5．2碳學(xué)習(xí)目標1.了解金剛石與石墨的物理性質(zhì)及主要用途，認識幾種無定形碳及其主要用途。2．明確物質(zhì)性質(zhì)與物質(zhì)用途的關(guān)系。3．知道一種元素可以因結(jié)構(gòu)不同而組成幾種不同的單質(zhì)，結(jié)構(gòu)不同則性質(zhì)不同。4．認識碳的性質(zhì)，了解碳和一氧化碳的燃燒產(chǎn)物，知道完全燃燒和不完全燃燒的含義。5．了解CO的毒性及使用煤爐的安全知識。6．理解碳及其氧化物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。01課前梳理知識點一碳單質(zhì)的物理性質(zhì)與用途1．金剛石和石墨。

物質(zhì)金剛石石墨物理性質(zhì)無色透明，是自然界中____的物質(zhì)灰黑色，有____光澤，質(zhì)軟而滑膩，能導(dǎo)電、導(dǎo)熱，耐高溫用途做磨料、地質(zhì)勘探的鉆頭和玻璃刀的刀頭制鉛筆芯，做高溫潤滑劑、電極和熔煉金屬的坩堝(石墨坩堝)區(qū)別和聯(lián)系碳原子排列方式不同，導(dǎo)致二者的物理性質(zhì)____；都是由碳元素組成的單質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)相似最硬金屬不同特別提醒物質(zhì)的性質(zhì)決定用途，根據(jù)物質(zhì)的用途也可以推知相關(guān)的性質(zhì)。2.無定形碳。(1)種類：木炭、活性炭、焦炭和炭黑等。都具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，具有相當強的吸附能力。(2)木炭、焦炭是冶金和生活的常用燃料。(3)活性炭：疏松多孔，具有______，可用于吸附材料。(4)炭黑：常溫時________，可制造油墨、墨汁等。3．其他碳單質(zhì)：富勒烯、石墨烯等，在材料科學(xué)、電子工業(yè)等方面有廣闊的應(yīng)用前景。吸附性非常穩(wěn)定知識點二碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)1．穩(wěn)定性：常溫下，碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)是非常穩(wěn)定的。2.可燃性和還原性。4．一氧化碳是____的氣體，它與血液中血紅蛋白結(jié)合的能力比氧氣強二百多倍，會使血液失去輸氧能力，出現(xiàn)中毒現(xiàn)象。所以，在室內(nèi)使用含碳燃料時，要保證有充分的通風(fēng)措施，確保安全。有毒02課堂解析?重難點一碳單質(zhì)及其物理性質(zhì)碳有多種不同的單質(zhì)，體現(xiàn)了物質(zhì)的多樣性。金剛石無色透明，是自然界中最硬的物質(zhì)，可以用來做磨料、地質(zhì)勘探的鉆頭和玻璃刀的刀頭。金剛石經(jīng)過切割加工后，折光性強，光彩奪目，還可以做成貴重的裝飾品。石墨為灰黑色，有金屬光澤，質(zhì)軟而滑膩，能導(dǎo)電、導(dǎo)熱，耐高溫，可用于制鉛筆芯，做高溫潤滑劑、電極和熔煉金屬的坩堝(石墨坩堝)。焦炭、木炭、活性炭、炭黑等無定形碳，都具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，具有相當強的吸附能力。[跟蹤訓(xùn)練]1.碳是自然界中最常見的元素之一，如圖為部分碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)模型，圖中小球表示碳原子。(1)金剛石可用于切割大理石，所以它具有________的物理性質(zhì)，石墨沒有這種物理性質(zhì)，這兩種單質(zhì)物理性質(zhì)存在很大差異的原因是______________________________。(2)石墨質(zhì)軟，利用該性質(zhì)的一種用途是______________________。(3)我國科學(xué)家成功合成的3mm長的管狀定向碳納米管，長度居世界之首，碳納米管與金剛石、石墨、C60均屬于________(填“單質(zhì)”或“化合物”)。硬度大碳原子的排列方式不同做鉛筆芯(合理即可)單質(zhì)?重難點二碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)，由于碳原子的最外層電子數(shù)是4，不容易得失電子，因此碳元素的化學(xué)性質(zhì)在常溫下較穩(wěn)定；但在溫度升高的情況下，碳元素的化學(xué)性質(zhì)較活潑，表現(xiàn)出碳的可燃性和還原性：碳在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳，不完全燃燒生成一氧化碳；碳在加熱或高溫時可以和某些氧化物反應(yīng)，奪取這些氧化物中的氧。[跟蹤訓(xùn)練]2.如圖為一個正在燃燒的煤爐的示意圖，請回答下列問題。(1)煤爐中煤層上方的藍色火焰是__________(填物質(zhì)名稱)在燃燒，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________。一氧化碳(2)煤爐的進氣口在煤爐的下方，在進氣口煤的燃燒一般很充分，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________。(3)煤爐中一氧化碳有兩個來源：①________________________；②________________。(用化學(xué)方程式表示)課后練習(xí)03

√

基礎(chǔ)鞏固1．下列有關(guān)金剛石和石墨的說法，錯誤的是(

)A．都是碳的單質(zhì)B．都由碳元素組成C．都是黑色固體D．碳原子排列方式不同√2．碳單質(zhì)的性質(zhì)與用途對應(yīng)關(guān)系錯誤的是(

)A．石墨導(dǎo)電性好，可做電池電極B．活性炭吸附性強，可作冰箱除味劑C．金剛石硬度大，可制鉛筆芯D．炭黑常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可制墨汁√3．下列有關(guān)碳單質(zhì)燃燒的說法錯誤的是(

)A．金剛石、石墨和C60在氧氣中充分燃燒，產(chǎn)物都是二氧化碳B．碳單質(zhì)在點燃的條件下與足量的氧氣完全反應(yīng)生成二氧化碳氣體C．碳在氧氣不充足的情況下燃燒，會生成有毒的一氧化碳氣體D．等質(zhì)量的碳單質(zhì)，完全燃燒放出的熱量與不完全燃燒放出的熱量一樣多√4．下列說法正確的是(

)A．一氧化碳燃燒時，產(chǎn)生黃色火焰，放出熱量，生成二氧化碳B．在室內(nèi)放一盆水可防止一氧化碳中毒C．碳完全燃燒生成一氧化碳D．含碳燃料的燃燒常會產(chǎn)生一氧化碳，應(yīng)及時通風(fēng)，防止中毒√5．《墨經(jīng)》記載“立窯燒煙法”的示意圖如圖所示，爐膛口較小，松木置于爐膛中燃燒，甕中收集的黑煙(主要為炭黑)可用于制墨。下列說法錯誤的是(

)A．黑煙是由松木不完全燃燒產(chǎn)生的B．爐膛口的大小和甕的高矮會影響炭黑的產(chǎn)量C．炭黑的主要成分是碳的化合物D．常溫下炭黑的化學(xué)性質(zhì)不活潑6．化學(xué)與我們的生活密切相關(guān)。會用化學(xué)眼光看物質(zhì)世界，是學(xué)習(xí)化學(xué)知識后應(yīng)具有的素養(yǎng)。根據(jù)已學(xué)知識填空：(1)從物質(zhì)的元素組成看，CO是由________________組成的。解析：根據(jù)CO的化學(xué)式可知，它是由碳、氧兩種元素組成的。(2)從化學(xué)物質(zhì)類別看，CO屬于________(填“單質(zhì)”或“化合物”)。解析：CO屬于化合物。碳元素和氧元素化合物(3)從化學(xué)用語角度看，“C的不完全燃燒”可表示為___________________________________。在此反應(yīng)中碳元素的化合價由0升高到________。解析：碳的不完全燃燒是碳和氧氣在點燃的條件下反應(yīng)生成一氧化碳的過程，在變化過程中碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳，碳元素的化合價由0升高為＋2。＋2(4)從微觀變化角度看，“CO燃燒”的微觀模型示意圖如圖所示，請把下圖“反應(yīng)中”的內(nèi)容填完整。

解析：化學(xué)變化過程是分子分裂為原子，原子重新組合成新分子的過程，據(jù)此補充反應(yīng)的微觀模型示意圖。答案：

能力達標√7．金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質(zhì)，它們的性質(zhì)存在著明顯差異。原因是構(gòu)成它們的原子(

)A．種類不同B．大小不同C．質(zhì)量不同D．排列方式不同8．(1)“3D打印機”需要穩(wěn)定的電源保證工作效率，以碳納米管作為電極材料的柔性電池具有穩(wěn)定性高、工作時間長、發(fā)熱量小等特點，適合3D打印的需要，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，請回答下列問題。①電池中石墨表現(xiàn)出優(yōu)良的________性能。②石墨與金剛石都是碳的單質(zhì)，它們的物理性質(zhì)差異明顯的原因是______________________不同。導(dǎo)電碳原子的排列方式(2)天然氣不充分燃燒時會產(chǎn)生炭黑或一氧化碳，這是因為天然氣中含有碳元素，碳不完全燃燒也會產(chǎn)生一氧化碳，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________，CO可以使人中毒，所以用煤爐烤火取暖時一定要注意安全。(3)CO與CO2可以相互轉(zhuǎn)化。CO2在高溫下與碳反應(yīng)生成CO的化學(xué)方程式是________________________。

素養(yǎng)提升9．閱讀下面科普短文：石墨烯是世界上導(dǎo)電性最好的材料，其目前最有潛力的應(yīng)用是成為硅的替代品，用石墨烯取代硅，計算機處理器的運行速度將會加快數(shù)百倍。石墨烯在電子、復(fù)合材料、醫(yī)療健康等多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，不同領(lǐng)域的應(yīng)用分布如圖所示。將含有石墨烯和碳納米管兩種納米材料的水溶液在低溫環(huán)境下凍干，去除水分、保留骨架，制造出的一種超輕固體材料被稱為“全碳氣凝膠”，是迄今為止世界上最輕的材料。“全碳氣凝膠”還是吸油能力最強的材料之一，吸收量可高達自身質(zhì)量的900倍。紡織領(lǐng)域是石墨烯應(yīng)用的新興領(lǐng)域。紡織面料摻入石墨烯后，在低溫情況下，石墨烯可將來自遠紅外線的熱量傳送給人體，改善人體微循環(huán)系統(tǒng)，促進新陳代謝。另外，紡織面料中的石墨烯片層結(jié)構(gòu)中含有豐富的含氧基團，影響菌體的正常代謝，從而使菌體無法吸收養(yǎng)分直至死亡。隨著科技水平的提升，石墨烯作為一種基本材料，其應(yīng)用會有越來越多的可能。請依據(jù)短文內(nèi)容回答下列問題：(1)石墨烯與金剛石的組成元素相同，但石墨烯有良好導(dǎo)電性，而金剛石卻沒有導(dǎo)電性，原因是_________________________。(2)石墨烯應(yīng)用占比最高的領(lǐng)域是________________。(3)下列說法錯誤的是________(填字母)。A．石墨烯可用于制作新能源電池B．石墨烯在常溫下化學(xué)性質(zhì)很活潑C．“全碳氣凝膠”可處理海上石油泄漏碳原子的排列方式不同電子領(lǐng)域B(4)紡織面料摻入石墨烯后具有的優(yōu)點有__________________________________________