碳单质的物理性质.微
碳单质的性质与用途
1.金刚石、石墨、活性炭、焦炭、炭黑、C60的性质与用途碳的单质有金刚石、石墨、木炭、焦炭、活性炭等等，从晶体形态考虑，碳有两种同素异形体——石墨和金刚石。
平常所说的无定形碳如木炭、活性炭、焦炭、炭黑等实际上也具有石墨的晶体结构，并不是真正的另一种晶体类型。
直到8O 年代中期，人类发现了富勒烯(Fullerene)，科学家进一步研究确认富勒烯是碳元素存在的第三种晶体形态，至此人类对碳的认识提高了一个新层次。
美国科学家Curl和Smalley教授及英国科学家Kroto教授为此荣获1996年诺贝尔化学奖。
金刚石：金刚石为无色透明固体，硬度10莫氏，熔点3550℃，沸点4827℃，密度3.51g/cm3，是天然存在的最硬的物质。
在温室下对所有化学试剂都显惰性，在氧气中燃烧温度为777℃，燃烧热为395.40KJ/mol。
透明的金刚石可以作宝石或钻石。
黑色和不透明的金刚石在工业上用以制钻头和切割金属、玻璃或矿石的工具。
金刚石粉是优良的研磨材料，可以制砂轮[1]。
石墨：石墨为灰黑色不透明固体，硬度1莫氏,熔点3652℃,沸点4827℃，密度2.2g/cm3，是电和热的良导体。
化学性质比金刚石稍活泼，在氧气中燃烧温度687℃,燃烧热为393.50KJ/mol。
石墨能被强氧化剂如浓HNO、NaCIO4和KMnO4等氧化为石墨氧化物。
石墨在工业上被大量地用于制造电极、坩埚、某些化工设备及高温热电偶，也可以作原子反应堆中的中子减速剂。
石墨粉可以作润滑剂、颜料和铅笔芯。
石墨能与许多金属生成碳化物，如青铜色的C8K[1]。
无定形碳：无定形碳大都为黑色不透明固体，物理性质各不相同。
化学性质比金刚石和石墨都稍活泼。
在高温下,除与O2及金属氧化物反应外,还与硫反应。
与某些金属反应，可得到碳化物。
(1)木炭一般是由木材、纤维在隔绝空气的条件下加热制得,主要用于冶金、吸附剂、黑色火药原料。
(2)焦炭若是由煤干馏得到的，其成分和机械性能不一；若是由沥青或天然气的蒸馏残渣碳化得到的产物成分一致。
碳单质的物理性质和用途 教学设计四
更多免费资源请登录荣德基官网（）下载或加官方获取教学设计一、教学目标知识技能了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途；知道木炭和活性炭具有吸附性；知道不同元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质。
过程方法通过对金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式及空间结构的分析，知道物质结构、性质和用途之间的相互关系；通过木炭（或活性炭）吸附作用演示实验的探究，让学生知道对比实验是研究问题的常用方法。
情感态度价值观通过对碳的不同单质不同用途的探讨探究，体会物尽其用、人尽其才的道理。
【教学重点】物质的结构、性质和用途之间的相互关系。
【教学难点】理解碳单质的微观结构与他们物理性质之间的关系。
二、学生认知分析由于在实际生活中一些常见物品与碳单质有关，如：石墨电极、玻璃刀、钻石、铅笔芯等，学生对于碳单质具有一定了解。
三、教学过程环节一、创设情境，引入新课教师活动学生活动设计意图化学实验室需要购买活性炭，请大家和我一块进行网上购物吧！咱们到这个名为卖“炭”翁的商店逛逛去。
倾听、思考本节课的教学课堂就设置在这个商店里。
学生在逛商场的过程中，经过讨论、探究，轻松、愉快地达到各项学习目标。
这种活泼开放的教学环境，给学生以新奇感，能激发学生的学习兴趣，同时使学生感到，化学和生活是紧紧联系在一起的。
环节二、走进“卖炭翁”，了解碳单质教师活动学生活动设计意图【展示图片】给学生展示商店里面商品的图片：大家看看一号柜台出售的是金刚石类的，有人造的和天然的金刚石，由金刚石打磨而成的光彩夺目、价值连城的钻石，由金刚石制成的用来切割的玻璃刀和钻头。
大家根据金刚石的用途能够推测出它的性质吗？观看、思考回答：金刚石是透明的正八面体，非常坚硬。
这些琳琅满目的商品，给学生以美感，使学生体会到化学对美化人类生活所起的作用。
【评价并提出新问题】同学们回答的很好，咱们继续去买咱们需要的活性炭吧。
二号柜台出售的是石墨类商品，请大家观察它的颜色，这些是由石墨制成的产品，有铅笔芯，润滑剂，电池的碳棒，坩埚。
碳和碳的氧化物-中考化学必背思维导图+知识手册
《元素化合物》专题三碳和碳的氧化物一、碳的单质1.碳单质的物理性质比较碳原子构成碳原子构成2.无定形碳①木炭：有疏松多孔结构，具有吸附性，用于除去食品和工业产品里的色素，作冰箱去味剂等。
①活性炭：活性炭的吸附性比木炭强。
用于防毒面具滤毒罐中过滤毒气，制糖工业中白糖脱色，用于净水器、冰箱除味剂，环保活性炭包等。
①焦炭：用于冶炼金属。
①炭黑：制造黑色染料，油墨，油漆等，添加到橡胶里做补强剂，增强耐磨性。
二、碳单质的化学性质1.常温下化学性质不活泼2.可燃性（作燃料）3.还原性实验 注意 事项①火焰加金属网罩的目的：集中火焰，提高温度。
①实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的：防止石灰水倒流炸裂热的试管。
①待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因：防止热的铜接触空气又被氧化。
实验装置及现象结论①黑色粉末逐渐变成光亮的红色； ①澄清石灰水变浑浊。
结论：生成了红色的铜和二氧化碳 化学方程式C + 2CuO 2Cu+CO 2↑三、氧化还原反应1.分析2.碳与二氧化碳反应：C + CO 22CO （吸热反应）四、二氧化碳制取的研究 1.工业制二氧化碳煅烧石灰石： CaCO 3高温CaO+CO 2↑ 2.实验室制二氧化碳：（1）药品：块状石灰石（或大理石）和稀盐酸（均为混合物） （2）反应原理：CaCO 3+2HCl=CaCl 2+H 2O+CO 2↑ （3）检验方法：将制得的气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳。
（4）验满方法：CuO 失去氧元素，有氧化性，是氧化剂，被还原，发生还原反应 C 夺取氧元素，有还原性，是还原剂，被氧化，发生氧化反应用燃着的木条，放在集气瓶口，木条熄灭，证明二氧化碳气体已经收集满。
五、气体制取的一般思路1.发生装置长颈漏斗可随分液漏斗可控注射器可控制控制反应的开始和停止。
开始：打开弹簧夹，液体开始：开始：打开开始：将开始：将2.收集装置选择依据：气体的溶解性；气体的密度注意事项：导管口出现连续气体收集满注意事项：导管伸入集气。
新人教版九年级化学《金刚石、石墨和C60》
2.碳跟某些氧化物的反应（还原性）
①C和CuO都是什么颜色？ ②加热时试管中粉末颜色 有什么变化？ ③生成气体通入澄清的石 灰水中观察到什么现象？ ④反应后生成什么物质？
碳跟氧化铜的反应
现象：
黑色粉末逐渐变 成光亮的红色，澄清石 灰水变浑浊
方程式：
C+2CuO===2Cu+CO2
C60是一种由60个碳原子构成的 分子，形似足球，性质很稳定
三、C60
C60也是由碳元素组成的单质. C60 的一 个分子由60个碳原子构成,它形似足球 ,又称为”足球烯”. C60的用途 可以进行气体储存；制造有感觉功能 的传感器；增强金属材料的强度；新 型高效催化剂；有特殊的光学特性； 对癌细胞具有杀伤效应和清除人体内 自由基的功效。
2Fe2O3 + 3C
高温
4Fe + 3CO2↑ Cu + H2O
H2+ CuO △
单质碳的还原性可用于冶金工业，例如：利用焦炭可 以把铁矿石中的铁还原出来。
2Fe2O3+3C===4Fe+3CO2
高温
学完本课题你应该知道
1、不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素 也可以组成不同的物质。如金刚石、石墨和C60 等都是由碳元素组成的单质。 2、木炭和活性炭具有吸附性。 3、在常温下，碳的化学性质很稳定。在高温下， 碳能够与很多物质起反应。 4、物质的性质在很大程度上决定物质的用途。
1.碳跟氧气的反应（可燃性）
木炭在氧气中充分燃烧， 现象：发出白光，放出热量， 生成一种能使澄清石 灰水变浑浊的气体
32.8 kJ/g 放热反应 方程式： C+O2===CO2 热值为 木炭在氧气中不充分燃烧时，生成一氧化碳
碳单质的化学性质
碳单质的化学性质
1：碳的单质有3个
金刚石，石墨，C60。
2：物理性质和用途。
钻石:自然界中最坚硬的物质，具有八面体结构。
它通常用于制造钻头、切割玻璃和大理石。
石墨:层状结构，质软，导电性好，可用作电极、电刷和润滑剂。
金刚石和石墨的元素组成相同，物理性质不同(由于碳原子排列不同)，化学性质相似。
3：碳单质的化学性质
稳定性:常温下不易与其他物质发生反应，如用碳素笔书写重要文件；古代字画可以保存几千年。
可燃性:无论是金刚石还是石墨，完全燃烧可以产生二氧化碳，不完全燃烧可以产生一氧化碳。
还原性：可以将金属氧化物还原成金属单质。
C+CuO提现碳的还原性，实验现象：黑色固体逐渐变成红色，生成能使澄清石灰水变混浊。
（在初中学习中，不详细讲还原性和氧化性，只说提供氧元素的为氧化剂，抢夺氧元素的为还原剂，完全为了便于理解。
）
4.有两个容易出错的地方。
第一，金刚石、石墨和碳60的相互转化是化学变化，不是物理变化。
第二，碳60是由分子组成的，不是原子。
金刚石和石墨是由原子构成的。
碳单质的物理性质
碳单质的物理性质
碳的物理性质：除木头外,以单质存在木头中以纤维素淀粉等存在。
碳一般显正价,易与具有氧化性的物质结合,氧化性越强结合越容易但有些特例如CH4碳是-4价在有机化合物里可以自己形成碳链等。
这是各国科学家正在研究的课题,还处于技术封闭阶段电弧放电法，激光蒸发法，气相沉积法等,这些谁也不懂金刚石晶体属立方晶系，是典型的原子晶体，每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外四个碳原子形成共价键，构成正四面体。
这是金刚石的面心立方晶胞的结构。
由于金刚石晶体中C-C键很强，所有价电子都参与了共价键的形成，晶体中没有自由电子，所以金刚石不仅硬度大，熔点高，而且不导电。
2019秋初中理化生6.1.1 碳单质的物理性质和用途
1 知识小结
金刚石
碳 的 单 质
石墨
是天然存在的最硬 的物质，可用来裁 玻璃、切割大理石
很软，有滑腻感， 可用来作铅笔芯； 石墨有良好的导电 性，可用来作电极
木炭、 有强吸附性，可作 活性炭 吸附剂
碳
的
单 质
一个C60分子是由60 个碳原子构成的，
C60
具有特殊的性质，
可用于材料科学、
超导体等方面
①加入高炉中炼铁的是___焦__炭_____； ②用于制黑火药的是__________； ③装在钻探机钻头上的是木_炭_________；
④用来作电极的是_________金_；刚石
⑤用来制油墨的是___石__墨_____； ⑥填充滤毒罐的是__________。
炭黑
知2－练
活性炭
（来自《典中点》）
知1－导
石墨的物理性质和用途
物理性质
用途
颜色
深灰色有金属光泽但 不透明
制笔 芯
石 硬度
质软
导电 墨性
能导电
电极
3．C60
知1－导
由60个碳原子构成的一个分子，结构类似足球， 又名足球烯。性质稳定，在材料科学、超导体 方面有广阔的前景。
【知识拓展】
知1－导
C70ห้องสมุดไป่ตู้
碳纳米管
问题
知1－导
金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，为什 么物理性质会相差这么远呢？
(来自教材)
2．根据下列物质的性质，写出其对应的一种或几种用途：
(1 )金刚石的硬度很大：_金__刚__石__可__用__来__裁__玻__璃__、__作__钻__头__等_ ; (2)石墨的导电性能好：_____________________________ ; (3)活性炭的吸附性强：___石__墨__可__作__电__极__、__电__刷__等_______ ;
中考化学微专题考点详解：专题02 碳和碳的氧化物(学生版)
专题02 碳和碳的氧化物碳单质的性质及用途考查形式主要以选择题和填空题形式出现，有时也会出现在简答题中，有时结合其他知识点综合考查。
考查的知识点有:①碳单质的物理性质和化学性质；②几种碳单质物理性质存在较大差异的原因；③碳单质的用途等。
1.碳单质的物理性质和用途石墨C60无定形碳主要有活性炭、木炭具有强烈的吸附性（脱色、吸附异味、吸附毒气），活性炭多用于防毒面具，焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。
2.碳的化学性质常温下性质稳定；可燃性：碳在加热条件下，具有可燃性——与H2、CO的性质相似。
碳在氧气中充分燃烧：C + O 2 =====点燃 CO 2 ;不充分燃烧：2C + O 2=====点燃2CO还原性：C+ 2CuO =====高温 2Cu + CO 2↑现象：黑色粉末逐渐变成红色，石灰水变浑浊。
3C+ 2Fe 2O 3 =====高温 4Fe + 3CO 2↑ 2C+ Fe 3O 4 =====高温 3Fe + 2CO 2↑木炭还原氧化铜 实验装置图：实验现象：澄清的石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变成红色；实验注意事项：在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。
配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：防止已经还原的铜被氧气重新氧化。
实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。
1.（2022广西贺州中考）下列物质中，硬度最大的是（ ）A. C 60B. 活性炭C. 石墨D. 金刚石2．（2022年云南省昆明市中考）填涂答题卡需要用2B 铅笔，铅笔芯中含有石墨。
下列属于石墨化学性质的是（ ）A ．金属光泽B ．质软C ．导电性D ．可燃性3.（2022湖南长沙中考）“碳家族”的成员很多，用途很广。
下列说法正确的是（ ）A. 石墨不具有导电性B. C 60单质是由碳原子直接构成的C. 活性炭具有吸附性D. 金刚石和石墨里碳原子的排列方式相同规律总结：物质的组成、结构决定反映物质的性质决定反映物质的用途。
碳、硅单质及重要化合物的性质
碳、硅单质及重要化合物的性质1．C、Si单质的存在形态、物理性质及用途(1)自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有化合态。
碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。
(2)单质的结构、物理性质与用途比较碳硅结构金刚石：空间网状结构石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构物理性质金刚石熔点高、硬度大石墨熔点高、质软，有滑腻感晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点高用途金刚石用作切割刀具，石墨用作电极、铅笔芯晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池2.碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。
3．二氧化碳和二氧化硅的比较物质 二氧化硅二氧化碳 结构 空间立体网状结构，不存在单个分子存在单个CO 2分子 主要物 理性质 硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水化 学 性 质①与水 反应 不反应CO 2＋H 2OH 2CO 3②与酸 反应只与氢氟酸反应：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O 不反应③与碱 反应SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO 2少量：CO 2＋2NaOH===Na 2CO 3＋H 2O 、 CO 2过量：CO 2＋ NaOH===NaHCO 3④与盐 反应 如与Na 2CO 3反应：SiO 2＋Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑如与Na 2SiO 3反应：Na 2SiO 3＋H 2O ＋CO 2(不足)===H 2SiO 3↓＋Na 2CO 3或Na 2SiO 3＋2H 2O ＋2CO 2(足量)===H 2SiO 3↓＋2NaHCO 3⑤与碱 性氧化 物反应 如与CaO 反应：SiO 2＋ CaO=====高温CaSiO 3如与Na 2O 反应：Na 2O ＋ CO 2===Na 2CO 3用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐4．(1)硅酸硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。
高中单质碳的化学性质知识点
高中单质碳的化学性质知识点高中单质碳是高中化学中一项很重要的知识点，它具有广泛的应用和重要性，常见的应用包括制造钢材、有机化学等。
本文将详细介绍高中单质碳的化学性质知识点。
1. 碳的物理性质单质碳是一种黑色固体，不溶于水，无味无色，硬度极高。
在自然界中，一般存在于煤、石墨、金刚石等物质中。
金刚石是所有矿物中最硬的物质，是碳原子以三维晶体形式排列而成的，通常用于制作刀具、钻头等。
2. 碳的化学性质碳的化学性质非常稳定，它不易于氧化和还原，但能够直接与氧气反应形成二氧化碳，并能与大部分非金属元素反应。
（1）碳与氧气的反应碳和氧气直接反应，形成二氧化碳。
例如：C + O2 → CO2（2）碳与二氧化硫的反应碳能够与二氧化硫反应，形成二氧化碳和硫：C + SO2 → CO2 + S（3）碳与氢气的反应碳和氢气的反应形成甲烷。
例如：C + 2H2 → CH4（4）碳与卤素的反应碳能够与卤素（氟、氯、溴、碘）反应，形成卤化物。
例如：C + 2F2 → CF4C + 2Cl2 → CC l4C + 2Br2 → CBr43. 碳与金属的反应碳能够与某些金属反应，通常情况下是以热力学的方式形成金属碳化物。
例如：C + SiO2 → SiC + 2COC + MnO → MnC + COC + 2FeO → Fe3C + CO以上反应都是在高温条件下进行的。
4. 碳的物理机械性质由于碳的硬度极高，因此广泛应用于制造工具、机械配件等。
除此之外，碳还具有一些光学性能，如金刚石的高折射率和分光性是其在高科技领域中广泛应用的原因。
5. 碳的有机化学性质碳与氢形成的化合物称为烃，烃类是有机化学的基础。
烃类根据分子中含有的碳原子个数不同，可分为烷、烯、炔等。
烷是由碳碳单键构成的分子，烯是由碳碳双键构成的分子，炔是由碳碳三键构成的分子。
例如，甲烷、乙烷、丙烷都是最简单的烷类烃，乙烯、丙烯是最简单的烯类烃，而乙炔是最简单的炔类烃。
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金刚石的其他用途
其实，早在古罗马时代，有人就把金刚 石雕刻成印章，这是最早的金刚石的工 业用途。现在，金刚石用于切割玻璃、 切割大理石、加工坚硬的金属，钻探机 的钻头上。
二、石墨
其貌不扬的石墨
7
深灰色，有金属光泽，不透明的细磷 片状固体，质软，在纸上画过能留下 深灰色的痕迹。
可用于铅笔芯
石墨的碳原子呈平 面层状结构,层与层 之间作用力小，所 以质软，是天然存 在最软的物质，有 滑感。此外石墨还 有良好的导电性 石墨的结构
15
2016/12/24
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
更新的碳单质
C70
C240
C540
四、物质的结构、性质、用途之间的关系
上面我们认识了几种碳单质，它们的性质各不 相同。那金刚石、石墨、C60 的物理性质为何 有这么大的差别呢？
三种单质中碳原子的排列方式不同。
物质的组成 结构
决定
决定
物质的性 质
物质的用途
反映
谢谢大家
2016/12/24
12
含碳物质的不充分 燃烧可以生成炭黑。 中国是最早生产炭 黑的国家，炭黑主 要用于黑色染料， 用于制造中国墨、 油墨、油漆、打印 机、复印机等。
焦炭是一种固体燃 料，质硬，多孔， 发热量高，主要用 于冶金工业。
焦 炭
三、新型碳单质-C60
拓展阅读 新型碳单质
C60
由60个碳原子构成的一个分子， 结构类似足球，又名足球烯。 C60性质稳定，在材料科学、超 导体方面有广阔的前景。
润滑剂、电极、石墨电刷
木炭、活性炭、炭黑、焦炭等主要由石墨的微小晶体和少量杂质构成。
活 木 性 炭 炭
焦炭 炭黑
2016/12/24
10
木炭具有疏松多孔的结构，因此它具 有吸附能力，能吸附一些食品和工业产品 里的色素，也可以用它来吸附有异味的物 质。
活性炭的吸附性比木炭还要强
活 性 炭 净 水 器
一、金刚石-高贵华丽的碳单质
玻璃刀上镶嵌的物质，钻头的主要成分都是金刚石。 纯净的金刚石是无色 透明，正八面体形状 的固体
金刚石样品
金刚石仔细琢磨后 可以成为璀璨夺目 的装饰品-钻石
金刚石的结构
金刚石的碳原子在 空间构成连续的、坚固 的骨架的结构，所以坚 硬，金刚石是天然存在 最硬的物质
可用于切割玻璃
碳单质的物理性质
授课人：第三十八中学萨丽玛
由同种元素组成的纯净物叫做什么?
-----单质
比如: H2由H元素组成 O2由O元素组成
同种元素可以组成不同的单质吗？
------可以!
思考
氧元素组成氧气和臭氧， 磷元素组成红磷和白磷 碳元素也可以组成不同的单质! 研究表明，金刚石、石墨和C60都是由 碳元素组成的单质。