6.1碳单质的多样性

碳单质的多样性

一、碳的单质

1.透明的__________，灰黑色的__________和分子结构与足球相似的_____都是由_____元素组成的单质，但是它们的__________不同，物理性质存在着明显差异。

2.金刚石

（1）纯净的金刚石是_______________的固体，可以作装饰品__________。

（2）金刚石是天然存在的__________的物质，可以用来__________、__________、__________，以及装在钻机的钻头上，钻凿坚硬的岩层。

（3）在特殊条件下制备的金刚石薄膜，其__________、__________，可以用作光学窗口和__________；其导热性好，可用于_______________，提高芯片性能。

3.石墨

（1）石墨是一种___________、有___________的固体。

（2）石墨很___________，有___________，可作___________。

（3）石墨的熔点_______，具有优良的____________，可作___________、___________。

（4）在日常生活和工农业生产中，我们常常要用到_______、_______、_______和_______等。这些物质的主要成分也是碳单质，而它们的结构则与_______类似。

（5）木炭、活性炭具有___________的结构，因此它具有___________性，可以吸附___________、___________、___________。吸附属于________变化。

【思考与讨论】

结合金刚石、石墨、木炭及活性炭的性质和用途，讨论物质的性质与用途之间有什么关系。

4.C₆₀

（1）每个C₆₀分子是由_______个碳_______构成的， C₆₀的分子结构形似_______。

（2）C₆₀的独特结构，决定它具有一些特殊的物理和化学性质，有可能广泛应用于______、______、______、______及______等领。

二、碳单质的化学性质

1.常温下，碳的化学性质____________（“活泼”或“不活泼”）

2.碳单质与氧气反应（可燃性）

（1）木炭充分燃烧时，生成__________。

化学方程式：__________________

（2）木炭不充分燃烧时，生成__________。

化学方程式：__________________

3.碳单质与某些氧化物反应（还原性）

（1）木炭与氧化铜反应，生成________和____________。

【实验6-2】

把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀， 小心地铺放进试管，并将试管固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中。打开弹簧夹，用酒精灯（可加网罩以使火焰集中并提高温度，最好使用酒精喷灯）加热混合物几分钟。然后先撤出导管，用弹簧加夹紧乳胶管，停止加热，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。 观察现象并分析。

①现象：________________________。

②化学方程式：________________________。

③网罩的作用：________________________。

（2）焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来

化学方程式：__________________

（3）在高温条件下，碳还能使二氧化碳转化成________。

化学方程式：________________________。

4.碳单质物理性质差异很大，化学性质却________，是因为碳单质都由________元素组成。

三、还原反应、还原性

1.还原反应：在木炭与氧化铜的反应中，氧化铜________氧而变成单质铜。这种________化合物里的________被夺去的反应属于____________。

2.还原性：木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有________性。碳单质的还原性可用于______________。

必记知识点

一、碳的单质

1.金刚石

（1）金刚石是无色透明的固体，可以作装饰品（钻石）

（2）金刚石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，以及装在钻机的钻头上，钻凿坚硬的岩层等。

（3）金刚石薄膜透光性好、硬度大，可用作光学窗口和透镜的涂层；其导热性好，可用于集成电路基板散热，提高芯片性能。

2.石墨

（1）性质：石墨是一种灰黑色、有金属光泽的固体。石墨很软，有滑腻感。石墨的熔点高，具有优良的导电性能。

（2）用途：作铅笔芯、高铁列车的受电弓滑板，石墨电极

3.木炭、活性炭

（1）性质：吸附性（具有疏松多孔的结构）

（2）用途：吸附色素、异味、有害气体

4.C₆₀

（1）每个C₆₀分子是由60个碳原子构成的

（2）能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域

5.碳单质物理性质差异很大，是因为碳原子的排列方式不同

二、碳单质的化学性质

1.常温下，化学性质不活泼

2.与氧气反应（可燃性）

（1）不充分燃烧

$\ce{C + O2}\xlongequal{点燃}\ce{CO2}$

（2）充分燃烧

$\ce{2C + O2}\xlongequal{点燃}\ce{2CO}$

（3）用途：作燃料

3.还原性

（1）碳还原氧化铜

①现象：黑色粉末逐渐变为红色（黑变红），澄清石灰水变浑浊

②化学方程式：$\ce{2CuO + C}\xlongequal{高温}\ce{2Cu + CO2 ^}$

③注意事项

网罩的作用：集中火焰提高温度

刚开始产生气泡时澄清石灰水不变浑浊：刚开始出来的是空气

（2）碳还原氧化铁

$\ce{2Fe2O3 + 3C}\xlongequal{高温}\ce{4Fe + 3CO2 ^}$

（3）碳还原二氧化碳

$\ce{C + CO2}\xlongequal{高温}\ce{2CO}$

（4）用途：冶炼金属

三、还原反应、还原性

1.含氧化合物里的氧被夺去的反应，属于还原反应

2.木炭能夺去氧化铜中的氧，具有还原性