5.2 碳（同步课件）化学新教材科粤版九年级上册

该初中化学课件聚焦碳单质的多样性及化学性质，通过“铅笔点亮微城市”情境导入和问题链（性质与用途关系、燃烧产物、煤气中毒），搭建“结构-性质-用途”认知支架，衔接碳单质物理性质到化学性质的学习。 其亮点在于以“结构决定性质”化学观念为核心，通过金刚石与石墨对比、炭炉取暖安全讨论等培养科学思维，结合C₆₀、石墨烯等前沿知识激发探究欲。采用分层研学、典例剖析等方法，学生能深化理解，教师可高效开展互动教学。

科粤版九年级上册 第五单元 燃料与二氧化碳 5.2 碳 1 碳燃烧生成什么 2 多种多样的碳单质 1 学习内容导览 2 1.通过对比金刚石和石墨，建立“结构决定性质，性质决定用途”的化学观念。 2.通过分析碳燃烧的条件与产物，认识化学反应会随反应条件的改变而不同，发展辩证思维。 3.结合一氧化碳的毒性，树立安全使用含碳燃料的意识和环保责任感。 重点：碳的化学性质。 难点：碳的完全燃烧与不完全燃烧,碳及其氧化物的相互转化关系。 素养锚定·课标定位 问题探讨 一支铅笔点亮一座微城市 情境导入·问题启思 问题探讨 碳有好几种性质差别很大的单质，它们的用途和性质有什么关系？ 你知道碳燃烧生成什么吗？ 煤气中毒是怎么回事？ 情境导入·问题启思 多种多样的碳单质 01 6 一、多种多样的碳单质 问题一 这两种物质都含有同一种元素，你知道是什么吗？？ 碳元素 切割过的金刚石 未经加工的石墨 分层研学·探理悟新 问题二 下表列出了金刚石和石墨的几种常见用途， 你能推测出这两种单质有什么不同的特性吗？ 金刚石和石墨的应用 特性推断 玻璃刀头上镶一小粒金刚石，用来切割玻璃。 石墨可以作为电极芯（图示为检测石墨电极芯的导电性）。 铅笔芯是用石墨粉和黏土混合制成的。比较6H和6B铅笔的软硬性能（提示：6B铅笔芯含较多石墨粉，6H铅笔芯含较多黏土）。 硬度大 导电性强 色黑，质软而滑腻 一、多种多样的碳单质 分层研学·探理悟新 总结 金刚石的性质和用途 1. 物理性质 （1）外观 （2）光泽 （3）硬度 金刚石 钻石 玻璃刀头上镶的 金刚石可用来裁玻璃 无色透明的固体 加工后璀璨夺目 天然存在的最硬的物质 一、多种多样的碳单质 分层研学·探理悟新 总结 金刚石的性质和用途 2. 用途 性质 用途 加工后璀璨夺目 磨料、地质勘探的钻头、玻璃刀的刀头 贵重的装饰品，如钻石 硬度大 金刚石的结构 性质 用途 决定 体现 一、多种多样的碳单质 分层研学·探理悟新 总结 石墨的性质和用途 1. 物理性质 （1）外观 （2）光泽 （3）硬度 （4）导电性、导热性 石墨 铅笔芯 灰黑色固体 有金属光泽 质软而滑腻 优良 干电池 一、多种多样的碳单质 分层研学·探理悟新 总结 石墨的性质和用途 2. 用途 性质 用途 质软、有滑腻感，且为灰黑色 高温润滑剂 作电极 熔炼金属的坩埚 制铅笔芯 石墨的结构 导电性好 导热、耐高温、熔点高 石墨坩埚 性质 用途 决定 体现 一、多种多样的碳单质 滑腻、耐高温 分层研学·探理悟新 一、多种多样的碳单质 问题三 金刚石和石墨均由碳元素组成，为什么物理性质却有很大差异？ 石墨的结构 金刚石的结构 决定 体现 性质 结构 因为碳原子的排列方式不同 分层研学·探理悟新 一、多种多样的碳单质 讨论交流 金刚石和石墨的组成、结构和它们的性质有什么关系呢？ 结构 性质 用途 决 定 决 定 反 映 反 映 金刚石和石墨虽然都是由碳元素组成的，但它们的结构、性质以及用途却存在显著的差异。 碳的单质 金刚石 石墨 分层研学·探理悟新 一、多种多样的碳单质 问题四 生活中你还接触过哪些含碳的物质？ 活性炭 焦炭 木炭 炭黑 这些物质的主要成分也是碳单质，是内部结构不规则的无定形碳。 无定形碳都具有疏松多孔的结构，具有相当强的吸附能力。 分层研学·探理悟新 一、多种多样的碳单质 问题五 无定型碳的用途有哪些？ 木炭 焦炭 用途：冶金和生活的常用燃料 分层研学·探理悟新 一、多种多样的碳单质 问题五 无定型碳的用途有哪些？ 活性炭吸附能力在无定形碳中最强 活性炭 可用于防毒口罩的滤毒层、防毒面具的滤毒罐、净水过滤器的吸附材料； 在制糖工业中的白糖脱色工艺、化学合成中的除杂操作等方面也都有广泛应用。 防毒面具的滤毒罐 制糖工业中白糖脱色 分层研学·探理悟新 一、多种多样的碳单质 问题五 无定型碳的用途有哪些？ 炭黑 用途：制墨、绘制字画。 炭黑在常温下化学性质稳定，不易与其他物质发生反应。 王羲之《兰亭序》 炭黑是中国文房四宝之“墨”的主要成分之一，为什么用墨汁所绘的画和书写的字经久不变色？ 分层研学·探理悟新 一、多种多样的碳单质 知识视窗 碳单质研究进展 1985 年，结构类似于足球的笼状 C60 被发现，掀起新型碳单质研究的热潮。因为与富勒的薄壳球形建筑相似，C60 和C50、C70等类似碳单质被统称为富勒烯。 用途 决定 体现 决定 体现 结构 性质 可应用于超导、催化、能源及医学等领域 具有一些特殊的物理和化学性质 分层研学·探理悟新 一、多种多样的碳单质 知识视窗 碳单质研究进展 1991 年发现的碳纳米管可看作是由片层结构的石墨卷成的无缝中空纳米级圆管（单壁）或多层同轴圆管（多壁），两端可以由富勒烯半球闭合而成 。 用途 决定 体现 决定 体现 结构 性质 尺寸小 机械强度高 导电性好 可应用于材料、催化、信息等领域 碳纳米管（单壁） 分层研学·探理悟新 一、多种多样的碳单质 知识视窗 碳单质研究进展 2004 年，科学家用特殊胶带将石墨层层剥离，得到无色透明的单层石墨，称为石墨烯。石墨烯是目前世界上最薄、最坚韧的纳米材料，导电、导热性能优异，可用于发展新一代电子元件。 用途 决定 体现 决定 体现 结构 性质 可用于发展新一代电子元件 最薄、最坚韧的纳米材料，导电、导热性能优异 石墨烯 分层研学·探理悟新 一、多种多样的碳单质 知识视窗 碳单质研究进展 石墨炔是由中国化学家在 2010 年首次合成的，具有不同于石墨的片层状结构，有多种结构类型，有可能成为电子器件领域最重要的材料。 用途 决定 体现 决定 体现 结构 性质 有可能成为电子器件领域最重要的材料 一种石墨炔 半导体特性 分层研学·探理悟新 【例1】正确的打“√”，错误的打“×” (1)金刚石、石墨和C60都是直接由碳原子构成的碳单质( ) (2)石墨和金刚石之间的相互转化属于物理变化( ) (3)同种元素组成的物质一定是单质( ) (4)一种元素可以组成多种物质( ) (5)石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属( ) 一、多种多样的碳单质 × × × √ × 典例剖析·逻辑释疑 【变式1】金刚石和石墨是常见的碳单质，其结构如图所示。下列说法正确的是（ ） A．构成金刚石和石墨的原子大小不同 B．金刚石和石墨中碳原子排列方式不同 C．碳的单质都是黑色 D．金刚石和石墨都是碳单质，它们的相互转化是物理变化 B 一、多种多样的碳单质 典例剖析·逻辑释疑 碳燃烧生成什么 02 25 二、碳燃烧生成什么 问题一 我们为什么能确定特性迥然不同的金刚石、石墨等都是由碳元素组成的单质呢？ 它们的燃烧产物都是碳的氧化物 分层研学·探理悟新 二、碳燃烧生成什么 思考 说明了在常温条件下，碳单质的化学性质是非常稳定。 “钻石恒久远， 一颗永相传” 墨做的古画、字迹千年不褪色，档案材料一般用碳素墨水书写 下面的事例说明了碳单质的什么性质？ 木杆炭化防腐 分层研学·探理悟新 问题二 为什么在常温条件下，碳单质的化学性质非常稳定？ 二、碳燃烧生成什么 碳原子核内质子数为6，碳原子的最外层电子数是4，既不容易得到电子，也不容易失去电子，因此常温下，碳单质的化学性质非常稳定。 +6 2 4 决定 体现 性质 结构 分层研学·探理悟新 二、碳燃烧生成什么 在高温条件下，各种碳单质都会发生燃烧。 1.碳燃烧时有什么现象？ 2.燃烧的产物是什么？ 回忆实验室里做过的木炭在氧气瓶中燃烧的现象及产物？ 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。 木炭在氧气中充分燃烧的产物是二氧化碳。 回忆总结 分层研学·探理悟新 二、碳燃烧生成什么 在氧气供给充分的环境下，碳的燃烧是完全燃烧。 燃烧产物是二氧化碳，燃烧的热值为 3.28×104 kJ • kg–1。 C + O2 CO2 点燃 如果氧气供给不足，会有什么不同呢？ 分层研学·探理悟新 二、碳燃烧生成什么 你或许看过新闻报道：冬天，人们在室内烤火取暖，由于不注意通风，室内的人不知不觉昏迷过去，甚至丧失生命，这就是煤气中毒事故。“罪魁祸首”就是一氧化碳(煤气的主要成分)！ 问题三 冬天在房间里燃煤、烧炭取暖，常发生中毒现象，你知道是什么原因吗？ 分层研学·探理悟新 二、碳燃烧生成什么 问题三 冬天在房间里燃煤、烧炭取暖，常发生中毒现象，你知道是什么原因吗？ 氧气供给不足时，碳的燃烧是不完全燃烧，产物是一氧化碳，1 kg碳不完全燃烧产生的热量为 9.21×103 kJ，只有碳完全燃烧产生热量的 。 1 3.6 2C + O2 2CO 点燃 分层研学·探理悟新 二、碳燃烧生成什么 在高温条件下，炽热的碳可以使二氧化碳转变为一氧化碳，这是个吸热反应。 一氧化碳是无色、无气味、难溶于水的气体。一氧化碳易燃，燃烧时产生蓝色火焰。 C + CO2 2CO 高温 2CO + O2 2CO2 点燃 分层研学·探理悟新 问题四 一氧化碳中毒的原因？ 二、碳燃烧生成什么 分层研学·探理悟新 问题四 一氧化碳中毒的原因？ 二、碳燃烧生成什么 在通风不良的室内，因氧气不足，含碳燃料燃烧时容易产生一氧化碳。 一氧化碳是有毒的气体，它易跟血液中血红蛋白结合，会使血液失去输氧能力，出现中毒现象。 所以，在室内使用含碳燃料时，要保证有充分的通风措施，确保安全。 红细胞 血红蛋白 一氧化碳 氧气 分层研学·探理悟新 讨论交流 二、碳燃烧生成什么 同学们冬天外出研学，在屋里用炭炉生火取暖。柯柯在炭炉进风口扇风。悦悦准备关上窗子，说可以保暖，又放盆水在炉边，说可以防止煤气中毒。 （1）烧木炭时在进风口扇风有什么作用？ （2）蓝色火焰是直接由炭燃烧产生的吗？ （3）悦悦的做法对吗？ 炭炉 分层研学·探理悟新 讨论交流 二、碳燃烧生成什么 炭炉 （1）增大氧气与木炭的接触面积，使炭燃烧更旺； （2）蓝色火焰不是直接由炭燃烧产生的，而是由一氧化碳燃烧产生的； （3）悦悦的做法不对。关窗会使屋内氧气不足，定期通风； 放水并不能防止煤气中毒。一氧化碳难溶于水。 分层研学·探理悟新 【例1】关于碳的燃烧，下列说法中不正确的是（ ） A．金刚石、石墨和C60在氧气中充分燃烧，产物是CO2 B．碳和氧气的质量比不同，生成物可能不同 C．碳在充分燃烧和不充分燃烧时都放热 D．碳在氧气中燃烧的产物不可能是混合物 D 二、碳燃烧生成什么 典例剖析·逻辑释疑 【变式1】墨的主要成分是碳单质，古代水墨画保存至今而不变色的原因是（ ） A．碳单质在常温下不活泼 B．碳单质的硬度大 C．碳单质有吸附性 D．碳单质有可燃性 A 二、碳燃烧生成什么 典例剖析·逻辑释疑 碳 多种多样的碳单质 性质：无色透明、硬度最大 用途：装饰品、钻头、切割玻璃 碳燃烧生成什么 长温下稳定性 氧气充足燃烧生成二氧化碳，氧气不足生成一氧化碳 室内使用燃料时防止一氧化碳 金刚石 石墨 无定型碳 性质：质软而滑腻、能导电 用途：铅笔芯、润滑剂、电极 种类：木炭、活性炭、焦炭、炭黑 共性：疏松多孔、有吸附性 用途：材料科学、超导体研究 体系梳整·认知升华 1．高铁列车依靠车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力，从而维持高速运行。石墨可用于制造受电弓滑板，这一应用与石墨的下列性质无关的是（ ） A．滑腻感 B．还原性 C．导电性 D．熔点高 B 当堂诊学·成效校验 2．以2025年亚冬会吉祥物“滨滨”和“妮妮”为原型设计的石墨烯贺岁公仔，由于添加了石墨烯发热材料，为哈尔滨的严寒增添了暖意。下列关于石墨烯的说法错误的是（ ） A．石墨烯不能导电 B．石墨烯是一种非金属单质 C．石墨烯在氧气中燃烧可生成 D．石墨烯由碳元素组成 A 当堂诊学·成效校验 3．碳元素是人类接触和利用最早的元素之一、由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图： 下列有关说法错误的是（ ） A．碳纤维属于无定形碳 B．一定条件下石墨变成金刚石属于物理变化 C．不同碳单质中碳原子的排列方式不同 D．不同的碳单质，化学性质相似 B 当堂诊学·成效校验 4．下图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管的结构示意图，下列说法错误的是（ ） A．这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2 B．常温下，C60和碳纳米管的化学性质很活泼 C．这四种物质的物理性质有较大差异的原因是碳原子的排列方式不同 D．石墨可以制作高铁的电刷 B 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 科粤版九年级上册 45 Lavf57.62.100 Lavf57.83.100 $