資源簡介

(共45張PPT)
5.2 碳
第五單元　燃料與二氧化碳
科粵2024版化學九年級上冊【精做課件】
授課教師：********
班 級：********
時 間：********
（二）過程與方法通過觀察、實驗和分析，培養學生的觀察能力、實驗操作能力和邏輯思維能力。通過對不同碳單質性質和用途的對比，讓學生學會運用比較、歸納等方法對信息進行加工。在小組實驗與討論中，提升學生的團隊協作能力和語言表達能力。（三）情感態度與價值觀通過對碳單質多樣性的學習，激發學生對化學的探究欲望，培養學生勇于探索的科學精神。讓學生體會化學與生活的緊密聯系，認識化學在材料科學等領域的重要貢獻，增強學生對化學學科的認同感。二、教學重難點（一）教學重點金剛石、石墨、C60 等碳單質的物理性質和用途，以及結構與性質、性質與用途之間的關系。碳單質的化學性質，尤其是可燃性和還原性。（二）教學難點理解碳單質物理性質差異大的原因，從微觀結構角度認識物質的性質。掌握碳還原氧化銅等反應的實驗原理、裝置和操作要點，理解氧化還原反應的實質。三、教學方法講授法：對碳單質的結構、性質、用途以及相關化學反應原理進行系統講解，確保學生掌握基礎知識。實驗探究法：安排學生進行木炭吸附性實驗以及碳還原氧化銅的實驗，讓學生通過親身體驗，獲取直接的感性認識，培養探究能力。討論法：組織學生討論碳單質性質與用途的關系、實驗中的注意事項等問題，激發學生思維，促進知識的內化。多媒體輔助教學法：運用圖片、動畫、視頻等多媒體資源，展示金剛石、石墨的微觀結構，碳還原氧化銅的實驗過程等，將抽象知識直觀化，提高教學效果。四、教學準備實驗儀器：小錐形瓶、大燒杯、漏斗、濾紙、鐵架臺、酒精燈、帶導管的橡皮塞、試管、藥匙、木炭粉、氧化銅粉末、澄清石灰水、紅墨水、活性炭。多媒體設備：電腦、投影儀。教學資料：制作教學 PPT，收集碳單質的相關圖片、視頻，以及生產生活中碳材料應用的案例。五、教學過程（一）趣味導入（5 分鐘）展示鉆石璀璨奪目的圖片和石墨電極的圖片，提問：“同學們，鉆石和石墨看起來毫無關聯，但它們其實都是由碳元素組成的，這是為什么呢？” 引發學生對碳單質多樣性的好奇。播放一段關于碳材料在科技領域應用的視頻，如 C60 在超導材料中的應用，進一步激發學生的學習興趣，從而導入本節課的主題 —— 碳。（二）碳的單質（15 分鐘）金剛石：展示金剛石的實物圖片和模型，介紹其具有硬度大、光澤好的物理性質，講解其在切割玻璃、鉆探機鉆頭、裝飾品等方面的用途。結合金剛石的微觀結構模型，解釋其硬度大的原因 —— 碳原子呈正四面體結構排列，相互之間的作用力強。石墨：拿出石墨電極，讓學生觀察石墨的顏色和狀態，感受其質地柔軟，有滑膩感。介紹石墨具有良好的導電性，講解其在電極、潤滑劑、鉛筆芯等方面的用途。通過石墨的微觀結構模型，說明石墨中碳原子呈層狀排列，層與層之間作用力較弱，所以石墨質地柔軟且能導電。對比思考：組織學生對比金剛石和石墨的物理性質和用途，思考為什么它們都是由碳元素組成，卻有如此大的差異。引導學生得出結論：物質的結構決定性質，性質決定用途。C60：展示 C60 的分子結構模型，介紹 C60 由 60 個碳原子構成，形似足球。講解 C60 在超導、催化、材料科學等領域的潛在應用，拓寬學生的視野。木炭和活性炭：進行木炭吸附紅墨水的實驗。向盛有紅墨水的小錐形瓶中加入適量木炭粉，振蕩后過濾，觀察濾液顏色的變化。講解木炭和活性炭具有疏松多孔的結構，因此具有吸附性，活性炭的吸附性更強，廣泛應用于凈水、防毒面具等方面。（三）碳的化學性質（20 分鐘）穩定性：展示古代用墨書寫的字畫圖片，講解常溫下碳的化學性質穩定，不易與其他物質發生反應，所以古代字畫能保存至今。可燃性：回顧木炭在氧氣中燃燒的實驗，展示實驗視頻，讓學生描述實驗現象，寫出木炭充分燃燒的化學方程式：C + O \(\stackrel{點燃}{=}\)CO 。提問：“當氧氣不充足時，木炭燃燒會生成什么呢？” 引導學生思考并寫出木炭不充分燃燒的化學方程式：2C + O $\stackrel{點燃}{=}$2CO。還原性：演示碳還原氧化銅的實驗。實驗裝置：介紹實驗所需的儀器和裝置，強調酒精燈加網罩的目的是集中火焰，提高溫度。實驗步驟：講解實驗步驟，先檢查裝置氣密性，再將木炭粉和氧化銅粉末混合均勻后裝入試管，連接好裝置，先通入一會兒氮氣（或其他惰性氣體，排盡裝置內的空氣），然后點燃酒精燈加熱。實驗結束后，先撤出導管，再熄滅酒精燈，待試管冷卻后倒出粉末。實驗現象：讓學生觀察并描述實驗現象，試管內黑色粉末逐漸變成紅色，澄清石灰水變渾濁。原理分析：講解該反應的化學方程式：C + 2CuO$\stackrel{高溫}{=}$2Cu + CO ↑，從得氧失氧的角度分析氧化還原反應，木炭得到氧，發生氧化反應，是還原劑；氧化銅失去氧，發生還原反應，是氧化劑。（四）課堂小結（5 分鐘）請學生回顧本節課的主要內容，包括碳單質的種類、物理性質、用途以及化學性質。教師進行總結和補充，梳理知識脈絡，強調重點和難點，幫助學生構建完整的知識體系。（五）課堂練習（5 分鐘）展示幾道與本節課內容相關的練習題，如判斷不同碳單質性質和用途說法的正誤、書寫碳相關化學反應方程式、分析碳還原金屬氧化物實驗的相關問題等。讓學生獨立完成練習，教師進行點評和講解，及時反饋學生的學習情況，強化學生對知識的掌握。六、板書設計5.2 碳碳的單質金剛石：硬度大，用于切割、裝飾品；正四面體結構石墨：質軟、導電，用于電極、鉛筆芯；層狀結構C60：形似足球，應用于超導等領域木炭、活性炭：吸附性，用于凈水、防毒面具；疏松多孔結構碳的化學性質穩定性：常溫下不易反應可燃性：C + O \(\stackrel{點燃}{=}\)CO （充分燃燒）；2C + O $\stackrel{點燃}{=}$2CO（不充分燃燒）還原性：C + 2CuO$\stackrel{高溫}{=}$2Cu + CO ↑七、教學反思通過本節課的教學，學生對碳單質的多樣性和化學性質有了較全面的認識。實驗探究和多媒體展示有效地幫助學生理解了抽象的知識。但在教學過程中，部分學生對碳還原氧化銅實驗的操作和原理理解不夠深入，對氧化還原反應的概念掌握不夠扎實。在今后的教學中，應加強對實驗操作的指導，增加學生動手實驗的機會，通過更多實例幫助學生理解氧化還原反應，提升學生的化學學科素養
5
課堂檢測
4
新知講解
6
變式訓練
7
考試考法
8
小結梳理
學習目錄
1
復習引入
2
新知講解
3
典例講解
新課導入
碳是組成______的最基本元素(地球上的生物體內都含有碳元素)，也是給人類社會提供_______和_______的主要元素。
直到現代，以碳元素為主要成分的_______、______和_______，仍然是人類社會最常用的燃料。
煤
石油
天然氣
生命
能源
材料
問題探討
碳有好幾種性質差別很大的單質，它們的用途和性質有什么關系？
你知道碳燃燒生成什么嗎？
煤氣中毒是怎么回事？
▋▎多種多樣的碳單質
推進新課
碳有多種不同的單質，體現了物質的多樣性。
晶瑩剔透、價格昂貴的鉆石是用金剛石切割而成的。
我們從小使用的鉛筆，里面的筆芯是灰黑色的，因為其中含有石墨。
你能推測出石墨和金剛石有什么不同的特性嗎
硬度最大
導電性強
色黑,質軟而滑膩
一、金剛石
金剛石無色透明，是自然界中最硬的物質　
用途
玻璃刀
鉆頭
鉆石
二、石墨
石墨為灰黑色，有金屬光澤
鉛筆芯是用石墨粉和黏土混合制成的
石墨質軟而滑膩
石墨能導電
石墨能導熱，耐高溫
石墨坩堝
三、無定形碳
包括焦炭、木炭、活性炭、炭黑等
組成：主要成分為碳單質、內部結構不規則
1. 焦炭、木炭
結構：疏松多孔
性質：相當強的吸附能力
用途：冶金和生活的常用燃料
木炭
焦炭
2.活性炭
吸附能力較強
可用于防毒口罩的濾毒層、防毒面具的濾毒罐、凈水過濾器的吸附材料，在制糖工業中的白糖脫色工藝、化學合成中的除雜操作等方面也都有廣泛應用。
思考：古人的字畫為什么能保存這么長時間？
3.炭黑
常溫時 非常穩定
制墨、油漆、鞋油、顏料、制橡膠。
用墨汁所繪的畫和書寫的字經久不變色。
金剛石和石墨的組成、結構和它們的性質有什么關系呢？
金剛石的結構
石墨的結構
討論與交流 >>>
金剛石和石墨物理性質存在較大差異的原因：
碳原子的排列方式不同。
結構 性質 用途
決 定
決 定
推 知
反 映
隨著科技的發展，新形態的碳單質逐漸被人們發現，其中取得重要進展的有富勒烯、石墨烯、石墨炔等。
C60 足球烯（富勒烯）
碳納米管
通過以上學習，我們知道碳元素形成的單質有多種，而且物理性質差異很大。那么，它們的化學性質如何？
思考：為什么能確定特性迥然不同的金剛石、石墨等都是由碳元素組成的單質呢？
它們的燃燒產物都是碳的氧化物！
回憶木炭在氧氣瓶中燃燒的實驗。說一說燃燒時有什么現象？燃燒的產物是什么？
▋▎碳燃燒生成什么
在常溫條件下，碳單質的化學性質是非常穩定的。但在高溫條件下，各種碳單質都會發生燃燒。
碳燃燒時的現象：
碳燃燒的產物：
C+O2 CO2
點燃
二氧化碳 CO2
在空氣中，木炭安靜燃燒，發出微弱紅光；
在氧氣中，木炭劇烈燃燒，發出白光。
在氧氣供給充分的環境下，碳的燃燒是完全燃燒，燃燒產物是二氧化碳，燃燒的熱值為3.28×104 kJ·kg-1。
C+O2 CO2
點燃
但是，如果氧氣供給不足，會有什么不同呢？
氧氣供給不足時，碳的燃燒是不完全燃燒，產物是一氧化碳，1 kg碳不完全燃燒產生的熱量為 9.21×103 kJ，只有碳完全燃燒
產生熱量的 。
1
3.6
2C+O2(不足) 2CO
點燃
此外，在高溫條件下，熾熱的碳可以使二氧化碳轉變為一氧化碳，這是個吸熱反應。
C+CO2 2CO
高溫
一氧化碳是無色、無氣味、難溶于水的氣體。一氧化碳易燃，燃燒時產生藍色火焰。
2CO+O2 2CO2
點燃
碳的化學性質
1.穩定性:
在常溫下，碳的化學性質穩定。
2.點燃，表現出可燃性
（1）氧氣充足
（2）氧氣不充足
C+O2 CO2
點燃
2C+O2 2CO
點燃
3.高溫條件下，碳與二氧化碳反應生成一氧化碳
C+CO2 2CO
高溫
煤氣中毒
在通風不良的室內，因氧氣不足，含碳燃料燃燒時容易產生一氧化碳。
一氧化碳是有毒的氣體，它跟血液中血紅蛋白結合的能力比氧氣強二百多倍，會使血液失去輸氧能力，出現中毒現象。所以，在室內使用含碳燃料時，要保證有充分的通風措施,確保安全。
同學們冬天外出研學，在屋里用炭爐生火取暖。柯柯在炭爐進風口扇風。悅悅準備關上窗子，說可以保暖，又放盆水在爐邊，說可以防止煤氣中毒。燒木炭時在進風口扇風有什么作用？藍色火焰是直接由炭燃燒產生的嗎？悅悅的做法對嗎？
討論與交流 >>>
①燒木炭時在進風口扇風可以加快空氣流通,為燃燒提供足夠的氧氣使燃燒更旺。
②藍色火焰不是直接由炭燃燒產生的,而是木炭不充分燃燒生成的一氧化碳燃燒產生的。
③悅悅的做法不對。在屋里用炭爐生火取暖時,關窗會使屋內氧氣不足,木炭燃燒易產生一氧化碳,從而造成中毒事故;一氧化碳難溶于水,在爐邊放盆水不能防止煤氣中毒。
煤氣中毒
一氧化碳是家用煤氣的主要成分，煤氣中加入了有臭味的物質乙硫醇(C2H5SH)，以便泄漏時能及時引起人們警覺，以防發生中毒事故。
思考：通過這段文字的描述并聯系你的生活經驗,你能得到那些相關信息？
名師點金
1. 碳有金剛石、石墨等多種單質，體現了物質的多樣性。
2. 物質的性質決定用途，根據物質的用途可以推知相關的性
質。如金剛石是自然界中最硬的物質，可用來做鉆頭；石
墨為灰黑色，質軟而滑膩，能導電等，可用于制鉛筆芯、
做電極等。
知識點1 碳單質的物理性質和用途
1. 下列物質中，硬度最大的是(　D　)
A. C60 B. 活性炭
C. 石墨 D. 金剛石
【點撥】金剛石是自然界中硬度最大的物質。
D
1
2
3
4
5
6
7
8
返回
2. [2024·哈爾濱期中]下列物質的應用錯誤的是(　B　)
A. 金剛石用來制作玻璃刀 B. 焦炭用于防毒面具
C. 石墨粉和黏土制作鉛筆芯 D. 石墨用作電車的電刷
1
2
3
4
5
6
7
8
【點撥】活性炭結構疏松多孔，具有吸附性，可以吸
附有毒物質，故活性炭可用于防毒面具，不是焦炭，
B不正確。
【答案】 B
1
2
3
4
5
6
7
8
返回
3. 下列有關碳單質的說法中，錯誤的是(　B　)
A. 金剛石是天然存在的最硬的物質，可作鉆頭
B. 金剛石和石墨都是黑色固體
C. 石墨有導電性，可制作電極
D. 活性炭疏松多孔，具有很強的吸附性，可用于凈水
【點撥】金剛石無色透明，石墨為灰黑色，B錯誤。
B
1
2
3
4
5
6
7
8
返回
4. [2023·周口模擬]下列物質的用途與性質對應關系不合理的
是(　B　)
A. 金剛石薄膜用于集成電路基板散熱——導熱性好
B. 石墨制鉛筆芯——熔點高
C. 金剛石切割玻璃——硬度大
D. C60用于超導領域——一定條件下具有良好的導電性
B
【點撥】石墨很軟，呈灰黑色，可用來制鉛筆芯，B
錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
返回
知識點2 不同碳單質的物理性質不同的原因
5. [2023·吉林]下列有關金剛石和石墨的說法中，錯誤的是
(　C　)
A. 都是碳的單質 B. 都由碳元素組成
C. 物理性質相同 D. 碳原子排列方式不同
C
1
2
3
4
5
6
7
8
返回
6. [關鍵能力 邏輯推理][2024·大慶一模]經測定某物質中只含
有碳元素，關于該物質的說法正確的是(　D　)
A. 一定是金剛石 B. 一定是混合物
C. 一定是一種碳單質 D. 一定不是化合物
1
2
3
4
5
6
7
8
【點撥】某物質中只含有碳元素，該物質不一定是金剛
石，也可能是石墨等，A錯誤；該物質不一定是混合物，
也可能是單質，B錯誤；該物質不一定是一種碳單質，可
能是多種碳單質的混合物，C錯誤；該物質一定不會是化
合物，因為化合物至少含有兩種元素，D正確。
【答案】 D
1
2
3
4
5
6
7
8
返回
7. [2023·大慶]近年來研究發現，以新形態存在的碳單質在諸
多領域中有重要的應用前景。下列關于碳單質的說法錯誤
的是(　A　)
A. 石墨具有金屬光澤，有優良的導電性能，是天然存在
的最硬的物質
B. 石墨烯和碳納米管在材料、催化、信息等諸多領域中
有重要應用
C. 石墨粉和黏土粉末按一定比例混合可以制鉛筆芯
D. 金剛石、石墨和C60碳原子的排列方式不同，因此在性
質和用途上存在明顯差異
1
2
3
4
5
6
7
8
【點撥】金剛石是自然界中最硬的物質，A錯誤；以新形
態存在的碳單質在諸多領域中有重要應用，B正確；石墨
粉質軟，呈灰黑色，和黏土粉末按一定比例混合可以制鉛
筆芯，C正確；金剛石、石墨和C60碳原子的排列方式不
同，屬于不同的物質，因此在性質和用途上存在明顯差
異，D正確。
【答案】 A
1
2
3
4
5
6
7
8
返回
8. 向如圖所示的盛有紅棕色二氧化氮氣體的集氣瓶中投入幾
塊剛烘烤并冷卻后的木炭。下列關于該實驗的說法中不正
確的是(　C　)
A. 過一段時間，觀察到紅棕色變淺
B. 最終燒杯中的液體沿導管進入集氣瓶中
C. 二氧化氮與木炭發生了化學反應
D. 該實驗體現了木炭的吸附性
1
2
3
4
5
6
7
8
【點撥】木炭具有疏松多孔的結構，具有吸附性，二氧化
氮氣體被木炭吸附，所以集氣瓶內氣體紅棕色逐漸變淺，
A、D正確，C不正確；由于二氧化氮被吸附，導致瓶中
的壓強小于外界大氣壓強，最終燒杯中的液體會沿導管進
入集氣瓶中，B正確。
【答案】 C
1
2
3
4
5
6
7
8
返回
課堂小結
1.物質的性質決定用途，根據物質的用途也可以推知相關的性質。
2.碳有金剛石、石墨等多種單質。它們組成相同，但結構和性質不同，具有不同的用途。
3.碳完全燃燒的產物是二氧化碳，不完全燃燒的產物是一氧化碳。
4.一氧化碳和二氧化碳能相互轉化。
謝謝觀看！

展開更多......

收起↑