九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)第六單元《碳和碳的氧化物》課題1《金剛石、石墨和C60》知識(shí)點(diǎn)

1、第六單元 碳和碳的氧化物 課題 1 金剛石、石墨和 C60(講學(xué))課標(biāo)定位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、知道不同的元素可以組成不同的單質(zhì)，同一種元素也可以組成不同的物質(zhì)4、以人類對(duì)碳單質(zhì)的認(rèn)識(shí)為例，引導(dǎo)學(xué)生形成“科學(xué)是發(fā)展”的觀點(diǎn)知識(shí)梳理核心知識(shí)歸納1. 金剛石、石墨和 C60 都是由碳元素組成的單質(zhì) ,但由于它們的原子排列方式不同 ,因此它們的性質(zhì)存在 著差異。2. 金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)。石墨很軟,有滑膩感 ,具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能。3. 由于木炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu) ,因此它具有吸附能力 ,可以吸附一些食品和工業(yè)產(chǎn)品里的色素,也可以用它來(lái)吸附有異味

2、的物質(zhì)。防毒面具里的濾毒罐是利用活性炭來(lái)吸附毒氣的。4. C 60分子是一種由 60 個(gè)碳原子構(gòu)成的分子 ,這種足球結(jié)構(gòu)的碳分子很穩(wěn)定。5. 碳的化學(xué)性質(zhì) :(1)在常溫下 ,碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑。 (2) 當(dāng)碳不充分燃燒的時(shí)候 ,生成一氧化碳 ,同時(shí)放出 熱。其燃燒的化學(xué)方程式為 :2C+O22CO; 當(dāng)碳充分燃燒的時(shí)候 ,生成二氧化碳 ,同時(shí)放出熱。其燃燒的化學(xué)方程式為 :C+O 2 CO2。(3)木炭與氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為 :2CuO+C2Cu+CO2。6. 含氧化合物里的氧被奪去的反應(yīng) ,叫做還原反應(yīng)。木炭具有還原性 ,因此單質(zhì)碳可用于冶金工業(yè)。知識(shí)點(diǎn)一、碳單質(zhì)的種類和物理性質(zhì)知識(shí)在

3、線碳的幾種單質(zhì)(金剛石、石墨、 C60)考題再現(xiàn) 【考題示例】 1、下列物質(zhì)的用途利用其化學(xué)性質(zhì)的是A.N 2 作填充劑 【答案】 A、 D 【解析】 N2 作填充劑利用的是 在的最硬的物質(zhì)這一物理性質(zhì)是甲烷的可燃性 , 是一種化學(xué)性質(zhì)。 2、防毒面具的濾毒罐中用來(lái)吸附毒氣的物質(zhì)是A. 炭黑B.活性炭【答案】 B 【解析】相比較而言 , 活性炭的吸附能力最強(qiáng)（）C. 木炭D. 石墨,所以應(yīng)用于濾毒罐中的吸附劑一般是活性炭。（ 1）金剛石（ C）為正八面體形狀的固體 ,它無(wú)色、透明、不導(dǎo)電 ,是天然存在的最硬的物質(zhì) ,用于雕琢后作裝 飾品、鉆探機(jī)的鉆頭、玻璃刀的刀頭等。（ 2）石墨（ C）是最軟

4、的礦物之一，深灰色，具有金屬光澤，細(xì)鱗片狀的固體，有優(yōu)良的導(dǎo)電性，潤(rùn)滑性。 可用于制鉛筆芯、干電池的電極、電車的電刷、做固體潤(rùn)滑劑等（3）無(wú)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 .（4）C60（也叫 “足球碳 ”）：C60分子是一種由 60 個(gè)碳原子構(gòu)成的分子 ,其相對(duì)分子質(zhì)量為 720。它形似足球 這種足球結(jié)構(gòu)的碳分子性質(zhì)穩(wěn)定 ,質(zhì)脆 ,導(dǎo)電、導(dǎo)熱性差 ,可應(yīng)用于材料科學(xué)、超導(dǎo)體等知識(shí)拓展1、碳單質(zhì)物理性 質(zhì)差別的原因?yàn)樘荚拥呐帕许樞虿煌＝饎偸刑荚优帕谐收拿骟w結(jié)構(gòu)，石墨中碳 原子排列呈片層結(jié)構(gòu)， C60 中碳原子排列呈足球狀結(jié)構(gòu)。2、無(wú)定性

5、碳 活性炭、木炭具有強(qiáng)烈的吸附性，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。3、金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質(zhì),但是組成單質(zhì)的碳原子排列方式不同 , 結(jié)構(gòu)就不同 ,所以物理性質(zhì)有很大差異（）B. 金剛石作鉆頭C.干冰作制冷劑D. 天然氣作燃料N2的性質(zhì)穩(wěn)定、不活潑這一化學(xué)性質(zhì) ; 金剛石作鉆頭利用的是金剛石是天然存; 干冰可作制冷劑利用的是干冰升華吸熱這一物理性質(zhì)。天然氣作燃料利用的3、碳家族中 ,C60的分子結(jié)構(gòu)形似足球 （如圖所示 ）。關(guān)于 C60的說(shuō)法中 ,錯(cuò)誤的是 （ ）A

6、.它是一種單質(zhì)B.每個(gè) C60 分子由 60 個(gè)碳原子構(gòu)成C.它與金剛石是同一種物質(zhì)D. 它完全燃燒后的產(chǎn)物是 CO2【答案】 C【解析】 C60是由碳元素組成的一種單質(zhì) ; 一個(gè) C60分子由 60個(gè)碳原子構(gòu)成 ; 碳的單質(zhì)有金剛石、石墨、 C60 等, 它們是由碳元素組成的不同單質(zhì) , 完全燃燒都生成 CO2,故選 C。知識(shí)點(diǎn)二、碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)知識(shí)在線1.常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑 ,受日光照射或與空氣、水分接觸都不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2.可燃性 ,見下表。氧氣充足時(shí)碳與充足的氧氣在加熱或點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成二氧化碳, 其化學(xué)方程式為 :C+O2 CO2,生成的氣體能使澄清石灰水變渾濁氧氣不充

7、足時(shí)碳與不充足的氧氣反應(yīng)生成一氧化碳 , 放出熱量 , 其化學(xué)方程式為 :2C+O2 2CO3.還原性 ,見下表。實(shí)驗(yàn)用品鐵架臺(tái) (帶鐵夾 ) 、試管、酒精燈、帶導(dǎo)管的橡膠塞、火柴、藥匙、木炭粉末、氧化銅粉末、澄 清石灰水實(shí)驗(yàn)原理2CuO+C 2Cu+CO2實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)步驟(1) 把剛烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻 , 小心地鋪入試管 ,并將試管固定在鐵架臺(tái)上(2) 試管口裝有通入澄清石灰水的導(dǎo)氣管 , 用酒精燈加熱混合物幾分鐘(3) 先撤出導(dǎo)氣管 , 待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上 , 觀察現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象試管中的黑色粉末狀固體在加熱后變成了紅色, 澄清石灰水變渾濁實(shí)驗(yàn)點(diǎn)撥(1) 試管

8、口要略向下傾斜 ,以防止水蒸氣冷凝回流到試管底部 , 使試管炸裂(2) 加熱試管時(shí) , 應(yīng)先將試管預(yù)熱 ,再固定在盛藥品的底部加熱 , 以防止試管受熱不均而炸裂(3) 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后 , 先撤導(dǎo)管再熄滅酒精燈 , 以防止石灰水倒吸入試管中 , 引起試管炸裂考題再現(xiàn)【考題示例】 炭雕是一種集觀賞、空氣凈化于一體的工藝品,其主要成分是木炭。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 ( )A.炭雕作為藝術(shù)品可以長(zhǎng)久保存B. 炭雕能吸附室內(nèi)微量的有害氣體C. 擺放炭雕必須遠(yuǎn)離火種D. 將炭雕的下腳料研成粉末 ,與氧化銅粉末共熱 ,不能發(fā)生反應(yīng)【答案】 D【解析】炭雕的主要成分是木炭 ,屬于碳單質(zhì)。碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 , 所

9、以炭雕可以長(zhǎng)久保存 ; 木炭具有 吸附能力 , 因此可以吸附室內(nèi)微量的有害氣體 ;單質(zhì)碳具有可燃性 ,因此擺放炭雕必須遠(yuǎn)離火種 ; 單質(zhì)碳具有 還原性 , 在高溫下能與氧化銅反應(yīng)。走近中考1、【 2018 年廣州市中考化學(xué)試題】 下列有關(guān)金剛石、石墨的說(shuō)法正確的是( )A都是由碳元素組成B都是黑色固體C都能導(dǎo)電D硬度都很大【答案】 A【解析】 A 金剛石、石墨都是由碳元素組成，是碳的兩種不同單質(zhì)，正確； B石墨是黑色固體，金 剛石是無(wú)色透明的晶體，錯(cuò)誤； C石墨能導(dǎo)電，金剛石不能，錯(cuò)誤；D金剛石是自然界中硬度最大的物質(zhì)，石墨是自然界中硬度最小的物質(zhì)，錯(cuò)誤。故選 A 。2、【 2018 年湖北省

10、宜昌市中考化學(xué)試題】 在一密閉的容器中，一定質(zhì)量的碳粉與過(guò)量的氧氣在點(diǎn)燃的條件 下充分反應(yīng) ,容器內(nèi)各相關(guān)量與時(shí)間 (從反應(yīng)開始計(jì)時(shí) )的對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是 ( )A B答案】 A 【解析】一定質(zhì)量的碳粉與過(guò)量的氧氣在點(diǎn)燃的條件下充分反應(yīng)生成二氧化碳。 A 、氣體的分子數(shù)不變， CO2CO2，故 A 正確； B、氣體的質(zhì)量應(yīng)增加，故 B 錯(cuò)誤； C、氧氣是過(guò)量的，固體質(zhì)量最終應(yīng)變?yōu)榱?，?C錯(cuò)誤； D、任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)都必然遵循質(zhì)量守恒定律，故D 錯(cuò)誤。跟蹤短訓(xùn)1、有關(guān) C+2CuO2Cu+CO 2的反應(yīng) ,下列說(shuō)法正確的是 ( )A.CuO 具有還原性 B.C 發(fā)生了還原反應(yīng)C.反應(yīng)前后氧元素

11、的化合價(jià)沒有改變D. 反應(yīng)前后固體質(zhì)量不變【答案】 C【解析】 物質(zhì)得氧發(fā)生氧化反應(yīng) ,即 C 發(fā)生氧化反應(yīng) ,具有還原性 ;物質(zhì)失氧發(fā)生還原反應(yīng) ,即 CuO 發(fā)生還原反 應(yīng),具有氧化性 ;反應(yīng)前 CuO中的 O為-2價(jià),反應(yīng)后 CO2中的 O仍為-2價(jià);反應(yīng)前固體質(zhì)量是 CuO和木炭 質(zhì)量之和 ,反應(yīng)后生成氣體 CO2,固體質(zhì)量是 Cu 的質(zhì)量 ,即固體質(zhì)量減少。2、李洋同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用木炭和氧化銅兩種黑色粉末在高溫下反應(yīng)制取單質(zhì)銅(如圖所示 ),反應(yīng)的化學(xué)方程式為:C+2CuO2Cu+CO 2他聯(lián)想到單質(zhì)碳的一些化學(xué)性質(zhì) ,認(rèn)為在該實(shí)驗(yàn)中還可能會(huì)有 CO 產(chǎn)生。查閱資料 :CO 氣體能使浸

12、有磷鉬酸溶液的黃色氯化鈀試紙變藍(lán)色。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 :(1) 點(diǎn)燃 A 處酒精燈 ,數(shù)分鐘后發(fā)現(xiàn)試管中的黑色固體物質(zhì)變紅,該紅色物質(zhì)是。(2) 裝 置 B 中 發(fā) 生 的 實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象 是 , 該 反 應(yīng) 的 化 學(xué) 方 程 式(3) C 裝置中浸有磷鉬酸溶液的黃色氯化鈀試紙變藍(lán)色,說(shuō)明有氣體生成 ,證明李洋同學(xué)是判斷是正確的。實(shí)驗(yàn)反思 :(4) 李洋同學(xué)對(duì) CO產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析 :原因一 :木炭和氧化銅在高溫條件下直接發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生CO;原因二 :反應(yīng) C+2CuO2Cu+CO 2中的一種產(chǎn)物和反應(yīng)物木炭又發(fā)生了新的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生了 CO;原因三 :請(qǐng)你從原因一、原因二中選擇其一,用化學(xué)方程式表示存在此原因的化學(xué)反應(yīng)原 理。(5) 在設(shè)計(jì)裝置時(shí)還要考慮環(huán)保因素 ,因此要在裝置 C 處添加 裝置?！敬鸢浮?(1)Cu 或銅 (2)石灰水變渾濁 ;Ca(OH)2+CO2CaCO3 +H2O(3)CO (4)C+CuO Cu+CO 或 CO2+C 2CO (5)尾氣處理或點(diǎn)燃尾氣或尾氣收集【解析】 (1)根據(jù)反應(yīng)信息“ C+2