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课题1金刚石、石墨和C60答案1碳原子的排列方式不同2硬3软4导电5润滑剂6吸附7稳定8可燃9还原1碳的单质不同元素可以组成不同的单质，而同一种元素也可以组成不同的单质。几种常见元素的不同单质如下表所示常见元素碳元素氧元素磷元素形成的单质金刚石、石墨和C60氧气和臭氧白磷和红磷1金刚石、石墨、C60的性质及用途金刚石a物理性质无色透明、正八面体形状的固体，不导电，经加工琢磨后有夺目光泽，是天然存在最硬的物质。金刚石结构b用途雕琢作装饰品钻石就是金刚石雕琢成的；制作钻头；制作玻璃刀、刻刀。石墨结构石墨a物理性质深灰色、不透明的细鳞片状固体，有金属光泽，质软，滑腻，导电性好，耐高温。b用途用于制铅笔芯不同型号的铅笔芯，石墨含量不同，“B”值越大，石墨含量越高、石墨电极、电刷、耐高温的润滑剂等。C60结构C60C60分子由60个碳原子构成，形似足球，很稳定。目前应用于材料科学、超导体等方面的研究。金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的，为什么物理性质差异这么大因为碳原子的排列方式不同啊2木炭、焦炭、活性炭和炭黑木炭主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，它具有疏松多孔的结构。焦炭、活性炭、炭黑等的构成和结构与木炭类似，通常称为无定形碳。由于木炭、活性炭的结构疏松，因此它们具有吸附性。利用这种性质可以吸附气体或溶液中的一些物质，可用作吸附剂，如木炭用来吸附食品工业里的色素和有异味的物质；活性炭用在防毒面具中吸附毒气。释疑点 吸附性是物理性质吗吸附性是物质的物理性质，吸附过程是物理变化。吸附剂与物质的接触面积越大，吸附能力越强。“碳”与“炭”有什么区别吗“碳”是元素名称，指元素；“炭”是指,碳元素组成的部分物质，如木炭、活性炭等。1金刚石可作玻璃刀，因为__________________________________________________。2石墨可作电池里的电极，因为______________________________________________。3活性炭可用于防毒面具的滤毒罐里，因为____________________________________。4木炭能脱色，因为________________________________________________________。5石墨可作铅笔芯，因为____________________________________________________。解析考查碳单质的物理性质和用途。物质的特殊结构决定了它具有特殊的性质，具有什么样的性质决定了它有什么用途。这一规律在化学学习中很有指导作用。答案1金刚石的硬度极大，是天然存在最硬的物质2石墨具有良好导电性3活性炭有吸附性，可吸附毒气4木炭具有疏松多孔结构，具有吸附性，可吸附色素，使一些有色物质脱色5石墨质软，且呈灰黑色，在纸上划过可留下痕迹2碳的化学性质分析碳的原子结构，最外层电子数为4，既不易失电子，又不易得电子，所以常温下碳的化学性质比较稳定，但随着温度的升高，碳能与许多物质发生反应。1碳的稳定性常温下，单质碳的化学性质稳定，不易与其他物质发生反应，即使在日光照射或与空气、水分等充分接触，也不容易发生化学变化。如古代用墨书写或绘制的字画虽天长日久却不褪色。书写春联时要用墨汁，填写档案或签名时要用碳素笔，都利用了碳在常温下化学性质的稳定性。2可燃性在点燃条件下，单质碳能在氧气或空气里燃烧，放出热量，碳可作燃料。氧气充足时，碳充分燃烧CO2CO2氧气不充足时，碳不充分燃烧2CO22CO3还原性高温下，单质碳能和某些氧化物反应，夺取这些氧化物中的氧，表现出还原性，像CuO失去氧一样，含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做还原反应。单质碳具有还原性，可作还原剂，用来冶炼金属。碳跟氧化铜的反应C2CuO2CuCO2用木炭还原氧化铜工业上，用焦炭和铁的氧化物反应冶炼铁3C2Fe2O34Fe3CO2高温下，单质碳还能与水、二氧化碳反应CH2O气H2COCCO22CO谈重点 用木炭还原氧化铜的注意事项加热固体，盛放固体的试管口都要略向下倾斜，其目的是防止加热产生的水倒流回热试管，使试管骤冷炸裂；实验结束后，应该先将导管从澄清石灰水中取出，再停止加热，以防止液体倒流回热试管，使试管骤冷而炸裂。该反应的温度要求很高，所以，常在酒精灯上加灯罩集中火焰。【例2】根据木炭还原氧化铜实验如下图填空用木炭还原氧化铜1反应开始后，盛澄清石灰水的试管中观察到的现象是____________，说明反应中有____________填化学式生成，被加热的试管中发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________。2反应完成后，把被加热的试管里的粉末倒在纸上可以看到有__________色的铜，这是由于氧化铜发生了____________反应。3图中的酒精灯上加一金属网罩的作用是__________________________。4实验结束时，应先____________，再____________，防止____________________。解析木炭还原氧化铜的明显现象是黑色氧化铜粉末变成亮红色，产生能使澄清的石灰水变浑浊的气体，所以澄清石灰水是检验二氧化碳的一种试剂，也是此类型题目中的提示点；酒精灯加网罩，目的是使火焰集中，提高温度，该实验要求温度较高，如果有条件最好用酒精喷灯；因为实验结束后试管里的温度较高，若不先撤出导管，石灰水会倒流，使试管炸裂。答案1澄清石灰水变浑浊CO2C2CuO2CuCO22红还原3使酒精灯的火焰集中，以提高温度4将导管从石灰水中撤出熄灭酒精灯石灰水倒流使试管炸裂3正确认识碳元素与碳单质碳元素可组成不同的碳单质。常见的碳单质有金刚石、石墨、C60等。要正确理解元素与单质的关系，认识同种元素可形成多种单质的原因。1同种元素可组成不同单质不同种元素可组成不同单质，同种元素也可以组成不同的单质，如O2和O3，金刚石、石墨和C60等，都是由同种元素组成的不同单质。2碳原子排列方式不同，决定碳单质的物理性质不同物质的组成和结构决定物质的性质，物质的性质决定物质的用途。物质的结构、性质、用途关系密切。3只含一种元素的物质不一定是单质金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，二者混合后，虽然只含一种元素，但却是混合物。即同种元素组成的物质可能是单质，也可能是混合物，但一定不是化合物。4石墨转化成金刚石是化学变化石墨在高温、高压的条件下可以转化成人造金刚石，这一变化属于化学变化，因为金刚石和石墨是不同物质。5碳单质的化学性质相同碳单质的物理性质不同，但其化学性质相同，常温下性质稳定，都具有可燃性、还原性。【例31】综合题下图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是A这四种物质都很软，可作润滑剂B这四种物质碳原子的排列方式相同C这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2D这四种物质的结构中都是每个碳原子连接3个碳原子解析A石墨是平面网状结构，很软，金刚石为空间网状结构，硬度很大。B从图中可看出四种物质的碳原子的排列方式明显不同C四种物质都由碳原子构成，完全燃烧产物都是二氧化碳D金刚石中每个碳原子连接4个碳原子答案C【例32】综合题某物质经鉴定只含有一种元素，则该物质A肯定是一种单质B可能是几种单质组成的混合物C肯定是纯净物D可能是化合物解析如把金刚石和石墨混合在一起，只含碳元素，但金刚石和石墨是不同单质，应属于混合物；化合物含不同元素，该物质只含一种元素，绝对不可能是化合物。答案B4氧化反应与还原反应以木炭和氧化铜反应为例C2CuO2CuCO21氧化反应、还原反应木炭夺取了氧化铜中的氧，生成了CO2，物质与氧发生的反应叫做氧化反应。氧化铜失去氧变成单质铜，这种含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做还原反应。2氧化剂、还原剂氧化铜提供氧，使木炭发生氧化反应，提供氧的物质是氧化剂。木炭夺取了氧化铜中的氧，使氧化铜发生还原反应，得到氧的物质是还原剂。氧化剂、还原剂都是指反应物。3氧化性、还原性在反应中，物质供给氧的性质叫氧化性，如氧化铜具有氧化性；物质夺取氧的性质叫还原性，如木炭具有还原性。析规律 氧化还原反应规律还原剂有还原性，结合氧，发生氧化反应，如C；氧化剂有氧化性，失去氧，发生还原反应，如CuO。氧化反应和还原反应同时进行。【例41】探究题对于氧化还原反应的认识，下列说法错误的是A对于同一个化学反应，不可能既是氧化反应又是还原反应B氧化还原反应可以从得氧失氧的角度研究化学反应C氧化剂是指能够供给氧的物质，还原剂是指能够得到氧的物质，它们指的都是反应物D在木炭还原氧化铜的实验中，木炭发生了氧化反应，氧化铜发生了还原反应解析氧化还原反应存在于同一个反应中，对于一个化学反应，它是氧化反应，就一定是还原反应，即有物质得氧，那就一定有物质失氧，反之也成立。答案A【例42】应用题在化学反应3COFe2O32Fe3CO2中，下列说法正确的是ACO在反应中得到了氧，具有氧化性，是氧化剂BFe2O3在反应中失去氧，具有还原性，是还原剂CCO发生了还原反应DFe2O3发生了还原反应解析氧化剂是提供氧的物质，还原剂是得到氧的物质，故CO是还原剂，而Fe2O3是氧化剂；氧化剂提供氧，发生了还原反应，还原剂得到氧，发生氧化反应，故CO发生了氧化反应，而Fe2O3发生了还原反应。答案D5
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