【知识点详解】
1. 元素与化合物的区别:单质是由同一种元素组成的纯净物,而化合物是由两种或两种以上不同元素组成的纯净物。在给定的导学案中,提到了单质和化合物的概念,并通过例子区分了两者。
2. 碳的同素异形体:金刚石、石墨和C60都是碳元素的不同形态,即同素异形体。它们的物理性质和用途各异,但化学性质基本相同,因为它们都由碳原子构成。
3. 金刚石与石墨的特性:金刚石是无色透明的固体,具有天然物质中最大的硬度,常用于切割和琢磨宝石。而石墨是深灰色、有金属光泽的鳞片状固体,具有良好的导电性和润滑性,常用作电池电极和铅笔芯原料。
4. 活性炭的吸附性:活性炭具有多孔结构,因此具有强大的吸附性,能够吸附气体和液体中的杂质,被广泛用于净化空气、去除异味和水处理。中国古画因使用含炭物质而保存长久不变色,就是利用了炭的稳定性。
5. C60(足球烯):C60是碳的另一种同素异形体,由60个碳原子组成一个球形结构,其相对分子质量为720。C60在材料科学、超导体、生物医学等领域有着重要的应用。
6. 单质与化合物的性质与用途关系:通过对金刚石、石墨和C60的比较,我们可以理解结构决定性质,性质决定用途的原则。例如,金刚石因其硬度被用于切割工具,而石墨因其导电性成为电极材料。
7. 碳的化学性质与环境影响:碳的单质在燃烧过程中会产生二氧化碳,如在海湾战争中油井燃烧产生的黑雨,主要污染物就是未完全燃烧的炭黑。
8. 物质的用途与物理性质:例如,木炭和活性炭因其疏松多孔的结构,具有吸附性,被用于冰箱去味、制墨汁、除去色素等;炭黑加入橡胶中可以增加轮胎耐磨性,这些都体现了物质的物理性质在实际生活中的应用。
9. 铅笔的成分:铅笔芯不是由铅制成,而是由石墨和粘土混合而成,硬度不同则取决于石墨含量的多少,2B铅笔芯具有适中的软硬,适合书写。
本节课主要涵盖了碳元素的各种单质形态及其性质、用途,以及结构与性质、性质与用途之间的关系。通过学习,学生将能理解碳的多样性和在日常生活及工业生产中的广泛应用。