6.1碳单质的多样性(第2课时)-2024-2025学年人教版九年级化学

课题1 碳单质的多样性 人教版九年级化学同步教学课件 第六单元 碳和碳的氧化物 第2课时 碳的化学性质 学习目标： 1.通过碳的可燃性的学习，知道反应物量不同，产物可能不同;认识到化学变化需要一定条件，条件不同，反应就不同。 2.通过碳的还原性实验，了解还原反应，发展学生问题意识和探究能力。 3.初步形成“结构决定性质”“性质决定用途”的思想观念。 导入新课 谜语 和和睦睦一家人，兄弟三人本领大； 老大模样生得俊，通体透明骨头硬； 老二皮肤有点黑，偏偏还得软骨病； 老三长得像足球，材料科学显身手。 请问：这家人是谁？老大、老二、老三分别叫什么名字？ 1、常温下，碳的化学性质不活泼 —稳定性 一. 碳的化学性质 《清明上河图》 《古代字画》 我国古代一些书法家、画家用墨（用炭黑等制成）书写或绘制的字画能够保存很长时间而不色，这是为什么？ 单质碳常温下的稳定性，能使字画能够保存很长时间而不色；枕木和木制电线杆经过炭化后能防止木头腐烂。 铁路上的使用的枕木和木制电线杆在埋入地下前，都将其表面烧焦，为什么？ 思考：是什么决定了碳在常温下化学性质不活泼呢？ 碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化。 +6 2 4 C： 碳原子最外层有4个电子，它要成为稳定结构，得4个或失4个电子都不容易，所以碳的化学性质不活泼。 2. 碳的可燃性 （1）.碳与氧气的反应 回忆木炭在氧气中充分燃烧的现象： 剧烈燃烧，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。 化学方程式： C+O2===== CO2 点燃 木炭在氧气中不充分燃烧，生成一氧化碳 化学方程式： 2C+O2 ===== 2CO 点燃 两份相等质量的碳，一份与足量O2完全反应生成CO2 ，另一份与O2反应全部生成CO。则前者与后者消耗氧气的质量比为（ ） A. 3:4 B. 3:8 C. 2:1 D. 1:2 即时理解 （2）、点燃时，碳与氧气的反应—可燃性 C + O2 CO2 点燃 （氧气充足） 2C + O2 2CO 点燃 （氧气不足） 3 : 8 3 : 4 C 思考：当碳与氧气的质量比为3:10时，反应后气体成分为？ CO2与O2 3-若将15克碳放入盛有30克氧气的密闭容器中燃烧生成的气体是？ 1-若将15克碳放入盛有40克氧气的密闭容器中燃烧生成的气体是？ 2-若将15克碳放入盛有20克氧气的密闭容器中燃烧生成的气体是？ CO2与CO CO2 CO 即时应用 （1）、碳与氧化铜的反应 操作步骤： ①把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管里，并将试管固定在铁架台上； ②将导管通入澄清的石灰水中，并将导管另一端的橡胶塞塞入试管口； ③在酒精灯火焰口上加网罩，加热混合物几分钟； ④先撤去导气管，再移去酒精灯，待试管冷却后，再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象。 3. 碳的还原性 现象 结论 澄清的石灰水变浑浊 有二氧化碳生成 黑色粉末变成红色物质 有铜生成 使火焰集中并提高温度 防止石灰水倒吸，引起试管炸裂 实验装置： 碳跟氧化铜反应化学方程式 高温 C CuO + CO2 Cu + 2 2 黑色 红色 澄清的石灰水变浑浊 为什么要待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上？ 防止生成的铜重新被氧化成氧化铜。 （2）、氧化还原反应初步认识 高温 C CuO + CO2 Cu + 2 2 氧化剂 氧化性 发生还原反应 还原剂 还原性 发生氧化反应 得氧 失氧 反应物 性质 发生反应 还原剂 氧化剂 还原性 氧化性 氧化性 氧化反应 还原反应 3C Fe2O3 + 3CO2 Fe + 2 4 高温 (1) 指出下列反应中的还原剂与氧化剂： C＋CO2 2CO (2) 高温 还原剂 氧化剂 还原剂 氧化剂 H2＋CuO Cu+H2O (3) 加热 还原剂 氧化剂 初中阶段三大还原性物质： C、H2、CO 即时应用 二. 碳的利用 1.作为书写和绘画材料: 由于碳在常温下化学性质稳定，因此常用作书写和绘画材料，如用碳素墨水书写档案、材料及字画，这些作品能够长时间保存而不易褪色。 2.作为燃料: 碳具有可燃性，因此可以用作燃料。例如，焦炭是炼铁过程中的重要燃料。 3.在冶金中的应用: 碳具有还原性，可以用于冶炼金属。在冶金过程中，碳能够夺取金属氧化物中的氧，从而还原出金属。 经典例题 例1.云冈热电厂排出的烟气补集加工成为高纯度液态二氧化碳，最终转化为碳纳米管，它是汽车锂电池的电极材料。关于碳纳米管说法正确的是（　　） A．提炼过程发生物理变化 B．是一种新型化合物 C．完全燃烧生成二氧化碳和水 D．由碳原子构成 【解析】A、云冈热电厂排出的烟气补集加工成为高纯度液态二氧化碳，最终转化为碳纳米管，有新物质生成，发生了化学变化，故选项说法错误。B、碳纳米管是只含有碳元素一种元素的纯净物，属于单质，故选项说法错误。C、碳纳米管是碳元素形成的一种单质，完全燃烧生成二氧化碳，故选项说法错误。D、碳纳米管是碳元素形成的一种单质，由碳原子构成，故选项说法正确。故选：D。 D 【解析】墨汁中的碳常温下化学性质稳定，在通常情况下不容易与其它物质发生化学反应，所以古代的字画至今仍不褪色。故选：B。 B　 例2.“扬州八怪”之一，清代著名画家郑板桥所绘的字画至今仍不褪色，这是因为墨汁中的碳（ ） A．具有可燃性  B．在常温下性质稳定 C．具有氧化性  D．具有还原性 C　 例3.有关 2CuO+C 2Cu+CO2↑的反应，说法正确的是（ ） A．CuO 具有还原性 B. C 发生了还原反应 C．反应前后氧元素的化合价没有改变 D．反应前后固体质量不变 【解析】A、该反应中，碳夺取了氧化铜中的氧，具有还原性，故选项说法错误。B、在该反应中，氧化铜失去了氧，发生了还原反应，故选项说法错误。C、反应前后，氧元素的化合价均为﹣2 价，故选项说法正确。D、由质量守恒定律，由于有二氧化碳气体生成，反应后固体质量减少，故选项说法错误。故选：C。 例4.有关木炭还原氧化铜实验，图示关系正确的是（ ）   A． B. C. D. 【解析】解：A、在木炭还原氧化铜实验时，开始加热时不会产生二氧化碳，故A 错误；B、由于剩余的固体中有铜。剩余固体不会为零，故 B 错误；C、由质量守恒定律可知，物质的总质量不变，故 C 错误。D、由于氧化铜能被碳还原成铜，生成的铜随着参加反应氧化铜的增多而增多。故 D 正确。故选：D。 D 例5.按要求回答下列问题： （1）H2中数字“2”的含义：　 　。 （2）当碳燃烧不充分的时候，发生的化学反应方程式是__________. （3）古代画家用墨绘制的字画长时间不变色，这是因为墨是用 　 　 等制成的，常温下，碳的化学性质不活泼。 （4）在木炭还原氧化铜实验中，酒精灯加网罩的目的是：　 　。 【答案】（1）一个氢分子含有2个氢原子； （2）2C+O2 2CO；（3）炭黑； （4）集中火焰，提高温度。 【解析】（1）H2中数字“2”的含义是：一个氢分子含有2个氢原子。（2）当碳燃烧不充分的时候生成一氧化碳，发生的化学反应方程式是：2C+O2 2CO。（3）古代画家用墨绘制的字画长时间不变色，这是因为墨是用炭黑等制成的，常温下，碳的化学性质不活泼。（4）在木炭还原氧化铜实验中，需要温度的较高，酒精灯加网罩的目的是：集中火焰，提高温度。 碳的化学性质 稳定性:常温下,碳的化学性质不活泼 可燃性 C + O2 CO2 点燃 2C + O2 2CO 点燃 还原性 C CuO + 2Cu +CO2 2 高温 课堂小结 随堂练习 1．在书写具有保存价值的档案时，最好使用(　　) A．铅笔                     B．纯蓝墨水笔 C．碳素墨水笔              D．圆珠笔 C 【解析】碳素墨水的主要成分是碳，在常温下，碳的化学性质稳定，适合书写具有保存价值的档案。 2.“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构，主要成分是石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)。下列关于“碳海绵”的说法不正确的是(　　) A．常温下化学性质活泼 B．具有吸附性 C．在一定条件下可还原氧化铜 D．在氧气中完全燃烧的产物是二氧化碳 【解析】石墨烯和碳纳米管都属于碳的单质，具有相同的化学性质，碳在常温下化学性质不活泼。 A　 3.下列说法错误的是(　　) A．木炭燃烧可放出大量的热，能用作燃料 B．碳和氧气反应时生成物一定是二氧化碳 C．碳的几种单质具有相似的化学性质 D．可利用焦炭的还原性冶炼金属 【解析】碳和氧气反应，氧气充足时生成物是二氧化碳，氧气不足时生成物是一氧化碳。 B　 【解析】根据图示分析，黑色粉末在高温条件下反应能生成使澄清石灰水变浑浊的气体和一种红色粉末，据此推断黑色粉末是CuO和C的混合物，二者反应生成红色的铜和二氧化碳气体。 B　 4．根据图所示的实验现象推断，黑色粉末可能是(　　) A．CuO       B．CuO和C       C．Fe3O4       D．C 【解析】A、金刚石是碳元素形成的单质，具有可燃性，燃烧过程放出热量，故选项说法正确；B、金刚石是碳元素形成的单质，故选项说法错误；C、金刚石是碳元素形成的单质，具有可燃性，故选项说法正确；D、聚集日光，能使金刚石发生燃烧，说明金刚石在加热时活性增强，故选项说法正确。故选B。 B　 5．十八世纪，拉瓦锡用放大镜聚集日光使玻璃罩内的金刚石燃烧，得到二氧化碳。坦南特进一步研究确认金刚石仅由碳元素组成。下列说法错误的是( ) A．金刚石燃烧过程放出热量 B．金刚石属于化合物 C．金刚石具有可燃性 D．金刚石在加热时活性增强 【解析】A、氧化铜加热没有新的物质生成,故错误.B、四氧化铁和碳的混合物加热生成铁和二氧化碳,不会生成红色固体,故错误. C、氧化铜和木炭粉都是黑色物质,它们的混合物加热生成铜(红色)和二氧化碳气体,故正确.D、氧化铜和二氧化锰加热两者不会反应,故错误.故选C. C　 6．试管中有黑色粉末，加热后变成红色固体，同时生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，这黑色粉末是（     ） A．氧化铜      B．四氧化三铁和木炭粉    C．氧化铜和木炭粉    D．氧化铜和二氧化锰 7.中华民族有许多和传统节日有关的习俗。 （1）春节——喜贴春联。用墨汁书写的春联能长时间保存的原因是 　　 。 （2）端午节——端午食粽。粽子是用糯米、馅料，用箬叶（或柊叶）包裹而成，味道松软可口，营养丰富。煮粽子时用天然气做燃料，天然气燃烧发生的是 　 　（填“物理变化”或“化学变化”）。 （3）中秋赏月——用手电筒。手电筒电池中石墨表现出优良的导电性能。石墨与金刚石物理性质明显差异的原因是 　　 。 【解析】（1）用墨汁书写的春联能长时间保存的原因是常温下，碳的化学性质不活泼。（2）天然气燃烧生成水和二氧化碳，发生的是化学变化。（3）石墨与金刚石物理性质明显差异的原因是碳原子排列方式不同。 【答案】（1）常温下，碳的化学性质不活泼。（2）化学变化。 8.在化学实验室里模拟炼铜,既可用传统的实验装置(见图甲),又可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)写出木炭与氧化铜反应的化学方程式　                    。  (2)判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是　                。  (3)使用图乙装置与使用图甲装置相比,其优点是　                　(写出一条即可)。  (4)用甲装置进行实验,完毕后先停止加热,可能引起的后果是　                  　。  【答案】(1)C+2CuO 2Cu+CO2↑。 (2)　黑色固体中逐渐有红色固体产生,澄清的石灰水变浑浊　。 (3)　操作简单(或其他合理答案)　 (4)液体倒流,引起试管炸裂。  【解析】(1)在高温的条件下,木炭与氧化铜反应 的化学方程式为 C+2CuO2 Cu+CO2↑,1碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,其中氧化铜失去氧发生了还原反应,碳得到氧发生了氧化反应,氧化铜是氧化剂、碳是还原剂,均为反应物;(2)碳和氧化铜均为黑色,铜是红色的,生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,均证明发生了化学反应;(3)微型实验装置药品用量较少,节约药品,现象明显,操作简单; (4)用甲装置进行实验,完毕后先停止加热,会导致液体倒吸入试管,而造成试管的炸裂 化学就象你头顶上的果实， 只要肯稍作努力，成功的 甜蜜就属于你！ 祝你成功！ See You