資源簡介

人教版九年級化學上冊
第六單元 碳和碳的氧化物
課題1 碳單質的多樣性（第二課時） 導學案
【學習目標】
知道碳單質主要的化學性質及用途，初步形成認識物質性質的微觀視角。
2. 認識化學轉化中物質之間的質量比例會影響反應程度以及反應產物，從而可以從比例視角解決問題。
3. 知道還原反應，認識碳具有還原性，掌握化學方程式的書寫。
4. 了解人類使用木炭冶煉金屬的史實，體會古人對還原反應的智慧應用。
【學習重點】
碳單質的化學性質，還原反應。
【學習難點】
木炭與氧化銅的還原反應。
【知識回顧】
1. 填寫表格
碳單質 主要物理性質 用途
金剛石
石墨
為什么金剛石和石墨的物理性質差異很大？它們的化學性質也會差異很大嗎？
一、常溫下，碳的化學性質不活潑
【思考】1.為什么碳在常溫下化學性質不活潑？
2.元素的化學性質與什么密切相關？
3.畫出碳原子的原子結構示意圖。
【思考】碳單質在任何情況下化學性質都這么穩定嗎？
二、碳單質與氧氣反應
【思考】回憶木炭在氧氣和空氣中燃燒的現象，填寫表格。
實驗現象
在空氣中
在氧氣中
化學方程式：
【思考】1.木炭有什么用途？
2.金剛石是否可以做燃料？
【交流討論】冬天在房間里燃煤、燒炭取暖，容易發生中毒現象，你知道是什么原因嗎？寫出化學方程式
原因：______________________________。
化學方程式：_________________________。
【注意】反應物濃度或反應條件不同，決定反應的進行程度或產物的不同。
【交流討論】如何避免中毒事件發生？
【思考】古代利用木炭冶煉銅，木炭在冶銅過程中的作用是什么？
碳單質與某些氧化物的反應
碳單質與氧化銅反應
實驗現象 結論
黑色粉末逐漸變為_____色 有_____生成
澄清石灰水______ 有_____生成
化學方程式：___________________________________。
【思考】1.酒精燈為什么要加網罩？
2.為什么要先撤出導氣管，再熄滅酒精燈？
3.試管里的粉末為什么要冷卻后再倒出？
4.剛開始試管中出現氣泡，為什么澄清石灰水不變渾濁？
2.還原反應
（1）含氧化合物中的氧被奪去的反應，叫 。
（2）碳得到氧變成 ， 失去 變成銅。
（3）碳奪走氧化銅中的 ，作 ，它具有 。
【思考】碳具有還原性，可以有哪些用途？
3.碳的還原性的應用
（1）用于冶金工業，如：焦炭可以把鐵從它的氧化物礦石里還原出來。
化學方程式：__________________________________
（2）在高溫條件下，碳能使二氧化碳轉變成一氧化碳。
化學方程式：__________________________________
【練一練】如圖是碳與氧化銅反應的實驗裝置圖，下列說法錯誤的是
A．給酒精燈加網罩，目的是集中火焰，提高溫度
B．實驗過程中，可觀察到澄清石灰水變渾濁
C．碳在反應中表現出還原性
D．實驗結束后，應先停止加熱，再將導氣管從澄清石灰水中撤出
【課堂總結】
課時作業
【基礎題】
王羲之是我國宋朝的書法家，他的墨寶保存至今，極其珍貴。你認為他的書法能保存完好是因為
A. 因為王羲之的書法蒼勁有力，不易褪色
B. 因為現代科學技術發達，能夠把古代書法還原本色
C. 因為墨的主要成分是碳，在常溫下化學性質穩定
D. 因為書法所用的紙質地優良，經久耐用
2. 碳單質的性質與用途對應關系錯誤的是
A. 石墨導電性好可作電池電極 B. 活性炭吸附性強可作冰箱除味劑
C. 金剛石硬度大可制作鉛筆芯 D. 炭黑常溫化學性質穩定可制墨汁
3. 為了證明木炭、石墨、金剛石都是由碳元素組成的，你會選用下列哪種方法
A．觀察顏色 B．測定密度
C．測導電性 D．在氧氣中燃燒都只生成一種氣體二氧化碳
4. 按如圖進行實驗，下列分析或結論正確的是
A.導管口剛有氣泡冒出說明反應開始
B.實驗結束應立即倒出粉末
C.碳能使氧化銅還原為銅
D.固體減少的質量一定等于生成二氧化碳質量
5. 我國古代將爐甘石(ZnCO3)、赤銅和木炭粉混合后加熱到約800℃，有如下反應發生① ②。下列有關說法錯誤的是
A．X的化學式為CO2
B．反應前后鋅元素質量不變
C．②反應中ZnO發生了還原反應
D．②反應前后鋅元素化合價升高
6. 要使80g氧化銅完全還原，理論上至少需要碳單質的質量是多少？
【創新題】
豐富多彩的物質世界是由元素組成的，一種元素可能組成多種不同的單質。下列關于碳單質的說法正確的是
A．由于石墨具有良好的導電性，因此石墨可用于制高鐵的電刷
B．碳單質在空氣中燃燒只能生成二氧化碳
C．金剛石、石墨和C60的物理性質差異大的原因是構成它們的原子大小不同
D．重要檔案用碳素墨水書寫只利用了碳的物理性質
8. 將總質量為ag的木炭、氧化銅混合物裝入圖1試管中并加熱，充分反應。反應過程中，固體的總質量隨反應時間的變化關系如圖2所示。下列有關該實驗的說法錯誤的是
A．實驗前，應將反應物進行烘干研磨
B．實驗結束時，應先移去盛有澄清石灰水的試管
C．圖2中，M點含有兩種固體物質
D．實驗中，產生氣體的總質量為(a-b)g
9.碳在氧氣中燃燒由于二者的質量比不同，產生的產物也不同，若生成物為CO和CO2的混合物，則碳和氧氣的質量比可能是
A．3：4 B．3：5 C．1：3 D．3：8
如圖1是一幅敦煌壁畫。古代敦煌的顏料制作技術已經居世界領先水平。敦煌壁畫中的色彩主要來自彩色礦石和色土。
(1)一千多年前的敦煌壁畫色彩依然鮮艷如初，說明彩色礦石和色土常溫下 （填“易”或“不易”）被氧化。
(2)壁畫綠色來自氯銅礦、石綠等，氯銅礦中Cu為+2價，主要成分的化學式為Cu2(OH)xC1，則x= 。
(3)銅礦是古代繪畫顏料主要來源，圖2是Cu元素的價類二維圖（橫坐標表示含銅物質的類別，縱坐標表示含銅物質中銅元素的化合價，甲、乙、丙、丁表示含銅元素物質）
①丁是孔雀石的主要成分，它的化學式為Cu2(OH)2CO3。丁中含有 種元素，其中銅元素與碳元素的質量比為 。Cu2(OH)2CO3加熱能生成三種氧化物，其中一種為黑色固體。該反應的化學方程式為 ，屬于 反應（填基本反應類型）
②寫出下列物質的化學式：甲 ，乙 。
③反應d可以是丙和碳反應，其中碳體現了它的 （填“氧化性”或“還原性”）。
【答案】
1.C 2.C 3.D 4.C 5.D 6. 6g 7.A 8.C 9.B
10.(1)不易 (2)3
(3)① 四/4 32：3 分解
②Cu Cu2O ③還原性人教版九年級化學上冊
第六單元 碳和碳的氧化物
課題1 碳單質的多樣性（第二課時） 教學設計
一、課標分析
《義務教育化學課程標準（2022年版）》在學習主題二《物質的性質與應用》的內容要求中指出：認識物質是多樣性的，知道物質具有獨特的物理性質和化學性質，同類物質在性質上具有一定的相似性，知道物質的性質決定用途（2.1物質的多樣性）；知道可以從物質的存在、組成、變化和用途等視角認識物質的性質（2.3認識物質性質的思路與方法）。此外在本學習主題的學業要求5中還指出：能基于物質的性質和用途，從辯證的角度，初步分析和評價物質的實際應用。
本節選自人教版初中化學九年級上冊第六單元《碳和碳的氧化物》的課題一《碳單質的多樣性》，旨在以金剛石、石墨等碳的同素異形體為載體，通過對性質的研究學習，達成從多角度認識物質并建立結構、性質和用途之間關系的核心素養的培養。
二、教學目標
1．通過碳原子最外層電子數目的分析，知道碳單質常溫下性質不活潑，初步形成認識物質性質的微觀視角。
2. 通過碳的可燃性的學習，認識到化學轉化中物質之間的質量比例會影響反應程度以及反應產物，從而可以從比例視角解決問題。
3. 通過實驗探究，認識碳具有還原性，掌握還原方程式的書寫。
4. 了解人類使用木炭冶煉金屬的史實，體會古人對還原反應的智慧應用。
三、學習重難點
重點：碳單質的化學性質及其應用；還原反應。
難點：碳單質在常溫下化學性質穩定的原因；還原反應。
四、教法與學法
教法：探究法、實驗法
學法：合作討論、自主學習
教學準備
課件
教學用品：鐵架臺、試管、酒精燈、網罩、升降臺、止水夾、導管、木炭、氧化銅、澄清石灰水、火柴
教學過程
【創設情境】碳原子的不同排列形成物理性質截然不同的碳單質。
【提出問題】碳原子排列方式多種多樣，使碳單質的物理性質差異很大，那它們的化學性質也會差異很大嗎？
【創設情境】圖片展示字畫、底部燒焦的木樁
【提出問題】為什么字畫前年字跡清晰？為什么正式考試要求碳素筆？為什么木樁埋入地下要燒焦？
【學生思考】碳化學性質穩定
【提出問題】1.為什么碳在常溫下化學性質不活潑？
2.元素的化學性質與什么密切相關？
【學生討論】畫出原子結構示意圖，分析最外層電子數，得出結論。
【提出問題】碳在任何情況下化學性質都這么穩定嗎？
【學生回顧】可以燃燒
【提出問題】你還記得木炭燃燒的實驗現象嗎？
【學生活動】回答現象，書寫方程式。
【結論】碳具有可燃性，即C+O2CO2（氧氣充足，碳充分燃燒）
【提出問題】木炭有什么用途？
【學生回答】燃料
【提出問題】金剛石可否做燃料？
【學生思考】可以燃燒，但成本高不合適。
【交流討論】冬天在房間里燃煤、燒炭取暖，常發生中毒現象，你知道是什么原因嗎？
【學生交流】碳與氧氣不充分燃燒：2C+O22CO。
【過渡】由此可見，反應物之間的質量比例影響了反應的劇烈程度以及產物。
【提出問題】如何避免中毒事件發生？
【學生討論】改變反應物之間的質量比例，使其完全燃燒。
【過渡】介紹古代火法煉銅
【提出問題】木炭在冶銅過程中的作用是什么？
【學生討論】燃燒提供熱量。
【講解】煉銅的實質是木炭將氧化銅變成銅單質。
【演示實驗】木炭還原氧化銅。
【學生活動】觀察實驗現象，得出結論，書寫方程式2CuO＋C2Cu＋CO2↑
【提出問題】1.酒精燈為什么要加網罩？
2.為什么要先撤出導氣管，再熄滅酒精燈？
3.試管里的粉末為什么要冷卻后再倒出？
4.剛開始試管中出現氣泡，為什么澄清石灰水不變渾濁？
【學生討論】小組匯報結果。
【總結】在該實驗中，氧化銅失去氧而變成了單質銅，碳得到氧變成二氧化碳。
這種含氧化合物里的氧被奪去的反應，就叫做還原反應。
在該反應中，碳奪走氧化銅中的氧，作還原劑，它具有還原性。
【提出問題】碳具有還原性，可以有哪些用途？
【講解】可以還原金屬氧化物和非金屬氧化物。
【學生活動】書寫方程式2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑ C＋CO22CO
【課堂總結】師生互評，總結收獲。
【課堂練習】(共19張PPT)
第六單元 碳和碳的氧化物
課題1 碳單質的多樣性
第二課時
思考：碳原子排列方式多種多樣，使碳單質的物理性質差異很大，那它們的化學性質也會差異很大嗎？
東晉王羲之書法
碳單質的化學性質
地下部分燒焦的木樁
思考：這些說明了什么？
考試專用筆
碳單質常溫下化學性質不活潑
思考：為什么碳在常溫下化學性質不活潑？
元素的化學性質與什么密切相關？
6 C
碳
12.01
碳原子的最外層電子數為4，既不容易得到電子，也不容易失去電子，所以常溫下碳的化學性質比較穩定。
碳單質常溫下化學性質不活潑
思考：碳在任何情況下化學性質都這么穩定嗎？
回顧：你還記得木炭在氧氣中燃燒的現象嗎？
碳單質與氧氣反應（可燃性）
現象
方程式
發出白光，放出熱量，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體。
C + O2 === CO2
點燃
思考：木炭的用途？
碳單質與氧氣反應（可燃性）
決定
體現
用途
性質
高溫下，金剛石有可燃性
作燃料
碳不充分燃燒：2C + O2 === 2CO
點燃
交流討論：冬天在房間里燃煤、燒炭取暖，容易發生中毒現象，你知道是什么原因嗎？寫出化學方程式
交流討論：如何避免中毒事件發生？
反應物濃度或反應條件不同，決定反應的進行程度或產物的不同。
碳充分燃燒：C + O2 === CO2
點燃
碳單質與氧氣反應（可燃性）
交流討論：木炭在冶銅過程中的作用是什么？
碳單質與氧氣反應（可燃性）
單質碳與某些氧化物反應（還原性）
1.碳單質與氧化銅反應
現象 結論
2.澄清石灰水變渾濁
有CO2生成
1.黑色粉末變紅色
有Cu生成
C + 2CuO == 2Cu + CO2↑
高溫
思考：木炭還原氧化銅的實驗中，思考以下問題？
1.酒精燈為什么要加網罩？
2.為什么要先撤出導氣管，再熄滅酒精燈？

3.試管里的粉末為什么要冷卻后再倒出？
4.剛開始試管中出現氣泡，為什么澄清石灰水不變渾濁？
防止澄清石灰水倒流入熱的試管，使試管破裂
防止生成的銅被氧化成氧化銅
集中火焰，提高溫度
剛開始排出的是試管中的空氣
單質碳與某些氧化物反應（還原性）
C + 2CuO == 2Cu + CO2↑
高溫
還原反應：含氧化合物里的氧被奪去的反應
失氧
得氧
碳得到氧變成 ， 失去 變成銅。
碳奪走氧化銅中的氧，作還原劑，它具有還原性
2.還原反應
單質碳與某些氧化物反應（還原性）
3C + 2Fe2O3 === 3CO2↑ + 4Fe
高溫
C + CO2 === 2CO
高溫
決定
體現
用途
性質
應用1：冶金，還原金屬氧化物
思考：碳具有還原性，可以有哪些用途？
應用2：還原非金屬氧化物，如CO2、H2O
單質碳與某些氧化物反應（還原性）
3.應用
課堂小結
性質
決定
體現
組成與結構
化學性質
物理性質
決定
體現
用途
2C + O2 === 2CO
點燃
C + O2 === CO2
點燃
可燃性
還原性
C + 2CuO == 2Cu + CO2 ↑
高溫
作燃料
冶煉金屬
課堂練習
D
1.下列有關碳和碳的化合物說法錯誤的是（ ）
A.金剛石是天然存在的最硬的物質
B.水墨畫可長久保存不變色是因為在常溫下碳的化學性質不活潑
C.金剛石、石墨物理性質有很大差異的原因是碳原子排列方式不同D.CO2、CO的組成元素相同，化學性質也相同
課堂練習
2.兩份質量相等的木炭，一份燃燒全部生成二氧化碳，一份燃燒全部生成一氧化碳，則兩份木炭燃燒消耗氧氣的質量比是（ ）
A.1：2 B.2：1
C.3：8 D.3：4
B
課堂練習
3.如圖是碳還原氧化銅反應的實驗裝置圖，下列說法正確的是（　?。?br/>A．給酒精燈加網罩，目的是使火焰集中并提高溫度
B．實驗過程中，可觀察到紅棕色粉末逐漸變黑
C．碳是使氧化銅還原為銅的物質，它具有氧化性
D．實驗結束后，應先停止加熱，再將導氣管從澄清石灰水中撤出
A
課堂練習
4.如圖是木炭與氧化銅反應的裝置圖，請回答問題。
(1)木炭與氧化銅的顏色都是________。
(2)在高溫條件下，試管中的固體逐漸變為______色，說明生成了________；澄清石灰水變________，說明生成了____________。
(3)寫出試管中發生還原反應的化
學方程式：
。
黑色
紅
銅
渾濁
二氧化碳
C + 2CuO 2Cu + CO2↑
高溫

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