内容正文:
5.2 碳
1
学习目标
1. 理解燃料的组成及其重要性;
2. 掌握碳在燃料中的含量及其对燃料性质的影响;
3. 能够分析和比较不同类型燃料中碳元素的含量。
2
1. 金刚石
纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体
切割过的金刚石
金刚石的结构
天然采集到的金刚石并不带闪烁的光泽,经过仔细琢磨后,成为璀璨夺目的装饰品——钻石。
2.碳与氧气反应(可燃性)
应用:作燃料
现象:
碳与氧气充分燃烧:C + O2 CO2
点 燃
剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
冬天,北方农村地区常在房间里燃煤、烧炭取暖,常发生中毒现象,你知道是什么原因吗?
碳与氧气不充分燃烧:2C + O2 2CO
点 燃
金刚石
金刚石无色透明,是自然界中最硬的物质
金刚石的结构
磨料、地质勘探的钻头
玻璃刀的刀头
贵重的装饰品
石墨
石墨为灰黑色,有金属光泽,质软而滑腻,能导电、导热,耐高温
铅笔芯
高温润滑剂
石墨电极
石墨坩埚
石墨的结构
新课讲解
铅笔芯是用石墨和黏土混合制成的
石墨质软而滑腻
石墨能导电
石墨能导热;熔点高,耐高温
新课讲解
硬度最大
导电性强
色黑,质软而滑腻
讨论:金刚石和石墨都是碳元素组成的单质,为什么它们的物理性质有这么大的差异呢?
金刚石的结构
石墨的结构
讨论:金刚石和石墨都是碳元素组成的单质,为什么它们的物理性质有这么大的差异呢?
金刚石和石墨物理性质存在较大差异的原因:
碳原子的排列方式不同。
结构 性质 用途
决 定
决 定
推 知
推 知
新课讲解
随着科技的发展,新形态的碳单质逐渐被人们发现,其中取得重要进展的是C60和“碳纳米管”,此外还有C50、C70等。
C60 足球烯(富勒烯)
碳纳米管
新课讲解
应用于材料科学、超导体等
电极、铅笔芯、润滑剂
装饰品、切割玻璃
用途
具有超导性
深灰色、有金属光泽、不透明、很软、导电能力强
无色透明、硬度高
物理性质
结构
C60
石墨
金刚石
连接中考:
3、如图依次是金刚石、石墨、C60、的结构示意图,它们是同素异形体,化学性质相似,物理性质却有很大的差异。其原因是( )
A. 构成的原子种类不同 B. 构成的原子大小不同
C. 不同种原子的空间排列方式不同 D. 同种原子的空间排列方式不同
D
连接中考:
4、(2022.长沙)“碳家族”的成员很多,用途很广。下列说法正确的是( )
A. 石墨不具有导电性 B.C60单质是由碳原子直接构成的
C.活性炭具有吸附性 D.金刚石和石墨里碳原子的排列方式相同
5、石墨烯是由碳原子组成的导电导热性能很强、硬度很大的一种新材料。下列叙述错误的是( )
A. 石墨烯是一种单质 B. 石墨烯是一种化合物
C. 石墨烯具有导电性 D. 石墨烯具有导热性
B
C
重点探究
[问题]
1.这些字画能够保存很长时间而不变色,这是为什么呢?
2.为什么在常温下碳的化学性质不活泼,你能从原子结构中得到启示吗?
常温下,碳的化学性质不活泼
最外层有4个电子,不易失,也不易得电子。所以常温下碳单质具有稳定性。
3.生活中还有哪些事例能说明碳单质的稳定性?
在国际上为了使作为历史资料的重要文件,在长期保存中签署的姓名清晰。现在签署文件时一般用碳素墨水
重点探究
任务二:碳的可燃性
[活动1]
回忆木炭在氧气中充分燃烧的实验,回答问题。
[问题]
1.碳燃烧时有什么现象?
2.燃烧的产物是什么?请写出木炭在氧气中充分燃烧的化学方程式。
现象:发出白光, 放出热量
产物:生成二氧化碳
C+O2==== CO2
点燃
碳的稳定性
(1)概述:碳的最外层有4个电子,不容易
得失电子,因此,常温下,碳单质的化
学性质稳定(不活泼)。
(2)应用:①古代书画历经千百年不褪色
②档案资料历经千百年不褪色
③钻石恒久远,一颗永流传
碳原子的结构示意图
碳的可燃性
请回忆,你在实验室里做过的木炭在氧气瓶中燃烧的实验。
燃烧现象:
发出白光,放出大量的热, 生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。
燃烧产物:
二氧化碳(CO2)
3. 碳与二氧化碳的反应——还原性
在高温条件下,炽热的碳可以使二氧化碳转变为一氧化碳,反应的化学方程式为:
该反应为吸热反应
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