熊思杨化学讲义.docx

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熊思杨化学讲义

2015年10月25日熊思杨化学讲义

　课题1金刚石、石墨和C60

“碳”和“炭”的区别：

“碳”指碳元素，不是具体指某种物质；而“炭”指具体的、由碳元素组成的单质。

1、碳的几种单质

1、金刚石：

无色透明，正八面体形状的固体，是天然最硬的物质。

可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。

2、石墨：

深灰色，有金属光泽，不透明细鳞片状固体，质软，有良好的导电性、润滑性，是最软的矿物之一。

可用于制铅笔芯、干电池的电极、电车的滑块等。

注意：

铅笔里面其实不含铅，是石墨和黏土混合而成的混合物。

H代表Hard，坚硬的；B代表Black，黑的。

6B最软，颜色最深；6H最硬，HB软硬适中。

3、金刚石、石墨的物理性质和用途

化学式

颜色

形状

硬度

导电性

导热性

润滑性

熔点

用途

金刚石

C

无色透明

正八面体

最硬

无

无

无

高

划玻璃、切割金属、钻探机钻头、制装饰品等

石墨

深灰色、有金属光泽、不透明

细鳞片状

最软之一

优良

良好

良好

电极、铅笔芯、润滑剂等

4、无定形碳：

由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:

焦炭,木炭,活性炭,炭黑等.

活性炭、木炭具有强烈的吸附性（属于物理性质），但活性炭的吸附作用比木炭要强，如制糖工业利用其来脱色，防毒面具里的滤毒罐也是利用活性炭来吸附毒气。

焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。

颜色、状态

制法

用途

木炭

灰黑色的多孔性固体

木材隔绝空气加强热

燃料、黑火药、制活性炭、冶炼金属

活性炭

灰黑色多孔颗粒状固体

木炭在高温下用水蒸气处理

净化多种气体和液体、作防毒面具

焦炭

浅灰色多孔性固体

烟煤隔绝空气加强热

冶炼金属

炭黑

极细的黑色粉末

含碳物质不完全燃烧

墨、油墨、油漆、鞋油、燃料等，作橡胶制品的填料

5、C60是一种由60个碳原子构成的分子，形似足球，性质很稳定。

6、金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：

碳原子的排列不同。

7、金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的三种不同的单质。

所以，在一定条件下，将石墨转化为金刚石的变化是化学变化。

二、碳的化学性质

1、常温下，碳的化学性质不活泼（碳原子最外层有4个电子）

应用：

解释古代字画经历几千年而不变色、档案资料要求用碳素墨水书写；用木质电杆时常常把埋入地下的部分的表面烧焦，其目的是使木材不易腐烂。

2、碳的可燃性（相同的反应物，因反应物的量不同，生成物可能不同）

点燃

充分燃烧C+O2=====CO2

点燃

放热

不充分燃烧2C+O2=====2CO

注：

碳在氧气中燃烧的现象：

燃烧剧烈，发出白光；放热；生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。

3、碳具有还原性：

C+2CuO

2Cu+CO2↑

2Fe2O3+3C

4Fe+3CO2↑

单质碳的还原性可用于冶金工业。

4、木炭还原氧化铜的实验（见右图）

【实验操作】①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；

②将试管固定在铁架台上。

试管口装有通入澄清石灰水的导管；

③集中加热；

④过几分钟后，先撤出导气管，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。

【实验现象】澄清的石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变成红色。

【化学方程式】C+2CuO

2Cu+CO2↑

⏹反应开始的标志：

澄清的石灰水变浑浊。

⏹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。

3、还原反应

含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。

C+2CuO

2Cu+CO2↑（置换反应）

C在反应中得到氧元素，发生氧化反应，是还原剂，具有还原性。

CuO在反应中失去氧元素，发生还原反应，是氧化剂。

具有氧化性。

小结：

还原剂：

得到氧元素，发生氧化反应。

具有还原性

氧化剂：

失去氧元素，发生还原反应。

具有氧化性

实验室用25g碳酸钙和足量的稀盐酸反应制取CO2，请计算可制得二氧化碳多少克？

其标准状况下的体积为多少升？

（标准状况下二氧化碳的密度为1.977g/L）

一．选择题（共10小题）

1．（2015•惠阳区模拟）航天飞机表面覆盖石墨瓦，主要是利用石墨（　　）

A．具有导电性、防辐射B．密度小，减轻机身重量

C．熔点高、化学性质稳定D．硬度小，有润滑作用

2．（2015•曲阜市一模）化学与生活、生产密切相关．在日常生活中，下列做法不正确的是（　　）

①小明家新装修的房间中放有几包活性炭，目的是吸附有害气体．

②高层住房着火时，立即打开所有门窗，并用湿毛巾捂住口鼻逃生．

③发现煤气泄漏时，立即打开排气扇电源开关

④将铅笔芯粉末放入锁芯，使开锁更灵活

⑤废旧电池可直接丢到垃圾箱

⑥洗洁精由于有乳化作用，用来除去餐具油污

⑦防止水龙头生锈，其表面常镀一层铬，可以使铁与水和氧气隔绝

⑧庄稼缺钾易倒伏，应该给庄稼补充的营养元素是钾元素．

A．①②⑤B．②③⑤C．③⑤⑦D．⑤⑦⑧

3．（2015•常德）金刚石和石墨的物理性质有很大差异，其原因是（　　）

A．构成它们的原子大小不同

B．构成它们的原子数目不同

C．金刚石、石墨由不同种原子构成

D．金刚石、石墨里碳原子的排列方式不同

4．（2015•大庆模拟）金刚石、石墨都是碳元素组成的单质，关于它们的说法正确的是（　　）

①碳原子的排列方式不同②化学性质相似③物理性质相似

④是同一种物质⑤完全燃烧都生成CO2⑥都是黑色固体．

A．①②⑤B．②④⑤C．①②④D．③④⑥

5．（2015•成都）按如图进行实验，有关说法及分析不正确的是（　　）

A．烘干的木炭粉末与CuO粉末须混合均匀

B．网罩的作用是集中火焰，提高温度

C．可观察到澄清石灰水变浑浊

D．产生的气体一定没有CO

6．（2015•衡阳）在书写档案文书时，最好使用（　　）

A．铅笔B．纯蓝墨水笔C．碳素墨水笔D．圆珠笔

7．（2015•浙江模拟）如图是碳和氧化铜在一定条件下进行反应的实验装置，该反应需几分钟时间．最能说明这个反应已经完成的实验现象是（　　）

A．装有澄清石灰水的试管中出现浑浊现象

B．装有澄清石灰水的试管中不再有气泡冒出

C．装有澄清石灰水的试管中不再出现浑浊现象

D．装有氧化铜的试管中出现红色物质

8．（2015•秦淮区一模）将m1g碳与m2g氧气置于密闭容器中，在一定条件下充分反应，恢复至常温，若此时密闭容器中的气体是纯净物，则m1：

m2不可能是（　　）

A．1：

1B．1：

2C．3：

4D．3：

8

9．（2015•庆云县一模）归纳推理是学习化学的重要方法之一．下列有关事实和推理得到的结论合理的是（　　）

事实

结论

A

碳和氧气反应既能生成二氧化碳，也能生成一氧化碳

反应物相同，但条件不同，生成物也可能不同

B

白磷和红磷均是由磷元素组成的单质

白磷和红磷的性质一定相同

C

3g碳与10g氧气反应生成11g二氧化碳

不是所有的化学反应都遵循质量守恒定律

D

100mL酒精和100mL水混合后体积小于200mL

分子的数目不变但体积变小

A．AB．BC．CD．D

10．（2015•虹口区一模）如图是碳还原氧化铜的实验装置，相关说法错误的是（　　）

A．反应前碳粉与氧化铜应充分混合

B．Ⅱ中澄清石灰水变浑浊

C．理论上Ⅰ中减少的质量可能等于Ⅱ中增加的质量

D．反应结束时应先停止加热，待冷却后再将导管移出试管

二．填空题（共17小题）

11．（2015•黄浦区一模）碳是组成物质的重要元素．

①单质碳在常温下具有稳定性，属于　　　　　　性质．

②木炭具有可燃性，它在氧气中燃烧的现象是　　　　　　．

③木炭具有还原性，可以冶炼金属．请在横线里填入配平后的系数．

　　　　　　Fe3O4+　　　　　　C

　　　　　　Fe+　　　　　　CO2↑

12．在化学反应C+2CuO

2Cu+CO2↑中，其中　　　　　　是还原剂．

13．（2004•黑龙江）化学灯谜：

①完璧归赵（打一化学名词）　　　　　　；②轻而易举解方程（打一化学现象）　　　　　　．

14．（2015•闸北区一模）“碳”的世界丰富多彩．

①根据表中提供的信息，回答问题．

金刚石

石墨

C60

结构

用途

作电极材料

作超导体材料

相应的性质

硬度大

/

表中几种物质均是由碳元素组成的单质，互称　　　　　　．

②“碳海绵”是已知最轻的固体材料，其主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），具备高弹性和疏松多孔的结构．下列关于“碳海绵”的说法中正确的是　　　　　　．

A．具有吸附性

B．在一定条件下可还原氧化铜

C．常温下化学性质活泼

D．在氧气中完全燃烧的产物是CO2．

　15．（2015•黄冈模拟）化学是一门以实验为基础的学科，根据实验1和实验2回答下列问题：

（1）实验1的目的是　　　　　　；

（2）实验1发生反应的化学方程式为：

　　　　　　；

（3）实验1中酒精灯火焰周围加一铁丝网罩的作用是　　　　　　；

（4）实验2的结论是　　　　　　；

（5）实验2中使用的稀硫酸是刘思怡同学在实验室用98%的浓硫酸稀释而成的，其正确的稀释方法是　　　　　　．

16．（2014•凤阳县模拟）甲、乙两种气体混合后通入澄清石灰水中，石灰水无明显变化；将灼热至发红光的黑色固体丁放到混合气体中，丁燃烧生成新的气体丙，丁熄灭后，测知甲气体已全部耗尽；往乙、丙混合气中加入澄清石灰水，石灰水变浑浊．已知乙气体约占空气体积的

，则：

（1）这些物质分别是：

甲：

　　　　　　；乙：

　　　　　　；丙：

　　　　　　；丁：

　　　　　　．

（2）甲与丁反应的文字表达式为：

　　　　　　．

　17．（2014•景洪市校级二模）碳在地壳中含量不高，但它的化合物数量众多，而且分布极广．根据所学知识回答：

（1）图①为碳原子的结构示意图，常温下碳的化学性质　　　　　　（填“活泼”或“不活泼”）．

（2）图②、③、④对应三种碳单质：

图②单质的名称是金刚石，图③单质的名称是　　　　　　，图④单质的化学式是　　　　　　．这三种碳单质的物理性质存在明显差异的原因是　　　　　　．

18．（2015•杨浦区一模）我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜．在化学实验室里模拟炼铜，既可用传统的实验装置（见图甲），又能用改进的微型实验装置（见图乙）．化学兴趣小组采用图乙装置，开展以下探究活动．

（1）写出木炭与CuO反应的化学方程式：

　　　　　　，失去氧原子的物质是　　　　　　，发生了　　　　　　反应．氧化剂还原剂都属于　　　　　　物（反应物或生成物）．

（2）判断木炭与CuO已经发生化学反应的依据是　　　　　　．

（3）使用图乙装置与使用图甲装置相比，其优点是　　　　　　（写出1条即可）．

（4）用甲装置进行实验，完毕后先停止加热，可能会引起的后果是　　　　　　．

（5）澄清石灰水中含有的氢氧化钙属于　　　　　　（填酸、碱、盐或氧化物），澄清石灰水也参与了化学反应，在反应中逐渐变成了　　　　　　（填溶液、乳浊液或悬浊液）．

19．（2015•昌乐县模拟）多彩的“碳”，多姿的生活让我们一起走进“碳”的世界．

（1）填写有关含炭物质的对应特性．

物质用途

金刚石切割玻璃

石墨作电极

对应性质

①　　　　　　

②　　　　　　

（2）过多CO2的加剧了“温室效应”，请你写出一条减缓“温室效应”的建议　　　　　　．

（3）CO2和NH3可以合成尿素[CO（NH2）2]，同时生成水．该反应的化学方程式为　　　　　　．

（4）天然气中甲烷充分燃烧的化学方程式为　　　　　　．

（5）从表2数据分析，与煤相比，用天然气做燃料的优点有　　　　　　．

　1g物质完全燃烧

产生二氧化碳质量/g

放出热量/kJ

　　　天然气

　　　　2.75

　56

　　　　煤

　　　　3.67

　32

（6）2.3g某物质在空气中完全燃烧，生成4.4g二氧化碳和2.7g水，则该物质中一定含有　　　　　　（填元素符号）其元素质量比为　　　　　　．

　20．（2015•东营区校级模拟）物质丙是重要的化工产品，在国民经济中占有重要地位．工业上用甲和乙合成丙．甲、乙、丙的微观示意图见下表．

物质

甲

乙

丙

微观示意图

（1）甲、乙、丙三种物质都是由（填“分子”、“原子”或“离子”）　　　　　　构成的．

（2）甲、乙、丙中属于化合物的是（填序号）　　　　　　．

（3）已知物质丙中氢元素的化合价为+1，则另一种元素的化合价为　　　　　　．

（4）甲和乙合成丙的反应中，甲、乙、丙的微粒个数比为　　　　　　．

（5）现有10g的甲和60g的乙混合反应制取丙，反应一段时间后，经测定剩余甲的质量为4g，则剩余乙的质量为　　　　　　g．

21．（2015•老河口市模拟）建立宏观、微观和符号之间的联系是化学学科的特点．

（1）构成氯化钠的基本微粒是　　　　　　（填“分子”、“原子”或“离子”）．

（2）用符号表示下列微粒．

2个氧原子　　　　　　；3个钠离子　　　　　　．

（3）A、B、C、D表示4种物质，其微观示意图见下表．A和B在一定条件下反应可生成C和D．下列说法正确的是　　　　　　（填数字序号）．

反应前

反应后

表示碳原子

表示氮原子

表示氧原子

A

B

C

①4种物质均由分子构成

②该反应属于置换反应

③C、D两种物质的质量比为11：

7

④4种物质中属于氧化物的是A、B

⑤若有28gA完全反应，则有14gD生成．

22．（2015•衡南县自主招生）下列物质A、B、C、D都是初中化学中的常见物质，它们之间具有如图所示的转化关系（反应条件、有些反应物或产物已略去）．其中A与B的组成元素相同，C可使带火星的木条复燃，D是一种无色气体单质．

（1）试写出下列物质的化学式：

B为　　　　　　，C为　　　　　　．

（2）写出下列反应的文字表达式：

D→B　　　　　　．

23．（2015•江西模拟）黑色粉末A、银白色金属D能发生如下转化：

（1）则A是　　　　　　，D是　　　　　　，F是　　　　　　．

（2）写出下列反应的化学方程式：

A+B→H：

H+E→D：

　　　　　　．

24．（2015•西宁校级模拟）如图所示，A﹣H都是初中化学中常见的物质，已知：

常温下，A是黑色固体单质，B是黑色固体化合物，D为红色固体单质，F为Fe2O3，它们的转化关系如图所示．按要求完成下列各题

（1）写出下列物质的化学式：

C　　　　　　，E　　　　　　．

（2）写出上图中①②③反应的化学方程式：

①　　　　　　；②　　　　　　；③　　　　　　．

（3）反应的①③基本反应类型都是　　　　　　，反应②的基本反应类型是　　　　　　．

25．（2015•攸县校级模拟）将某紫黑色固体粉末A加热，可产生无色气体B，同时生成一种黑色固体C和一种固体物质D．黑色固体C通常可用于加热氯酸钾制氧气时的催化剂．另一黑色固体E在无色气体B中能燃烧，产生使澄清石灰水变浑浊的气体F．绿色植物可将气体F通过光合作用吸收，并转化为无色气体B．请推测，并回答：

（1）写出化学式A　　　　　　、B、　　　　　　C　　　　　　、E、　　　　　　F、　　　　　　．

（2）加热紫黑色固体A时，发生反应的化学方程式　　　　　　．该反应属于　　　　　　反应．

　26．（2015•新宾县模拟）构建知识网络是一种重要的学习方法．如图是关于铁的化学性质知识网络（“→”表示一种物质转化为另一种物质），其中B是密度最小的气体，C为红色固体单质．请回答下列问题：

（1）A物质的化学式为　　　　　　．

（2）B物质的一种用途是　　　　　　．

（3）反应②还需要的一种反应物是　　　　　　（填化学式）．

（4）写出反应③的方程式，并注明基本反应类型：

　　　　　　．

27．（2015•阳朔县三模）如图表示某些物质间转化关系．X、D为固体且组成元素相同，Y、F为液体且组成元素相同，E、G为气体且组成元素相同；X为紫黑色，F是生命活动不能缺少的液体，G为有毒气体，A是一种黑色固体．请回答下列问题：

（1）X的化学式　　　　　　；C的化学式　　　　　　，在③反应中起　　　　　　作用．

（2）写出有关反应的化学方程式：

④　　　　　　；可观察到的实验现象是：

　　　　　　．

⑤　　　　　　．

三．解答题（共1小题）

28．（2011秋•江岸区期中）如图中A、B、C、D、E、F、M均为化学中常见物质，其中C在常温下为最常见液体，A也是液体且和C的元素组成相同．B为常见的气体，D、M均为黑色固体，且M为A分解生成B和C的催化剂，D在B中燃烧发出白光，产生了能使石灰水变浑浊的气体E，物质间的转化关系如图所示．请依据如图推断：

（1）请写出下列物质的化学式：

A　　　　　　；E　　　　　　；

（2）写出下列反应的文字表达式：

A→B+C：

　　　　　　；

B+D→E：

　　　　　　．

2015年10月25熊思杨化学讲义

参考答案

一．选择题（共10小题）

1．C2．B3．D4．A5．D6．C7．B8．AB9．A10．D

二．填空题（共17小题）

11．化学发出白光，放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体123212．C13．还原溶解14．切割玻璃导电同素异形体ABD15．探究碳与金属氧化物的反应（或探究碳的还原性）2CuO+C

2Cu+CO2↑使火焰集中，并提高温度酸溶液能使紫色石蕊溶液变红，使无色酚酞溶液不变色将浓硫酸沿着器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌16．氧气氮气二氧化碳碳碳+氧气

二氧化碳17．不活泼石墨C60碳原子排列方式不同18．C+2CuO

2Cu+CO2↑氧化铜还原反应物黑色固体中逐渐有红色固体产生，澄清的石灰水变浑浊操作简单液体倒流，引起试管爆裂碱悬浊液19．硬度大导电性减少化石燃料的使用CO2+2NH3

CO（NH2）2+H2O．CH4+2O2

CO2+2H2O释放的热量多且产生的二氧化碳少C、H、O4：

120．分子丙-33：

1：

23221．离子2O3Na+①⑤22．H2OO2氢气+氧气

水23．碳铁硫酸亚铁CO2+C

2CO4CO+Fe3O4

3Fe+4CO224．CO2COC+2CuO

2Cu+CO2↑CO2+C

2COFe+CuSO4=FeSO4+Cu置换反应化合反应25．KMnO4O2MnO2CCO22KMnO4

K2MnO4+MnO2+O2↑分解26．Fe3O4冶炼金属CuSO4Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，置换反应27．KMnO4MnO2催化C+2CuO

2Cu+CO2↑黑色固体变成红色CO2+C

2CO

三．解答题（共1小题）

28．H2O2CO22H2O2

2H2O+O2↑C+O2

CO2