人教版化学九上·第六单元 课题1《金刚石、石墨和C60》（第2课时）课件+教案含练习

第六单元  碳和碳的氧化物

课题1  金刚石、石墨和C60

第二课时  单质碳的化学性质

教学过程

回顾思考

1.金刚石可作玻璃刀，是因为　金刚石的硬度很大，是天然存在的最硬的物质　。 

2.石墨可作电池中的电极，是因为　石墨具有良好的导电性　。 

3.活性炭可装在防毒面具的滤毒罐里，是因为　活性炭有吸附性，可吸附毒气　。 

4.木炭能脱色，是因为　木炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，可吸附色素，使一些有色物质脱色　。 

5.石墨可作铅笔芯，是因为　石墨质软，在纸上划过可留下痕迹　。

6.物质的结构决定了物质的　性质　，物质的性质决定了物质的　用途　。

导入新课

【教师讲解】上一节课我们学习了几种碳的单质，并了解了它们重要的物理性质和用途。现在让我们一起来探究一下单质碳的化学性质。

讲授新课

一、单质碳的化学性质

1.常温下的稳定性

【教师提问】（1）利用多媒体展示几幅古画或古人真迹。这些字画都已保存了几百年乃至几千年，纸或布都已破损，但黑色（墨中含有碳）仍然不变，这说明了什么问题？

（2）利用多媒体展示我国一些古建筑被埋入地下的柱子，其表面被火烧成黑色。 如果将这种木头柱子直接埋入地下，你们认为有什么后果？这又说明了什么问题？

【教师讲解】上述两种现象都与单质碳的化学性质有关，说明了在常温下，单质碳的化学性质不活泼，经得起风吹、日晒、雨淋。

【小组讨论】是什么决定了单质碳在常温下化学性质不活泼呢？能决定元素化学性质的是什么？

【教师总结】

碳原子最外层有4个电子，它要成为稳定结构，得4个电子或失4个电子都不容易，所以化学性质不活泼。

2.可燃性

【过渡】如果升高温度，碳是否会发生反应？回忆木炭在氧气中燃烧的实验，写出反应的化学方程式，说出反应的现象。

【学生回答】木炭在氧气中充分燃烧的化学方程式为C+O2CO2，实验现象为发出白光，放出热量，生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。

【教师讲解】当氧气不充足时，碳燃烧就不充分，这时生成一氧化碳，放出热量：2C+O22CO。

【注意】CO俗称“煤气”，有剧毒。生活中烧煤取暖时，若燃烧不充分就会生成CO，使人中毒。为了防止CO中毒，取暖时要注意保证室内通风良好，使碳完全燃烧，避免生成大量一氧化碳。

3.还原性

课本P110［实验6-2］把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管，并将试管固定在铁架台上。试管口装有通入澄清石灰水的导管（如图），用酒精灯（可加网罩以使火焰集中并提高温度，最好使用酒精喷灯）加热混合物几分钟。然后先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析。

【学生实验】

现象：澄清石灰水变浑浊，试管粉末中有红色物质出现。分析：产物为二氧化碳、铜。

结论：化学方程式：2CuO+C2Cu+CO2↑

【教师提问】从分子构成上看CuO转化为Cu，发生了什么变化?是哪种物质导致了这种变化?

【学生回答】CuO转化为Cu失去了氧，是碳夺走了CuO中的氧。

【小结】还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做还原反应。能夺得氧的物质是还原剂，还原剂具有还原性，碳、氢气都是具有还原性的物质，可以用作冶金工业的还原剂，例如高炉炼铁的反应。

【课堂练习】焦炭在工业上可用来炼铁：2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑，这个反应是不是还原反应?若是还原反应，哪种物质具有还原性?

【学生回答】此反应是还原反应，其中碳具有还原性。

【补充】（1）单质碳不但能夺取金属氧化物中的氧，还能夺取某些非金属氧化物中的氧，例如C+CO22CO。

（2）物质跟氧发生的反应叫氧化反应，氧化反应和还原反应存在于同一个反应中，例如在2CuO+C2Cu+CO2↑反应中，氧化铜失去氧发生还原反应，碳与氧化铜中的氧结合，发生的是氧化反应，氧化铜被还原了，氧化铜属于氧化剂，氧化铜具有氧化性，碳被氧化了，碳属于还原剂，碳具有还原性。

二、典例剖析

例1  炭雕是一种集观赏、空气净化于一体的工艺品，其主要成分是木炭。下列说法中错误的是（     ）

A.炭雕作为艺术品可以长久保存

B.炭雕能吸附室内微量的有害气体

C.摆放炭雕时必须远离火种

D.将制炭雕的下脚料研成粉末，与氧化铜粉末加热，不能发生反应

解析：在常温下碳的化学性质不活泼，受日光等照射不易起变化，故炭雕可长期保存，A正确；炭雕的主要成分是木炭，木炭具有吸附性，能吸附有害气体，故B正确；木炭能燃烧，必须远离火种，注意安全，故C正确；木炭具有还原性，在加热条件下可与CuO反应，故D错误。

答案：D

例2  几位同学在实验室做木炭还原氧化铜的实验，实验完毕后，他们发现试管内仍有黑色固体物质存在。该试管中的黑色固体物质是什么？

【提出猜想】

小玉同学：木炭

小兰同学：氧化铜

小华同学：木炭和氧化铜

【查阅资料】

木炭、铜都不与稀硫酸反应：Na2O、MgO、CuO、Fe2O3等金属氧化物能与稀硫酸反应生成盐和水。

【实验设计】

方案一：向盛有黑色固体的试管中加入足量的稀硫酸，充分振荡，静置后观察现象。

方案二：取少量该黑色固体在空气中燃烧，观察现象。

他们对“方案一”进行了分析讨论，达成了共识：若试管内溶液无色且有黑色固体存在，证明      同学的猜想正确。若试管中溶液呈蓝色且无黑色固体存在，证明      同学的猜想正确。若现象是          ，证明小华同学的猜想是正确的，发生反应的化学方程式为                     。

他们按照“方案二”进行了实验操作，记录如下：

解析:因为CuO与H2SO4反应生成蓝色CuSO4溶液，加入稀H2SO4，若溶液变蓝，证明有CuO，若溶液无色，证明没有CuO；若有黑色固体存在，证明有木炭，否则，没有木炭。木炭在空气中加热生成CO2气体，黑色固体逐渐消失。

答案:小玉   小兰   试管中溶液呈蓝色且有黑色固体存在

CuO+H2SO4 CuSO4+H2O    木炭    C+O2 CO2

课堂小结

本节课我们学习了碳的化学性质，通过观察实验现象并记录，学会了科学探究的方法，并知道了什么是氧化反应和还原反应。

当堂达标

1.我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）书写或绘制的字画能够保存至今而不变色的原因是（　　）

A.碳在常温下化学性质不活泼    B.炭黑具有很强的吸附能力 

C.部分炭黑转变成了更稳定的物质    D.碳单质不溶于水

答案：A

2.下列关于碳单质的说法中正确的是（　　）

A. C60是由碳原子构成的　　

B.金刚石、石墨和C60都由碳元素组成，结构相同

C.木炭具有还原性，高温下可以将氧化铜中的铜还原出来　　

D.石墨很软，不能用于制石墨电极

答案：C

3. 2019年5月30日，2019中国石墨烯产业高质量发展论坛在无锡举行。石墨烯是由碳原子组成的导电导热性能很强、硬度很大的一种新材料。下列叙述错误的是（　　）

A.石墨烯是一种单质               B.石墨烯是一种化合物 

C.石墨烯具有导电性               D.石墨烯具有导热性

答案：B

4.如图为金刚、石墨和C60的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法不正确的是（　　）

金刚石　　　　　　　石墨              C60

A.原子的排列方式改变，则构成的物质种类改变 

B.相同元素组成的不同物质，在足量的氧气中完全燃烧，产物相同 

C.相同元素组成的不同物质，化学性质相同 

D.在特定的条件下，石墨既可转化为金刚石，也可转化为C60

答案：C

5.如图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是（　　）

A.该实验需要较高温度 

B.木炭发生了还原反应 

C.实验前应把木炭粉充分烘干 

D.该实验中的木炭粉可以换成活性炭

答案：B

板书设计

第六单元　碳和碳的氧化物

课题1  金刚石、石墨和C60

第二课时  单质碳的化学性质

一、碳的化学性质

1.稳定性：常温下碳的化学性质不活泼。

2.可燃性

充分燃烧：C+O2 CO2

不充分燃烧：2C+O2 2CO

3.还原性

C+2CuO 2Cu+CO2↑

3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑

二、还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。

还原性：能夺走含氧化合物里的氧的物质具有还原性。