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一、教學(xué)內(nèi)容 金剛石、石墨和C60 二、考點(diǎn)清單 1、了解金剛石和石墨的物理性質(zhì)和主要用途。 2、知道碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。 3、知道C60分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和潛在應(yīng)用前景。 三、全面突破 考點(diǎn)1 碳的單質(zhì) 1、金剛石（C）是自然界中最硬的物質(zhì)，無色透明，正八面體?？捎糜谥沏@石；刻劃玻璃、鉆探機(jī)的鉆頭（體現(xiàn)了它的硬度大）等。 2、石墨（C）是最軟的礦物之一，深灰色，具有金屬光澤，是細(xì)鱗片狀的固體，有優(yōu)良的導(dǎo)電性，潤滑性。可用于制鉛筆芯（體現(xiàn)了它呈深灰色、質(zhì)軟）、干電池的電極（體現(xiàn)了它的導(dǎo)電性）、電車的電刷（體現(xiàn)了它的導(dǎo)電性，滑膩感、常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定）、作潤滑劑（體現(xiàn)它具有滑膩感）等。 金剛石和石墨的物理性質(zhì)有很大差異的原因是：碳原子的排列不同。
3、無定形碳：由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成.主要有：焦炭，木炭，活性炭，炭黑等。 活性炭、木炭具有強(qiáng)烈的吸附性（因?yàn)榫哂惺杷啥嗫椎慕Y(jié)構(gòu)），木炭可用于食品、工業(yè)產(chǎn)品中除去色素、異味等，活性炭可用于防毒面具中除去毒氣、制糖業(yè)中脫色以制白糖；焦炭用于冶鐵，炭黑加到橡膠里能夠增加輪胎的耐磨性。 注意：吸附性是活性炭、木炭的物理性質(zhì) 4、C60：C60分子是由60個(gè)碳原子構(gòu)成的分子，形似足球，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
【典型例題】 例1：下列有關(guān)碳的物質(zhì)的用途說法錯(cuò)誤的是 A. 金剛石中混有雜質(zhì)就呈現(xiàn)不同顏色 B. 鉛粉和少量石墨粉制作鉛筆芯 C. 長期未用而難開啟的鎖，可在鎖孔中加入少量鉛筆芯粉末來作潤滑劑 D. 活性炭可作冰箱的去味劑 【解析】本題主要利用碳的單質(zhì)的物理性質(zhì)及對(duì)應(yīng)的用途。如：金剛石經(jīng)過仔細(xì)雕琢，可成為璀璨奪目的裝飾品——鉆石。利用石墨質(zhì)軟的性質(zhì)可制成鉛筆芯，因?yàn)槭哂谢伕?，可用來作潤滑劑。利用活性炭的吸附性可作冰箱的除味劑?/span> 【答案】B 例2：金剛石和石墨的不同點(diǎn)是 A. 金剛石是純凈物，石墨是混合物 B. 金剛石是單質(zhì)，石墨是化合物 C. 金剛石和石墨中碳原子的排列不同 D. 金剛石和石墨中碳原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同 【解析】金剛石和石墨都是由碳元素組成的，但由于在金剛石和石墨里碳原子的排列方式不同，所以金剛石和石墨是兩種不同的單質(zhì)。即石墨是單質(zhì)，屬于純凈物。A、B錯(cuò)；原子是化學(xué)變化中最小的粒子，金剛石和石墨中的碳原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)相同，D錯(cuò)。 【答案】C 例3： A. 能導(dǎo)電 B. 密度小 C. 熔點(diǎn)高、耐高溫、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 D. 硬度小，有潤滑作用 【解析】解此題的關(guān)鍵是根據(jù)石墨的特性再結(jié)合題中的信息，即航天飛機(jī)表面覆蓋石墨瓦的作用作出選擇。而石墨具有質(zhì)軟、導(dǎo)電性良好、有潤滑作用，還有熔點(diǎn)高、耐高溫等特性。 【答案】C 例4：下列關(guān)于C60的說法正確的是 A. 屬于單質(zhì) B. 屬于混合物 C. 由30個(gè)碳原子構(gòu)成的分子 D. 相對(duì)分子質(zhì)量為60 【解析】C60是由一種元素組成的純凈物，屬于單質(zhì)。一個(gè)C60分子中有60個(gè)碳原子。相對(duì)分子質(zhì)量=60×12=720 【答案】A 例5：如圖，向盛有二氧化氮?dú)怏w的集氣瓶里投入幾塊木炭，為什么紅棕色會(huì)消失？漏斗中液面為什么會(huì)上升？為什么用漏斗而不直接用導(dǎo)管插入水中？
【解析及答案】木炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，有效面積大，有強(qiáng)烈的吸附性，能把大量的氣體或染料等微小粒子吸附在它的表面，所以，二氧化氮?dú)怏w被木炭吸附了，紅棕色會(huì)消失。二氧化氮被吸附后，集氣瓶內(nèi)的氣體減少，壓強(qiáng)變小了，所以，漏斗中液面會(huì)上升。如果直接用導(dǎo)管插入水中，則燒杯中的水會(huì)沿著導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶中。 考點(diǎn)2 ：單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì) 單質(zhì)碳的物理性質(zhì)各異，而各種單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)卻完全相同! 1、常溫下的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。因此古代用墨書寫、繪畫的字畫保存時(shí)間很久，且不易變色。 2、可燃性：
【典型例題】 例1：書寫檔案規(guī)定使用碳素墨水，其理由是 A. 單質(zhì)碳不與其他任何物質(zhì)反應(yīng) B. 常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑 C. 碳易與紙張反應(yīng)生成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的物質(zhì) D. 這種墨水是經(jīng)過加工的性質(zhì)穩(wěn)定的化合物 【解析】本題主要考查物質(zhì)的性質(zhì)與用途之間的關(guān)系。碳素墨汁是由碳的單質(zhì)制成的，碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，受日光照射或與空氣、水分接觸不起變化，用碳素墨水書寫的字雖然年深日久也不褪色。 【答案】B 例2：某物質(zhì)在空氣中燃燒，其產(chǎn)物之一是二氧化碳，則該物質(zhì) A. 一定是碳的某種單質(zhì) B. 一定是含氧元素的物質(zhì) C. 一定是含碳元素的物質(zhì) D. 一定是由碳、氧元素組成的化合物 【解析】根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素的種類和質(zhì)量相同。 【答案】C 例3：甲、乙兩同學(xué)分別做鑒別碳粉和氧化銅兩種黑色粉末的實(shí)驗(yàn)，各設(shè)計(jì)如下方案：甲：將兩種黑色粉末分別在空氣中燃燒，有火星出現(xiàn)并且黑色粉末逐漸減少的是碳粉。乙：將兩種黑色粉末分別放在試管里，通入氫氣后加熱（H2 + CuO 你認(rèn)為最佳方案是 （填“甲”或“乙”），簡要說明理由。 【解析】選擇實(shí)驗(yàn)方案時(shí)一般從以下幾方面考慮：操作是否簡便易行，是否節(jié)約能源、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，是否安全等。 【答案】甲。甲方案只要點(diǎn)燃木炭就行，不需要再消耗其他能源，既經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，又簡便易行；乙方案需要加熱，得消耗熱能，制取所使用的氫氣要消耗化學(xué)藥品，并且，使用氫氣具有一定的危險(xiǎn)性。 例4：水煤氣廠生產(chǎn)煤氣，將水加熱成水蒸氣，通過赤熱的炭，得到氫氣和一氧化碳。 劑；B圖表示 （物質(zhì)） 劑；寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
（1）實(shí)驗(yàn)前，首先要進(jìn)行的操作是________________________________________； （2）實(shí)驗(yàn)中，盛放澄清石灰水的大試管中出現(xiàn)的現(xiàn)象是_________________________； （3）實(shí)驗(yàn)中通入純凈而干燥的氮?dú)?，其目的?/span>_________________________________； （4）如果 【解析】（1）凡是有氣體生成的裝置都需要檢查氣密性。（2）澄清石灰水可用于檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w，因為“已知木炭粉與某紅棕色粉末在高溫下反應(yīng)生成二氧化碳和鐵” （3）因要測(cè)量產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量，為了測(cè)量準(zhǔn)確，需要將反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w 全部趕入石灰水中以便測(cè)量準(zhǔn)確（4）因二氧化碳與石灰水反應(yīng)后沒有氣體生成，因此石灰水增重的質(zhì)量即為產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量。而二氧化碳中所含氧元素的質(zhì)量即為該紅棕色粉末中的氧元素的質(zhì)量。 利用CO2——2O 44 32 【答案】（1）檢查裝置氣密性 （2）澄清石灰水變渾濁 （3）使產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w全部被澄清石灰水吸收 （4）30% 四、本講小結(jié)： 1、碳的幾種單質(zhì)，金剛石、石墨、C60，及幾種常見的碳，雖然它們都是由碳元素組成的單質(zhì)，但在物理性質(zhì)上卻有較大的差異，這是由于它們的晶體中碳原子的排列方式不同。同一種元素可以組成不同的單質(zhì)。 2、根據(jù)它們的性質(zhì)掌握它們的主要用途。這一講通過對(duì)比分析、對(duì)比實(shí)驗(yàn)，從結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途三個(gè)方面介紹了碳元素形成的單質(zhì)。三者之間的關(guān)系是：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途；反之，用途體現(xiàn)了性質(zhì)，性質(zhì)又體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)。 3、碳的原子結(jié)構(gòu)決定碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，隨著溫度的升高，化學(xué)活動(dòng)性大大增強(qiáng)，具有可燃性和還原性。重點(diǎn)掌握碳的還原性及有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置。 五、應(yīng)考錦囊： 1、碳與炭的區(qū)別： “碳”是元素的名稱，是核電荷數(shù)為6的一類原子的總稱。比如：碳元素、碳單質(zhì)、含碳化合物、一氧化碳。（這兒不能用“炭”） “炭”表示由碳元素組成的某種單質(zhì)—木炭、活性炭、焦炭、炭黑等。 2、抓住碳的各種單質(zhì)的物理性質(zhì)與其用途的關(guān)系是解題的關(guān)鍵 3、碳的單質(zhì)的物理性質(zhì)不同與原子的排列方式有關(guān)，而化學(xué)性質(zhì)則與碳原子的最外層電子數(shù)有關(guān)，因此有相似的化學(xué)性質(zhì) 4、反應(yīng)物相同，但反應(yīng)物的量不同、反應(yīng)物間接觸面積不同或反應(yīng)條件不同，則生成的產(chǎn)物或反應(yīng)中產(chǎn)生的現(xiàn)象有可能不同。如：碳和氧氣在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)，氧氣充足時(shí)生成的是CO2，而氧氣不充足時(shí)主要生成CO。 5、對(duì)于碳的還原性，應(yīng)了解反應(yīng)的現(xiàn)象、裝置、操作、化學(xué)方程式等知識(shí)，并結(jié)合知識(shí)解決問題。 六、超前思維：（第六單元 課題2 二氧化碳制取的研究） 1、實(shí)驗(yàn)室制取氣體的思路：（原理、裝置、檢驗(yàn)） （1）發(fā)生裝置：由 及 決定： 反應(yīng)物是固體，需加熱，制氣體時(shí)則用 的發(fā)生裝置。 反應(yīng)物是固體與液體，不需要加熱，制氣體時(shí)則用 的發(fā)生裝置。 （2）收集方法：由 及 決定： 難溶于水用 法收集 密度比空氣大用向 排空氣法 密度比空氣小用向 排空氣法 2、二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法： 1）原理：用石灰石和稀鹽酸反應(yīng)： 2） 選用和 相同的發(fā)生裝置 3）氣體收集方法：向 排空氣法 4）驗(yàn)證方法：將制得的氣體通入 ，如能 ，則是二氧化碳。 驗(yàn)滿方法：用點(diǎn)燃的木條，放在集氣瓶 ，木條 。證明已集滿二氧化碳?xì)怏w。 3、二氧化碳的工業(yè)制法： 煅燒石灰石： 生石灰和水反應(yīng)可得熟石灰：CaO+H2O=Ca（OH）2 【模擬試題】（答題時(shí)間：60分鐘） 一、填空題： 1. 在常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)________，在點(diǎn)燃條件下，碳跟充足的氧氣反應(yīng)生成________，化學(xué)方程式是________________；當(dāng)氧氣不充足時(shí)，碳燃燒生成________，化學(xué)方程式是_____________________；這兩個(gè)反應(yīng)都屬于________反應(yīng)（基本反應(yīng)類型）。 2. 在埋木樁之前，有時(shí)把埋在地里的一段用火微微燒焦，目的是使木樁表面變成__________，利用________的化學(xué)性質(zhì)在常溫時(shí)_________的性質(zhì)，延長木樁的使用時(shí)間。 3. 選擇下列描述物質(zhì)的詞語填空：可燃性、吸附性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性。 （1）木炭生火 ； （2）活性炭脫去紅糖的顏色制白糖 ； （3）碳纖維制導(dǎo)線 ； （4）石墨制坩堝 ； 4. 二氧化錳粉末與鋁粉在較高溫度下發(fā)生如下反應(yīng)： 二、選擇題： 1. 人們把活性炭放入紅糖溶液中來制取白糖，這是利用活性炭的（ ） A. 氧化性 B. 還原性 C. 吸附性 D. 不可溶性 2. 關(guān)于金剛石和石墨，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ） A. 都是碳元素組成的單質(zhì) B. 有相同的物理性質(zhì) C. 它們的碳原子的排列不同 D. 有相同的用途 3. 金剛石和石墨在物理性質(zhì)上有明顯差異的原因是（ ） A. 它們是由不同元素所組成 B. 金剛石是純凈物而石墨是混合物 C. 金剛石和石墨中碳原子的排列不同 D. 金剛石是單質(zhì)而石墨是化合物 4. 干電池用碳棒作正極，則碳棒的主要成分是（ ） A. 炭黑 B. 木炭 C. 石墨 D. 活性炭 5. “鉆石恒久遠(yuǎn)，一顆永流傳”這句廣告詞能體現(xiàn)鉆石的性質(zhì)是（ ） A. 硬度大 B. 不能導(dǎo)電 C. 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 D. 熔點(diǎn)低 6. 用墨書寫的字畫久不褪色，是因?yàn)槟闹饕煞痔荚诔叵戮哂校?/span> ） A. 氧化性 B. 還原性 C. 吸附性 D. 穩(wěn)定性 7. 下列關(guān)于碳的化學(xué)性質(zhì)的敘述中，錯(cuò)誤的是（ ） A. 碳的化學(xué)性質(zhì)很活潑 B. 碳與O2反應(yīng)可生成CO2也可生成CO C. 熾熱的碳與CO2反應(yīng)生成CO，這個(gè)反應(yīng)需要吸熱 D. 碳在空氣中燃燒時(shí)放出熱量，是一種重要的能量 8. 下列物質(zhì)具有還原性的固體單質(zhì)是（ ） A. CO2 B. H 9. 由下面實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，黑色粉末可能是（ ）
（1）盛放氧化銅的試管內(nèi)的現(xiàn)象是______ ____；盛放石灰水的試管內(nèi)的現(xiàn)象是_______ _； （2）盛放氧化銅的試管內(nèi)的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________，反應(yīng)類型是__________，在這個(gè)反應(yīng)中_______發(fā)生還原反應(yīng)，_____具有還原性。 （3）石灰水可用來檢驗(yàn)_______氣體。 四、計(jì)算題： 1. 6ｇ碳在氧氣中充分燃燒，生成多少克二氧化碳？ ﹡2. 現(xiàn)有21.
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Cu + H2O
