内容正文:
还记得金刚石和石墨吗?它们都是由碳原子构成的单质,但其性质和用途却差异巨大。你可能还行不到,烧火用的木炭、冰箱用来除味的活性炭、有时用酒精灯加热试管外壁的炭黑,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?
1
“碳”寻碳家族
多角度“碳知”碳家族
八年级化学
碳元素组成的单质有哪些?
碳氏三兄弟
C
金刚石
石 墨
C60
他们分别具有怎样的性质和用途呢?
他们分别具有怎样的性质和用途呢?
环节一:走进生活,感受“碳”
4
请同学们阅读教材117页第一段内容了解金刚石的性质和用途,并为金刚石设计一份名片。
金刚石
1
姓名:金刚石
个性签名:"璀璨如星,坚硬不朽,我是金刚石,自然界中的坚韧之魂,以非凡之姿,诠释着永恒的自我。"
自我介绍:
金刚石 个人信息
01
纯净为无色透明、正八面体形状的固体
性格(性质):化学性质稳定,熔点3550℃,不导电,坚硬无比
无色透明的固体,
打磨后,作钻石
天然存在最坚硬的物质,可切割玻璃
坚硬,作钻探机钻头
多样的金刚石
01
在特殊条件下制备的金刚石薄膜,其透光性好、硬度大,可用作光学窗口和透镜的涂层;其导热性好,可用于集成电路基板散热,提高芯片性能。
从金刚石名片中,性质与用途之间有何关系?
性质决定用途,用途体现性质
请同学们动手做一做:动手实验感受石墨的性质,并预测石墨的用途,为石墨设计一份名片。
铅笔的笔芯是
用石墨和黏土按一
定比例混合制成的,
其主要成分是石墨。
1.看一看,写一写,观察石墨的颜色、光泽。
2.用小刀刮一刮,感受石墨的软硬程度。
3.用手指搓一搓刮下来的粉末,滑不滑?
4.把一根石墨电极或 6B 的铅笔芯用导线接入下图所示电路,接通电源后,灯泡是否发光?这个实验说明了什么?
石墨
1
姓名:石墨
石墨 个人信息
02
个性签名:"石墨之心,深邃而坚韧,导电导热,书写科技新篇章。"
自我介绍:
灰黑色,有金属光泽的固体
性格(性质):化学性质稳定,质软,有滑腻感,熔点高,具有良好的导电性
有滑腻感,作铅笔芯
耐高温,导电性好
作高铁的受电弓滑板
良好导电性,
作电极、干电池
多样的石墨
02
从金刚石简历中,性质与用途之间有何关系?
性质决定用途,用途体现性质
回顾金刚石,石墨的性质与用途,为何金刚石、石墨都是碳单质,但是它们的物理性质有这么大的不同呢?
物 质 结 构 性 质 用 途
金刚石
石墨
化学性质稳定,具有折光性,坚 硬无比
化学性质稳定,质软,有滑腻感,熔点高,具有良好的导电性
制作钻石
切割大理石、玻璃作钻探机钻头
制铅笔芯
润滑剂、高铁受电弓滑板
电极、电刷
碳原子排列方式不同
化学变化
请同学们阅读教材117页第三段内容了解C60的性质和用途,并为它设计一份名片。
C60
1
姓名:C60 ,也叫足球烯
C60 个人信息
03
个性签名:"我是碳60,分子世界的璀璨明珠,以完美的六十面体结构傲立于化学殿堂。我不仅是纳米科技的新星,更是材料科学中探索未知、追求卓越的象征。"
自我介绍:
我的一个C60分子是由60个C原子构成
社会经历:广泛用于超导、催化、材料、
医学及生物等领域
自我介绍VCR
碳材料家族的其他成员
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
防腐涂料
新能源电池
与塑料复合超强材料
医用消毒品和食品包装
液晶显示材料
传感器
超轻型飞机材料,防弹衣
海水淡化
晶体管
集成电路
透明触摸屏
基因检测
石墨烯的用途
建筑材料
电子
医学
抗菌
食品包装
环境
军事
炭黑
活性炭
焦炭
木炭
吸附性?
吸附性
吸附色素、
吸附异味、
吸附毒气
炭黑可用于制造碳素墨水等
焦炭燃烧放出大量的热
无定形碳
1
探究 木炭的性质
实验
在盛有半瓶水的小锥形瓶里,滴入一滴红墨水,使水略显红色。投入几块烘烤过的木炭,轻轻振荡锥形瓶,观察现象。
现象
分析
木炭具有有吸附性,
可以吸附吸附色素和气味
颜色消失了
生活中有
何用处呢?
走进碳府
单质碳的化学性质
19
大戏台
壹
下一站
请一位同学加热铜片,观察现象
书画院
贰
这些字画能保存
这么久?说明碳
具有什么性质?
碳的化学性质
原因
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变色,这是为什么呢?
原因
为什么常温下碳的化学性质不活泼呢?
碳原子最外层有4个电子,在化学反应中,它要成为相对稳定结构,得电子或失电子都不容易,所以常温下碳的化学性质不活泼。
常温下,碳的化学性质不活泼,碳受日光照射或与空气、水分接触,都不容易起变化的缘故。
结构决定性质
t碳还有哪些性质?
下一站
1
东暖阁
叁
古人用碳取暖
如今
地下煤炭气化技术
思考
涉及哪些
化学反应?
1
东暖阁
叁
古人用碳取暖
但要多开窗通风,以防中毒
思考
涉及哪些
化学反应?
1
氧气充足
壹
氧气不充足
贰
1.碳具有可燃性
结论
水煤气
叁
2.反应物的量不同,生成物不同
碳与氧气反应——可燃性——
下一站
质量比 3:8
质量比 3:4
‹#›
氧气充足
壹
氧气不充足
贰
1.碳具有可燃性
结论
2.反应物的量不同,生成物不同
碳与氧气反应——可燃性——
下一站
质量比 3:8
质量比 3:4
‹#›
炭在氧气瓶中燃烧发白光,但是在新添煤的煤炉中,你会看到什么样的火焰??在实际生活中应该如何调控。
2CO+O2==2CO2
点燃
‹#›
炼铜作坊
肆
‹#›
体验木炭还原氧化铜
壹
试管为什么要略向下倾斜
贰
实验结束时,是先将导气管从水中还是先熄灭酒精灯,为什么?
叁
火焰上罩网罩的作用是什么?
防止冷凝水回流炸裂试管。
先将导气管从水中取出后再熄灭酒精灯
防止水回流炸裂试管。
提高温度
肆
观察到什么现象?书写出方程式。
‹#›
碳的还原性——应用
黑色粉末逐渐变为红色,澄清的石灰水逐渐变浑浊
壹
现象
木炭具有还原性
叁
结论
贰
化学方程式
肆
实验结束后,要用止水夹夹住导管并待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上观察。为什么?
防止热的铜再被氧化
冶炼金属
‹#›
碳和某些氧化物的反应---还原性
请同学们画出木炭还原氧化铜的微观反应
C
+
+
Cu
Cu
O
O
C
2CuO + C = 2Cu + CO2↑
化学方程式
高 温
失氧,被还原 发生还原反应
Cu
Cu
O
O
得氧,被氧化 发生氧化反应
氧化剂
具有氧化性
还原剂
具有还原性
‹#›
木炭还原氧化铜
仿写
2CuO + C = 2Cu + CO2↑
高 温
木炭还原氧化铁
木炭还原二氧化碳
‹#›
氧化与还原
氧化反应
还原反应
物质与氧发生的反应,得氧
含氧化合物中的氧被夺取的反应,失氧
氧化剂:
还原剂:
失去氧元素的物质,有氧化性,发生还原反应
得到氧元素的物质,有还原性,发生氧化反应
‹#›
拓展(从化合价角度思考)
总结
2CuO + C = 2Cu + CO2↑
高 温
+2
0
0
+4
化合价降低,被还原
化合价升高,被氧化
化合价升高的物质被氧化,是还原剂,发生氧化反应
化合价降低的物质被还原,是氧化剂,发生还原反应
‹#›
一氧化碳的还原性
CuO + CO = Cu + CO2
加热
‹#›
小结
碳单质的
化学性质
常温下,碳的化学性质不活泼
可燃性
还原性
你知道如何将大戏台看到变黑的铜还原回去了吗?(结合本节课所学)
36
环节三:活学活用感悟“碳”
富春山居图是元代画家黄公望耗时整整4年才得以完成的一件旷世之作,被誉为中国十大传世名画之一。全图仅用碳素墨的单一色彩-黑色,浓淡干湿并用,将富春江为背景的山水景物布置疏密得当,极富变化。
思考:为什么画卷留存近700年之久,仍能让人感受到画作那山水充沛的内在生命力以及画者思静意淡、平和而自由的心境?这体现了碳的什么性质?
环节三:活学活用感悟“碳”
回看木炭燃烧的视频,学生描述现象,验证生成的气体。写出化学方程式。
升高温度,碳单质可以与氧气充分反应并生成二氧化碳
九年级
上 册
38
环节三:活学活用感悟“碳”
炭在氧气瓶中燃烧发白光,但是在新添煤的煤炉中,你会看到什么样的火焰?在实际生活中应该如何调控。
九年级
上 册
39
环节三:活学活用感悟“碳”
碳单质在不充分燃烧的情况下会生成
一氧化碳。
九年级
上 册
40
环节三:活学活用感悟“碳”
碳能与金属氧化物反应吗?
九年级
上 册
41
环节三:活学活用感悟“碳”
木炭还原氧化铜
九年级
上 册
42
环节三:活学活用感悟“碳”
碳能与金属氧化物反应吗?
九年级
上 册
43
环节三:活学活用感悟“碳”
碳能与金属氧化物反应吗?
碳单质能还原金属氧化物,用于冶金工业。
九年级
上 册
44
环节四:挑战自我,感受化学创造的美好世界
氧气瓶中的碳燃烧发白光,没有火焰,刚燃烧的碳为什么有火焰呢?
火焰是怎么产生的呢?
九年级
上 册
45
环节四:挑战自我,感受化学创造的美好世界
氧气瓶中的碳燃烧发白光,没有火焰,刚燃烧的碳为什么有火焰呢?
火焰是怎么产生的呢?
C0可能有哪些化学性质?
九年级
上 册
46
环节四:挑战自我,感受化学创造的美好世界
一氧化碳是无色、无味的气体,有毒,可燃烧,有还原性。
九年级
上 册
47
环节四:挑战自我,感受化学创造的美好世界
通过这节课,你学习了哪些知识,你们能找出他们之间的转化关系吗?
九年级
上 册
48
环节四:挑战自我,感受化学创造的美好世界
通过这节课,你学习了哪些知识,你们能找出他们之间的转化关系吗?
通过物质性质的学习,你学到了什么学习方法?
九年级
上 册
49
环节四:挑战自我,感受化学创造的美好世界
C + O2 = CO2
1.可燃性:
2C + O2 = 2CO
点燃
点燃
2.还原性:
C + 2CuO = 2Cu + CO2↑
高温
九年级
上 册
50
1. 根据“性质”决定“用途”,“用途”体现“性质”,请回答下列问题。
基 础 作 业:
(1)金刚石切割玻璃,体现了金刚石的___________性质。
(2)石墨可做电极,体现了石墨的___________性质。
(3)活性炭有___________性质,可以用作___________。
(4)焦炭可冶炼钢铁,体现了焦炭的___________性质 。
(5)填写有保存价值的档案时,最好使用_________,这是利用了碳的性质___________。
九年级
上 册
2. 下图是金刚石,石墨,C60,碳纳米管的的结构示意图,下列说法正确的是( )
基 础 作 业:
A. 这四种物质都很软,可做润滑剂
B. 这四种物质碳原子的排列方式不同
C. 这四种物质完全燃烧后的产物都是CO
D. 这四种物质的结构中都是每个碳原子链接4个碳原子
九年级
上 册
提升性作业:
基 础 作 业:
(1)如图,向盛有NO2气体(红棕色)的集气瓶中投入若干小木炭,链接好装置,能看到的现象是______,原因是___________
(2)科普阅读:冬奥会中的石墨烯,能测出文物年代的14C,碳海绵,木器或竹器上刻花法. 要求查阅资料阅读后,写出你对碳单质的认识和个人感想。
九年级
上 册
拓展性作业:(3选1)
基 础 作 业:
1. 用炭黑制作墨水(分析炭黑形成的原因并展示制作过程)
2. 设计实验方案探究木炭和活性炭的吸附能力的大小。
3. 初识二氧化碳小短文:对比一氧化碳与二氧化碳的分子结构,推测二氧化碳的性质,结合已有经验,查阅资料了解二氧化碳的性质以及二氧化碳对环境的影响。
九年级
上 册
再见
多角度“碳知”碳世界
Lavf57.62.100
Lavf57.62.100
Lavf57.62.100
EVCapture4.1.9软件录制
Lavf58.28.100
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