中小学教育资源及组卷应用平台 第六单元 《碳和碳的氧化物》 核心知识点解读 课题1 碳单质的多样性 一、碳的常见单质 1、金刚石（C） (1)结构：碳原子呈正四面体立体网状排列，形成致密结构。 (2)物理性质：无色透明、正八面体形状的固体，是天然存在最硬的物质，不导电、熔点高。 (3)用途：裁玻璃、切割大理石、钻探机的钻头（利用硬度大）；经打磨制成钻石（利用透光性）。 2、石墨（C） (1)结构：碳原子呈层状平面排列，层间作用力弱，易滑动。 (2)物理性质：灰黑色、有金属光泽的细鳞片状固体，质软（可在纸上留下痕迹）、有滑腻感、熔点高、导电性优良。 (3)用途：铅笔芯（质软、深灰色）、干电池电极（导电性）、电车电刷（导电性+滑腻感+常温稳定）、润滑剂（滑腻感）。 3、C60 (1)结构：由60个碳原子构成的分子，形似足球（又称“足球烯”），结构稳定。 (2)物理性质：常温下为固态，有金属光泽，溶解性较差。 (3)用途：超导材料、催化反应、医疗辅助（如药物载体）等领域（基于独特的分子结构）。 4、无定形碳（混合物） (1)组成：由石墨的微小晶体和少量杂质构成，包括木炭、焦炭、活性炭、炭黑。 (2)特性与用途： ①木炭：疏松多孔，有吸附性，用于吸附食品和工业产品中的色素、异味。 ②活性炭：吸附性比木炭更强，用于防毒面具滤毒罐（吸附毒气）、制糖工业脱色（除色素）、饮用水深度净化（除异味和部分杂质）。 ③焦炭：硬度大、还原性强，用于冶金工业（如炼铁）。 ④炭黑：黑色粉末，用于制造轮胎（增强耐磨性）、墨汁、颜料。 5、单质碳物理性质差异的本质原因 碳原子的排列方式不同（易错点：误认为是原子种类、大小不同，实则均为碳元素组成的单质）。 二、碳单质的化学性质 （由碳原子结构决定，最外层4个电子，化学性质稳定但高温下活泼） （一）常温下的稳定性 （1）表现：受日光照射、与空气或水接触，不易发生反应。 （2）应用：古代书法家、画家用墨（主要成分为炭黑）书写或绘制的字画，能长期保存不变色。 （3）易错点：误认为碳单质常温下绝对不反应，实际在特定条件（如强氧化剂作用）下仍可能反应，只是反应速率极慢。 （二）可燃性（与氧气反应，放热，属于氧化反应） 1、充分燃烧（氧气充足） (1)化学方程式：C+O2点燃CO2 (2)现象：木炭燃烧发白光，放出大量热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。 2、不充分燃烧（氧气不足） (1)化学方程式：2C+O2点燃2CO (2)现象：燃烧不剧烈，放出热量较少，生成有毒的CO气体。 (3)注意事项：室内燃烧煤炭、木炭时，需保证通风，防止CO中毒。 （三）还原性（与某些金属氧化物、CO2反应，吸热，属于氧化还原反应，碳作还原剂） 1、与氧化铜反应（实验室典型实验） (1)实验装置：试管（装木炭和氧化铜混合物）、铁架台、酒精灯（可加网罩集中火焰提高温度）、导管、澄清石灰水。 (2)化学方程式：2CuO+C高温2Cu+CO2↑ (3)实验现象： ①黑色粉末逐渐变为光亮的红色（Cu单质）。 ②导管口有气泡产生，澄清石灰水变浑浊（验证生成CO2）。 (4)反应分析： ①氧化铜（CuO）：失去氧，发生还原反应，作氧化剂（具有氧化性）。 ②碳（C）：得到氧，发生氧化反应，作还原剂（具有还原性）。 2、与氧化铁反应（冶金工业应用） (1)化学方程式：2Fe2O3+3C高温4Fe+3CO2↑ (2)应用：工业上用焦炭还原铁矿石炼铁。 3、与二氧化碳反应（工业制一氧化碳） (1)化学方程式：CO2+C高温2CO (2)注意：该反应为吸热反应，需在高温条件下进行，生成的CO有毒。 三、碳单质的性质与用途比较 金刚石 石墨 C60 构成粒子 原子（正四面体网状排列） 原子（层状排列） 分子（60个C原子构成） 物理性质 硬、不导电、透光 软、导电、有滑腻感 有金属光泽、不导电 化学性质 均稳定（常温）、可燃 ... ...
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