【知识点详解】
1. 单质定义:单质是由同种元素组成的纯净物。常见的单质包括氢气、氧气、氮气以及各种金属元素形成的单质,如铁、铜、铝等。
2. 金刚石与石墨的性质与用途:
- 金刚石:自然界中最硬的物质,其外观呈现透明或无色,具有极高的硬度,常用于切割、研磨和钻探工具,如钻石戒指。
- 石墨:是黑色、滑腻的固体,具有良好的导电性和润滑性,广泛应用于铅笔芯、润滑剂和电池电极。
3. 活性炭和木炭的吸附性:活性炭和木炭具有多孔结构,这使得它们具有极强的吸附能力,能吸附气体和色素,常用于净化水、空气净化和冰箱除味。
4. 物质性质与用途的关系:物质的性质决定了其用途,例如,金刚石因其硬度大而用于切割,石墨因其导电性好而用于电池电极。
5. C60(富勒烯):C60是由60个碳原子组成的球形分子,形似足球,也被称为“巴基球”。C60的发现对材料科学领域产生了深远影响,它有着独特的电子结构和物理化学性质,可能在超导、光电子器件等方面有广泛应用。
6. 碳元素的多样性:碳元素可以形成多种单质,除了金刚石、石墨和C60,还有如碳纳米管等新型碳材料。
7. 化学变化与物理变化:由石墨制造金刚石涉及原子间的重新排列,是化学变化;而活性炭吸附过程不涉及新物质的生成,是物理变化。
8. “碳”与“炭”的区别:“碳”是元素,“炭”通常指由碳元素组成的某些单质,如木炭、活性炭。
9. 物理性质与化学性质:木炭和活性炭的吸附性属于物理性质,吸附过程没有新物质生成,属于物理变化。而木炭和活性炭的可燃性、还原性等则是化学性质。
10. 相关练习题解答:
- 1. 不正确的说法是B.因为石墨不是电的良导体。
- 2. 可用在防毒面具中的是A.活性炭,因为活性炭具有吸附性,可以吸附有毒气体。
- 3. 错误的说法是B. C60不是新型化合物,而是碳的单质。
- 4. 描述物质性质填空:
(1) 木炭生火:可燃性
(2) 活性炭用于制糖:吸附性
(3) 石墨制坩埚:耐高温、导热性
(4) 碳纤维制导线:导电性
(5) 焦炭冶炼金属:还原性
11. 单质与混合物的区别:单质只含有一种元素,而混合物可以包含多种元素。
12. 碳纳米管的特性:碳纳米管是碳的单质,具有高比强度、优异的导电性和导热性,化学稳定性好。与金刚石的结构和性质并不完全相同。
13. 制造纳米级金刚石粉末的过程:以CCl4和金属钠为原料,在高温下反应生成金刚石粉末,这个过程是化学变化,但金刚石不属于金属单质。
本节内容主要涵盖了碳元素形成的多种单质,特别是金刚石、石墨和C60的物理性质、用途及其相互转化,强调了物质性质与用途之间的关系,并通过习题加深了对这些概念的理解。