5.2 碳第2课时导学案-2025-2026学年九年级化学科粤版上册

《5.2 碳（第二课时）》导学案 版本 科粤版 化学观念：明晰碳单质的核心化学性质，建立物质结构决定性质、性质决定用途的核心逻辑，区分碳在不同环境下的燃烧特点，认知碳的还原特性，初步构建碳及其氧化物的转化认知体系。 科学思维：依托碳原子微观结构，推理碳常温稳定、高温活泼的性质规律，通过对比不同燃烧场景、还原实验现象，归纳物质反应条件与反应产物的关联，培养逻辑推理与归纳总结思维。 科学探究：结合碳还原氧化铜实验、碳的燃烧对比探究，掌握化学实验基本操作与观察方法，能准确描述实验现象、分析实验问题，具备基础的实验探究与问题分析能力。 科学态度与责任：了解碳不完全燃烧的危害，掌握生活中防火、防一氧化碳中毒的安全常识，树立安全实验、绿色化学的理念，学会合理利用碳单质资源。 二、教学重点与难点 教学重点：熟记碳单质三大化学性质，即常温稳定性、可燃性、还原性。明确碳充分燃烧与不充分燃烧的产物差异，掌握碳还原氧化铜的实验现象、操作要点和反应特点，熟知碳单质性质对应的生活与生产用途。 教学难点：从微观碳原子结构解释碳单质化学性质的变化规律，精准区分碳两类燃烧反应的适用场景，理解碳还原金属氧化物的反应本质，厘清氧化反应与还原反应的基础概念，建立碳物质转化的思维模型。 三、教学内容设计 课前预习 （一）预习新知 1. 回顾原子结构相关知识，碳原子的最外层电子数量较少，这种结构特点使得碳原子在常温下得失电子难度较大，因此常温下碳单质的化学性质________。生活中古代字画能够长久保存、木质电线杆埋入地下前碳化处理，都是利用了碳的这一性质。 2. 随着温度升高，碳单质的化学性质变得活泼，能够与氧气、金属氧化物等物质发生反应。碳具有可燃性，在氧气充足的环境中可以充分燃烧，在氧气不足的环境中会发生不充分燃烧，二者的燃烧产物________（选填“相同”或“不同”）。 3. 碳不仅可以与氧气反应，在高温条件下还能夺取金属氧化物中的氧元素，将金属氧化物还原为金属单质，体现了碳的________性，该性质常用于工业冶金领域。 （二）预习自测 1. 下列现象能够体现碳单质常温下化学性质稳定的是（） A. 木炭可以在氧气中燃烧 B. 钻石恒久远，一颗永流传 C. 木炭可以还原氧化铜 D. 活性炭可以吸附色素 2. 生活中冬季密闭室内燃煤取暖易产生有毒物质，主要原因是（） A. 煤炭中含有有毒杂质 B. 氧气不足，碳发生不完全燃烧 C. 煤炭燃烧温度过低 D. 碳燃烧生成无害物质 3. 高温条件下，木炭与氧化铜混合加热会发生反应，该反应中木炭的作用是（） A. 吸附剂 B. 还原剂 C. 氧化剂 D. 催化剂 4. 简单填空：碳的化学性质主要分为三类，分别是常温下的稳定性、________、________。 教学过程：课中探究案 探究一：碳单质常温下的化学稳定性 【核心知识点】碳原子最外层电子排布稳定，常温下不易与其他物质发生化学反应，因此碳单质化学性质稳定，该性质广泛应用于生活、文物保存等领域。温度是影响碳化学性质的关键因素，常温稳定，温度升高化学性质变得活泼。 【基础习题1】下列关于碳单质常温化学性质的说法，正确的是（） A. 碳单质常温下容易与空气发生反应 B. 碳素墨水书写的档案可长期保存 C. 木炭常温下可还原金属氧化物 D. 碳单质常温下化学性质极不稳定 【基础习题2】古人用墨（主要成分为炭黑）书写的字画历经千年不褪色，其根本原因是（） A. 炭黑颜色深，不易褪色 B. 碳单质常温下化学性质稳定 C. 空气隔绝了字画 D. 纸张材质特殊不易损坏 【变式习题1】木质电线杆在埋入地下之前，常将埋入土壤的一端用火烤焦碳化，这样处理的主要目的是（） A. 烘干木材，去除水分 B. 利用碳常温稳定，防止木材腐烂 C. 增加木材硬度 D. 便于电线杆固定 【变式习题2】下列各组物质，接触后在常温下能发生化学反应的是（） A. 木炭与空气 B. 木炭与氧化铜 C. 石墨与氧气 D. 以上均不能反应 【拓展思考题】结合碳原子微观结构，简要分析为什么碳单质常温下化学性质稳定，高温下化学性质活泼。 【探究总结1】判断碳单质稳定性的关键条件是________，常温下碳不易发生化学反应，高温下可发生燃烧、还原等反应，物质的性质受________条件影响。 探究二：碳单质的可燃性 【核心知识点】温度升高后，碳具有可燃性，燃烧情况由氧气含量决定。氧气充足时，碳发生充分燃烧，生成无害的碳的氧化物；氧气不足时，碳发生不充分燃烧，生成有毒的碳的氧化物，该有毒物质会危害人体健康，生活中需规避此类安全隐患。两种燃烧均会放出热量，可作为能源利用。 【基础习题1】碳在氧气中充分燃烧的产物特点是（） A. 有毒、无色无味 B. 无毒、无色无味 C. 有刺激性气味 D. 有色有毒 【基础习题2】冬季密闭房间内燃煤取暖容易引发中毒，造成中毒的主要原因是（） A. 煤炭燃烧消耗氧气使人缺氧 B. 碳不完全燃烧生成有毒气体 C. 煤炭粉尘污染空气 D. 燃烧产生热量过高 【变式习题1】下列关于碳燃烧的说法，错误的是（） A. 氧气含量不同，碳的燃烧产物不同 B. 碳的两类燃烧反应都属于放热反应 C. 碳充分燃烧和不充分燃烧的产物可以相互转化 D. 碳燃烧只有充分燃烧一种反应形式 【变式习题2】生活中使用炭火取暖、烧烤时，为避免产生有毒气体，正确的做法是（） A. 紧闭门窗保温 B. 保持通风，保证氧气充足 C. 减少炭火用量即可 D. 降低燃烧温度 【辨析习题1】判断下列说法是否正确，正确填“正确”，错误填“错误”。 （1）碳的充分燃烧和不充分燃烧都是化学变化。（） （2）只要有氧气，碳就会发生充分燃烧。（） （3）碳不完全燃烧产生的有毒气体无色无味，不易被察觉。（） 【辨析习题2】对比碳的两类燃烧反应，完成知识点辨析填空。 （1）充分燃烧的条件是________，产物无毒性； （2）不充分燃烧的条件是________，产物有毒性； （3）两类燃烧的相同点是均会________热量，均属于氧化反应。 【综合习题1】结合生活实际，简述家庭燃煤取暖时，预防一氧化碳中毒的三条安全措施。 【综合习题2】分析碳燃烧产物不同的核心原因，说明氧气浓度对化学反应产物的影响。 【探究总结2】碳的可燃性受________浓度影响，氧气充足生成无害产物，氧气不足生成有毒产物，生活中利用碳燃烧放热供能，同时需规避不充分燃烧带来的安全风险。 探究三：碳单质的还原性（重点实验探究） 【核心知识点】高温条件下，碳具有还原性，能够夺取金属氧化物中的氧元素，将金属氧化物还原为对应的金属单质，自身结合氧元素发生氧化反应。碳还原氧化铜是核心实验，包含特定的实验装置、操作规范、实验现象和反应规律，是工业冶金的基础原理。实验操作中需遵循先通后热、先撤后灭的操作逻辑，防止实验误差和安全事故。 【实验基础习题1】碳还原氧化铜的实验条件是（） A. 常温 B. 加热 C. 高温 D. 低温 【实验基础习题2】碳还原氧化铜实验中，检验反应产物的常用试剂是（） A. 蒸馏水 B. 澄清石灰水 C. 酚酞溶液 D. 稀盐酸 【实验现象辨析习题】下列关于碳还原氧化铜实验现象的描述，完整且正确的是（） A. 黑色粉末逐渐变红，澄清石灰水变浑浊 B. 黑色粉末全部溶解，溶液变色 C. 红色粉末变黑，石灰水无变化 D. 产生大量气泡，生成白色沉淀 【实验操作习题1】碳还原氧化铜实验中，试管口略向下倾斜的主要目的是（） A. 方便装入药品 B. 防止冷凝水回流炸裂试管 C. 利于气体排出 D. 使反应更充分 【实验操作习题2】实验中酒精灯加金属网罩的作用是（） A. 防止火焰外泄 B. 集中火焰，提高加热温度 C. 保护实验器材 D. 减慢反应速率 【实验步骤辨析习题】下列关于碳还原氧化铜实验操作顺序的说法，正确的是（） A. 加热药品→连接装置→观察现象→结束实验 B. 连接装置→检查气密性→装药品→加热→结束操作 C. 装药品→加热→检查气密性→收尾 D. 直接加热药品即可，无需预处理 【实验误差与安全习题1】实验结束后，若先熄灭酒精灯，后撤出导管，会出现的现象是（） A. 试管炸裂，石灰水倒吸 B. 无任何影响 C. 反应继续进行 D. 药品变质 【实验误差与安全习题2】实验中若木炭粉末过量，对实验结果的影响是（） A. 氧化铜反应更彻底 B. 产物纯度更高 C. 无任何影响 D. 加快反应速率 【概念辨析习题1】在碳还原氧化铜的反应中，下列说法正确的是（） A. 碳发生还原反应 B. 氧化铜发生还原反应 C. 所有物质均发生氧化反应 D. 所有物质均发生还原反应 【概念辨析习题2】下列反应中，能体现碳的还原性的是（） A. 木炭在氧气中充分燃烧 B. 木炭在氧气中不充分燃烧 C. 木炭还原氧化铁 D. 活性炭吸附异味 【拓展应用习题1】工业上利用碳的还原性冶炼金属，结合实验原理，简述碳还原金属氧化物的反应规律。 【拓展应用习题2】对比碳的可燃性和还原性，分析两类反应的条件差异和应用差异。 【探究总结3】碳的还原性需要________条件，反应中碳夺取氧化物中的氧，发生氧化反应，作还原剂；金属氧化物失去氧，发生还原反应，碳的还原性常用于________工业。 探究四：课堂综合提升探究 【综合习题1】下列物质的用途中，主要利用碳单质化学性质稳定的是（） A. 木炭作燃料 B. 石墨作电极 C. 碳素墨水书写档案 D. 焦炭冶炼金属 【综合习题2】下列关于碳单质化学性质的说法，全部正确的一组是（） ①常温下化学性质稳定 ②高温下具有可燃性和还原性 ③所有条件下燃烧产物相同 ④可用于冶金、能源领域 A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④ 【综合辨析习题】判断下列说法正误，正确填“正确”，错误填“错误”。 （1）碳单质的物理性质差异大，但化学性质相似。（） （2）碳的燃烧和还原反应都需要高温条件。（） （3）碳还原氧化铜的实验中，石灰水变浑浊证明有新的氧化物生成。（） （4）生活中所有含碳物质燃烧都会产生有毒气体。（） 【综合填空习题】梳理碳的三大化学性质及对应用途： （1）常温稳定性：用途为________； （2）可燃性：用途为________； （3）还原性：用途为________。 【综合探究习题】结合本节课所学知识，从化学性质、反应条件、实际应用、安全注意事项四个维度，全面总结碳单质的核心化学性质，构建完整的知识体系。 【真题变式习题】下列现象与碳的化学性质无关的是（） A. 古代字画长久保存不褪色 B. 煤炭燃烧提供热量 C. 焦炭冶炼金属 D. 活性炭吸附装修异味 【素养拓展习题】结合绿色化学与安全理念，谈谈如何合理利用含碳燃料，减少环境污染和安全隐患。 参考答案 （一）课前预习案答案 1. 稳定 2. 不同 3. 还原 预习自测：1.B 2.B 3.B 4.可燃性、还原性 （二）课中探究案答案 探究一：碳单质常温下的化学稳定性 基础习题1：B 基础习题2：B 变式习题1：B 变式习题2：D 拓展思考题：碳原子最外层有四个电子，常温下难以得失电子，结构稳定，因此化学性质稳定；温度升高后，碳原子能量升高，电子运动活跃，易与其他物质发生反应，化学性质变得活泼。 探究总结1：温度、反应 探究二：碳单质的可燃性 基础习题1：B 基础习题2：B 变式习题1：D 变式习题2：B 辨析习题1：（1）正确 （2）错误 （3）正确 辨析习题2：（1）氧气充足 （2）氧气不足 （3）放出 综合习题1：保持室内通风顺畅；避免长时间密闭燃煤；选用合规取暖设备；睡前熄灭炭火等（合理即可）。 综合习题2：碳燃烧产物由氧气浓度决定，氧气浓度充足时，碳完全反应生成无害产物；氧气浓度不足时，碳反应不彻底，生成有毒产物，说明化学反应产物会随反应条件变化发生改变。 探究总结2：氧气 探究三：碳单质的还原性 实验基础习题1：C 实验基础习题2：B 实验现象辨析习题：A 实验操作习题1：B 实验操作习题2：B 实验步骤辨析习题：B 实验误差与安全习题1：A 实验误差与安全习题2：A 概念辨析习题1：B 概念辨析习题2：C 拓展应用习题1：高温条件下，碳可以夺取各类金属氧化物中的氧元素，将金属氧化物还原为金属单质，利用该规律可冶炼多种金属。 拓展应用习题2：条件差异：可燃性为燃烧反应，需氧气参与；还原性为还原反应，无需氧气，需高温条件和金属氧化物。应用差异：可燃性用于提供热能、作燃料；还原性用于工业冶炼金属。 探究总结3：高温、冶金 探究四：课堂综合提升探究 综合习题1：C 综合习题2：B 综合辨析习题：（1）正确 （2）错误 （3）正确 （4）错误 综合填空习题：（1）书写档案、书画创作、木材防腐 （2）作燃料、提供热能 （3）冶炼金属 综合探究习题：碳单质核心化学性质包含三点，一是常温稳定性，受微观原子结构影响，可用于长期保存材料；二是高温可燃性，氧气含量决定燃烧产物，可作燃料但需防范中毒风险；三是高温还原性，可还原金属氧化物，用于工业冶金。三类性质对应不同反应条件与实际用途，需结合场景区分应用。 真题变式习题：D 素养拓展习题：使用含碳燃料时保证充足通风，促进充分燃烧，减少有毒气体产生；合理控制燃料用量，节约资源；选用清洁燃料替代传统燃煤；定期检查取暖设备，规避安全隐患，实现安全、绿色、高效利用。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $