新人教版九年級化學上冊例題精講：第6單元 課題1金剛石、石墨和C60

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1、 課題1　金剛石、石墨和C60 答案： (1)碳原子的排列方式不同　(2)硬　(3)軟　(4)導電　(5)潤滑劑　(6)吸附　(7)穩(wěn)定　(8)可燃　(9)還原 1．碳的單質 不同元素可以組成不同的單質，而同一種元素也可以組成不同的單質。幾種常見元素的不同單質如下表所示： 常見元素 碳元素 氧元素 磷元素 形成的 單質 金剛石、 石墨和C60 氧氣和 臭氧 白磷和 紅磷 (1)金剛石、石墨、C60的性質及用途 ①金剛石 a．物理性質：無色透明、正八面體形狀的固體，不導電，經加工琢磨后有奪目光澤，是天然存在最硬的物質。 金剛石結構 b．

2、用途：雕琢作裝飾品(鉆石就是金剛石雕琢成的)；制作鉆頭；制作玻璃刀、刻刀。 石墨結構 ②石墨 a．物理性質：深灰色、不透明的細鱗片狀固體，有金屬光澤，質軟，滑膩，導電性好，耐高溫。 b．用途：用于制鉛筆芯(不同型號的鉛筆芯，石墨含量不同，“B”值越大，石墨含量越高)、石墨電極、電刷、耐高溫的潤滑劑等。 C60結構 ③C60 C60分子由60個碳原子構成，形似足球，很穩(wěn)定。目前應用于材料科學、超導體等方面的研究。 金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的，為什么物理性質差異這么大？ 因為碳原子的排列方式不同??！ (2)木炭、焦炭、活性炭和炭黑 木炭主要是由石墨的微小晶

3、體和少量雜質構成的，它具有疏松多孔的結構。焦炭、活性炭、炭黑等的構成和結構與木炭類似，通常稱為無定形碳。 由于木炭、活性炭的結構疏松，因此它們具有吸附性。利用這種性質可以吸附氣體或溶液中的一些物質，可用作吸附劑，如木炭用來吸附食品工業(yè)里的色素和有異味的物質；活性炭用在防毒面具中吸附毒氣。 釋疑點 吸附性是物理性質嗎　吸附性是物質的物理性質，吸附過程是物理變化。吸附劑與物質的接觸面積越大，吸附能力越強。 “碳”與“炭”有什么區(qū)別嗎？ “碳”是元素名稱，指元素；“炭”是指,碳元素組成的部分物質，如木炭、活性炭等。 (1)金剛石可作玻璃刀，因為______________________

4、____________________________。 (2)石墨可作電池里的電極，因為______________________________________________。 (3)活性炭可用于防毒面具的濾毒罐里，因為____________________________________。 (4)木炭能脫色，因為________________________________________________________。 (5)石墨可作鉛筆芯，因為____________________________________________________。 解析：考查碳

5、單質的物理性質和用途。物質的特殊結構決定了它具有特殊的性質，具有什么樣的性質決定了它有什么用途。這一規(guī)律在化學學習中很有指導作用。 答案：(1)金剛石的硬度極大，是天然存在最硬的物質　(2)石墨具有良好導電性　(3)活性炭有吸附性，可吸附毒氣　(4)木炭具有疏松多孔結構，具有吸附性，可吸附色素，使一些有色物質脫色　(5)石墨質軟，且呈灰黑色，在紙上劃過可留下痕跡 2．碳的化學性質 分析碳的原子結構：，最外層電子數為4，既不易失電子，又不易得電子，所以常溫下碳的化學性質比較穩(wěn)定，但隨著溫度的升高，碳能與許多物質發(fā)生反應。 (1)碳的穩(wěn)定性 常溫下，單質碳的化學性質穩(wěn)定，不易與其他物質發(fā)

6、生反應，即使在日光照射或與空氣、水分等充分接觸，也不容易發(fā)生化學變化。如古代用墨書寫或繪制的字畫雖天長日久卻不褪色。書寫春聯(lián)時要用墨汁，填寫檔案或簽名時要用碳素筆，都利用了碳在常溫下化學性質的穩(wěn)定性。 (2)可燃性 在點燃條件下，單質碳能在氧氣(或空氣)里燃燒，放出熱量，碳可作燃料。 ①氧氣充足時，碳充分燃燒：C＋O2CO2 ②氧氣不充足時，碳不充分燃燒： 2C＋O22CO (3)還原性 高溫下，單質碳能和某些氧化物反應，奪取這些氧化物中的氧，表現(xiàn)出還原性，像CuO失去氧一樣，含氧化合物里的氧被奪去的反應叫做還原反應。單質碳具有還原性，可作還原劑，用來冶煉金屬。 ①碳跟氧化銅的

7、反應： C＋2CuO2Cu＋CO2↑ 用木炭還原氧化銅 ②工業(yè)上，用焦炭和鐵的氧化物反應冶煉鐵： 3C＋2Fe2O34Fe＋3CO2↑ ③高溫下，單質碳還能與水、二氧化碳反應： C＋H2O(氣)H2＋CO C＋CO22CO 談重點 用木炭還原氧化銅的注意事項?、偌訜峁腆w，盛放固體的試管口都要略向下傾斜，其目的是防止加熱產生的水倒流回熱試管，使試管驟冷炸裂；②實驗結束后，應該先將導管從澄清石灰水中取出，再停止加熱，以防止液體倒流回熱試管，使試管驟冷而炸裂。該反應的溫度要求很高，所以，常在酒精燈上加燈罩集中火焰。 【例2】根據木炭還原氧化銅實驗(如下圖)填空： 用木炭

8、還原氧化銅 (1)反應開始后，盛澄清石灰水的試管中觀察到的現(xiàn)象是____________，說明反應中有____________(填化學式)生成，被加熱的試管中發(fā)生反應的化學方程式是________________________________________________________________________。 (2)反應完成后，把被加熱的試管里的粉末倒在紙上可以看到有__________色的銅，這是由于氧化銅發(fā)生了____________反應。 (3)圖中的酒精燈上加一金屬網罩的作用是__________________________。 (4)實驗結束時，應先____

9、________，再____________，防止____________________。 解析：木炭還原氧化銅的明顯現(xiàn)象是黑色氧化銅粉末變成亮紅色，產生能使澄清的石灰水變渾濁的氣體，所以澄清石灰水是檢驗二氧化碳的一種試劑，也是此類型題目中的提示點；酒精燈加網罩，目的是使火焰集中，提高溫度，該實驗要求溫度較高，如果有條件最好用酒精噴燈；因為實驗結束后試管里的溫度較高，若不先撤出導管，石灰水會倒流，使試管炸裂。 答案：(1)澄清石灰水變渾濁　CO2　C＋2CuO2Cu＋CO2↑　(2)紅　還原　(3)使酒精燈的火焰集中，以提高溫度　(4)將導管從石灰水中撤出　熄滅酒精燈　石灰水倒流使試管炸

10、裂 3．正確認識碳元素與碳單質 碳元素可組成不同的碳單質。常見的碳單質有金剛石、石墨、C60等。要正確理解元素與單質的關系，認識同種元素可形成多種單質的原因。 (1)同種元素可組成不同單質 不同種元素可組成不同單質，同種元素也可以組成不同的單質，如O2和O3，金剛石、石墨和C60等，都是由同種元素組成的不同單質。 (2)碳原子排列方式不同，決定碳單質的物理性質不同 物質的組成和結構決定物質的性質，物質的性質決定物質的用途。物質的結構、性質、用途關系密切。 (3)只含一種元素的物質不一定是單質 金剛石、石墨都是由碳元素組成的單質，二者混合后，雖然只含一種元素，但卻是混合物。即

11、：同種元素組成的物質可能是單質，也可能是混合物，但一定不是化合物。 (4)石墨轉化成金剛石是化學變化 石墨在高溫、高壓的條件下可以轉化成人造金剛石，這一變化屬于化學變化，因為金剛石和石墨是不同物質。 (5)碳單質的化學性質相同 碳單質的物理性質不同，但其化學性質相同，常溫下性質穩(wěn)定，都具有可燃性、還原性。 【例3—1】(綜合題)下圖是金剛石、石墨、C60、碳納米管結構示意圖，下列說法正確的是(　　) A．這四種物質都很軟，可作潤滑劑 B．這四種物質碳原子的排列方式相同 C．這四種物質完全燃燒后的產物都是CO2 D．這四種物質的結構中都是每個碳原子連接3個碳原子 解析：

12、 A × 石墨是平面網狀結構，很軟，金剛石為空間網狀結構，硬度很大。 B × 從圖中可看出四種物質的碳原子的排列方式明顯不同 C √ 四種物質都由碳原子構成，完全燃燒產物都是二氧化碳 D × 金剛石中每個碳原子連接4個碳原子 答案：C 【例3—2】(綜合題)某物質經鑒定只含有一種元素，則該物質(　　) A．肯定是一種單質 B．可能是幾種單質組成的混合物 C．肯定是純凈物 D．可能是化合物 解析：如把金剛石和石墨混合在一起，只含碳元素，但金剛石和石墨是不同單質，應屬于混合物；化合物含不同元素，該物質只含一種元素，絕對不可能是化合物。 答案：B 4．氧化

13、反應與還原反應 以木炭和氧化銅反應為例： C＋2CuO2Cu＋CO2↑ (1)氧化反應、還原反應 木炭奪取了氧化銅中的氧，生成了CO2，物質與氧發(fā)生的反應叫做氧化反應。氧化銅失去氧變成單質銅，這種含氧化合物里的氧被奪去的反應叫做還原反應。 (2)氧化劑、還原劑 氧化銅提供氧，使木炭發(fā)生氧化反應，提供氧的物質是氧化劑。木炭奪取了氧化銅中的氧，使氧化銅發(fā)生還原反應，得到氧的物質是還原劑。氧化劑、還原劑都是指反應物。 (3)氧化性、還原性 在反應中，物質供給氧的性質叫氧化性，如氧化銅具有氧化性；物質奪取氧的性質叫還原性，如木炭具有還原性。 析規(guī)律 氧化還原反應規(guī)律　還原劑有還原性

14、，結合氧，發(fā)生氧化反應，如C；氧化劑有氧化性，失去氧，發(fā)生還原反應，如CuO。氧化反應和還原反應同時進行。 【例4—1】(探究題)對于氧化還原反應的認識，下列說法錯誤的是(　　) A．對于同一個化學反應，不可能既是氧化反應又是還原反應 B．氧化還原反應可以從得氧失氧的角度研究化學反應 C．氧化劑是指能夠供給氧的物質，還原劑是指能夠得到氧的物質，它們指的都是反應物 D．在木炭還原氧化銅的實驗中，木炭發(fā)生了氧化反應，氧化銅發(fā)生了還原反應 解析：氧化還原反應存在于同一個反應中，對于一個化學反應，它是氧化反應，就一定是還原反應，即有物質得氧，那就一定有物質失氧，反之也成立。 答案：A 【例4—2】(應用題)在化學反應3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2中，下列說法正確的是(　　) A．CO在反應中得到了氧，具有氧化性，是氧化劑 B．Fe2O3在反應中失去氧，具有還原性，是還原劑 C．CO發(fā)生了還原反應 D．Fe2O3發(fā)生了還原反應 解析：氧化劑是提供氧的物質，還原劑是得到氧的物質，故CO是還原劑，而Fe2O3是氧化劑；氧化劑提供氧，發(fā)生了還原反應，還原劑得到氧，發(fā)生氧化反應，故CO發(fā)生了氧化反應，而Fe2O3發(fā)生了還原反應。 答案：D 5