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第六单元　 碳和碳的氧化物
课题1　金刚石、石墨和C60
一 碳单质的存在形式
碳单质有__金刚石__、__石墨__和__C60__等，由于它们的__原子排列方式__不同，导致它们在物理性质上存在很大差异。
二 金刚石
纯净的金刚石是一种无色透明、__正八面体__形状的固体，是自然界中最__硬__的物质，所以可以用来__裁玻璃__或装在钻探机的钻头上等。
三 石墨
石墨是一种深灰色的有__金属__光泽而不透明的__细鳞片状__固体。由于石墨__很软__，常用于制作铅笔芯；有__滑腻__感，常用于作润滑剂；具有优良的__导电__性能，常用作电极。
四 木炭和活性炭
木炭和活性炭具有__吸附__性，可用作__吸附__剂，吸附食品和工业产品中的色素，消除异味和吸收有毒气体。
五 C60
C60由分子构成，每个C60分子中有60个__碳原子__，它形似__足球__，性质很__稳定__。
类型一　碳单质的物理性质和用途
例1　十堰中考有关碳元素形成的几种物质，以下说法错误的是(　　)
A．C60是一种新型化合物
B．金刚石是天然存在的最硬的物质
C．石墨具有优良的导电性
D．活性炭可以除去冰箱中的异味
[解析] A　C60是碳分子构成的单质。
[方法点拨] 物质的性质决定物质的用途，只要熟练掌握了其性质特征，也就知道了每种物质有何用途。如金刚石硬度很大(是天然存在的最硬的物质)，可用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属等；石墨易导电，可作电极和电刷等；活性炭具有吸附作用，可用来吸附一些食品和工业产品里的色素，也可以用来吸附有异味的物质；等等。
类型二　金刚石和石墨的结构
例2　如图6－1－1所示是甲、乙两种物质的结构示意图，图中小圆圈均代表碳原子。这两种物质在氧气中完全燃烧后的产物都是二氧化碳，但它们的物理性质却明显不同，如导电性、硬度等。据此，下列说法错误的是 (　　)
图6－1－1
A．甲、乙两种物质中的碳原子大小相同
B．甲、乙两种物质都是碳单质
C．甲、乙两种物质中原子的空间排列方式不同
D．将甲、乙两种物质混合后得到的是纯净物
[解析] D　甲、乙是由同种元素组成的不同单质，相互混合后形成混合物。
[方法点拨] 金刚石和石墨是由碳元素组成的不同单质，由于它们的碳原子的空间排列方式不同，物理性质差异很大。
知识点　碳单质的物理性质和用途
1．金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，下列说法正确的是(　　)
A．它们是同一种物质
B．它们碳原子的排列方式不同
C．它们的化学性质不同
D．它们的物理性质相同
[解析] B　金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，它们的化学性质相同，但由于碳原子的排列方式不同，会导致它们的物理性质不同。
2．某市中考实行网上阅卷，答题时必须用2B铅笔填涂答题卡，2B铅笔芯的主要成分是(　　)
A．石墨　　　　　　　B．金刚石
C．木炭 D．C60
[答案] A
3．竹炭制品深受消费者欢迎，竹炭是竹子经过炭化处理后形成的多孔性材料，竹炭不具有的性质是(　　)
A．黑色固体 B．易溶于水
C．有吸附性 D．能够燃烧
[答案] B
4．请将下面左列和右列的相关内容用短线连接起来。
金刚石硬度大　　　　　　　冰箱除味剂
石墨导电性能好 切割玻璃
活性炭有吸附性 干电池电极
[答案] 金刚石硬度大——切割玻璃
石墨导电性能好——干电池电极
活性炭有吸附性——冰箱除味剂
5．体会内在联系，填写下表内容。
物质名称
(1)________
石墨
组成元素
C
C
微观结构模型
物质
性质
颜色
无色
黑色
硬度
(2)________
小
导电性
不导电
导电
用途
制作钻石、切
割玻璃等
(3)________
(写出一种)
[答案] (1)金刚石　(2)大
(3)作电极(合理答案均可)
一、选择题
　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．有关金刚石、石墨和C60的说法正确的是(　　)
A．都属于单质
B．元素组成不同
C．硬度相同
D．碳原子排列方式相同
[解析] A　金刚石、石墨和C60都是碳的单质。
2．实验测得某物质中只含有碳元素，则该物质(　　)
A．一定是金刚石或石墨中的一种
B．一定是木炭或活性炭中的一种
C．一定是碳元素的一种单质
D．可能是一种碳单质，也可能是几种碳单质组成的混合物
[答案] D
3．澳大利亚科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”，每个泡沫含有约4000个碳原子，直径约6～9 nm，在低于－183 ℃时，泡沫具有永久磁性。下列叙述正确的是(　　)
A．“碳纳米泡沫”是碳单质
B．“碳纳米泡沫”是混合物
C．“碳纳米泡沫”是一种新型的碳化合物
D．“碳纳米泡沫”和金刚石的性质相同
[答案] A
4．下列关于碳单质用途的叙述中，错误的是(　　)
A．活性炭可用作冰箱除臭剂
B．用炭黑可制墨汁
C．用木炭和铅可制成铅笔芯
D．C60可应用于超导体
[解析] C　铅笔芯是由石墨和黏土制成的。
5．“石墨炸弹”爆炸时释放出大量石墨纤维，易造成输电线及电厂设备损坏，这是由于石墨具有(　　)
A．可燃性 B．还原性
C．导电性 D．润滑性
[答案] C
二、填空题
6．碳在地壳中的含量不高，但它的化合物数量众多，而且分布极广。
根据所学知识回答：
(1)图6－1－2中①为碳原子的结构示意图，碳原子最外层电子数为________。
图6－1－2
(2)图②③④对应三种碳单质：图②单质的名称是________，图③单质的名称是________，图④单质的化学式是________。
(3)C为＋4价，Cl为－1价，由C和Cl组成的化合物的化学式为________。
[答案] (1)4　(2)金刚石　石墨　C60　(3)CCl4
三、实验探究题
7．已知二氧化氮(NO2)是一种红棕色气体，现往盛有二氧化氮气体的圆底烧瓶中投入少许活性炭，按如图6－1－3所示安装好实验装置。试说明观
察到的实验现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
图6－1－3
[答案] 瓶内气体红棕色变浅至无色，烧杯内的水被吸到烧瓶中　活性炭具有吸附性，吸附NO2，使瓶内气体压强减小
1．兰州中考单层石墨成为石墨烯，这种“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为是目前世界上最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料，下列关于石墨烯的叙述中正确的是(　　)
A．石墨烯的化学式为C
B．石墨烯的硬度小于金刚石
C．石墨烯属于化合物
D．石墨烯中碳元素的化合价为＋4
[解析] A　单层石墨成为石墨烯，石墨烯的化学式为C，故A正确；由题意可知，“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为是目前世界上最薄、最坚硬的材料，所以，石墨烯的硬度大于金刚石，故B错；由题意可知，单层石墨成为石墨烯，石墨烯属于单质，碳元素的化合价为0，故C、D错误。
2. 大连中考下列关于物质性质和用途的说法，错误的是(　　)
A．石墨具有滑腻感，可用来作电极
B．石墨的硬度低，可用于制铅笔芯
C．活性炭具有吸附性，可用来吸附异味
D．金刚石的硬度大，可用来切割玻璃
[解析] A　用石墨作电极是因为石墨能导电。

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