課題1碳單質(zhì)的多樣性（第1課時）

一、金剛石、石墨和C60

1.碳單質(zhì)的物理性質(zhì)比較

石墨C金剛石CC60

碳單質(zhì)

構(gòu)成構(gòu)成構(gòu)成

微觀

結(jié)構(gòu)

的有金屬光澤不透明的細鱗無色透明的、正八面體

物理

片狀固體，耐高溫，質(zhì)地較，形狀的固體。天然存在

性質(zhì)

有，有良好的。的的物質(zhì)。

作電極或電刷、石墨炸彈、制鉛筆制裝飾品(鉆石)、制鉆用于、、

用途

芯、做坩堝，作機械高溫潤滑劑頭、、玻璃材料科學等領域

性質(zhì)金剛石和石墨差異大的原因：

差異

*C60中的60是指：一個分子中含有原子。

*同種元素組成的物質(zhì)是單質(zhì)，可能是。（如O2和O3混合；紅磷和白磷混合等）

*同種元素組成的才是。

石墨在高溫高壓和催化劑的條件下可以轉(zhuǎn)化為金剛石，二者是碳元素組成的不同單質(zhì)，該轉(zhuǎn)化

是。

二、無定形碳

物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定，性質(zhì)決定。

1.無定形碳分類

①木炭和活性炭：有結(jié)構(gòu)，具有，可吸附、等。現(xiàn)象：紅墨水褪色

②木炭：用于除去食品和工業(yè)產(chǎn)品里的色素，作冰箱等。

③活性炭：活性炭的吸附性比木炭強。用于防毒面具中過濾毒氣，制糖工業(yè)中，用于凈水

器、冰箱除味劑，環(huán)?；钚蕴堪?。

④焦炭：用于。

⑤炭黑：制造黑色染料，油墨，油漆等，添加到橡膠里做補強劑，增強耐磨性。

“碳”與“炭”的區(qū)別方法

“碳”是指碳元素，是核電荷數(shù)為6的同一類原子的總稱，具有廣泛、概括的含義，并不是具體指某種

物質(zhì)，如二氧化碳中的碳是指二氧化碳中含有碳元素。而“炭”是指具體的物質(zhì)，如木炭、焦炭、活性炭、

炭黑等。

1．列關于碳單質(zhì)的變化中屬于化學變化的是（）

A．石墨導電B．活性炭除去冰箱里異味

C．金剛石琢磨成鉆石D．石墨在一定條件下轉(zhuǎn)變成鉆石

2．有關金剛石和石墨的下列說法正確的是（）

A．都很軟，可做潤滑劑B．碳原子的排列方式相同

C．都由碳元素組成D．都是由碳元素組成的物質(zhì)，故性質(zhì)相同

3．碳單質(zhì)有重要用途，下列碳用途與性質(zhì)對應關系正確的是（）

A．活性炭有吸附性，可用于防毒面具B．石墨耐高溫，可用于生產(chǎn)鉛筆芯

C．金剛石正八面體透明，可用裁玻璃D．焦炭有可燃性，可用來煉鐵

4．如圖是金剛石、石墨、C60等碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法正確的是（）

A．物質(zhì)的質(zhì)地都很軟

B．碳原子的排列方式都相同

C．完全燃燒后的產(chǎn)物都是CO2

D．都由碳原子構(gòu)成

5．下列有關含碳物質(zhì)的性質(zhì)或用途對應不正確的是（）

選項物質(zhì)性質(zhì)用途

A金剛石硬度大用于鉆機的鉆頭

B石墨質(zhì)軟用作電極材料

C活性炭吸附性除去色素和異味

D木炭可燃性用作燃料

6．下列關于金剛石、石墨、C60的說法中不正確的是（）

A．它們都是由原子構(gòu)成

B．金剛石硬度大，可用來切割大理石

C．石墨具有滑膩感，可用作潤滑劑

D．它們的原子排列方式不同，所以物理性質(zhì)存在巨大差異

7．金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質(zhì)，下列說法正確的是（）

A．它們都是黑色固體B．它們的碳原子排列方式不同

C．它們都能導電D．它們的物理性質(zhì)相同

8．“價類二維圖”反映的是元素化合價與物質(zhì)類別之間的關系，是學習化學元素及其組成物質(zhì)相關知識的重

要模型和工具。依據(jù)碳元素的價類二維圖，下列說法正確的是（）

A．M為氧化物B．N為有機物

C．X點對應的物質(zhì)只有一種D．Y點對應的物質(zhì)為CO2

9．根據(jù)圖示，分析下列說法，其中描述錯誤的是（）

A．四種物質(zhì)都是由碳原子構(gòu)成的

B．四種物質(zhì)均可以在氧氣中燃燒

C．碳納米管具有尺寸小、導電性好等特點

D．金剛石和石墨性質(zhì)存在差異的原因是原子排列方式不同

10．現(xiàn)代科學又發(fā)現(xiàn)了H3、C60、C90、N5、N60、…，據(jù)此可作出的推測是（）

①同一種元素可以形成多種單質(zhì)

②同種元素構(gòu)成的物質(zhì)不一定是純凈物

③單質(zhì)可能存在復雜的分子結(jié)構(gòu)

④同種元素形成的單質(zhì)之間可能存在更多的相互轉(zhuǎn)化。

A．只有①②B．只有②③

C．只有③④D．①②③④

11．如圖是金剛石、石墨、C60和石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)示意圖。下列說法錯誤的（）

A．它們都是單質(zhì)

B．它們的結(jié)構(gòu)中碳原子的排列方式都相同

C．一個C60分子由60個碳原子構(gòu)成

D．它們在氧氣中充分燃燒時都生成CO2

12．下列說法不正確的是（）

A．鎖芯可加入鉛筆芯粉末增加潤滑性

B．木炭、活性炭、炭黑等物質(zhì)的主要成分均為碳單質(zhì)，它們的結(jié)構(gòu)與石墨類似

C．每種純凈物的組成是固定不變的，所以表示每種物質(zhì)組成的化學式只有一個

D．一種元素在同一種化合物中，化合價只有一種

13．下列關于碳單質(zhì)的說法錯誤的是（）

A．金剛石、石墨和C60都具有可燃性

B．焦炭能用于冶煉金屬，體現(xiàn)了碳單質(zhì)具有氧化性

C．石墨具有良好的導電性，能用于制作電極

D．使用碳素墨水書寫檔案，有利于保存更長的時間

14．金剛石、石墨都是由碳元素組成的單質(zhì)，下列關于碳單質(zhì)的說法錯誤的是（）

A．金剛石、石墨都是由原子構(gòu)成的

B．金剛石、石墨的物理性質(zhì)不同

C．金剛石、石墨充分燃燒的產(chǎn)物都是二氧化碳

D．書寫檔案時規(guī)定使用碳素墨水，是因為碳不與任何物質(zhì)反應

15．“碳家族”的成員很多，用途很廣。下列說法正確的是（）

A．石墨不具有導電性B．C60單質(zhì)是由碳原子直接構(gòu)成的

C．活性炭具有吸附性D．金剛石和石墨里碳原子的排列方式相同

16．下列物質(zhì)的用途與其性質(zhì)不匹配的是（）

A．金剛石硬度大，可用于切割玻璃

B．活性炭具有吸附性，可以作除臭劑

C．鎂燃燒發(fā)出耀眼的白光，可用于制照明彈

D．氧氣具有可燃性，可用于焊接和切割金屬

17．下列物質(zhì)的用途主要與其化學性質(zhì)有關的是（）

A．用金剛石制作鉆石B．用石墨做干電池的電極

C．液氮可用于醫(yī)療手術D．鎂粉常用于照明彈

18．電車與電纜接觸的部分稱作“電刷”。用石墨制作“電刷”主要是因為石墨（）

A．常溫下呈固態(tài)B．具有可燃性

C．難溶于水D．具有導電性

19．石墨的性質(zhì)和用途對應錯誤的是（）

A．黑色、柔軟——鉛筆B．導電性——電極

C．穩(wěn)定性——冶煉金屬D．有滑膩感——潤滑劑

20．金剛石、石墨都是由碳元素組成的物質(zhì)，下列說法正確的是（）

A．它們都是黑色固體B．它們的碳原子排列方式不同

C．它們都能導電D．它們的物理性質(zhì)相同

21．物質(zhì)的性質(zhì)決定其用途，請按要求用序號填空：

①導電性；②通電發(fā)出不同顏色的光；③助燃性；④可燃性；⑤化學性質(zhì)不活潑。

（1）氮氣用于填充食品袋防腐；

（2）木炭用作燃料；

（3）稀有氣體用作多用途電光源；

（4）氧氣用于氣焊、煉鋼；

（5）石墨用作電極。

22．下面是碳的幾種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中小圓圈均代表碳原子。

（1）甲的名稱是，請寫出物質(zhì)甲的一條用途：。

（2）物質(zhì)乙是由(填具體粒子名稱)構(gòu)成的，在一定條件下，物質(zhì)乙轉(zhuǎn)化為物質(zhì)甲是(填“物

理”或“化學”)變化。

（3）物質(zhì)丙的化學式為，從其化學式可以獲得的信息是(寫一條)。

23．“化學觀念”是從化學視角認識物質(zhì)世界。

（1）元素觀

①張青蓮院士對銦、鍺、鋅等元素的相對原子質(zhì)量測定做出了卓越貢獻。鋅在元素周期表中的部分信息如

圖A所示，鋅的質(zhì)子數(shù)為，鋅的相對原子質(zhì)量為。

②科學家姜雪峰當選為“全球青年化學家元素周期表硫元素大使”。硫原子結(jié)構(gòu)示意圖如圖B，硫離子的符

號為。

（2）結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)

如圖是碳的幾種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中小球均代表碳原子。

①甲中每個碳原子最多連有個碳原子。

②乙中碳原子層之間能發(fā)生滑動，具有滑膩感的特點，寫出它的一種用途：。

③丙物質(zhì)的化學式為。

（3）微粒觀

一定條件下，a和b反應生成c和d的微觀示意圖如下圖所示：

下列說法不正確的是。

A．a(chǎn)物質(zhì)由氮元素和氫元素組成B．氧氣分子是保持b物質(zhì)化學性質(zhì)的最小微粒

C．該反應屬于氧化反應D．生成物中c和d分子個數(shù)比為1︰1

24．閱讀下面科普短文。

化學是不斷發(fā)明和制造對人類更有用的新物質(zhì)的科學。在分子、原子層次上改變原子的排列方式就可以創(chuàng)

造新物質(zhì)。

在超高壓和高溫條件下，石墨中某些碳原子受到擠壓，凸出到層間的空間中，與上一層正六邊形的碳原子

形成正四面體的排列方式，就得到金剛石。

C60分子是由12個正五邊形和20個正六邊形構(gòu)成的完美對稱的籠狀分子。C60分子形似足球，被形象地稱

為“足球烯”。C60在常溫下是紫紅色晶體，具有金屬光澤，可用于超導、催化等領域，在C60的使用中注意

一定要遠離火源。

碳納米管的直徑一般為幾納米到幾十納米，其中碳原子以正六邊形排列形成管狀結(jié)構(gòu)。其管狀結(jié)構(gòu)決定了

它的彈性和彎曲性優(yōu)異，可制作金屬催化載體，用于計算機芯片等前沿領域。

石墨烯中的碳原子是以正六邊形緊密排列的單層結(jié)構(gòu)。石墨烯具有比表面積大、透光率高、導電性強等優(yōu)

異性能，因而在透明電極、太陽能電池、傳感器、手機屏幕等方