芯串联在电路中，闭合开关（如图）。根据上述实验不能得出的 石墨性质是( 电池 A.质软 B.有滑腻感 C.熔点高 D.有导电性 铅笔芯 5、经检测某物质中只含有碳元素，关于该物质的说法正确的是( A.一定是金刚石 B.一定是混合物 C.一定是碳单质 D.一定不是化合物 6、德庆学宫是广东现存最古老的宋元两代砖木结构古建筑。建造之时，埋入地 下的木材要先用火烤焦成木炭方可保存久远，原因是木炭( A.是黑色固体 B.有可燃性 C.结构疏松多孔 D.常温下化学性质不活泼 7、下列含碳物质的用途主要由其化学性质决定的是( A.用金刚石裁玻璃 B.用活性炭净水 C.用焦炭治炼铜 D.用石墨制铅笔芯 8、下列物质中，与炽热的焦炭不能发生反应的是( A.O2 B.CO C.CO2 D.Fe2O3 9、下列有关碳燃烧的说法正确的是( ) A.碳燃烧的产物只有二氧化碳 B.碳燃烧不充分时吸收热量 C.木炭可以燃烧，金刚石不能燃烧 D.碳在氧气中燃烧属于化合反应 10、高铁列车车体材料中加入金属镍可增强其性能，工业上火法炼镍的原理为 C+2NiO一2Ni+X↑下列说法错误的是( A.C将NiO还原为Ni B.NiO中Ni的化合价为+2 C.X的化学式为CO D.该反应属于还原反应 11、构建化学基本观念是学好化学的基础。下列有关碳单质的学科观点正确的是 () A.元素观：金刚石和石墨的元素组成相同，性质相似 B.转化观：CO可由C与CO3在常温下反应得到 C.粒子观：保持C60化学性质的最小粒子是碳原子 D.守恒观：3g碳和8g氧气完全反应生成11g二氧化碳 12、（创新实验)实验小组用如图装置进行木炭还原氧化铜的实验。下列说法错 误的是( ) 木炭和氧化铜 A.将木炭和氧化铜混合均匀可使反应更充分 B.点燃酒精灯，澄清石灰水会立即变浑浊 气球 澄清石灰水 C.实验结束，应待装置冷却后再把粉末倒出 D.本装置为“微型”实验装置，可节约试剂 13、《墨经》记载“立窑烧烟法”（如图）：将松木置于炉膛中燃烧，瓮中收集到 黑烟（炭黑），可用于制墨。 (1)水墨画长久不褪色，原因是墨汁中的炭黑 (2)炭黑是由松木 (填“充分"”或“不充分”)燃烧产生的。 (3)炭黑属于 (填“单质"“化合物"或“混合 物”)，具有可燃性，其充分燃烧的化学方程式为 一炉膛 松木 14、如图是木炭还原氧化铜的实验装置。 (1)木炭还原氧化铜的化学方程式为 C+Cuo (2)实验过程中，能说明有铜生成的现象是 澄清「 石灰水 9 (3)实验结束后，应先 (填“停止加热”或“撤出导管”) (4)为确保实验成功，有以下关键： ①温度。酒精灯加网罩的目的是 ②反应物的质量比。若木炭不足，则氧化铜不能被全部还原：若木炭过多，则除 了生成铜和二氧化碳外，还会生成 (填化学式)，原因是 (用化学方程式表示)。 15、易错辨析。判断下列说法是否正确，对的打“√”，错的打“×”。 (1)碳单质都是由原子直接构成的。() (2)铅笔芯中含有铅，咬铅笔芯会导致铅中毒。（) (3)木炭、焦炭、炭黑的结构与石墨类似，故性质与石墨完全相同。() (4)不同种元素可以组成不同物质，同种元素也可以组成不同物质。（ ) (5)木炭能够还原氧化铜，焦炭不能还原氧化铜。() (6)木炭还原氧化铜过程中，碳元素的化合价发生变化。( (7)木炭还原氧化铜过程中，固体中铜元素的质量不变。( 10