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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知识管理学习指南归类探究当堂测评分层作业第1课时碳的单质学习指南知识管理归类探究当堂测评分层作业碳单质的结构和性质例11、2题1、3、4、6～10题碳单质的物理性质和用途例23题2、5、11题知识管理1．碳单质的存在形式碳单质有__________、________和_______等，由于___________________________不同，因此它们的物理性质存在明显差异。2．碳单质的物理性质和用途金刚石：纯净的金刚石是一种无色透明、____________形状的固体，是自然界中最______的物质，所以可以用作__________或用作钻探机的钻头等。金刚石石墨C60碳原子的排列方式正八面体硬玻璃刀石墨：石墨是深灰色，具有__________光泽而不透明的_____________的固体。由于石墨________，故常用于制作铅笔芯；有________感，常用作润滑剂；有优良的________性，常用作电极。木炭和活性炭：木炭和活性炭具有________性，可用作________剂，除去食品和工业产品中的色素，消除异味和吸收有毒气体。C60：C60由分子构成，每个分子中有60个________，它形似__________，性质很________。有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物领域。易错易淆：金刚石和石墨都是由碳元素组成的，它们是由同种元素组成的不同单质，所以混合物也可以由同种元素组成。金属细鳞片状质软滑腻导电吸附吸附碳原子足球稳定归类探究类型之一碳单质的结构如图所示分别为金刚石、石墨和C60的结构示意图，结合示意图你认为下列说法正确的是()BA．所有的单质都是由原子直接构成的B．金刚石、石墨和C60物理性质差异的原因是碳原子的排列方式不同C．构成金刚石、石墨的原子不同D．石墨转化成金刚石是物理变化【解析】金刚石和石墨是由碳原子直接构成的，C60是由分子构成的，故A、C错误；石墨与金刚石是两种不同的物质，两者间的转化属于化学变化，故D错误；由于碳原子的排列方式不同，导致了金刚石、石墨和C60物理性质不同，故B正确。【点悟】金刚石、石墨和C60等碳的单质的物理性质存在着很大差异，其原因就是碳原子的排列方式不同，而它们的化学性质基本相同，原因是它们都是由碳元素组成的。类型之二碳单质的用途下列关于碳单质的用途及原因分析的描述不正确的是()选项用途原因分析A石墨可用作电极石墨可导电B金刚石可用来刻划玻璃金刚石硬度很大C活性炭可用于消毒面具活性炭具有吸附性D焦炭用于冶金工业碳具有氧化性D【解析】石墨具有导电性，可以用石墨来制电极，故A正确；金刚石是自然界中硬度最大的物质，所以可用金刚石来刻划玻璃，故B正确；活性炭具有很强的吸附性，可用来吸附有毒气体，故C正确；碳具有还原性，故可用焦炭来冶炼金属，故D错误。【点悟】解答此类型题的关键是熟记并理解碳的几种单质的性质与用途之间的关系。物质的性质决定物质的用途。当堂测评1．[2018·广州]下列有关金刚石、石墨的说法正确的是()A．都由碳元素组成B．都是黑色固体C．都能导电D．硬度都很大【解析】金刚石、石墨都是由碳元素组成的两种不同单质，A项正确；石墨是黑色固体，金刚石是无色透明的晶体，B项错误；石墨能导电，金刚石不能，C项错误；金刚石是自然界中硬度最大的物质，石墨是自然界中硬度较小的物质，D项错误。A2．[2018·雅安]金刚石、石墨、C60的物理性质有很大差异的原因是()A．原子种类不同B．原子大小不同C．原子排列方式不同D．原子数目不同3．物质的用途与性质对应关系不合理的是()A．石墨作电池电极——导电性B．焦炭冶炼金属——可燃性C．金刚石切割玻璃——硬度大D．活性炭除异味——吸附性C【解析】石墨能导电，可以作电池电极，故A正确；焦炭具有还原性，可用于冶金工业，故B错误；金刚石是天然存在的硬度最大的物质，可用于切割玻璃，故C正确；活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素，可用于净水，故D正确。B分层作业1．[2017·本溪]下列有关金刚石、石墨和C60的说法正确的是()A．均具有可燃性B．均具有导电性C．均由碳原子构成D．均为无色透明的液体【解析】金刚石、石墨和C60都由碳元素组成，都能燃烧，具有可燃性；金刚石不导电，C60由分子构成，石墨是灰黑色不透明的固体，故B、C、D错误。A2．填涂答题卡时必须用2B铅笔，2B铅笔芯的主要成分中含有()A．金刚石B．石墨C．木炭D．活性炭3．[2018·兰州]下列有关碳单质的说法错误的是()A．金刚石是自然界最硬的物质，可作钻头B．石墨有导电性，可制作电极C．C60具有稳定结构，不能燃烧D．活性炭疏松多孔，具有强烈的吸附性，可用于净水BC【解析】金刚石是自然界最硬的物质，因此金刚石可作钻头，A正确；石墨化学性质稳定，又具有导电性，可制作电极，B正确；C60具有稳定结构，但可以燃烧生成二氧化碳，C错误；活性炭疏松多孔，具有强烈的吸附性，可用于净水，能吸附色素和异味，D正确。4．碳单质除了金刚石、石墨、C60外，科学家们还合成了C70、C90、C240等，由此作出如下推测：①同一元素可以形成多种单质；②单质可能存在复杂的分子结构；③单质的研究具有广阔的前景。其中正确的是()A．①B．①③C．②③D．①②③【解析】①C60、C70、C90、C240都是由C元素形成的不同单质，故正确；②根据分子的概念，可知这些单质都有不同结构，对组成复杂的如C90肯定是复杂的分子，故正确；③单质的研究具有广阔的前景，故正确。D5．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。则竹炭不具有的性质是()A．黑色固体B．吸附性C．易溶于水D．能燃烧【解析】竹炭是竹子经过炭化处理后形成的多孔性材料，所以其颜色为黑色，具有吸附性；由于碳单质不易溶于水，所以竹炭也不易溶于水；碳单质具有可燃性，能燃烧，故选C。C6．1985年科学家研制了一种组成为C60的新物质，下列关于该物质的说法中不正确的是()A．它是一种单质B．它是一种化合物C．它的相对分子质量为720D．它的一个分子中有60个碳原子B7．石墨烯是用机械剥离法从石墨中剥离出来的，它由碳原子构成，并且只有一层原子厚度。1mg石墨烯能做成一块面积1m2的石墨烯吊床，它是目前最薄、最坚硬、导电、导热性能最好的材料。下列关于石墨烯的说法中，不正确的是()A．石墨烯的化学式为CB．用机械剥离法制备石墨烯属于物理变化C．1mg石墨烯能做成一块面积1m2的石墨烯吊床，说明石墨烯具有良好的延展性D．石墨烯的硬度小于金刚石D【解析】石墨烯是由碳原子构成的单质，化学式为C，A正确；用机械剥离法制备石墨烯属于物理变化，B正确；1mg石墨烯能做成一块面积1m2的石墨烯吊床，说明石墨烯具有良好的延展性，C正确；根据题意，石墨烯是目前最薄、最坚硬的材料，硬度大于金刚石，D错误。8．碳元素可组成不同的单质，实验测得某物质中只含有碳元素，则这种物质()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【解析】某物质中只含有碳元素，不能说明是单质，也可能是混合物，因为碳元素可以组成不同的单质。D9．科学家发现由C60制取的化合物M有抑制艾滋病毒的作用，下列叙述不正确的是()A．厦门大学化学家制得了C50，它与C60都是单质B．某物质含有C50分子和C60分子，该物质是化合物C．由C60制取化合物M的过程，发生了化学变化D．C60在空气中燃烧生成二氧化碳的反应是化合反应B10．下表列出了1cm3活性炭所能吸附的常见气体的体积。试分析表格中的有关数据，并填空。H2NO2CO2O2N2Cl2气体的沸点/℃－252－33－78－183－196－34吸附气体的体积/mL4.5178973511494(1)活性炭吸附气体的体积与气体的______________________等性质有关。(2)从数据分析中，可发现_______________________________________________________的规律。相对分子质量、沸点【解析】此题通过对数据进行分析处理，来探究并得出结论。可首先将表格中有关数据进行排序，从中找出相关规律。相对分子质量越大、沸点越高的气体，越容易被吸附11．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，按图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________________________________________________________________________________。瓶内气体由红棕色变浅至无色，烧杯内的水被吸到烧瓶中活性炭具有强吸附性，吸附了NO2气体，使气体由红棕色变为无色，并且使烧瓶内气体压强减小