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化学4.2 碳学案设计
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这是一份化学4.2 碳学案设计，共19页。学案主要包含了学生活动，方法提炼等内容，欢迎下载使用。
碳
知识温习
1．写出下列物质溶解度随温度变化的关系：
硝酸钾溶解度随温度升高而__________
氯化钠溶解度随温度升高而__________
氢氧化钙溶解度随温度升高而__________
【答案】增大；不变或略微增大；减小
2．影响气体溶解度的因素主要有__________和__________；________越高，气体溶解度________
________越大，气体溶解度________。
【答案】温度；压强；温度；越小；压强；越大。
3．对溶解度随温度升高而明显增大的物质而言，将其饱和溶液转化为不饱和溶液的方法有2种，分
别是________、________。反之，将其不饱和溶液转化为饱和溶液的方法有3中，分别是________、________、________。
【答案】增加溶剂，升高温度；恒温蒸发溶剂，增加溶质，降温
4．溶解度定义的四大要素分别是________、________、________、________。
【答案】溶剂的质量一定：100g；温度要限定；状态：饱和；单位：g/100g水
每识每课
碳的发现
碳的英文名称carbn来源于拉丁文中煤和木炭的名称carb，也来源于法语中的charbn，意思是木炭。在德国、荷兰和丹麦，碳的名字分别是Khlenstff、klstf、kulstf，字面意思是煤物质。
碳在史前就已被发现，炭黑和煤是人类最早使用碳的形式。钻石大约在公元前2500年被中国熟知，同时煤作为碳的形式在罗马时代被使用的化学方式和现代一样：通过在一个椎体建筑物中加热被黏土覆盖的木材来排除空气。在1722年，René Antine Ferchault de Réaumur证明铁通过吸收一些物质能变成钢，这种物质就是现在熟知的碳。 在1772年，安东尼·拉瓦锡表明钻石是碳的一种存在形式，当他将一些钻石和煤的样品燃烧时，发现他们都不生成水，并且每克的钻石和煤所产生的二氧化碳的量是相等的。在1779年，卡尔·威廉·舍勒表明一度被认为是铅的存在形式的石墨实质上是混杂了少量铁的碳的混合物 ，并且他给了当用硝酸氧化时，产物的名字空气中的酸（"aerial acid"），即二氧化碳。在1786年，法国化学家Claude Luis Berthllet，Gaspard Mnge 和 C. A. Vandermnde通过利用拉瓦锡处理钻石的方法将石墨氧化，证明了石墨几乎全部由碳组成。1789年，拉瓦锡在他的教科书中将碳列在元素表中。
新知精讲
一、碳
1．常见的碳单质和同素异形体
【答案】无色透明，最硬，钻头；金属，最软，润滑，电极；超导，纳米
物质结构、性质和用途的关系和联系：
结构决定性质，性质决定用途；用途反映性质，性质反映结构。
2．同素异形现象和同素异形体：
定义：同一种_____形成的不同_____，叫做这种元素的同素异形体。
举例：碳元素形成的单质有金刚石、石墨和碳60（富勒烯），所以_____、_____和_____
是碳的同素异形体；
__________和__________是氧元素的同素异形体；
__________和__________是磷元素的同素异形体。
金刚石和石墨化学性质相同，因为___________________________。
但金刚石和石墨物理性质有显著的差异，因为__________________________________。
【答案】元素，单质；金刚石、石墨和碳60；氧气、臭氧；红磷、白磷。组成他们的元素相同，组成他们的元素相同，但原子的排列方式不同。
后面我看了一下，例题解析中没有放那种“以下属于同素异形体的是？”这样的题目，所以建议再此处加一道练一练，放一道这样的题目。
3．无定形碳
生活中还有木炭、活性炭、焦炭、黑炭等，这些“炭”都是由石墨的细小晶体和少量杂质组成的，统称无定性碳。
添加了一些图片
【学生活动】此处我补充了一处视频，视频已下载好。
观看木炭吸附红棕色气体二氧化碳的视频。
【答案】吸附，疏松，色素，还原，颜料
【练一练】美军在轰炸南联盟时，使用了一种石墨集束炸弹，用来破坏对方的供电系
统，这说明石墨具有（）
A．导热性B．导电性C．软D．润滑作用
【答案】B
二、碳单质的化学性质
1．稳定性：
常温下化学性质_____。
举例：黑墨水、古画、
2．可燃性：
点燃的条件下，碳的单质可以燃烧，根据氧气充足与否，产物也不同。
氧气不充足时，燃烧生成_____，方程式：____________________________。
氧气充足时，生成_____，方程式：____________________________。
图片不清晰，请用公式编辑器进行编辑，下同。写在答案处。
3．还原性：
单质碳在高温下，能跟某些氧化物的反应
（1）木炭还原氧化铜
【学生活动此处我补充了一个视频，视频已下载。呈现形式我进行了一些改变，答案需要你再补充一下。
】观看木炭还原氧化铜的视频
方程式：
______________________________________
现象：
______________________________________
注意
①碳单质做还原剂一般需要大量的热，属于______反应，因此反应条件一般要写_______。
②在木炭还原氧化铜的实验中，操作时注意试管口要_________，配置混合物时木炭粉应稍
_________，目的是____________________________。
③一定要注意_______的处理。
木炭与二氧化碳反应：________________________________________
碳还原氧化铁：______________________________________________
【答案】1．不活泼2．CO，CO2 3．有红色固体生成； 有能使澄清石灰水变浑浊的气体产生，吸热，高温，略向下倾斜，过量些，防止还原的铜被氧气重新氧化，尾气。
【思考】从分子结构上来看CuO变成Cu，发生什么变化？是什么物质导致这种变化？
【答案】在这个反应中CuO变成Cu失去了氧，是碳夺走了CuO中的氧，氧化铜失去氧变成铜，发生还原反应；木炭得到氧，发生氧化反应。这个实验说明木炭具有还原性。
三、氧化还原反应
1．氧化反应与还原反应
氧化反应是物质跟氧发生的反应，是个得氧的过程；还原反应是含氧化合物里的氧被夺去的反应，是个失氧的过程。
2．氧化剂与还原剂
在一个氧化还原反应中，通常把夺取氧的物质叫做______；提供氧的物质叫做______。还原剂具有______，能还原______，因此氧化剂被______；______具有氧化性，能______还原剂，因此______被氧化。
例如：C+2CuO2Cu+CO2↑，在这个反应中，C得氧变成二氧化碳，是______剂，具有_______性，发生了______反应；氧化铜失去氧变成了铜，是______剂，具有_____性，发生了______反应。初中化学常见的还原剂除碳外，还有一氧化碳、氢气以及金属等。
3．氧化还原反应与化合、分解、复分解、置换反应的关系
置换反应一定是氧化还原反应，化合、分解反应不一定是氧化还原反应，复分解反应一定不是氧化还原反应。
【答案】还原剂，氧化剂，还原性，氧化剂，还原，氧化剂，氧化，还原剂
还原还原氧化氧化氧化还原
【练一练】单质硅是制作电子集成电路的基础材料。工业通过以下反应将自然界中的二氧化硅（SiO2）转化为硅（Si）；Si O2 +2C Si+2CO↑。下列分析正确的是（）
A．二氧化硅发生了氧化反应B．碳发生了还原反应
C．碳表现出了还原性D．该反应是化合反应
【答案】C
课堂小憩
一封密信
海华同学突然接到在外祖母家度寒假的小刚的一封来信。这封信被海华的弟弟打开了，他一看就惊叫起来：姐姐你快来看，这封信怎么只是一张粉红色的信纸，连一个字也没有写呢？”海华把信接过后对弟弟说：“我会把这张纸变出字来，一会儿你就看见了。”弟弟站在一旁好奇地看着，只见姐姐将这张粉色的信纸，放到一个白瓷盘中，盘中装着一些“清水”。不一会儿，这张纸上逐渐地显现出字迹来，字迹越来越清楚。弟弟一字一句地念着：“海华同学，假期过得偷快吧！作业都完成了吗？……”聪明的同学们，你知道这封密信是怎么写成的吗？
【答案】这封密信写法非常简单，写信人是用一种叫做硫酸钠水溶液写的，这种水溶液是无色透明的，写在粉纸上晾干后，什么痕迹也没有。海华把收到的这封信放到盛有硝酸钡水溶液的瓷盘中，硫酸钠与硝酸钡发生一种有趣的化学反应，生成了不溶解于水的白色沉淀物——硫酸钡。这样，白色的字迹就在粉纸上清楚地显示出来了。
例题解析
知识点1：碳的单质、同素异形体
【例1】关于金刚石、石墨的说法中不正确的是（）
A．它们都是碳元素组成的单质 B．金刚石质硬，石墨质软
C．它们都是电的良导体D．它们里面的碳原子排列不同
【难度】★★
【答案】C
变式1：金刚石和石墨的物理性质不同，是由于（）
A．构成它们的碳原子结构不同
B．它们有不同的用途
C．构成它们的碳原子相同，但碳原子之间的排列方式不同
D．它们在一定条件下可以相互转化
【难度】★★
【答案】C
变式2：下列说法正确的是（）
A．木炭和石墨都是由碳元素组成的纯净物
B．石墨能导电，木炭有吸附能力
C．造成金刚石和石墨物理性质的差异是由于组成两种物质的元素不同
D．C60是一种新化合物
【难度】★★
【答案】B
【例2】石墨粉末常用作高温工作机器的润滑剂，这是根据它的（）
A．颜色黑B．有吸附性C．能导电D．耐高温且有润滑性
【难度】★★
【答案】D
变式1：“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词被美国《广告时代》评为20世纪的经典广告之一，该广告词能体现钻石的（）
A．硬度大B．不能导电C．化学性质稳定D．熔点低
【难度】★★
【答案】C
变式2：在伊拉克战争中，美军空袭巴格达使用的“战斧”巡航导弹不仅可以装填常规弹药，而且还可装填“黑色弹头”，即石墨纤维炸弹。黑色弹头爆炸后，形成了“碳纤维云”，进入飞机电子设备和控制系统的黑匣子，破坏敌方所有的电子设备。这是利用了石墨的（）
A．导电性B．润滑性C．稳定性D．柔软性
【难度】★
【答案】A
【方法提炼】
金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，化学性质相似，但由于碳原子的排列不同，物理性质有很大的差异。因此，说“由同种元素组成的物质叫单质”是错误的(有可能是单质，也有可能是混合物，但决不会是化合物)。
碳元素的同素异形体有：金刚石、石墨、C60、碳纳米管(1991年科学家又发现一种碳的单质——碳纳米管，它是由六边环形的碳原子构成的管状大分子，它的直径约几纳米，长约几微米)，随科学家的进一步研究又发现了C70，C84等。
氧元素的同素异形体有：氧气O2、臭氧O3等。
磷元素的同素异形体有：红磷、白磷。
对于无定形碳，性质有如下特点：
知识点2：碳的化学性质1（稳定性、可燃性）
【例1】木炭在氧气中充分燃烧时生成________，化学方程式为：____________________。当碳燃烧不充分是时生成________，化学方程式为：________________________。如果使碳和氧气在一定条件下反应当两者的质量比为________时，恰好完全反应生成二氧化碳；当两者的质量比为________时，恰好完全反应生成一氧化碳；当两者的质量比在________和________之间时，则生成二氧化碳和一氧化碳的混合气体。
【难度】★★
【答案】CO2，，CO，；3:8，3:4，3:8，3:4
变式1：在密闭容器中盛有2 g碳和4 g氧气，加热使之充分反应，最后容器里的气体是（）
A．CO2B．COC．CO2和CO D．CO2和O2
【难度】★★★
【答案】C
变式2：.在密闭容器中盛有6g碳和18g氧气，加热使它们充分反应后，最后容器里的气体应该是（）
A．CO2B．COC．CO2和CO D．CO2和O2
【难度】★★★
【答案】D
【例2】我国古代遗留下来的珍贵字画，虽年深日久仍不变色，因为写字绘画时使用的是（）
A．蓝墨水B．红墨水C．蓝黑墨水D．碳素墨汁
【难度】★
【答案】D
变式1：纳米管被誉为21世纪最有前途的新型材料。纳米管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米（1纳米=10-9米）的空心管。下列说法错误的是（）
A．纳米管是一种新型有机化合物B．纳米管如完全燃烧，则生成物为二氧化碳
C．纳米管在常温下化学性质稳定D．纳米管管道多，表面积大，吸附能力强
【难度】★
【答案】A
【方法提炼】
1、常温下，碳的化学性质不活泼(稳定性)
2、可燃性——碳可做燃料
C+O2CO2 2C+O22CO
知识点3：碳的化学性质2（高温下具有还原性）
【例1】某实验创新小组对木炭还原氧化铜的实验做了改进，其操作步骤如下：
1．取一片铜片，用砂纸除去其表面的氧化物使其表面呈光亮的紫红色；
2．用酒精灯将上述铜片烧到红热后，产即伸入到盛有氧气的集气瓶中，
观察到的现象为：铜片表面变成____色；
3．在一支干燥的大试管中装入一定量的经烘干处理后的木炭粉，再
将经过2处理过的铜片部分埋入木炭粉中；
4．按照如图所示的装置图连接好各种仪器；
5．加热大试管，其中发生反应的化学方程式为：__________________当观察到澄清石灰水：________后，先________，后________；
6．待试管冷却后，用镊子取出铜片，洗净后观察。回答下列问题：
（1）填写上述各空；
（2）2中用到的夹持仪器是：__________________（填名称）；
（3）5中先后操作颠倒,造成的后果是:_______________；
（4）6中观察到的现象是：铜片表面埋入木炭粉的部分：_______________。
【难度】★★★
【答案】黑，C+2CuO 2Cu+CO2↑，变浑浊，移除导管，熄灭酒精灯，坩埚钳，澄清石灰水倒吸入热试管中，造成试管炸裂；又变成红色
变式1：欲除去CuO粉末中混有的少量炭粉，可采用的方法是（）
A．将混合物隔绝空气加强热B．采用先溶解后过滤混合物
C．将H2不断通过灼热的混合物D．将O2不断通过灼热的混合物
【难度】★★
【答案】D
变式2：关于单质碳的性质描述错误的是（）
A．单质碳在常温下化学性质不活泼B．单质碳在充足的氧气中燃烧生成二氧化碳
C．高温时单质碳跟二氧化碳不能反应D．高温时碳跟氧化铜反应生成铜和二氧化碳
【难度】★★
【答案】C
【方法提炼】还原性——碳可作还原剂，用于冶炼金属
C+2CuO 2Cu+CO2↑ 黑色粉末变红色，石灰水变浑浊
C+CO2 2CO 工业上制一氧化碳
C+H2OCO+H2 工业上制造水煤气
知识点4：氧化剂、还原剂及氧化还原反应
【例1】用镁与二氧化硅制硅的化学反应方程式为SiO2+2MgSi+2MgO。其中还原剂是（）
A．MgB．SiC．SiO2 D．MgO
【难度】★★
【答案】A
变式1：工业上冶炼金属锰反应是3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3，该反应还原剂是（）
A．MnO2B．AlC．MnD．Al2O3
【难度】★★
【答案】B
变式2：高炉炼铁的原理：3CO + Fe2O32Fe +3CO2，其中发生氧化反应物质是（）
A．COB．Fe2O3C．FeD．CO2
【难度】★★
【答案】A
【方法提炼】
氧化反应和还原反应
物质跟氧发生的化学反应是氧化反应，是得氧的过程；含氧化合物里的氧被夺取的反应是还原反应，是失氧的过程。在化学反应中，氧化反应和还原反应必定同时发生。
氧化剂和还原剂
把提供氧的物质称为氧化剂，把夺取氧的物质称为还原剂，氧化剂和还原剂都是反应物。
师生总结
1、什么叫同素异形体？
2、碳有哪些同素异形体，有哪些物理性质和用途的差异？
3、碳具有哪些化学性质？
4、氧化还原反应的定义是什么？什么是氧化剂和还原剂？
教师
日期
学生
课程编号
17
课型
同步
课题
碳
教学目标
1．知道金刚石、石墨、C60的物理性质，主要用途。
2．知道同素异形现象、同素异形体概念。
3．知道木炭、活性炭等无定形碳的吸附性与用途。
4．理解碳的化学性质──稳定性、可燃性、还原性。
教学重点
1．知道同素异形现象、同素异形体概念。
2．知道金刚石、石墨、C60的物理性质，主要用途。
3．理解碳的化学性质──稳定性、可燃性、还原性。
教学安排
版块
时长
1
知识温习
10mins
2
每识每课
10mins
3
新知精讲
50mins
4
课堂小憩
10mins
5
典例解析
30mins
6
师生总结
10mins
碳的单质
颜色和状态
特殊性质
主要用途
金刚石
_________，正八面体状固体
天然物质中_____，熔点高，不导电，有光泽
做装饰品；切割玻璃的_____等
石墨
黑灰色，有_________光泽，不透明固体
______的矿物之一，滑腻，熔点高，导电，导热，
高温___剂，_____，制铅笔芯等
碳60
棕黑色固体，金属光泽
导电、_____、抗辐射、强磁性、有延展性等
超导体，____材料
无定形碳
特殊性质
用途
木炭
较疏松多孔，有____性
做燃料，吸附剂，制火药，绘画炭笔
活性炭
_____多孔，吸附性很强
吸附剂，制防毒面具，制糖工业除______
焦炭
较硬而脆，较疏松多空
化工原料，冶炼金属作______剂
炭黑
又黑又细的粉末
制油墨、_____、鞋油、碳素墨水、做橡胶增强剂
无定形碳
用 途
木炭
用作燃料，吸附性，绘画炭笔，制火药
焦炭
化工原料，冶金还原剂
活性炭
吸附剂，制防毒面具等
炭黑
制中国墨、油墨、鞋油、颜料．作橡胶补强剂
碳
知识温习
1．写出下列物质溶解度随温度变化的关系：
硝酸钾溶解度随温度升高而__________
氯化钠溶解度随温度升高而__________
氢氧化钙溶解度随温度升高而__________
【答案】增大；不变或略微增大；减小
2．影响气体溶解度的因素主要有__________和__________；________越高，气体溶解度________
________越大，气体溶解度________。
【答案】温度；压强；温度；越小；压强；越大。
3．对溶解度随温度升高而明显增大的物质而言，将其饱和溶液转化为不饱和溶液的方法有2种，分
别是________、________。反之，将其不饱和溶液转化为饱和溶液的方法有3中，分别是________、________、________。
【答案】增加溶剂，升高温度；恒温蒸发溶剂，增加溶质，降温
4．溶解度定义的四大要素分别是________、________、________、________。
【答案】溶剂的质量一定：100g；温度要限定；状态：饱和；单位：g/100g水
每识每课
碳的发现
碳的英文名称carbn来源于拉丁文中煤和木炭的名称carb，也来源于法语中的charbn，意思是木炭。在德国、荷兰和丹麦，碳的名字分别是Khlenstff、klstf、kulstf，字面意思是煤物质。
碳在史前就已被发现，炭黑和煤是人类最早使用碳的形式。钻石大约在公元前2500年被中国熟知，同时煤作为碳的形式在罗马时代被使用的化学方式和现代一样：通过在一个椎体建筑物中加热被黏土覆盖的木材来排除空气。在1722年，René Antine Ferchault de Réaumur证明铁通过吸收一些物质能变成钢，这种物质就是现在熟知的碳。 在1772年，安东尼·拉瓦锡表明钻石是碳的一种存在形式，当他将一些钻石和煤的样品燃烧时，发现他们都不生成水，并且每克的钻石和煤所产生的二氧化碳的量是相等的。在1779年，卡尔·威廉·舍勒表明一度被认为是铅的存在形式的石墨实质上是混杂了少量铁的碳的混合物 ，并且他给了当用硝酸氧化时，产物的名字空气中的酸（"aerial acid"），即二氧化碳。在1786年，法国化学家Claude Luis Berthllet，Gaspard Mnge 和 C. A. Vandermnde通过利用拉瓦锡处理钻石的方法将石墨氧化，证明了石墨几乎全部由碳组成。1789年，拉瓦锡在他的教科书中将碳列在元素表中。
新知精讲
一、碳
1．常见的碳单质和同素异形体
【答案】无色透明，最硬，钻头；金属，最软，润滑，电极；超导，纳米
物质结构、性质和用途的关系和联系：
结构决定性质，性质决定用途；用途反映性质，性质反映结构。
2．同素异形现象和同素异形体：
定义：同一种_____形成的不同_____，叫做这种元素的同素异形体。
举例：碳元素形成的单质有金刚石、石墨和碳60（富勒烯），所以_____、_____和_____
是碳的同素异形体；
__________和__________是氧元素的同素异形体；
__________和__________是磷元素的同素异形体。
金刚石和石墨化学性质相同，因为___________________________。
但金刚石和石墨物理性质有显著的差异，因为__________________________________。
【答案】元素，单质；金刚石、石墨和碳60；氧气、臭氧；红磷、白磷。组成他们的元素相同，组成他们的元素相同，但原子的排列方式不同。
后面我看了一下，例题解析中没有放那种“以下属于同素异形体的是？”这样的题目，所以建议再此处加一道练一练，放一道这样的题目。
3．无定形碳
生活中还有木炭、活性炭、焦炭、黑炭等，这些“炭”都是由石墨的细小晶体和少量杂质组成的，统称无定性碳。
添加了一些图片
【学生活动】此处我补充了一处视频，视频已下载好。
观看木炭吸附红棕色气体二氧化碳的视频。
【答案】吸附，疏松，色素，还原，颜料
【练一练】美军在轰炸南联盟时，使用了一种石墨集束炸弹，用来破坏对方的供电系
统，这说明石墨具有（）
A．导热性B．导电性C．软D．润滑作用
【答案】B
二、碳单质的化学性质
1．稳定性：
常温下化学性质_____。
举例：黑墨水、古画、
2．可燃性：
点燃的条件下，碳的单质可以燃烧，根据氧气充足与否，产物也不同。
氧气不充足时，燃烧生成_____，方程式：____________________________。
氧气充足时，生成_____，方程式：____________________________。
图片不清晰，请用公式编辑器进行编辑，下同。写在答案处。
3．还原性：
单质碳在高温下，能跟某些氧化物的反应
（1）木炭还原氧化铜
【学生活动此处我补充了一个视频，视频已下载。呈现形式我进行了一些改变，答案需要你再补充一下。
】观看木炭还原氧化铜的视频
方程式：
______________________________________
现象：
______________________________________
注意
①碳单质做还原剂一般需要大量的热，属于______反应，因此反应条件一般要写_______。
②在木炭还原氧化铜的实验中，操作时注意试管口要_________，配置混合物时木炭粉应稍
_________，目的是____________________________。
③一定要注意_______的处理。
木炭与二氧化碳反应：________________________________________
碳还原氧化铁：______________________________________________
【答案】1．不活泼2．CO，CO2 3．有红色固体生成； 有能使澄清石灰水变浑浊的气体产生，吸热，高温，略向下倾斜，过量些，防止还原的铜被氧气重新氧化，尾气。
【思考】从分子结构上来看CuO变成Cu，发生什么变化？是什么物质导致这种变化？
【答案】在这个反应中CuO变成Cu失去了氧，是碳夺走了CuO中的氧，氧化铜失去氧变成铜，发生还原反应；木炭得到氧，发生氧化反应。这个实验说明木炭具有还原性。
三、氧化还原反应
1．氧化反应与还原反应
氧化反应是物质跟氧发生的反应，是个得氧的过程；还原反应是含氧化合物里的氧被夺去的反应，是个失氧的过程。
2．氧化剂与还原剂
在一个氧化还原反应中，通常把夺取氧的物质叫做______；提供氧的物质叫做______。还原剂具有______，能还原______，因此氧化剂被______；______具有氧化性，能______还原剂，因此______被氧化。
例如：C+2CuO2Cu+CO2↑，在这个反应中，C得氧变成二氧化碳，是______剂，具有_______性，发生了______反应；氧化铜失去氧变成了铜，是______剂，具有_____性，发生了______反应。初中化学常见的还原剂除碳外，还有一氧化碳、氢气以及金属等。
3．氧化还原反应与化合、分解、复分解、置换反应的关系
置换反应一定是氧化还原反应，化合、分解反应不一定是氧化还原反应，复分解反应一定不是氧化还原反应。
【答案】还原剂，氧化剂，还原性，氧化剂，还原，氧化剂，氧化，还原剂
还原还原氧化氧化氧化还原
【练一练】单质硅是制作电子集成电路的基础材料。工业通过以下反应将自然界中的二氧化硅（SiO2）转化为硅（Si）；Si O2 +2C Si+2CO↑。下列分析正确的是（）
A．二氧化硅发生了氧化反应B．碳发生了还原反应
C．碳表现出了还原性D．该反应是化合反应
【答案】C
课堂小憩
一封密信
海华同学突然接到在外祖母家度寒假的小刚的一封来信。这封信被海华的弟弟打开了，他一看就惊叫起来：姐姐你快来看，这封信怎么只是一张粉红色的信纸，连一个字也没有写呢？”海华把信接过后对弟弟说：“我会把这张纸变出字来，一会儿你就看见了。”弟弟站在一旁好奇地看着，只见姐姐将这张粉色的信纸，放到一个白瓷盘中，盘中装着一些“清水”。不一会儿，这张纸上逐渐地显现出字迹来，字迹越来越清楚。弟弟一字一句地念着：“海华同学，假期过得偷快吧！作业都完成了吗？……”聪明的同学们，你知道这封密信是怎么写成的吗？
【答案】这封密信写法非常简单，写信人是用一种叫做硫酸钠水溶液写的，这种水溶液是无色透明的，写在粉纸上晾干后，什么痕迹也没有。海华把收到的这封信放到盛有硝酸钡水溶液的瓷盘中，硫酸钠与硝酸钡发生一种有趣的化学反应，生成了不溶解于水的白色沉淀物——硫酸钡。这样，白色的字迹就在粉纸上清楚地显示出来了。
例题解析
知识点1：碳的单质、同素异形体
【例1】关于金刚石、石墨的说法中不正确的是（）
A．它们都是碳元素组成的单质 B．金刚石质硬，石墨质软
C．它们都是电的良导体D．它们里面的碳原子排列不同
【难度】★★
【答案】C
变式1：金刚石和石墨的物理性质不同，是由于（）
A．构成它们的碳原子结构不同
B．它们有不同的用途
C．构成它们的碳原子相同，但碳原子之间的排列方式不同
D．它们在一定条件下可以相互转化
【难度】★★
【答案】C
变式2：下列说法正确的是（）
A．木炭和石墨都是由碳元素组成的纯净物
B．石墨能导电，木炭有吸附能力
C．造成金刚石和石墨物理性质的差异是由于组成两种物质的元素不同
D．C60是一种新化合物
【难度】★★
【答案】B
【例2】石墨粉末常用作高温工作机器的润滑剂，这是根据它的（）
A．颜色黑B．有吸附性C．能导电D．耐高温且有润滑性
【难度】★★
【答案】D
变式1：“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词被美国《广告时代》评为20世纪的经典广告之一，该广告词能体现钻石的（）
A．硬度大B．不能导电C．化学性质稳定D．熔点低
【难度】★★
【答案】C
变式2：在伊拉克战争中，美军空袭巴格达使用的“战斧”巡航导弹不仅可以装填常规弹药，而且还可装填“黑色弹头”，即石墨纤维炸弹。黑色弹头爆炸后，形成了“碳纤维云”，进入飞机电子设备和控制系统的黑匣子，破坏敌方所有的电子设备。这是利用了石墨的（）
A．导电性B．润滑性C．稳定性D．柔软性
【难度】★
【答案】A
【方法提炼】
金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，化学性质相似，但由于碳原子的排列不同，物理性质有很大的差异。因此，说“由同种元素组成的物质叫单质”是错误的(有可能是单质，也有可能是混合物，但决不会是化合物)。
碳元素的同素异形体有：金刚石、石墨、C60、碳纳米管(1991年科学家又发现一种碳的单质——碳纳米管，它是由六边环形的碳原子构成的管状大分子，它的直径约几纳米，长约几微米)，随科学家的进一步研究又发现了C70，C84等。
氧元素的同素异形体有：氧气O2、臭氧O3等。
磷元素的同素异形体有：红磷、白磷。
对于无定形碳，性质有如下特点：
知识点2：碳的化学性质1（稳定性、可燃性）
【例1】木炭在氧气中充分燃烧时生成________，化学方程式为：____________________。当碳燃烧不充分是时生成________，化学方程式为：________________________。如果使碳和氧气在一定条件下反应当两者的质量比为________时，恰好完全反应生成二氧化碳；当两者的质量比为________时，恰好完全反应生成一氧化碳；当两者的质量比在________和________之间时，则生成二氧化碳和一氧化碳的混合气体。
【难度】★★
【答案】CO2，，CO，；3:8，3:4，3:8，3:4
变式1：在密闭容器中盛有2 g碳和4 g氧气，加热使之充分反应，最后容器里的气体是（）
A．CO2B．COC．CO2和CO D．CO2和O2
【难度】★★★
【答案】C
变式2：.在密闭容器中盛有6g碳和18g氧气，加热使它们充分反应后，最后容器里的气体应该是（）
A．CO2B．COC．CO2和CO D．CO2和O2
【难度】★★★
【答案】D
【例2】我国古代遗留下来的珍贵字画，虽年深日久仍不变色，因为写字绘画时使用的是（）
A．蓝墨水B．红墨水C．蓝黑墨水D．碳素墨汁
【难度】★
【答案】D
变式1：纳米管被誉为21世纪最有前途的新型材料。纳米管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米（1纳米=10-9米）的空心管。下列说法错误的是（）
A．纳米管是一种新型有机化合物B．纳米管如完全燃烧，则生成物为二氧化碳
C．纳米管在常温下化学性质稳定D．纳米管管道多，表面积大，吸附能力强
【难度】★
【答案】A
【方法提炼】
1、常温下，碳的化学性质不活泼(稳定性)
2、可燃性——碳可做燃料
C+O2CO2 2C+O22CO
知识点3：碳的化学性质2（高温下具有还原性）
【例1】某实验创新小组对木炭还原氧化铜的实验做了改进，其操作步骤如下：
1．取一片铜片，用砂纸除去其表面的氧化物使其表面呈光亮的紫红色；
2．用酒精灯将上述铜片烧到红热后，产即伸入到盛有氧气的集气瓶中，
观察到的现象为：铜片表面变成____色；
3．在一支干燥的大试管中装入一定量的经烘干处理后的木炭粉，再
将经过2处理过的铜片部分埋入木炭粉中；
4．按照如图所示的装置图连接好各种仪器；
5．加热大试管，其中发生反应的化学方程式为：__________________当观察到澄清石灰水：________后，先________，后________；
6．待试管冷却后，用镊子取出铜片，洗净后观察。回答下列问题：
（1）填写上述各空；
（2）2中用到的夹持仪器是：__________________（填名称）；
（3）5中先后操作颠倒,造成的后果是:_______________；
（4）6中观察到的现象是：铜片表面埋入木炭粉的部分：_______________。
【难度】★★★
【答案】黑，C+2CuO 2Cu+CO2↑，变浑浊，移除导管，熄灭酒精灯，坩埚钳，澄清石灰水倒吸入热试管中，造成试管炸裂；又变成红色
变式1：欲除去CuO粉末中混有的少量炭粉，可采用的方法是（）
A．将混合物隔绝空气加强热B．采用先溶解后过滤混合物
C．将H2不断通过灼热的混合物D．将O2不断通过灼热的混合物
【难度】★★
【答案】D
变式2：关于单质碳的性质描述错误的是（）
A．单质碳在常温下化学性质不活泼B．单质碳在充足的氧气中燃烧生成二氧化碳
C．高温时单质碳跟二氧化碳不能反应D．高温时碳跟氧化铜反应生成铜和二氧化碳
【难度】★★
【答案】C
【方法提炼】还原性——碳可作还原剂，用于冶炼金属
C+2CuO 2Cu+CO2↑ 黑色粉末变红色，石灰水变浑浊
C+CO2 2CO 工业上制一氧化碳
C+H2OCO+H2 工业上制造水煤气
知识点4：氧化剂、还原剂及氧化还原反应
【例1】用镁与二氧化硅制硅的化学反应方程式为SiO2+2MgSi+2MgO。其中还原剂是（）
A．MgB．SiC．SiO2 D．MgO
【难度】★★
【答案】A
变式1：工业上冶炼金属锰反应是3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3，该反应还原剂是（）
A．MnO2B．AlC．MnD．Al2O3
【难度】★★
【答案】B
变式2：高炉炼铁的原理：3CO + Fe2O32Fe +3CO2，其中发生氧化反应物质是（）
A．COB．Fe2O3C．FeD．CO2
【难度】★★
【答案】A
【方法提炼】
氧化反应和还原反应
物质跟氧发生的化学反应是氧化反应，是得氧的过程；含氧化合物里的氧被夺取的反应是还原反应，是失氧的过程。在化学反应中，氧化反应和还原反应必定同时发生。
氧化剂和还原剂
把提供氧的物质称为氧化剂，把夺取氧的物质称为还原剂，氧化剂和还原剂都是反应物。
师生总结
1、什么叫同素异形体？
2、碳有哪些同素异形体，有哪些物理性质和用途的差异？
3、碳具有哪些化学性质？
4、氧化还原反应的定义是什么？什么是氧化剂和还原剂？
教师
日期
学生
课程编号
17
课型
同步
课题
碳
教学目标
1．知道金刚石、石墨、C60的物理性质，主要用途。
2．知道同素异形现象、同素异形体概念。
3．知道木炭、活性炭等无定形碳的吸附性与用途。
4．理解碳的化学性质──稳定性、可燃性、还原性。
教学重点
1．知道同素异形现象、同素异形体概念。
2．知道金刚石、石墨、C60的物理性质，主要用途。
3．理解碳的化学性质──稳定性、可燃性、还原性。
教学安排
版块
时长
1
知识温习
10mins
2
每识每课
10mins
3
新知精讲
50mins
4
课堂小憩
10mins
5
典例解析
30mins
6
师生总结
10mins
碳的单质
颜色和状态
特殊性质
主要用途
金刚石
_________，正八面体状固体
天然物质中_____，熔点高，不导电，有光泽
做装饰品；切割玻璃的_____等
石墨
黑灰色，有_________光泽，不透明固体
______的矿物之一，滑腻，熔点高，导电，导热，
高温___剂，_____，制铅笔芯等
碳60
棕黑色固体，金属光泽
导电、_____、抗辐射、强磁性、有延展性等
超导体，____材料
无定形碳
特殊性质
用途
木炭
较疏松多孔，有____性
做燃料，吸附剂，制火药，绘画炭笔
活性炭
_____多孔，吸附性很强
吸附剂，制防毒面具，制糖工业除______
焦炭
较硬而脆，较疏松多空
化工原料，冶炼金属作______剂
炭黑
又黑又细的粉末
制油墨、_____、鞋油、碳素墨水、做橡胶增强剂
无定形碳
用 途
木炭
用作燃料，吸附性，绘画炭笔，制火药
焦炭
化工原料，冶金还原剂
活性炭
吸附剂，制防毒面具等
炭黑
制中国墨、油墨、鞋油、颜料．作橡胶补强剂
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