初三化学第13讲碳和碳的化合物.docx
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初三化学第13讲碳和碳的化合物
课题
碳和碳的化学性质
课次
第13次
授课教师
上课学生
应到人，实到人，请假人，旷课人
教学形式
课室
上课日期和时段
学生签名
一、教学温故：
1、碳原子的结构；
2、含碳化合物的性质与用途
二、新知导航：
1.金刚石、石墨和C60都是组成的单质，它们的性质有很大的差别，是因为
的排列方式不同。
其中，金刚石和石墨都是由构成的:
在金刚石结构中，1个碳原子结合个碳原子;在石墨片状结构中，1个碳原子结合个碳原子，个碳原子构成结构。
C60是由构成的，1个由个碳原子构成。
2.木炭、活性炭、焦炭、炭黑是由的微小晶体和少量杂质构成的，均属混合物。
没有固定的，所以称为无定形碳。
3.木炭、活性炭因具有的结构，表面积很大，所以能力很强，吸附是被吸附物（有色液体、有毒气体等）吸附在其表面（细孔管道内），这个过程是变化。
活性炭是木炭经过处理得到的，它具有很大的表面积，因此活性炭的吸附能力比木炭强。
木炭、活性炭的吸附性属于性质。
4.碳”和“炭”的区别:
“碳”是指，在描述物质组成时用“碳”，如二氧化碳，
“炭”是指
5.结构组成、性质、用途。
（1）O2和O3相同，不同，O2比O3稳定性差，氧化性强，用作消毒剂。
（2）H2O和H2O2组成元素相同，分子结构不同，H2O2比H2O稳定性，氧化性，用作消毒剂。
（3）白磷和红磷组成元素相同，分子结构不同，白磷比红磷着火点，红磷是安全火柴的材料。
（着火点:
达到燃烧所需的最低温度）
（4）金刚石、石墨相同，不同，金刚石坚硬，石墨软滑、有导电性。
金刚石常用作钻头、玻璃刀，石墨常用作电极。
研习点1碳单质的性质及用途
例题1下图是金刚石、石墨、C6。
的结构示意图，它们的化学性质相似，物理性质却有很大差异。
其原因是
A.构成它们的原子大小不同
B.构成它们的原子数目不同
C.金刚石、石墨、C6。
由不同种原子构成
D.金刚石、石墨、Cp。
里碳原子的排列不同
差异的原因是碳原子的排列不同造成的，而化学性质相似的原因是都是由碳元素组成的。
例题2为了探究不同物质、时间、数量等因素对吸附作用的影响，某校化学探究小组的同学设计了“木炭和活性炭吸附性的对比研究”实验。
请你根据下列实验现象回答有关问题:
【实验探究过程】
实验一:
用量筒量取l0mL红糖溶液注人烧杯中，加人5g活性炭，充分搅拌静置5min，过滤，得滤液①。
另取l0mL红糖溶液加人l0g活性炭，充分搅拌静置5min，过滤，得滤
液②。
实验二:
用量筒量取10mL红糖溶液注人烧杯中，加人5g木炭，充分搅拌静置5min，过滤，得滤液③。
另取l0mL红糖溶液加人5g木炭，充分搅拌静置l0min，过滤，得滤液④。
【有关现象】
（1）四种滤液都比原红糖溶液的颜色浅;
（2）滤液②比滤液①的颜色浅;
（3）滤液④比滤液③的颜色浅;
（4）滤液①比滤液③的颜色浅;
从上述实验探究过程和有关现象中，你能得到哪些结论?
答题点拨
从两个探究实验中可看出，实验的目的是“主究不同物质、时间、数量等因素对吸附作用的影响”。
实验-和实验二分别选取活性炭和木炭，①和②在吸附剂的数量上作对比，③和④在时间上作比较。
由现象
（1）可得:
木炭和活性炭都具有吸附性由现象
（2）可得:
吸附的效果与吸附剂的用量有关，用量走大，吸附效果越好;由现象（3）可得:
吸附的效果与吸附的日间长短有关，时间越长，吸附效果越好;由现象（4）可得:
吸肠的效果与吸附剂本身的性质有关，吸附剂不同，吸附效果不同。
【变式训练】
1.纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料。
碳纳米管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米（lnm=10-9m）的空心管。
下列说法中错误的是（）。
A.碳纳米管是一种新型化合物材料
B.碳纳米管材料具有管道多、表面积大、吸附能力强的性质
C.碳纳米管因吸附能力强，可用于储氢
D.碳纳米管材料如果完全燃烧，生成物是二氧化碳
2.金刚石、石墨、木炭和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的单质的叙述正确的是（）。
A.都是黑色固体B.在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
C.碳原子的排列方式相同D一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化
3.
（1）如图6-1-2所示，先在a、c两支相同的大试管中充满红棕色的NO2气体，然后分别向a、c试管中加人质量相等的足量的石墨和活性炭并塞紧胶塞，经过一段时间后，打开弹簧夹，所观察到的现象是（）
A.
c试管中的颜色消失，水往c试管流，a试管无变化
B.B.a试管中的颜色消失，水往a试管流，c试管无变化
C.C.a,c两支试管中的颜色都消失，水往两支试管中流
D.D.a,c两支试管都无明显变化
研习点2碳的化学性质
知能清单
1.根据常温下单质碳的稳定性，单质碳有很多应用。
例如我国古代用书写、绘制字画，可保存几百年而不褪色;我们填写的档案资料均要求用书写。
2.木炭和木片不同的燃烧现象。
木炭:
不易点燃，在空气中燃烧发出，无（火焰）;
木片:
易点燃，燃烧时有，冒。
木炭是由，而木片主要由纤维素组成，其组成元素有C、H、O等。
3.
（1）木炭还原Cu0的实验中:
首先要;试管口略向倾斜;CuO粉末和木炭粉要均匀混合，为提高温度，可在酒精灯灯芯外加上
（2）木炭还原Cu0的产物:
实际反应过程中有CO和CO，生成;若Cu0还原不完全，可生成。
4.C与CO2的反应，验证了碳的，同时也证明二氧化碳具有。
规律总结
1.稳定性:
碳在常温下性质稳定。
原因:
原子结构示意图为，最外层电子数为4，既不容易得电子，也不容易失电子，所以碳在常温下性质稳定，但随温度的升高，碳的活性增强，在点燃、加热、高温等条件下，碳能跟很多物质起反应。
2.可燃性:
在点燃或加热条件下碳能与氧气发生化学反应。
可燃性C+O2
CO2充分燃烧2C+O2
2CO不充分燃烧
3.还原性:
在高温条件下碳可与某些氧化物反应，即它夺取氧化物中的氧生成碳的氧化物。
（1）碳还原某些金属氧化物
①高温下碳与氧化铜的反应:
C+2CuO
2Cu+CO2↑
现象:
黑色固体变成红色固体，生成可使澄清石灰水变浑浊的气体。
②工业上，可用焦炭和铁的氧化物反应来冶炼金属铁:
Fe3O4+4CO
3Fe+4CO2
（2）碳还原某些非金属氧化物如碳与二氧化碳的反应:
CO2+C
2CO
现象:
黑色粉末红热，并逐渐减少，吸收热量。
考题3山西是全国煤炭大省。
在煤炉里，煤燃烧时由下至上会发生一系列化学反应。
如图所示中A、B、C处分别发生不同的化学反应，请依次写出它们的化学反应方程式:
A处
B处
C处
考题4如图6-1-4所示是木炭还原氧化铜的实验装置示意图。
在实验前后对两个试管里的物质进行了称量，并检查了装置的气密性，肯定不漏气。
某次实验数据记录如下:
反应前
反应后
质量差
（试管十固体混合物）的质量
69.8g
65.4g
△m1
（试管十石灰水）的质量
118.8g
122.6g
△m2
（1）△m1与△m2的关系在理论上应该是:
△m1△m2（填“>”、“<”或“=”）
（2）本次实验结果与理论结果是否一致?
其原因可能是
变式训练
1.有关C+2CuO
2Cu+CO2↑的反应，说法正确的是（）。
A.CuO具有氧化性
B.C发生了还原反应
C.反应前后氧元素的化合价没有改变
D.反应前后固体质量不变
2.下列说法中正确的是（）。
①埋在地下的一段木桩，常常要使表面烧焦，这样做的原因是因为烧焦以后不怕虫
②在木炭粉和氧化铜混合加强热的反应中，只产生有毒气体
③碳和氧气反应生成二氧化碳，这是吸热反应
④在CO2+C
2CO的反应中，碳是还原剂，CO是还原产物
⑤在氧气充足的情况下，碳和氧气反应生成二氧化碳
⑥氧化铜由黑色变成红色一定是被还原了
A.①②B.③⑤C.④⑥D.⑤⑥
3.请根据木炭还原氧化铜的实验（如图）填空:
（6）反应开始后，盛澄清石灰水的广口瓶中观察到的现象是，说明反应中有（用化学式填空）生成，
被加热的试管中发生反应的化学方程式是
（2）反应完成后，把被加热的试管里的粉末倒在纸上，可以看到有色的铜，这是由于
（3）图中的酒精灯上加一金属网罩的作用是
（4）从导管a处排出的气体中，除没排净的空气、没有被完全吸收的二氧化碳、带出的水气外，还一定含有气体，写出生成该气体的化学方程式:
（5）买验结束时，应先，再撤掉
（6）小刚同学在做实验时，几乎没看到任何现象，请你帮助他分析失败的原因可能是（）。
A.氧化铜中含有氧化铁
B.装置气密性不好
C.加热温度不够高
D.装炭和氧化铜混合物的试管不够大
【能力训练1】双基水平（时间:
20分钟分数:
50分）
一、选择题（本题包括6小题，每小题6分.共36分。
每小题只有一个选项符合题意。
）
1.在国际上为了使作为历史资料的重要文件在长期保存中签署的姓名清晰，则签署文件时一般用（）。
A.蓝墨水B.碳素墨水C.蓝黑墨水D.墨汁
2.下列关于金刚石和石墨的说法正确的是（）。
A.组成元素都相同B.原子排列方式都相同
C.都能导电D.硬度都很大
3.科学家利用精密的仪器把石墨拆成只有一个或几个原子层厚的“碳片”（示意图如图6-1-6所示），碳片是世界上最薄的材料。
下列说法错误的是（）。
A.碳片是一种单质B.碳片和C6。
是同一种物质
C.在一定条件下，碳片可还原氧化铁D.碳片在氧气中完全燃烧的产物是CO2
4.点燃一支蜡烛，把一个冷碟子放在蜡烛火焰的上方（如图6-1-7所示），过一会儿后，在冷碟子的底部会收集到新制的炭黑。
这个实验说明了（）。
A.由于氧气不足导致蜡烛不完全燃烧而生成了炭黑
B.挥发的蜡烛遇冷后凝结而形成炭黑
C.蜡烛的燃烧可以不需要氧气参与
D.蜡烛本身不含有碳元素，但燃烧后生成了碳单质
5.下列物质的用途利用其化学性质的是（）。
A.石墨作铅笔芯B.金刚石作钻头
C.干冰作致冷剂D.天然气作燃料
6.科学家最近发现，C,。
在一定条件下吸收可见光后可高效杀灭癌细胞，有望成为癌症治疗药物的候选原料。
C,。
分子呈橄榄球状。
下列有关C,。
的说法中不正确的是（）。
A.它是一种新型的化合物B.它在氧气中充分燃烧生成COZ
C.其中碳元素的化合价是。
D.它的一个分子中含有70个原子
三、填空题（本题包括2小题，共14分。
）
7.（5分）现有五种物质（A栏），请从B栏中选出各物质所具有的用途，将正确答案填在表中的空格内。
A栏
B栏
答案
A
B
（1）金刚石
a.做电极
（1）
（2）活性炭
b.冰箱除味剂
（2）
（3）石墨
c.冶炼金属
（3）
（4）炭黑
d.制油墨
（4）
（5）焦炭
e.加工坚硬的金属
（5）
8.（9分）在实验室中，老师用图6-1-8所示的装置进行实验（图中固定试管的仪器已略去）:
加热一段时间后，观察到木炭粉的质量明显减少;氧化铜粉下部出现了一层红亮的铜;澄清石灰水变浑浊。
停止加热并冷却到室温。
（1）写出硬质大试管中发生的化学反应方程式
（2）B装置的作用是
【能力训练2】中考水平（时间:
25分钟分数:
50分）
一、选择题（本题包括3小题，每小题6分，共18分。
每小题只有一个选项符合题意。
）
科学家用有机分子和球形笼状分子C60，首次制成了“纳米车”,每辆“纳米车”是用一个有机分子和4个球形笼状分子“组装”而成。
“纳米车”可以用来运输单个的有机分子，生产复杂的材料和药物，成为“纳米生产”中的有用工具。
下列说法正确的是（）。
A.C60是一种新型化合物
B.C60和金刚石的组成元素相同，因此它们的性质完全相同
C.“纳米车”的诞生，说明人类操纵分子的技术进人一个新阶段
D.我们可以直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”的运动
2.
根据实验现象推断，黑色粉末可能是（）
A.Cu0和CB.Fe304和C
C.Fe和Cu0D.Cu2（OH））C03
3.将氧气通过灼热的炭层，得到一氧化碳和二氧化碳的混合气体，经测定。
混合气体中氧的质量分数为64％。
试分析该混合气体中一氧化碳与二氧化碳的分子数比为（ ）。
A.1:
2B.2:
1C.1:
1D.l:
3
二、填空题（本题包括3小题，共32分。
）
4.（8分）小明对防毒面具中活性炭的作用产生了兴趣:
活性炭能否吸附人体呼出的CO:
和吸人的OZ?
于是进行了以下探究:
将氧气和二氧化碳分别充人气囊中，按照图6-1-10所示装置依次进行实验。
（1）若气囊中所充为CO>，关闭弹簧夹b，打开弹簧夹a,COZ被活性炭完全吸附时，看到的现象是:
气囊，澄清的石灰水;若活性炭不吸附COZ，看到的现象是
（2）若气囊中所充为O,.用上述装置验证O:
是否被吸附的操作方法、现象和结论是
。
５．（8分）现有甲、乙两种黑色粉末，在一定条件下发生一系列的反应.如图6-1-11所示。
（1）写出混合物粉末中.甲、乙的化学式:
甲乙
（2）写出下列两步转化的化学方程式:
①甲+乙→A+B;
②A十甲→C
6.（16分）李洋同学在实验室用木炭和氧化铜两种黑色粉末在高温下反应制取单质铜，反应的化学方程式为:
C+2CuO
2Cu+CO2↑他联想到单质碳的一些化学性质，认为在该实验中还可能会有CO产生。
查阅资料:
CO气体能使湿润的黄色氯化把试纸变蓝色。
实验验证:
装置如图:
（1）点燃A处酒精灯，数分钟后发现试管中的黑色固体物质变红，该红色物质是
（2）装置B中的实验现象是该反应的化学方程式是
（3）C装置中湿润的黄色氯化把试纸变蓝色，说明有气体生成，证明李洋同学的判断是正确的。
实验反思:
（4）李洋同学对CO产生的原因进行了分析:
①原因一:
木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反应产生CO;
②原因二:
反应C+2CuO
2Cu+CO2↑。
中的一种产物和反应物木炭又发生了新的化学反应，产生了
CO;
③原因三：
。
请你从原因一、原因二中选择其一，用化学方程式表示存在此原因的化学反应原理:
。
（5）在设计装置时还要考虑环保因素，因此要在装置C处添加装置。
【经典考题】
1.我国古代一些书法家、画家用墨（用炭黑等制成）书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为单质碳具有（）。
A.可燃性B.还原性
c.在常温下，化学性质不活泼D.吸附性
2.下列对一些事实的解释错误的是（）
事实
解释
A
书写档案规定必须使用碳素墨水
碳的化学性质稳定
B
石墨能够做电池的电极材料
石墨能够导电
C
焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来
焦炭具有氧化性
D
制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖
活性炭具有吸附性
3.图6-1-13是碳的几种单质的结构示意图，图中小圆圈均代表碳原子。
（1）在物质甲的结构中，每个碳原子最多连有个碳原子。
（2）根据乙物质层与层之间能发生滑动，具有滑腻感的特点，写出它的一种用途
（3）图中物质丙的化学式为C60，已知硅的一种单质也有与物质丙相同的原子数和类似的结构，有科学家尝试把物质丙的一个分子放进硅的这种单质的一个分子中，反应形成一种新型分子，该分子的化学式为。
4.某中学化学兴趣小组按照课本实验方法（如图甲），做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。
他们决定对这个实验进行探究和改进。
【提出问题】暗红色的固体是什么?
如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显?
【查阅资料】铜有十1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为一2,碳的化合价为+4或一4。
【猜想与假设】
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为
（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比以及反应装置，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。
【分析与交流】
（1）小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。
你认为这样建议的原因是
。
（2）小周建议用图中的乙装置替代甲装置。
与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是
（3）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择（填选项序号）的比例。
A.32:
3B.40:
3C.48：
3
你认为小施这样选择的理由是。
【实验与结论】
同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检查了乙装置的后，往试管中加人已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，（填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。
不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是（填“吸”或“放”）热反应。
待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。
若不关闭止水夹，可能出现的问题是待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的紫红色铜珠，实验获得了圆满成功。
三、教学反思
教学效果
下次课设想
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