/課題1碳單質的多樣性第2課時碳單質的化學性質一、知識目標1．了解常溫下碳的穩(wěn)定性，認識化學反應是有條件的，掌握不同條件下碳與氧氣的反應。2．掌握碳與某些氧化物的反應，能正確書寫相關化學方程式，認識碳的還原性。3．理解還原反應的概念，了解碳的還原性在冶金工業(yè)等方面的應用。二、核心素養(yǎng)目標1．宏觀辨識與微觀探析：從宏觀現(xiàn)象（如碳燃燒的現(xiàn)象、木炭與氧化銅反應的現(xiàn)象）入手，探析碳單質在不同反應中的性質及變化實質。2．證據(jù)推理與模型認知：通過對碳與氧氣、碳與某些氧化物反應的實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的分析推理，建立化學反應條件、反應物用量與產(chǎn)物關系的模型。3．科學態(tài)度與社會責任：認識碳的性質和用途，了解碳在生活和工業(yè)中的應用，增強安全意識和環(huán)保意識，如使用木炭做燃料的注意事項。一、學習重點碳與氧氣、碳與某些氧化物的反應，碳的還原性及相關化學方程式的書寫。二、學習難點理解化學反應條件和反應物用量對產(chǎn)物的影響，以及還原反應的概念。1．當木炭充分燃燒時，與氧氣反應生成二氧化碳，反應的化學方程式為C+O?===點燃CO?。當木炭燃燒不充分的時候，生成一氧化碳，反應的化學方程式為2C+O?===點燃2．木炭與氧化銅反應，生成銅和二氧化碳，反應的化學方程式為2CuO+C===高溫2Cu+CO?↑3．在高溫條件下，碳單質還能使二氧化碳轉化成一氧化碳，反應的化學方程式為CO?+C===高溫2CO一、新課導入問題思考：展示鉆石、用墨書寫或繪制的歷經(jīng)千年而不變色的字畫、重要文件簽寫時使用的碳素墨水的圖片，思考為什么鉆石能長久保存，墨寶能歷經(jīng)千年不褪色，碳素墨水適合用于重要文件簽寫？答案：這些現(xiàn)象都和碳單質在常溫下的化學穩(wěn)定性有關，常溫下碳的化學性質穩(wěn)定。問題思考2：提出疑問：如果溫度升高，碳單質的活潑性又會如何呢？冬天北方農(nóng)村地區(qū)常在房間里燃煤、燒炭取暖，有時會發(fā)生中毒現(xiàn)象，這背后隱藏著怎樣的化學奧秘？答案：帶著這些問題，我們將在后續(xù)學習碳單質與氧氣、某些氧化物的反應來揭開謎團。碳單質與氧氣反應活動一：碳單質常溫下的穩(wěn)定性問題思考：從“鉆石恒久遠，一顆永流傳”，用墨書寫或繪制的字畫歷經(jīng)千年而不變色，重要文件的簽寫使用碳素墨水這些現(xiàn)象中，能推測出碳單質在常溫下具有怎樣的化學性質呢？答案：碳單質在常溫下化學性質不活潑?；顒佣禾紗钨|與氧氣的反應問題思考1：回顧木炭在氧氣中燃燒的實驗，描述其現(xiàn)象，并寫出化學方程式。答案：現(xiàn)象是發(fā)出白光，放出熱量，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體；化學方程式為C+問題思考2：冬天燒炭取暖中毒的原因是什么？答案：可能是碳燃燒不充分生成了一氧化碳，化學方程式為2C+O問題思考3：對比碳充分燃燒和不充分燃燒的兩個化學方程式，從反應物用量和反應條件的角度，能得出什么結論呢？答案：化學反應是有條件的，反應物的用量不同，產(chǎn)物也不同。具體為：①當m(C):m(O2)≤3:8（氧氣充足）時，只生成CO2；②當問題思考4：碳單質的可燃性可以用于做什么呢？使用木炭做燃料有哪些注意事項？答案：碳單質的可燃性可作燃料；使用木炭做燃料要開窗通風，防止一氧化碳中毒?；顒尤旱淅v典例1：墨的主要成分是碳單質，古代水墨畫保存至今而不變色的原因是（）A．碳單質在常溫下不活潑B．碳單質的硬度大C．碳單質有吸附性D．碳單質有可燃性答案：A因為常溫下碳的化學性質穩(wěn)定，所以用墨繪制的古代水墨畫能保存至今不變色，A選項正確；碳單質的硬度大、有吸附性和可燃性與水墨畫保存不變色無關，B、C、D選項錯誤。典例2：關于碳的燃燒，下列說法中正確的是（）A．C60結構穩(wěn)定，不能燃燒B．碳和氧氣反應一定會生成CO2C．碳的燃燒是放熱反應D．碳在氧氣中燃燒的產(chǎn)物一定是純凈物答案：CC60也能燃燒，A選項錯誤；碳和氧氣反應，氧氣充足時生成CO2，氧氣不充足時生成CO，B選項錯誤；碳的燃燒是放熱反應，C選項正確；碳在氧氣中燃燒，根據(jù)氧氣的量不同，產(chǎn)物可能是CO2、CO或二者的混合物，不一定是純凈物，D選項錯誤。典例3：“賣炭翁，伐薪燒炭南山中”出自我國唐代詩人白居易的《賣炭翁》，與詩中提到的炭用途相關的性質是（）A．黑色B．穩(wěn)定性C．可燃性D．還原性答案：C詩中賣炭翁燒炭是為了利用炭的可燃性來取暖等，與炭的黑色、穩(wěn)定性和還原性無關，C選項正確。碳單質與某些氧化物反應活動一：木炭與氧化銅的反應問題思考1：根據(jù)資料寫出木炭與氧化銅反應的化學方程式。答案：2CuO問題思考2：在實驗中，在酒精燈上加網(wǎng)罩的作用是什么？答案：集中火焰，提高溫度。問題思考3：反應結束時，為何要先撤出導管，后熄滅酒精燈？用彈簧夾夾緊乳膠管后，為何要待試管冷卻后再將粉末倒出？答案：先撤出導管，后熄滅酒精燈是為了防止澄清石灰水倒流入熱的試管致使試管破裂；待試管冷卻后再倒出粉末是為了防止生成的銅再被氧化成氧化銅。問題思考4：實驗中觀察到了什么現(xiàn)象？能得出什么結論？答案：現(xiàn)象是黑色粉末變紅色，澄清石灰水變渾濁；結論是有Cu生成，有CO活動二：還原反應問題思考1：在木炭與氧化銅的反應中，哪種物質得到氧，哪種物質失去氧？答案：碳得到氧變成二氧化碳，氧化銅失去氧變成銅。問題思考2：還原反應的定義是什么？在木炭與氧化銅的反應中，碳具有什么性質？答案：還原反應是含氧化合物里的氧被奪去的反應。在這個反應中，碳奪走氧化銅中的氧，作還原劑，它具有還原性。問題思考3：還原反應在實際生活中有哪些應用呢？答案：可用于冶金工業(yè)，例如利用焦炭可以把鐵從它的氧化物礦石里還原出來，化學方程式為2Fe2活動三：典例精講典例1：如圖所示是木炭還原氧化銅的實驗，下列關于該實驗分析正確的是（）A．裝置中的酒精燈可以改用酒精噴燈B．試管②導管口剛有氣泡冒出說明試管①反應開始C．試管②中溶液由紅色變?yōu)闊o色說明試管①反應結束D．實驗結束，用彈簧夾夾緊乳膠管是防止試管冷卻過快答案：A酒精噴燈的火焰溫度更高，裝置中的酒精燈可以改用酒精噴燈，A選項正確；試管②導管口剛有氣泡冒出可能是裝置內(nèi)的空氣受熱膨脹排出，不能說明反應開始，B選項錯誤；試管②中澄清石灰水變渾濁說明有二氧化碳生成，反應結束時石灰水依然是渾濁的，C選項錯誤；實驗結束，用彈簧夾夾緊乳膠管是防止空氣進入使生成的銅被氧化，D選項錯誤。典例2：有關碳與二氧化碳高溫下發(fā)生的反應，下列說法正確的是（）A．碳具有氧化性B．二氧化碳發(fā)生了還原反應C．反應前后氧元素的化合價發(fā)生了改變D．反應前后固體的質量不變答案：B在CO2+1．墨的主要成分是碳單質，古代水墨畫保存至今而不變色的原因是（）A．碳單質在常溫下不活潑B．碳單質的硬度大C．碳單質有吸附性D．碳單質有可燃性【答案】A【解析】因為常溫下碳的化學性質穩(wěn)定，所以用墨繪制的古代水墨畫能保存至今不變色，A選項正確；碳單質的硬度大、有吸附性和可燃性與水墨畫保存不變色無關，B、C、D選項錯誤。2．關于碳的燃燒，下列說法中不正確的是（）A．碳燃燒后的產(chǎn)物不可能是混合物B．碳和氧氣的質量比不同，生成物可能不同C．碳在充分燃燒和不充分燃燒時，都放熱D．金剛石、石墨和C??在氧氣中充分燃燒，產(chǎn)物都是CO?【答案】A【解析】碳燃燒后的產(chǎn)物可能是混合物。當氧氣不足時，碳不完全燃燒會同時生成一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO?），這兩種氣體混合形成混合物。因此“產(chǎn)物不可能是混合物”的說法是錯誤的。3．如圖是碳與其他物質之向的反應及轉化關系（“—”表示物質間可發(fā)生反應，“→”表示物質間可發(fā)生一步轉化）。下列說法不正確的是（）A．反應①體現(xiàn)了碳的還原性B．反應②前后碳元素的化合價不變C．反應③固體質量增大，符合質量守恒定律D．反應④中C與O?的質量比為3：8，一定只生成CO?【答案】B【解析】反應②?可能是碳與CuO的反應，例如：2CuO+4．某小組利用如圖裝置進行木炭與氧化銅的實驗，酒精燈加金屬網(wǎng)罩是為了提高火焰溫度。下列說法錯誤的是（）A．該反應說明木炭具有還原性B．反應過程中，黑色氧化銅變?yōu)榧t色固體C．該反應中，化合價降低的是銅元素和碳元素D．裝置中發(fā)生反應：C＋2CuO===高溫【答案】C【解析】分析反應中各元素的化合價變化：銅元素：CuO中Cu為+2價，Cu中Cu為0價，?化合價降低?（被還原）。碳元素：C中C為0價，CO?中C為+4價，?化合價升高?（被氧化）。氧元素：CuO中O為-2價，CO?中O為-2價，化合價不變。?結論?：碳元素的化合價是升高的，而非降低。因此C錯誤。一、碳單質與氧氣反應1．氧氣充足，充分燃燒：C+O?===點燃2．氧氣不足，不充分燃燒：2C+O?===點燃二、碳單質與某些氧化物反應1．木炭與氧化銅反應：（1）實驗現(xiàn)象：黑色粉末變紅，石灰水變渾濁（2）化學方程式：2CuO+C===高溫2．還原反應（1）定義：含氧化合物里的氧被奪去的反應。（2）應用①冶金工業(yè)：2Fe?O?+3C===高溫②轉化CO?：CO?+C===高溫考點1碳單質的可燃性1．木炭具有可燃性，根據(jù)性質決定用途，所以其可以用作A．吸附劑 B．燃料 C．冶煉金屬 D．制墨水【答案】B【解析】A、木炭具有吸附性，可用作吸附劑，和木炭的可燃性無關，錯誤；B、木炭具有可燃性，可用作燃料，正確；C、木炭具有還原性，可用于冶煉金屬，和木炭的可燃性無關，錯誤；D、制墨水一般利用炭黑等，和木炭的可燃性無關，錯誤；故選B。2．相同質量的碳燃燒分別生成和，消耗氧氣的質量比是A． B． C． D．【答案】B【解析】碳燃燒的化學方程式：碳完全燃燒生成二氧化碳：，碳不完全燃燒生成一氧化碳：。設碳的質量為克。在化學方程式中，克碳反應消耗的質量為;在化學方程式中，克碳反應消耗的質量為。所以消耗氧氣質量比=。因此，相同質量的碳燃燒分別生成和，消耗氧氣的質量比是。故選B。考點2木炭還原氧化銅1．實驗小組采用如圖所示裝置驗證碳粉還原氧化銅，下列說法錯誤的是A．實驗前要先檢驗裝置的氣密性B．網(wǎng)罩的作用是集中火焰