資源簡介

第六單元 碳和碳的氧化物
課 題 1 碳 單 質 的 多 樣 性
第1課時　碳的單質
素養目標
1．知道常見的碳單質的結構、性質和用途。
2．學會以發展的眼光看待物質世界，領悟物質的多樣性和復雜性；樹立結構決定性質，性質決定用途，用途體現性質的物質觀。
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任務　碳的單質1．金剛石和石墨
名稱 金剛石 石墨
結構
物理 性質 外觀 _________透明的固體 _________色、有_________光澤的固體
導電性 無導電性 有優良的導電性
硬度 硬度 (天然存在的 的物質) 質_________
用途 作飾品_________、_________、作鉆頭等 制成鉛筆芯，作電極、潤滑劑等
溫馨提示　　由同種元素組成的物質不一定是純凈物，也可能是混合物，如金剛石和石墨的混合物。
2．木炭、活性炭
(1)性質：木炭和活性炭都具有吸附性，原因是二者都具有____________的結構。活性炭的吸附作用比木炭的要強。
(2)應用：活性炭常用于____________、防毒面具、紅糖脫色、冰箱除臭劑等。
3．C60
(1)構成：每個C60分子是由____________構成的，分子結構形似足球。
(2)用途：可應用于超導、催化、能源及醫學等領域。
拓展延伸　　?、偬技{米管：直徑一般在幾納米(符號為nm)到幾十納米之間，具有尺寸小、機械強度高、導電性好等特點，可用于材料、催化、信息等領域。
②石墨烯：目前人工制得的最薄的材料(厚度僅為0．335 nm)，具有優異的導電、導熱性。北京冬奧會的一些用品
就使用了石墨烯發熱材料。
歸納總結　　　①由于碳原子的排列方式不同，不同的碳單質物理性質有很大差異；②不同的碳單質由于物理性質差異很大，因而用途不同；③對于新形態的碳單質的信息題，要抓住題中給出的主要性質或用途，結合已學過的碳單質的性質來分析。
INCLUDEPICTURE"L0.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上冊，北京\\L0.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上冊，北京\\L0.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上冊，北京\\L0.tif" \* MERGEFORMATINET 近年來研究發現，以新形態存在的碳單質在諸多領域中有重要的應用前景。下列關于碳單質的說法錯誤的是(　　)
A．石墨具有金屬光澤，有優良的導電性能，是天然存在的最硬的物質
B．石墨烯和碳納米管在材料、催化、信息等諸多領域中有重要應用
C．石墨粉和黏土粉末按一定比例混合可以制鉛筆芯
D．金剛石和石墨中碳原子的排列方式不同，因此在物理性質和用途上存在明顯差異
變式2024秦皇島期中新型材料、新型能源的應用，是人類共同關注的問題。如圖所示分別為金剛石、石墨、C60和石墨烯的結構。
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(1)可用于裁玻璃的是________。
(2)金剛石、石墨物理性質有很大差異，其原因是碳原子的____________不同。
(3)C60是由________(填“分子”或“原子”)構成的。
(4)石墨烯屬于________(填“單質”或“混合物”)。
第2課時　碳單質的化學性質
素養目標
1．了解同一元素可以組成不同的物質，但它們卻有相同的化學性質；通過實驗增強探究能力和創新精神。
2．掌握碳單質的化學性質，能從得失氧的角度判斷氧化反應和還原反應。)
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任務一　碳單質的化學性質
化學性質 實例 化學方程式 用途
穩定性 碳單質受日光照射或與空氣、水接觸，都不易發生變化 — 制墨水
可燃性 木炭燃燒 ________________ (充分燃燒)________________ (不充分燃燒) 作燃料
還原性 木炭還原氧化銅、焦炭還原氧化鐵 ________________ (固體由黑變紅)________________ (固體由紅變黑) 冶煉金屬
歸納總結　　碳單質的化學性質
①可簡記為穩定性、可燃性、還原性；②要注意反應條件，碳單質燃燒的條件為點燃，碳單質的還原反應條件為高溫。
INCLUDEPICTURE"L1.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上冊，北京\\L1.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上冊，北京\\L1.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上冊，北京\\L1.tif" \* MERGEFORMATINET 2024保定模擬“碳海綿” 具備高彈性和疏松多孔的結構，主要成分是石墨烯和碳納米管(兩者都是碳單質)。下列關于“碳海綿”的說法中不正確的是(　　)
A．常溫下化學性質活潑
B．具有吸附性
C．在一定條件下可還原氧化銅
D．在氧氣中完全燃燒的產物是CO2
變式下列有關碳單質的化學性質的描述中正確的是(　　)
A．碳單質具有可燃性，燃燒時一定生成二氧化碳
B．碳單質充分燃燒時放熱，不充分燃燒時吸熱
C．木炭可以燃燒，金剛石不能燃燒
D．C60在氧氣中充分燃燒的化學方程式為C60＋60O260CO2
任務二　探究木炭與氧化銅的反應
1．木炭還原氧化銅實驗(立足教材)
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(1)酒精燈加網罩的目的是________________________。
(2)反應現象：左側試管中__________________；右側試管中澄清石灰水____________。
(3)反應原理：左側試管中發生反應的化學方程式為__________________________。
(4)實驗結束時，應先________________，再熄滅酒精燈，目的是_____________________________________________________________。
注意事項　　　①木炭粉末要烘干，目的是排除水蒸氣的干擾，使實驗現象更明顯。②固定試管時試管口略向下傾斜，防止水蒸氣冷凝回流炸裂試管。③開始加熱時，導管口處有氣泡冒出，但澄清石灰水不變渾濁，這是因為剛開始排出的是試管內的空氣。④待裝置冷卻至室溫后再倒出試管中的粉末，防止熱的Cu被氧化為CuO。
2．反思評價(點亮思維)
要保證該實驗成功，有以下關鍵環節：
(1)保證較高的溫度。實驗中對酒精燈進行的改進是______________。
(2)兩種固體反應物的質量比。
①若木炭不足，則氧化銅不能被全部還原；
②若木炭過多，則除了生成銅和二氧化碳外，還會生成__________，化學方程式為______________________________。
3．實驗創新(素養提升)
(1)微型裝置(如圖1)：改為密封裝置。
優點：收集有毒的一氧化碳，防止污染空氣。
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(2)防倒吸裝置(如圖2)：將酒精燈更換為酒精噴燈(提高溫度)，增加裝置Ⅱ。
優點：防止反應后冷卻到室溫時，因操作不當使澄清石灰水倒吸入試管中，炸裂試管。
INCLUDEPICTURE"L2.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上冊，北京\\L2.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上冊，北京\\L2.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上冊，北京\\L2.tif" \* MERGEFORMATINET 有關2CuO＋C2Cu＋CO2↑的反應，下列說法正確的是(　　)
A．C具有還原性
B．CuO發生了氧化反應
C．反應前后碳元素的化合價沒有改變
D．反應前后固體質量不變
INCLUDEPICTURE"L3.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上冊，北京\\L3.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上冊，北京\\L3.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上冊，北京\\L3.tif" \* MERGEFORMATINET 我國勞動人民早在五千年前就會使用木炭煉銅，在化學實驗室里模擬煉銅，既可用如圖甲所示實驗裝置，又可用改進的微型實驗裝置(如圖乙)?；瘜W興趣小組采用圖乙微型實驗裝置(其中長柄V形玻璃管用小玻璃管制成)，開展以下探究活動。
INCLUDEPICTURE"C170.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上冊，北京\\C170.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上冊，北京\\C170.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24秋\\9化R河北上冊，北京\\C170.tif" \* MERGEFORMATINET
(1)圖甲試管A中觀察到的現象是__________________________，請你寫出反應的化學方程式：____________________________，該實驗表現出木炭的________性。
(2)判斷圖甲裝置中木炭與氧化銅已經發生反應的依據是__________________________。
(3)圖乙裝置與圖甲裝置相比，其優點是____________(寫一條)。在酒精燈上加個網罩的目的是________________。
(4)用圖甲裝置進行實驗，若實驗結束時先停止加熱，可能引起的后果是____________________________________________________________。
第六單元　碳和碳的氧化物
課題1 碳單質的多樣性
第1課時 碳的單質
任務　碳的單質
1．無色；灰黑；金屬；大；最硬；軟；裁玻璃；切割大理石
2．(1)疏松多孔　(2)水的凈化
3．(1)60個碳原子
例　A　點撥：金剛石是天然存在的最硬的物質，A錯誤。
變式　(1)金剛石　(2)排列方式　(3)分子　(4)單質
點撥：(1)金剛石的硬度大，故可用于裁玻璃。(3)C60由C60分子構成，1個C60分子由60個碳原子構成。(4)石墨烯是由碳元素組成的純凈物，屬于單質。
第2課時 碳單質的化學性質
任務一　碳單質的化學性質
C＋O2CO2；2C＋O22CO；C＋2CuO2Cu＋CO2↑；2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑
例1　A　點撥：常溫下碳單質的化學性質穩定，A不正確；根據題目信息可知，“碳海綿”具有疏松多孔的結構，所以具有吸附性，B正確；碳單質具有還原性，可以在高溫下還原氧化銅，C正確；碳單質在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳，D正確。
變式　D　點撥：若碳單質燃燒不充分，會生成一氧化碳，A錯誤；碳單質充分燃燒時放熱，不充分燃燒時也放熱，B錯誤；金剛石也能燃燒，C錯誤；C60在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳，D正確。
任務二　探究木炭與氧化銅的反應
1．(1)使火焰集中，提高溫度　(2)黑色固體變紅；變渾濁
(3)2CuO＋C2Cu＋CO2↑
(4)撤出導管；防止澄清石灰水倒吸入左側試管，使試管炸裂
2．(1)加上網罩　(2)②CO；CO2＋C2CO
例2　A
例3　(1)固體由黑色變為紅色；C＋2CuO2Cu＋CO2↑；還原　(2)黑色固體變紅，澄清石灰水變渾濁　(3)操作簡單(或節約試劑等)；集中火焰，提高溫度　(4)液體倒吸，使試管A炸裂
點撥：(1)在高溫條件下，木炭與氧化銅反應生成了銅和二氧化碳，故圖甲試管A中觀察到的現象是固體由黑色變為紅色；該實驗中木炭奪取了氧化銅中的氧，表現出木炭的還原性。(2)由于木炭與氧化銅在高溫條件下生成的二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以判斷木炭與氧化銅已經發生反應的依據是澄清石灰水變渾濁。(4)用圖甲裝置進行實驗，若實驗結束時先停止加熱，左側試管內壓強迅速減小，液體倒吸，使試管A炸裂。

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