第一节 认识碳单质（同步课件）-【上好课】2024-2025学年八年级化学全一册同步精品课堂（鲁教版五四学制2024）

感受化学魅力 探寻化学之美 碳和碳的化合物 第六单元 第一节 认识碳单质 目 录 CONTENTS 1 了解常见的碳单质，认识其物理性质和用途，理解物质的结构对性质的影响 2 认识碳单质的化学性质 心有质量思过往 行有方向期未来 感受化学魅力 探寻化学之美 重点：碳单质的化学性质，物质的结构、性质与用途的关系 难点：理解碳单质物理性质，碳单质化学性质、还原性及其应用 3 认识还原反应和还原性，了解还原性在金属冶炼过程中的作用 金刚石和石墨都是由碳原子构成的单质，但其性质和用途却差异巨大。活性炭、炭黑主要成分也都是单质碳。这些不同的碳单质在性质和用途上有那些差异呢？又是否存在着共性呢？ 课堂导入 碳单质 的物理性质 一、 碳元素的单质主要有金刚石、石墨和C60等。由于构成这些单质的碳原子之间的结合方式不同，形成了不同的化学结构，因此它们的性质、用途存在着明显的差异 探究新知 金刚石 金刚石是无色透明、正八面体形状的固体，熔点为3550℃，不导电，是天然存在的最硬的物质。 金刚石的用途： （1）工业上用来制作切割工具、 钻头等。如：用于裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的 金属，以及装在钻探机的钻头上，钻凿坚硬的岩层等。 （2）经过精雕细琢后的金刚石璀 璨夺目，可用于制作装饰品、工艺 品等。如：钻石等。 石墨 石墨是一种灰黑色、不透明、有金属光泽细鳞片状固体， 熔点为3652℃。它质地柔软、有滑腻感，还具有良好的 导电性能。 石墨的用途： （1）石墨可用作抗磨剂、润滑剂，还可用于制造铅笔芯、石墨纤维、电极等。 （2）高纯度石墨可 用作原子反应堆的中 子减速机。 C60 C60分子由60个碳原子构成的形似足球的 分子。由这种分子构成的碳单质是有金属 光泽、能发出微弱荧光的固体，室温下呈 紫红色，能导电。 C60分子的独特结构决定了它特殊的物理 和化学性质，使其在超导、催化、材料、医学及生物等领域具有广泛的应用前景。 随着研究的深入，与C60具有相似球形结构的一类碳单质如C50、C70、C72、C90等具逐步现身。石墨烯、 碳纳米管等的发现进一步 丰富了碳材料大家族。 木炭、活性炭、焦炭、炭黑 常生活中的木炭、焦炭、活性炭和炭黑等的主要成分也是碳单质。 ①木炭具有疏松多孔的结构，具有 吸附能力，可除去异味和色素； ②活性炭的吸附能力比木炭还要强。 防毒面具里用活性炭除去毒气，制 糖工业上利用活性炭来脱色以制白糖，还可用于吸附装修产生的对人体有害的气体等； ③焦炭燃烧放出大量的热，具有还原性，常用于冶炼金属； ④炭黑可用于制造碳素墨水等。 科技创新 石墨晶体中的碳原子是分层排布的。如果将石墨晶体沿纵向一层 层揭开来，每一层都是由多个正六边形排列而成的（称为石墨烯，如 右图所示），最薄的就是厚度等于一个碳原子直径（相当于头发丝直 径的二十万分之一）的单层石墨片。这么薄的石墨片不要说肉眼看不 见，即使用高倍的显微镜也无法“看清”其真容，获得一张单层石墨 烯薄片真是太难了。然而这样一个世界性的难题竟然通过撕胶带的办法解决了。科学家用胶带将石墨片的两面粘住，然后再把胶带撕开，这样反复地粘起来、再撕开，最终就撕出了只有一个碳原子厚的最薄石墨片。科学家因此获得了2010年度诺贝尔物理学奖。听起来，创造性解决问题的思路来自平凡的生活经验，然而，能用平凡的经验解决世界性难题却弥足珍贵。 “撕”出来的石墨烯 二、 碳单质在常温下化学性质不活泼。但在加热或高温时，碳单质能与氧气、某些金属氧化物及非金属氧化物发生化学反应。 心有质量思过往 行有方向期未来 碳单质的化学性质 碳与氧气的反应 氧气充足时，碳充分燃烧，生成二氧化碳，并放出大量的热。 C + O2 == CO2 点燃 氧气不充足时，碳不充分燃烧，生成一氧化碳，同时放出热。 C + O2 == CO 点燃 （1）碳与金属氧化物的反应： 高温下，碳能与氧化铜等金属氧化物的发生反应。 碳与氧化物的反应 实验现象：黑色粉末变为红色，澄清石灰水变浑浊 实验原理： C+2CuO==2Cu+CO2↑ 高温 注意事项： ①导管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管 ②没有酒精喷灯，用酒精灯加热时要在火焰上罩上金属网罩，作用是集中火焰提高温度 ③反应结束要先移出导管，再熄灭酒精灯，并用弹簧夹夹紧乳胶管， 防止水倒流炸裂试管及空气进入 ④试管冷却后再倒出铜粉，防止热的铜被氧化 在上述反应中，夺去了氧化铜中的氧，使氧化物中的铜元素被还原为单质铜。这种含氧化合物中的氧被夺取的反应，叫作还原反应。 碳能使氧化铜发生还原反应，因 此碳具有还原性，是还原剂。 氧化铜使碳氧化为二氧化碳，具 有氧化性，是氧化剂。 碳的还原性广泛应用于冶金工业， 例如将焦炭与铁矿石焙烧，碳可以将铁从它的氧化物中还原出来。 （2）碳与非金属氧化物的反应： 高温下，碳能与二氧化碳等非金属氧化物的发生反应。 实验原理： C + CO2 == 2CO 高温 常用的还原剂：C、H2、CO 【知识总结】其他常见的还原反应： H2 + CuO == Cu + H2O 加热 CO + CuO == Cu + CO2 加热 3H2 + Fe2O3 == 2Fe + 3H2O 高温 3CO + Fe2O3 == 2Fe + 3CO2 高温 化学与生活 一氧化碳是无色无味的气体，它的存在不容易被察觉。当一氧化碳随呼吸进入人体后，便代替氧气与血液中的血红蛋白结合，使之失去输送氧气的能力，发生一氧化碳中毒。人吸入少量的一氧化碳就会头痛，吸入较多量时，就可能导致死亡。 煤炉、煤气灶及燃气热水器等易产生一氧化碳气体，使用时一定要保持良好的通风和有效的排气，确保安全。 一氧化碳 1.物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中，常用于去除冰箱、汽车中的异味的是（ ） A．活性炭 B．金刚石 C．石墨 D．C60 A 课堂达标 2.金刚石、石墨、C60都由碳元素组成，下列有关这三种物质的叙述，正确的是（ ） A．物理性质相同 B．碳原子的排列方式不同 C．在氧气中充分燃烧的产物不同 D．石墨转化为金刚石是物理变化 B 课堂达标 3.宋代许道宁用墨(主要成分为单质碳)所画的《关山密雪图》保存至今而不变色，这是因为在常温下单质碳（ ） A．还原性好 B．化学性质不活泼 C．导电性能好 D．吸附能力强 B 课堂达标 4.下列物质的用途错误的是（ ） A．石墨可用于制铅笔芯 B．C60可用作超导材料 C．金刚石可用于裁割玻璃 D．木炭可用作干电池电极 D 课堂达标 5.根据图示，分析下列说法，其中描述错误的是（ ） A．四种物质都是由碳原子构成的 B．四种物质均可以在氧气中燃烧 C．碳纳米管具有尺寸小、导电性好等特点 D．金刚石和石墨性质存在差异的原因是原子排列方式不同 A 课堂达标 6.如图所示是碳与氧化铜反应的实验装置，下列说法错误的是（ ） A．网罩的作用：集中火焰并提高温度 B．试管b的作用是检验有二氧化碳生成 C．试管a中黑色粉末变红，说明碳具有还原性 D．反应结束后立即把试管a中的物质倒出来观察现象 D 课堂达标 7.明代宋应星所著的《天工开物》曾记载了炼锡的方法，其化学方程式为：2C+SnO2高温2CO↑+Sn，发生还原反应的物质是（ ） A．C B．SnO2 C．CO D．Sn B 课堂达标 8.工业生产粗硅的化学方程式是SiO2+2C V Si+2CO↑，该反应中被氧化的物质是（ ） A．SiO2 B．C C．Si D．CO 课堂达标 B 课堂达标 9.将6g碳和12g氧气放入密闭容器中引燃，两者恰好完全反应。则密闭容器中的物质是（ ） A．CO B．CO2和CO C．O2和CO2 D．无法确定 B 课堂达标 10. ①由同种元素组成的不同单质，如金刚石和石墨、红磷和白磷等，其物理性质 ，但化学性质 。 ②同种元素组成的不同单质间可以相互转化，如石墨在一定条件下能转化为金刚石，这一转化过程中属于 。 ③木炭和活性炭的吸附性是 ，所以木炭、活性炭对其他物质的脱色过程是 。 不同 相同 物理性质 化学变化 物理变化 课堂达标 11.用木炭还原氧化铜的实验如图所示： （1）酒精灯加网罩的目的是 。 （2）刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是 。 （3）继续加热，观察到试管①中的现象是 。 （4）请写出试管①中发生反应的化学方程式是： ，该反应中木炭发生了 反应(填“氧化”或“还原”)；表示反应停止的现象 。 （5）该实验结束后，应先 然后再 。 集中火焰、提高温度 此时逸出的气体是试管内的空气，而非二氧化碳 氧化 固体由黑色逐渐变红 ②试管中导管口没有气泡冒出 ②试管中的导管移出水面 熄灭酒精灯 C+2CuO==2Cu+CO2↑ 高温 知识总结 不良反应 1.碳单质的物理性质 （1）金刚石 （2）石墨 （3）C60 （4）木炭、活性炭、焦炭、炭黑 2.碳单质的化学性质 （1）碳和氧气的反应（充分燃烧、不充分燃烧） （2）碳与氧化物的反应（金属氧化物、非金属氧化物） （3）还原反应、常用的还原剂 谢谢您的观看 THANKS 感受化学魅力 探寻化学之美 心有质量思过往 行有方向期未来 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $$