单质碳的化学性质
- 格式:doc
- 大小:94.50 KB
- 文档页数:6
单质碳的化学性质教案单质碳的化学性质教案1一、素养教育目标(一)学问教学点单质碳的化学性质(稳定性,碳跟氧气、氧化铜的化学反响)。
(二)力量训练点通过试验培育学生观看力量、分析问题的力量。
(三)德育渗透点通过学习碳跟氧气反响,由于氧气量是否充分,会造成生成物不同,使学生知道化学反响的条件不同,对物质间的相互作用有不同的影响,对学生进展外因通过内因发生作用的辩证唯物主义思想教育。
二、教学重点、难点、疑点及解决方法1、重点单质碳的化学性质。
2、难点碳单质跟氧化铜、二氧化碳的化学反响。
3、疑点怎样证明金刚石、石墨都是由碳元素组成的?4、解决方法(1)联系生活实际,从学生已经知道的很多事实,结合教材中的插图和阅读材料,启发学生运用已学过的学问,思索新的问题,做到温故而知新。
(2)学生阅读教材中的选学内容,启发学生用化学方法证明金刚石和石墨的元素组成,提高学生分析解决问题的力量。
(3)通过做好木炭复原氧化铜的演示试验,提出学生应留意观看的问题,指导学生学会观看,启发调动学生思索问题的主动性和积极性,从本质上理解木炭的复原性。
三、课时安排1课时。
四、教具预备木炭复原氧化铜的试验装置及药品。
五、学生活动设计1、学生阅读教材第81页第一段,举例说明碳在常温下稳定这一化学性质。
培育学生自学力量。
2、练习写出本节所涉及的化学反响方程式。
稳固元素符号、化学式的写法,把握化学方程式。
3、学生阅读教材第81页选学材料,分组争论怎样证明金刚石和石墨都是由碳元素组成?调动学生的积极性和主动性,提高学生的”思维力量。
4、学生观看教师演示,观看试验中所发生的现象,分析争论在这个化学反响中有什么物质生成。
培育学生的观看力量和思维力量。
六、教学步骤(一)明确目标1、学问目标(1)了解单质碳在常温下稳定,在高温下化学活动性强。
(2)了解金刚石、石墨、无定形碳有着一样的化学性质。
(3)把握单质碳的可燃性和复原性。
(4)初步了解化学变化的热理变化。
初中化学《单质碳的化学性质》教案一、教学目标1. 让学生了解单质碳的基本概念和性质。
2. 培养学生掌握单质碳的化学反应原理和实验操作技能。
3. 引导学生运用单质碳的化学性质解释生活中的实际问题。
二、教学内容1. 单质碳的概念和性质2. 单质碳的化学反应原理3. 单质碳的实验操作技能4. 单质碳在生活中的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:单质碳的基本概念、性质、化学反应原理及实验操作技能。
2. 教学难点:单质碳的化学反应原理和实验操作技能。
四、教学方法1. 采用讲授法,讲解单质碳的基本概念、性质和化学反应原理。
2. 采用实验法,演示单质碳的实验操作技能,并引导学生进行实验操作。
3. 采用案例分析法,引导学生运用单质碳的化学性质解释生活中的实际问题。
五、教学准备1. 教师准备:教案、教材、实验器材(如石墨、木炭、氧气等)。
2. 学生准备:笔记本、实验服、实验安全帽。
【教学过程】1. 导入新课1.1 教师通过展示石墨和木炭,引导学生回顾已学的碳的形态,引出本节课的主题——单质碳的化学性质。
2. 知识讲解2.1 教师讲解单质碳的基本概念,如石墨和木炭的区别、单质碳的化学式等。
2.2 教师讲解单质碳的性质,如稳定性、可燃性、还原性等。
2.3 教师讲解单质碳的化学反应原理,如与氧气的反应、与金属氧化物的反应等。
3. 实验演示3.1 教师进行单质碳与氧气的反应实验,演示实验步骤、现象和结论。
3.2 教师进行单质碳与金属氧化物的反应实验,演示实验步骤、现象和结论。
4. 学生实验操作4.1 学生按照实验步骤进行单质碳与氧气的反应实验。
4.2 学生按照实验步骤进行单质碳与金属氧化物的反应实验。
5. 案例分析5.1 教师提出生活中的实际问题,如碳素墨水的制作、金属的冶炼等,引导学生运用单质碳的化学性质进行分析和解答。
6. 课堂小结6.1 教师引导学生回顾本节课所学内容,总结单质碳的基本概念、性质、化学反应原理及实验操作技能。
初中化学《单质碳的化学性质》教案一、教学目标:1. 让学生了解单质碳的基本化学性质,包括碳的燃烧、还原和吸附等性质。
2. 通过实验和观察,培养学生观察现象、分析问题和解决问题的能力。
3. 培养学生的实验操作能力和团队合作精神。
二、教学内容:1. 碳的燃烧:碳与氧气的反应,二氧化碳。
2. 碳的还原:碳与金属氧化物的反应,如碳还原氧化铜。
3. 碳的吸附:碳对气体和溶液的吸附作用。
三、教学重点与难点:1. 教学重点:碳的燃烧、还原和吸附等化学性质。
2. 教学难点:碳的燃烧和还原反应的原理。
四、教学方法:1. 采用实验法、观察法和讨论法进行教学。
2. 以学生为主体,教师为指导,引导学生自主探究和发现问题。
3. 通过小组合作,培养学生的团队协作能力。
五、教学准备:1. 实验室用具:酒精灯、试管、导管、烧杯、镊子、滴管等。
2. 实验试剂:氧气、二氧化碳、氧化铜、碘酒等。
3. 课件和教学素材。
教案内容请参考下文:一、引入:1. 引导学生回顾已学的碳的基本知识,如碳的原子结构、物理性质等。
2. 提问:碳有哪些化学性质?今天我们来学习碳的哪些化学性质?二、碳的燃烧:1. 实验演示:将碳放在酒精灯上燃烧,观察现象。
2. 提问:碳燃烧了什么气体?如何验证?3. 讲解:碳与氧气的反应,二氧化碳。
三、碳的还原:1. 实验演示:将碳还原氧化铜,观察现象。
2. 提问:碳是如何还原氧化铜的?了什么物质?3. 讲解:碳与金属氧化物的反应,如碳还原氧化铜。
四、碳的吸附:1. 实验演示:将碘酒滴在碳上,观察现象。
2. 提问:碳对碘酒有什么作用?这是什么现象?3. 讲解:碳的吸附作用。
五、总结与拓展:1. 总结:碳的燃烧、还原和吸附等化学性质。
2. 拓展:碳还有哪些化学性质?请举例说明。
3. 作业:总结本节课所学内容,完成练习题。
六、教学过程:1. 引导学生回顾上节课所学的碳的化学性质,为新课的学习做好铺垫。
2. 讲解本节课将要学习的碳的化学性质,包括碳的燃烧、还原和吸附等。
单质碳的化学性质学科:化学教学内容:单质碳的化学性质【基础知识精讲】1.碳的几种单质在物理性质上存在着较大的差异性,然而它们具有相同的化学性质.2.碳的化学性质在常温下稳固,随着温度的升高,其化学爽朗性大大加强,高温时可与多种物质发生化学反应.3.碳与氢气的化学性质类似,都有可燃性和还原性,同时也存在着如下区别:(1)反应所需要的温度不同:碳所需要的温度比氢气要高.CuO+H2 △ Cu+H2O 2CuO+C高温2Cu+CO2↑(2)燃烧后的产物不同:氢气燃烧后生成水,碳燃烧后生成二氧化碳,或者是一氧化碳.2H2+O2点燃2H2OC+O2点燃CO2(充分燃烧) 2C+O2点燃2CO(不充分燃烧)(3)从还原能力看,碳强于氢气.C + H2O 高温CO + H2【重点难点解析】例1下列说法正确的是()A.碳元素形成的单质均是黑色B.碳在不充分燃烧时生成一氧化碳,同时吸热C.木炭可使氧化镁还原成镁D.金刚石和石墨具有相同的化学性质分析碳元素可形成多种单质,但并非差不多上黑色,金刚石它为无色透亮的正八面形状的固体;尽管金刚石和石墨物理性质差异较大,但由于构成的微粒差不多上碳原子,其原子的核外电子排布相同,因而具有相同的化学性质,因此(A)错(D)对.碳燃烧时不管生成什么物质均为放热.故(B)错,关于(C),木炭的还原能力是有一定限度的,它并不能还原一切金属氧化物,通常能被还原的金属氧化物有:Zn、Fe、Cu等的氧化物,但不能还原氧化镁.解答选(D)例2碳和氢气在化学性质上相似点是()A.差不多上单质B.都难溶于水C.都具有较强的还原性D.都有强氧化性分析本题的关键在审题上,若忽视了题干中的“化学性质”,则会得出(A)(B)(C)三个正确选项,由于碳和氢气在化学性质上要紧有两点相似,都具有可燃性和还原性,因此只有(C)正确.解答选(C)例3 在适当条件下,a g碳和 bg氧气反应,生成(a + b)g气体(碳和氧气都无剩余),求a 和b的比值范畴.分析 依照题意,碳与氧气恰好反应,由于碳和氧气反应后的生成物有两种,故存在a 与b的比值范畴.(1)C + O 2点燃CO 2 (2)2C + O 2点燃2CO12 32 24 32反应物恰好反应时,可按(1)式进行,也可按(2)式进行,还可按(1)(2)两式同时进行.若按(1)式进行,则a ∶b=12∶32=3∶8若按(2)式进行,则a ∶b=24∶32=3∶4若按(1)(2)式同时进行,则3∶8<a ∶b<3∶4综上所述为 83≤b a ≤43【难题巧解点拨】例1 将20g木炭粉和氧化铜粉末的混合物在高温下加热一段时刻后,剩余固体混合物的质量为15.6g,求反应中生成铜的质量.分析 一样解法:剩余混合物,可能是木炭和铜,也可能是氧化铜和铜.若剩余物为木炭和铜设铜的质量为x,则2CuO + C 高温 2Cu+CO 2↑160 12 128 x 45 x 323 x 因此有20g - x 45 -x 323 =15.6g-x x=12.8g 若剩余物为氧化铜和铜时同上述解法类似略解 设生成铜的质量为x(用差量法解题)2CuO + C 高温 2Cu+CO 2↑固体质量减少128 44x 20g-15.6g=4.4g x128=g 4.444 x=12.8g 例2 质量为3.3g和6.6g的两份木炭,分别燃烧生成一氧化碳和二氧化碳时;(1)消耗氧气的质量比是 ;(2)生成一氧化碳和二氧化碳的质量比是 .分析 设未知数,分别求耗掉氧气的质量、生成一氧化碳和二氧化碳的质量,然后求比.由于数据不便运算,解题过程又多,如此运算,较为复杂.解 因为两份木炭的质量比为3.3g∶6.6g=1∶2,故有: 21C + 41O 2→21CO C + O 2→CO 2 因此 (1)消耗氧气的质量比为8∶32=1∶4; (2)生成CO和CO 2的质量比为14∶44=7∶22【典型热点考题】例1 下列物质中,不能与红热的焦炭发生反应的物质是( )A.氧气 B.氧化铁 C.一氧化碳 D.二氧化碳分析 焦炭的要紧成份是碳,碳在常温下化学性质稳固,在点燃或高温时碳能跟多种物质发生化学反应,其中:C+O 2点燃CO 2(充分燃烧) 2C +O 2点燃2CO(不充分燃烧);2Fe2O 3 + 3C高温4Fe+ 3CO 2↑; CO 2十 C高温2CO,碳与一氧化碳不反应. 解答 选(C)例2 由两种黑色物质混合而成的固体粉末,加热后产生红色物质,并放出能使澄清石灰水变浑浊的无色气体.这种黑色混合物可能由 和 混合而成,得到的红色物质是 ,在此反应中, 是还原剂,________被还原.分析 这是一道推断题,解此类题时,必须熟悉有关物质的性质,专门是要会找解决问题的突破口,由于放出的气体可使澄清的石灰水变浑浊,可知该气体为CO 2,则原混合物中含有碳粉,又由于反应后有红色固体产生,该红色固体为Cu,说明原混合物中含有Cu的氧化物,进一步分析可知该氧化物为氧化铜(氧化亚铜为砖红色).解答 CuO; C; Cu; C; CuO例3 木炭和氧化铜混合后的黑色粉末48g ,高温下反应终止,得到红色铜32g ,求原混合物中氧化铜的质量?分析 高温至反应终止可能有三种情形:氧化铜耗尽;木炭耗尽;恰好反应(1)若氧化铜耗尽,设原氧化铜的质量为x2CuO + C 高温 2Cu+CO 2↑160 128x 32g x160=g 32128 x=40g 即原氧化铜的质量为40g(2)若木炭耗尽,设原混合物中木炭的质量为y2CuO + C 高温 2Cu+CO 2↑12 128y 32gy 12=g32128 y=3g 因此原混合物中氧化铜的质量为:48g -3g=45g(3)因为 x+ y= 40+ 3= 43g < 48g因此:氧化铜和碳不可能恰好反应.【同步达纲练习】一、选择题1.碳和氢气都具有的化学性质是( )①都能在空气中燃烧;②常温下都较稳固;③常温下都能和氧化铜反应;④高温下都能 夺取金属氧化物中的氧;⑤在反应中作氧化剂A.①③④⑤ B.①④ C.①③④ D.①②④2.下列居于物质的物理性质的是( )A. 挥发性 B. 热稳固性 C.还原性 D.可燃性 3.反应中CO 2十 C △ 2CO被氧化的物质是( )A.C B.CO 2 C .SO 2 D.CO或CO 24.元素A的最高价氧化物的化学式为AO 2,它与氢生成的化合物中氢占25%.该氧化物的化学式是( )A. NO 2 B.CO 2 C.SO 2 D.CO5.用墨汁写的字画,虽年长日久,但仍不褪色,这是因为墨汁中的要紧成份碳( ) A. 具有氧化性 B.具有还原性C.能渗入纸中 D.在常温下化学性质稳固6. 将碳与氧气按下列质量比充分反应,所得产物为一纯洁物的是( )A.3∶8 B.3∶5 C.2∶1 D.3∶47. 氧化铜中混有少量炭粉,提纯的依据或采取的方法是( )A. 氧化铜可溶于水,炭粉不溶于水 B.把混合物隔绝空气加强热C.在氧气流中加热混合物 D.在氢气流中加热混合物二、埃空题8.木炭、硫磺、火硝(KNO 3)按一定比例混合而成的黑火药,爆炸时生成硫化钾、氮气和二氧化碳,黑火药爆炸的化学方程式是 .9.在一密闭容器里盛有3g 碳和6g氧气,充分加热使其完全反应.最后容器里的气体是 .10.将氧化铜与过量木炭粉混合平均,隔绝空气加热,充分反应后,所得固体的质量比原混合物减少了2.64g .原混合物中氧化铜的质量为 g。
引言:单质碳是地球上最常见的元素之一,具有丰富的化学性质。
本文将详细介绍单质碳的化学性质,包括其物理状态、化学反应、同素异形体以及它们在实际应用中的重要性。
概述:单质碳是一个非金属元素,处于周期表第14组。
它存在于自然界中的多种形式,如颗粒状石墨、纤维状炭素纤维和碳黑等。
单质碳在化学反应和实际应用中具有重要作用。
接下来将详细介绍单质碳的化学性质。
正文:1.物理状态1.1.石墨1.1.1.层状结构1.1.2.导电性能1.1.3.热稳定性1.2.金刚石1.2.1.晶体结构1.2.2.硬度和耐磨性1.2.3.热导性2.化学反应2.1.碳的燃烧反应2.1.1.反应方程式2.1.2.燃烧热2.1.3.燃烧产物2.2.碳与氧气的反应2.2.1.二氧化碳2.2.2.应用于脱氧剂2.3.碳与氢的反应2.3.1.甲烷2.3.2.应用于有机化合物制备2.4.碳与卤素的反应2.4.1.卤代烃2.4.2.应用于有机合成2.5.碳与酸的反应2.5.1.酸盐2.5.2.应用于酸碱中和反应3.同素异形体3.1.晶格异构体3.1.1.钻石和石墨的晶格结构差异3.1.2.奇特的异同持续性3.2.同素异构体的性质差异3.2.1.热稳定性3.2.2.电导性3.2.3.光学性质4.实际应用4.1.电池材料4.1.1.炭黑在锂离子电池中的应用4.1.2.石墨电极在锂离子电池中的应用4.2.催化剂4.2.1.碳纳米管作为催化剂的应用4.2.2.石墨烯作为催化剂的应用4.3.医学领域4.3.1.碳纳米管在药物传输中的应用4.3.2.石墨烯在生物传感器中的应用5.未来展望5.1.碳基材料的开发5.1.1.炭黑的改性研究5.1.2.石墨烯的合成优化5.2.碳的新应用领域探索5.2.1.碳的纳米材料在电子学中的应用5.2.2.碳基催化剂在环境保护中的应用总结:单质碳具有多样化的化学性质,包括物理状态、化学反应、同素异形体以及实际应用。
石墨和金刚石是碳的两种主要形式,具有不同的物理性质。
初中化学“单质碳的化学性质”的教案设计一、教学目标:1. 让学生了解和掌握单质碳的基本化学性质,如可燃性、还原性和吸附性。
2. 通过实验和观察,培养学生对化学现象的观察能力和分析能力。
3. 培养学生运用化学知识解决实际问题的能力,提高学生的科学素养。
二、教学内容:1. 单质碳的基本化学性质:可燃性、还原性和吸附性。
2. 碳的燃烧实验:观察碳在氧气中燃烧的现象。
3. 碳的还原实验:观察碳还原氧化铜的现象。
4. 碳的吸附实验:观察碳吸附色素和异味的能力。
三、教学重点与难点:1. 教学重点:单质碳的基本化学性质及其应用。
2. 教学难点:碳的燃烧实验和还原实验的操作技巧,以及碳吸附作用的原理。
四、教学方法:1. 采用实验法、观察法、讨论法等教学方法,引导学生主动探究和发现。
2. 通过生动有趣的实验和生活中的实例,激发学生的学习兴趣和积极性。
3. 利用多媒体课件辅助教学,提高教学效果和学生的学习兴趣。
五、教学过程:1. 导入新课:通过回顾已学的碳的物理性质,引出本节课的主题——单质碳的化学性质。
2. 讲解与演示:讲解碳的基本化学性质,并进行燃烧、还原和吸附实验,引导学生观察和分析实验现象。
3. 学生实验:分组进行碳的燃烧、还原和吸附实验,培养学生动手能力和团队协作精神。
4. 讨论与交流:引导学生根据实验现象,总结碳的化学性质,并探讨碳在生活和工业中的应用。
5. 总结与拓展:总结本节课的主要内容,布置课后作业,引导学生运用所学知识解决实际问题。
6. 板书设计:课题:单质碳的化学性质1. 可燃性:碳在氧气中燃烧,二氧化碳。
2. 还原性:碳还原氧化铜,铜和二氧化碳。
3. 吸附性:碳吸附色素和异味。
六、教学评估:1. 课堂提问:通过提问了解学生对单质碳化学性质的理解程度。
2. 实验操作:评估学生在实验中的操作技能和安全意识。
3. 课后作业:布置相关习题,巩固学生对单质碳化学性质的认识。
七、教学反思:1. 总结课堂教学效果,观察学生对单质碳化学性质的掌握情况。
初中化学“单质碳的化学性质”的教案设计一、教学目标:1. 让学生了解和掌握单质碳的基本化学性质,包括碳的还原性、可燃性和吸附性。
2. 通过实验和观察,培养学生观察、思考、分析和解决问题的能力。
3. 培养学生的实验操作能力和团队合作精神。
二、教学内容:1. 碳的还原性:通过实验观察碳还原氧化铜、氧化铁等物质的过程。
2. 碳的可燃性:通过实验观察碳在氧气中燃烧的现象,以及碳燃烧产生的产物。
3. 碳的吸附性:通过实验观察碳对颜色、气味等物质的吸附作用。
三、教学方法:1. 采用实验教学法,让学生通过亲身参与实验,观察和分析碳的化学性质。
2. 采用问题驱动教学法,引导学生提出问题,进行思考和解答。
3. 采用小组合作学习法,培养学生的团队合作精神。
四、教学准备:1. 实验室用具:试管、酒精灯、镊子、滴管等。
2. 实验试剂:氧化铜、氧化铁、澄清石灰水等。
3. 碳的吸附性实验材料:彩色笔、香水等。
五、教学过程:1. 引入新课:通过讲解碳的基本概念,引出碳的化学性质。
2. 碳的还原性实验:引导学生观察碳还原氧化铜、氧化铁的实验过程,分析碳的还原性。
3. 碳的可燃性实验:引导学生观察碳在氧气中燃烧的现象,分析碳的可燃性。
4. 碳的吸附性实验:引导学生观察碳对颜色、气味等物质的吸附作用,分析碳的吸附性。
5. 总结与拓展:总结碳的化学性质,提出问题引导学生进行思考和拓展。
6. 课堂小结:回顾本节课所学内容,强调碳的化学性质。
7. 作业布置:布置有关碳的化学性质的练习题,巩固所学知识。
六、教学评估:1. 课堂表现评估:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答情况以及实验操作的准确性。
2. 实验报告评估:评估学生在实验报告中的观察结果、分析能力和问题解答。
3. 课后作业评估:检查学生作业的完成情况,巩固学生对碳的化学性质的理解和记忆。
七、安全与环保:1. 实验操作时,提醒学生注意实验室安全,遵守实验规程。
2. 实验中产生的废弃物要进行分类处理,遵循环保原则。
板书设计
单质碳的化学性质
一、常温下,化学性质不活泼
二、温度升高,活泼性增强
1、与氧气反应: C+O2CO2(氧气充足) 2C+O22CO(氧气不充足)
2、与某些氧化物反应: 2CuO+C2Cu+CO2↑
2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑
C+CO22CO
学习效果评价设计
1、课后调查:常见碳单质在生活中的其他用途,并与物理性质和化学性质对应起来
2、课后总结:根据化学学科研究的内容,总结碳单质的相关知识
本教学设计与以往或其他教学设计相比的特点
本课时的教学设计以用途反映性质为主线展开单质碳化学性质的学习,脉络清晰。
在学习过程中又以事实资料带给学生认知上的冲击,以实验视频和现场的演示带给学生直观的感受,对知识的学习进行多样化的呈现。
学生过程始终引导学生从化学的视角关注生活,用化学知识解释生活现象,体会化学与生活的密切关系。
单质碳的化学性质教案【篇一:单质碳的化学性质教学设计】【篇二:《单质碳的化学性质》教学设计】《单质碳的化学性质》教学设计【教学目标】:一、知识与技能1.知识目标:使学生初步掌握碳的化学性质——(常温下稳定性、高温下可燃性、还原性),常识性认识化学反应中的吸热和放热现象,初步了解碳的用途。
2.能力培养目标:通过列表比较氢气与碳的化学性质,培养学生科学的学习方法。
通过学生参与演示木炭还原氧化铜,进一步培养学生的操作技巧、观察能力和分析思维能力,通过实验观察法提高学生的科学探究能力和理论联系实际的能力。
3.思想教育目标:通过碳与氧气在不同条件下反应的产物不同,渗透物质所发生的化学反应既决定于物质本身的性质,又决定于反应条件的学习方法的指导。
二、过程与方法:通过复习,列表比较、实验演示,突出重点,通过分析,操作指导,解决难点。
1.用谈话法和阅读法,使学生初步了解温度对碳的化学性质的影响,提高学生的自学能力。
2.通过总结归纳法和演译法,加深对质量守恒定律、化学反应实质理解,提高学生的逻辑推理能力,发展学生的智力,挖掘学生的潜能。
三、情感、态度和价值观:1.通过介绍碳在日常生活中的广泛应用,增强学生学习化学的兴趣。
2.通过碳的化学性质的实验探究和逻辑推理,帮助学生建立崇尚科学的观念,树立辩证唯物主义观点。
【重点】:碳的化学性质。
即单质碳的可燃性和还原性应作为重点,为了使学生对氢气和单质碳的化学性质理解更深刻,要对它们进行比较。
【难点】:反应条件对碳反应产物的影响。
单质碳不完全燃烧的实验不好做,通过事例解释碳不完全燃烧的产物;用碳还原氧化铜的操作难度也比氢气还原氧化铜大,用高温(强热)加热时要注意,防止试管破裂;放热(产生热量)学生比较容易理解,对吸热概念的理解相对较难。
【教具准备】:1. 仪器:铁架台(带铁夹)、试管、酒精灯(改进)、导管、胶塞、玻璃棒、表面皿、研钵、试剂瓶 2. 药品:-1-氧化铜、木炭、澄清石灰水【教学方法】:①阅读法;②总结归纳法;③演译法;④实验观察法。
单质碳的化学性质教案第一章:碳的基本概念1.1 碳的电子排布1.2 碳的同素异形体1.3 碳的原子结构和化学键第二章:单质碳的物理性质2.1 单质碳的晶体结构2.2 单质碳的熔点和沸点2.3 单质碳的导电性和热导性第三章:单质碳的化学反应3.1 单质碳与氧气的反应3.2 单质碳与氢气的反应3.3 单质碳与卤素的反应第四章:单质碳的还原性4.1 单质碳还原金属氧化物4.2 单质碳还原非金属氧化物4.3 单质碳的还原性与反应条件第五章:单质碳的氧化性5.1 单质碳氧化金属5.2 单质碳氧化非金属5.3 单质碳的氧化性与反应条件第六章:碳的催化反应6.1 碳在合成反应中的应用6.2 碳在氧化还原反应中的催化作用6.3 碳催化剂的制备和活性评价第七章:碳的吸附性质7.1 碳材料的吸附机制7.2 碳材料在吸附中的应用7.3 吸附性能的表征与优化第八章:碳的燃烧反应8.1 碳的燃烧反应机理8.2 燃烧产物的分析与检测8.3 碳燃烧反应的环境影响第九章:碳的碳化反应9.1 碳化反应的原理与过程9.2 碳化反应的应用领域9.3 碳化反应的条件优化第十章:碳的化学腐蚀与保护10.1 碳材料的化学腐蚀机制10.2 碳材料的腐蚀防护方法10.3 腐蚀防护涂层的制备与应用重点和难点解析重点一:碳的基本概念碳的电子排布:碳原子的电子排布决定了其化学性质,尤其是最外层的4个电子,容易参与化学反应。
碳的同素异形体:金刚石、石墨和富勒烯等同素异形体的结构差异导致其物理性质差异显著。
碳的原子结构和化学键:碳原子通过共价键形成多种化学键,如单键、双键和三键,影响其化学反应性质。
重点二:单质碳的物理性质单质碳的晶体结构:不同同素异形体的晶体结构不同,影响其物理性质。
单质碳的熔点和沸点:金刚石和石墨的熔沸点差异显著,与晶体结构有关。
单质碳的导电性和热导性:石墨具有优良的导电性和热导性,而金刚石几乎不导电。
重点三:单质碳的化学反应单质碳与氧气的反应:完全燃烧二氧化碳,不完全燃烧一氧化碳。
北京四中
知识要点:
1.了解单质碳在常温下的化学稳定性和升高温度时的化学活动性。
2.了解碳的各种单质的物理性质差异虽然很大,却具有相同的化学性质。
3.通过实验和对实验现象的观察分析,掌握单质碳的可燃性和还原性。
知识的重点和难点:
1.重点:碳单质的可燃性和还原性。
2.难点:碳单质与氧化铜、二氧化碳发生的化学反应。
知识详解:
单质碳的化学性质
1.常温下碳的化学性质稳定:
单质碳在常温下化学性质不活泼,在日光照射下或跟空气、水接触一般都不反应。
利用碳在常温下的稳定性,古人用墨来书写的字、画可保存很久而不褪色。
2.单质碳在点燃或高温下,化学活动性大大增强,能够跟许多物质起反应
(1)碳与氧气的反应(可燃性)
CO俗称“煤气”,有剧毒。
生活中烧煤取暖时,若燃烧不充分就会生成CO,使人中毒。
(2)碳跟某些氧化物的反应(还原性)
木炭粉还原氧化铜现象:黑色粉末逐渐变红,生成的气体使澄清石灰水变浑浊。
上述反应都是氧化物中的氧被夺去的反应,氧化物都发生了还原反应。
单质碳具有还原性,可做还原剂。
但还原反应不属于四大基本反应类型。
(3)化学反应中吸热现象和放热现象
化学反应常伴随吸热或放热等现象,放热的反应可称为放热反应,吸热的反应可称为吸热反应。
例如:
,此反应为吸热反应;
而、
等均为放热反应。
(4)单质碳与氢气的化学性质比较
碳和氢气化学性质不同之处:
①它们的化学活泼性不同,氢气比碳活泼,在一定条件下氢气一般比碳容易反应;
②化合价不同,在通常状况下氢元素表现+1价而碳元素表现+4价;
③碳有可变化合价,所以燃烧充分或不充分时有两种氧化物。
(5)木片和木炭燃烧的比较
木片:易点燃,燃烧时有火苗,冒黑烟。
木炭:不易点燃,燃烧无火苗(或有蓝色火焰)。
木炭与木片燃烧时现象不同,主要是因为木炭在点燃前已经把内部的水分及易挥发的可燃性物质(油脂、烃类等)处理掉了。
所以在燃烧时只是发红,不冒烟。
有时看到木炭燃烧时有蓝色火焰是因为红热的炭与CO2相遇产生CO,而CO燃烧是蓝色的火焰。
[典例剖析]
例1.关于碳的化学性质,叙述正确的是()
A.碳的化学性质不活泼
B.碳具有还原性,炽热的炭能使CO2还原成CO
C.碳在氧气中充分燃烧是放热现象,不充分燃烧是吸热现象
D.碳能在较高温度下夺取某些含氧化合物里的氧
[分析]
碳在常温下化学性质不活泼,而在高温时比较活泼,不能不指明条件就说碳的化学性质活泼与否。
碳在较高的温度下能夺取某些含氧化合物里的氧,使其他的元素还原,还能使CO2还原成CO,所以B、D正确。
无论碳在氧气中燃烧是否充分,都是放热反应。
答案:B、D
例2.由下面的实验现象可知,黑色粉末可能是()
A.CuO和C
B.Fe和CuO
C.Mn和CuO
D.Fe和C
[分析]
此题属推断题,关键是找到解题的突破口,突破口一般应根据物质变化的特征现象去选择,
此题的突破口是,因为使澄清石灰水变浑浊是二氧化碳的特性,由此说明这种无色气体是CO2,找到突破口后再依次进行,步步推进,直至解题完毕,黑色粉末在高温下生成红色粉末和二氧化碳,根据质量守恒定律,黑色粉末的组成中一定含碳元素,由此排除B、C两项,再结合A、D两项由生成红色粉末推断生成的应是铜而不能是铁(铁是银白色)。
答案:A
例3.在密闭容器中盛有6g碳和12g氧气,加热使它们充分反应后,最后容器里的气体应该是()
A.CO2
B.CO
C.CO2和CO
D.CO2和O2
[分析]
本题考查的重点是碳和氧气在不同的质量比时所得的产物不同,即氧气是否充足。
可能发生的反应有:
所以容器中气体可能有四种情况:
(1)O2过量,反应完全后,容器内剩余的气体是CO2和O2的混合气体,这时碳与氧气的质量
比应小于3∶8;
(2)氧气刚好与碳完全反应生成二氧化碳,容器中剩余气体只有二氧化碳气体,这时碳与氧气质量比应恰好等于3∶8;
(3)O2的量不足,只与碳反应生成一氧化碳气体,容器中剩余气体为一氧化碳,这时碳与氧气的质量比应大于或等于3∶4;
(4)当碳与氧气质量比在3∶8和3∶4之间时,碳和氧气反应就会生成一氧化碳和二氧化碳的混合气体。
本题中碳和氧气的质量比为1∶2,在3∶8和3∶4之间,所以最后容器中剩余气体是一氧化碳和二氧化碳的混合气体。
答案:C
例4.人类很早就发现,孔雀石[Cu2(OH)2CO3]在熊熊燃烧的树木中灼烧,树木余烬里会有一种红色光亮的金属凝固出来,试用化学方程式表示所发生的反应:
(1)____________________________________________;
(2)____________________________________________。
[分析]
这是一道书写有关化学方程式的信息给予题。
熊熊燃烧的树木会使Cu2(OH)2CO3受热分解产生CuO,有红色光亮的物质可以确定为铜,而CuO是如何变成铜的呢?树木着火后会有木炭生成,木炭将CuO还原为Cu。
至此,就可以写出化学方程式。
答案:
(1)Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O
(2)C+2CuO2Cu+CO2↑
[参考练习]
1.对碳与氢气的性质进行比较,错误的结论是()
A.都具有可燃性
B.都具有还原性
C.都不能发生分解
D.有C或H2参加的反应都是放热反应
2.在一密闭容器中,盛有32g氧气和32g碳,在高温的条件下使其充分反应后,容器中剩余的物质是()
A.二氧化碳
B.二氧化碳和一氧化碳
C.碳和一氧化碳
D.一氧化碳
3.下列说法正确的是()
A.碳燃烧后不一定生成CO2
B.在高温下C与CO2的反应,不是氧化还原反应
C.化学反应中无热量的产生
D.碳元素形成的单质都是黑色的
4.下列说法中正确的是()
A.碳的化学性质不活泼
B.黑色粉末一定是木炭
C.任何物质燃烧时都有CO2生成
D.碳燃烧时,不一定生成CO2
5.在煤炉烧得很旺时,如果泼上少量水,火会烧得更旺,为什么?
6.木材作电线杆时,常把它埋在地下的部分表面烧焦,为什么?
7.将两种黑色固体粉末A和B装入大试管中加热,产生了能使澄清石灰水变浑浊的气体C。
若将C通过炽热的固体A,则转变成一种可燃性气体D。
D气体在氧气中燃烧又变成气体C。
当试管里的物质反应完毕后,黑色粉末变成了红色的E。
根据以上叙述填空。
(1)用化学式表示:
A_______,B_______,C_______,D_______,E_______。
(2)写出下列两步转化的化学方程式。
A+B→C+E______________________;C+A→D________________________。
参考答案:
1.
答案:D
分析:
碳和氢气在化学性质上相同点都具有可燃性和还原性,故A、B选项正确。
H2和C都是单质,不可能在化学反应中生成两种以上物质,所以C选项也是正确,C或H2在O2中点燃能放出热量,但在还原金属氧化物中需要加热或者高温,均属吸热反应,故D选项错误。
2.
答案:C(不足)
分析:
在密闭容器中,给碳和氧气的混合物高温加热,首先是,根据方程式中各物质间的质量比,32g氧气只能与12g碳完全反应生成44g二氧化碳,因此碳有(32—12=
20)剩余。
剩余的碳可继续与生成的二氧化碳起反应:,显然,碳过量,最终容器中剩余的物质为C和CO。
3.
答案:A
分析:
从碳在氧气中燃烧分为两种情况,氧气不足时,生成CO,氧气充分时生成CO2,即
,A正确;反应
,C得氧是还原剂,CO2失氧是氧化剂,此反应属于氧化还原反应,B错;化学反应一般都伴随有放热或吸热现象,C错;碳元素形成的单质之一金刚石,如果是纯净的,则是无色透明的,D错。
4.
答案:D
分析:
碳燃烧时,若氧气充足,则生成CO2,若氧气不充足则有CO生成,所以D的说法正确。
5.
答案:
燃烧得很旺时,温度很高,泼上少量的水时,由于灼热的炭具有较强的还原性,与水蒸气这
种氧化物反应,产生一氧化碳和氢气:,CO和H2两种气体同时燃烧,所以煤炉烧得更旺。
6.
答案:
因为木材烧焦后变成碳,在常温下碳的化学性质不活泼,这样埋在地下不易腐烂。
7.
答案:
(1) C CuO CO2CO Cu
(2)
分析:
本题最明显的已知条件是:“使澄清石灰水变浑浊的气体C”和“黑色粉末变成了红色的E”。
由此确定:C是二氧化碳,E是铜。
要根据C跟A反应生成气体D,D燃烧生成C,确定A是碳,D是一氧化碳。
再根据题意,知B为氧化铜。