第六單元碳和碳的氧化物

課題1金剛石、石墨和C60下面幾種物品，你可能見過或用過，你知道它們有什么共同點嗎？都是由碳元素組成

鉛筆鉆石玻璃刀電池右圖是元素周期表中碳元素的相關信息，試回答：6C碳12.01A、碳元素的核電荷數是B、碳元素屬于元素（填”金屬”或“非金屬）”C、碳元素的相對原子質量是D、碳元素的核外電子排布是612.0142+6非金屬知識回顧2、你知道下列物質哪些屬于單質？O2H2OCFeNaCl同種元素組成的純凈物。單質是由一種元素組成的，但是一種元素卻可以組成不同的單質。碳元素組成的單質主要有：金剛石和石墨等。碳的單質：金剛石物理性質：無色透明正八面體硬度大結構決定性質碳原子的空間排列決定了金剛石是天然存在的最硬的物質。

影片用途：玻璃刀的刀頭性質決定用途硬裝飾品——鉆石鉆探機的鉆頭鉆石恒久遠，一顆永流傳——《時代雜志》（美國）碳的單質：石墨1.石墨是一種深灰色的有金屬光澤而不透明的鱗片狀固體；2.層狀結構。同一層內六個碳原子，形成一個環狀(六邊形)結構，環環相連。同一層內碳原子緊密相連，層與層之間，間距較大，結合松散，容易相對滑動，因此石墨很軟。性質與用途深灰色、質軟

鉛筆中的學問1、鉛筆芯不含鉛，由石墨和粘土制成，其顏色似鉛。2、鉛筆規格通常以H和B來表示（Black、Hard）3、從軟到硬分別為6B——B,HB,H,——6H，B數越多鉛筆就越黑越軟，H數越多就越硬顏色越淺。HB是中間的。4、考試一般要求用2B鉛筆。導電性能好石墨做電刷有滑膩性做潤滑劑用途反映性質金剛石、石墨性質比較金剛石石墨色、態無色透明、正八面體狀的固體深灰色有金屬而不透明的鱗片固體硬度最硬（天然）最軟的礦物之一——有滑膩感熔點很高很高導電性無良好討論：都是由碳元素組成的單質，物理性質為什么會有如此大的差異？金剛石結構圖石墨結構圖結構不同，性質不同碳單質的物理性質不同，是因為碳原子的排列不同結構性質用途決定決定反映反映碳形成的其它單質有焦炭、木炭、活性炭、炭黑等小資料1、在隔絕空氣的條件下加熱木材，可以制得木炭。賣炭翁，伐薪燒炭南山中——“炭”就是木炭2、把木炭在隔絕空氣的情況下加強熱，并不斷通入水蒸氣，便可得到活性炭。（去除了木炭中許多雜質）3、炭黑是由含碳的物質（如汽油、液化氣、蠟燭等）不完全燃燒或強熱分解制得。4、煙煤在隔絕空氣的條件下，加熱到950-1050℃，經過熔融、固化等階段最終制成焦炭（純度極高）觀察實驗，你能得出什么結論？木炭的吸附作用木炭具有吸附性木炭的吸附作用防毒面具為什么木炭、活性炭會有吸附性呢？（閱讀107頁第三段，找出答案）木炭、活性炭具有疏松多孔的結構小實驗：如果你愿意去做，你將親手制得炭黑了解幾種炭的用途木炭吸附一些食品和工業產品的色素，吸附有異味的物質活性炭吸附能力比木炭強，吸附毒氣，制糖工業里脫色制白糖炭黑制造油墨、油漆、鞋油和顏料，輪胎填充，增強耐磨性焦炭冶煉金屬C60是新發現的C的單質。C60分子是一種由60個碳原子構成的分子，它形似足球。C60和碳納米管C60主要應用于材料科學、超導體等方面碳納米管它主要由呈六邊形排列的碳原子構成。管狀結構，直徑一般為2～2Onm。其強度為鋼的100倍，密度則只有鋼的1/6。可用于做防彈衣。

介紹美國的天梯計劃碳納米管視頻知識拓展1、同素異形體我們把由同一種元素形成的不同的純凈物，叫做同素異形體。如金剛石和石墨，O2和O32、碳和炭的區別碳：是指碳元素，只用作化學用語，在表示元素和含碳的化合物時使用（如二氧化碳）。炭：是指具體的物質。如：炭黑、木炭3、人造金剛石----在高溫高壓下將石墨轉變成金剛石，滿足人們的生產、生活有需求。屬于化學變化。（06黑龍江）某校同學，在學完“碳的幾種單質”一節后，自制了三個簡易凈水器(如下圖所示)，并分別向其中添加了如下表所示的物質，做了三個對比實驗。首先取一個大燒杯，裝滿水，并向其中滴加幾滴紅墨水，攪拌均勻后，將其分成等體積的三份，再分別倒入三個凈水器中，同學們把觀察到的溶液的顏色變化情況，記錄如下。實驗序號添加物質及質量實驗現象實驗一1g活性炭溶液的紅色變淺實驗二2g活性炭溶液的紅色消失實驗三2g木炭溶液的紅色變淺(1)通過對上表的比較，寫出你發現的問題是：①

;實驗一和實驗二相比，為什么都是活性炭，實驗二紅色消失，而實驗一紅色變淺?實驗二和實驗三相比，為什么等質量的木炭和活性炭，實驗二紅色消失，而實驗三紅色變淺?②

;(2)通過實驗，你得出的結論是(答出—點即可)。活性炭吸附作用比木炭強(或接觸面積越大，吸附作用越強)（06濟寧）1999年，美國科學家卡爾·克里斯特領導的研究小組成功地制取出鹽粒大小的氮5(化學式為N5)。在制取氮5的實驗中，它曾發生了爆炸，摧毀了實驗室的部分設備。因此，科學家們認為，如果能讓這種物質保持穩定；則它可能會成為火箭和導彈后級的理想燃料。氮5是由排列成V形的5個氮原子結合而成的，化學性質極不穩定。根據以上途述回答下列問題：（1）比較氮氣和氮5的異同點

N2N5不同點分子構成物理性質化學性質相同點（2）請你想像一下N5在應用領域有哪些用途？（致少寫兩條）作燃料、炸藥等

每個N2分子是由2個氮原子構成的每個N5分子是由5個氮原子構成的氣體固體穩定不穩定易分解都是由氮元素組成的單質1、金剛石、石墨和C60都是

元素組成的單質。金剛石和石墨的物理性質有很大差異，是因為

。金剛石能用作鉆頭、用來裁玻璃是因為

。石墨能用來制作鉛筆，是因為

。碳課堂練習:原子的排列方式不同金剛石的硬度大石墨很軟2、科學家利用精密的儀器把石墨拆成只有一個或幾個原子層厚的“碳片”(示意圖如下)，碳片是世界上最薄的材料。下列說法錯誤的是【

】A．碳片是一種單質B．碳片和C60是同一種物質C．碳片在氧氣中完全燃燒的產物是CO2B3、通過本課學習你應該知道：同種元素組成的物質不可能是（）

A單質B化合物C純凈物D混合物B歸納小結

從本課你學到了什么？1、同一種元素可以形成不同的單質2、木炭和活性炭等具有吸附作用3、金剛石和石墨的性質不同是由于碳原子排列方式不同4、結構決定性質，性質決定用途課后作業1、完成課后習題2、利用鉛筆芯驗證石墨具有導電性3、利用鉛筆芯的滑膩性嘗試打開生銹的鎖4、利用燒焦的木材（木炭）做凈水實驗

化學之“最”1、金剛石是天然存在的最硬的物質。2、保持物質化學性質最小的粒子是————3、化學變化中最小的粒子是————4、地殼中含量最多的元素是————5、相對原子質量最小的是————6、空氣中含量最多的物質是————分子原子氧(O)氫(H)N2碳的化學性質單質碳的化學性質：碳單質的物理性質差異很大，但其化學性質基本相同。1、在常溫下化學性質穩定+624元素的化學性質與元素的最外層電子數有關碳元素的最外層有4個電子，不易得到或失去電子，從而化學性質較為穩定。在加熱或高溫時活動性大大增強。2.可燃性（1）碳充分燃燒時：C+O2=====CO2

點燃（2）碳不充分燃燒：2C+O2====2CO點燃12：32==3：824：32==3：4碳與氧氣質量比在3：4~~3：8時既有CO生成也有CO2生成3.碳跟某些氧化物的反應——還原性說明：黑色固體變紅，氧化銅變為銅；石灰水變混濁，生成二氧化碳。碳與氧化銅的反應方程式：2CuO+C====2Cu+CO2↑高溫現象：黑色粉末變成紅色，澄清石灰水變渾濁。木炭還原氧化銅2、酒精燈加網罩的目的是什么？酒精燈上加網罩作用：集中火焰，提高溫度。4、實驗完畢后，要先撤出導氣管，后移走酒精燈，為什么？其目的是防止石灰水沿導管流入熱的試管中，使試管炸裂。3、剛開始預熱，石灰水中立即產生氣泡，但石灰水不變渾濁，原因是————————開始預熱，排出的是試管中的空氣注意：1、試管向下略傾的目的是什么？防止加熱時產生的水蒸氣冷凝后流到試管底部，炸裂試管。氧化——還原反應2CuO+C====2Cu+CO2↑高溫氧化銅失去氧，被還原，是氧化劑碳得到氧，被氧化，是還原劑CuO：發生了還原反應；C發生了氧化反應氧化——還原反應

（從化合價升降看）

2CuO+C==2Cu+CO2↑高溫化合價降低，被還原，是氧化劑化合價升高，被氧化，是還原劑CuO：發生了還原反應；C發生了氧化反應+200+4還原反應：含氧化合物里的氧被奪去的反應。還原劑：奪取含氧化合物里的氧的物質氧化反應：物質與氧的反應氧化劑：反應中提供氧的物質木炭的還原性常用于冶金工業請寫出下列反應的化學方程式1、FeO+C===2、Fe3O4+C===3、Fe2O3+C===2Fe+CO22高溫Fe+CO2223高溫Fe+CO23243高溫例1：將氧化銅與足量炭粉均勻混合，隔絕空氣加熱，充分反應后，所得固體的質量比原混合物減少了2.64g。求原混合物中氧化銅的質量。1、寫出反應的化學方程式

2CuO+C＝＝2Cu+CO2↑高溫例1：將氧化銅與足量炭粉均勻混合，隔絕空氣加熱，充分反應后，所得固體的質量比原混合物減少了2.64g。求原混合物中氧化銅的質量。1、寫出反應的化學方程式2、分析已知數量和未知數量，并設未知數160442.64gx解：設原混合物中氧化銅的質量為x

2CuO+C＝＝2Cu+CO2↑高溫（06吉林）小杰和小敬學習了碳單質的化學性質后，知道碳與氧氣反應能夠生成CO或CO2。于是兩人聯想到木炭粉與氧化銅發生的反應可能有:2CuO＋C====2Cu＋CO2↑①Cu＋CO↑②CuO＋C====高溫高溫他們想來驗證自己的想法，請你同他們一起進行探究。【猜想與假設】木炭粉與氧化銅反應生成的產物有三種可能:(1)產物是銅和一氧化碳;(2)產物是銅和二氧化碳;(3)產物是

。Cu、CO2和CO【設計方案】(1)檢驗產物中是否有CO2的方法是

。(2)如何檢驗產物中是否存在CO，兩人查找了資料:CO的特征反應是CO能使某種氯化鈀的黃色混合液變藍。【實驗與結論】設計的實驗裝置(如下圖):產生的氣體通通入澄清的石灰水，觀察是否變渾濁。澄清石灰水變渾濁CO【反思與評價】①實驗結束時，為防止Cu被氧化，必須先停止加熱，待Cu冷卻后再將試管口的膠塞取下，因此，若沒有B安全瓶，可能導致的后是

。②根據實驗結論，從環保角度考慮，上述裝置C后應添加的裝置是

。【拓展與交流】C瓶中的石灰水倒吸(或試管炸裂)酒精燈(或其它尾氣處理裝置)

如果用右上圖裝置代替左圖中的A裝置，這樣既可以排盡試管中的空氣，又能將反應的氣體產物都“趕”出來，該氣體應是

。N2(或稀有氣體)（10梧州）梧州市某中學化學興趣小組按照課本實驗方法（如圖甲），做木炭與氧化銅反應實驗時，發現很難觀察到紫紅色銅的生成，卻往往有暗紅色固體出現。他們決定對這個實驗進行探究和改進。澄清的石灰水C+CuO澄清的石灰水止水夾C+CuO甲乙【提出問題】暗紅色的固體是什么？如何選擇合適的條件，使木炭還原氧化銅的實驗現象更明顯？【查閱資料】銅有+1和+2兩種化合價，通常情況下，氧的化合價為-2，碳的化合價為+4或-4。【猜想與假設】（1）同學們認為這種暗紅色固體可能是一種化合物，并猜測它的化學式為

。（2）同學們還認為，通過改變反應物的狀態、質量比，以及反應裝置，可以使該實驗現象更加明顯，減少出現暗紅色固體的情況。Cu2O(Cu4C、Cu2C等)

【分析與交流】（1）小吳建議用超細炭粉與氧化銅粉末進行實驗。你認為這樣建議的原理是

。固體反應物間的反應，使用顆粒更小的反應物，可以增加表面積，有利于反應的進行。（2）小周建議用圖的乙裝置替代甲裝置。與甲相比較，乙裝