初中化学人教版（2024）九年级上册（2024）碳单质的多样性教学课件ppt

这是一份初中化学人教版（2024）九年级上册（2024）碳单质的多样性教学课件ppt，共35页。PPT课件主要包含了学习目标，不活泼，碳单质化学性质不活泼，东晋王羲之书法，沿用至今碳素墨水，巩固练习，碳单质与氧气反应，碳具有可燃性，碳不充分燃烧，碳充分燃烧等内容，欢迎下载使用。
6.1.2 碳单质的化学性质一、常温下的稳定性在常温，碳单质的化学性质比较稳定 。从碳原子的结构来看，其最外层有 4 个电子，既不容易失去电子，也不容易得到电子，这使得碳单质在常温下与许多物质都不易发生化学反应 。通过展示古代用墨书写或绘制的字画，历经数百年甚至上千年仍不褪色的例子，直观体现碳单质在常温下的稳定性 。讲解墨汁的主要成分是碳，正是由于碳的这一化学性质，才使得珍贵的书画作品得以长久保存 。二、可燃性 —— 与氧气的反应（一）充分燃烧当碳在充足的氧气中燃烧时，发生充分燃烧，生成二氧化碳，化学方程式为\(C + O_{2}\stackrel{点燃}{=\!=\!=}CO_{2}\) 。通过实验演示木炭在氧气中燃烧，让学生观察现象：木炭剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体 。分析实验现象，解释生成的气体是二氧化碳，说明该反应在生活和工业中常用于提供热量，如家庭用的煤炉燃烧、工厂的锅炉燃烧等 。（二）不充分燃烧当氧气不充足时，碳发生不充分燃烧，生成一氧化碳，化学方程式为\(2C + O_{2}\stackrel{点燃}{=\!=\!=}2CO\) 。讲解一氧化碳是一种无色无味的有毒气体，它能与人体血液中的血红蛋白结合，使其失去运输氧气的能力，导致人体中毒 。结合生活中冬季取暖时因煤炭燃烧不充分引发煤气中毒的案例，强调在使用含碳燃料时，要保证通风良好，防止不充分燃烧产生一氧化碳 。对比碳充分燃烧和不充分燃烧的产物、化学方程式及反应现象，加深学生对碳可燃性的理解 。三、还原性 —— 与某些氧化物的反应（一）碳与氧化铜的反应实验操作：将木炭粉末和氧化铜粉末按一定比例混合均匀，放入硬质玻璃管中，用酒精灯加热（可在酒精灯火焰上加网罩，提高火焰温度），并将产生的气体通入澄清石灰水中 。实验现象：黑色粉末逐渐变成红色，澄清石灰水变浑浊 。原理分析：碳与氧化铜在高温条件下发生反应，碳夺取了氧化铜中的氧，生成二氧化碳，同时氧化铜失去氧变成单质铜，化学方程式为\(C + 2CuO\stackrel{高温}{=\!=\!=}2Cu + CO_{2}\uparrw\) 。在这个反应中，碳表现出还原性，是还原剂；氧化铜失去氧，发生还原反应，是氧化剂 。讲解该反应在工业上可用于冶炼金属，利用碳的还原性将金属氧化物还原为金属单质 。（二）碳与二氧化碳的反应在高温条件下，碳还能与二氧化碳反应，化学方程式为\(C + CO_{2}\stackrel{高温}{=\!=\!=}2CO\) 。分析该反应中碳元素化合价的变化，碳单质中碳元素化合价为 0，二氧化碳中碳元素化合价为 + 4 价，一氧化碳中碳元素化合价为 + 2 价，说明在这个反应中，碳既是氧化剂又是还原剂 。讲解此反应在工业生产中的应用，如在炼铁高炉中，就存在碳与二氧化碳的反应，生成的一氧化碳作为还原剂用于还原铁矿石 。四、碳单质化学性质的应用拓展（一）在能源领域的应用基于碳单质的可燃性，煤炭、木炭等作为传统能源被广泛应用于发电、供热等领域 。随着科技发展，对碳燃烧效率和污染物排放控制的研究不断深入，如开发清洁煤技术，减少煤炭燃烧过程中二氧化硫、氮氧化物等污染物的排放 。（二）在冶金工业的应用碳的还原性使其在冶金工业中占据重要地位 。除了还原氧化铜，还用于冶炼铁、锌、铅等多种金属 。以炼铁为例，焦炭在高炉中先与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳再与焦炭反应生成一氧化碳，一氧化碳作为还原剂将铁矿石中的铁还原出来 。（三）在新型材料合成中的应用利用碳单质的化学性质，科学家们正在探索合成新型碳材料 。例如，通过控制反应条件，使碳发生化学反应形成碳纳米管、石墨烯等材料 。这些新型材料具有独特的性能，在电子、航空航天等领域展现出巨大的应用潜力 。五、课堂小结与练习（一）课堂小结回顾碳单质在常温下的稳定性，以及可燃性、还原性等化学性质，总结相关的化学方程式、实验现象和原理 。强调碳单质化学性质与用途的关系，加深学生对 “性质决定用途” 这一化学观念的理解 。（二）练习巩固基础题：写出碳在氧气中充分燃烧和不充分燃烧的化学方程式；简述碳与氧化铜反应的实验现象和原理 。提高题：分析在碳与二氧化碳的反应中，碳元素化合价的变化情况，判断氧化剂和还原剂；解释为什么在冬季用煤炉取暖时要注意通风 。拓展题：查阅资料，了解一种新型碳材料的合成过程，分析在合成过程中利用了碳单质的哪些化学性质，并写一篇短文介绍 。
1.知道碳单质的化学性质。2.理解氧化反应和还原反应，知道氧化反应和还原反应是从得、失氧的角度理解的化学变化。
1.碳的单质在常温下化学性质 。2.可燃性：①碳在氧气中充分燃烧 ；②碳在氧气中不充分燃烧 。（填化学方程式）3.还原性：碳在高温条件下能够 CuO，反应的化学方程式为 。
宋代许道宁《关山密雪图》
长时间保存不变色的原因？
常温下，碳单质的化学性质不活泼。
交流讨论：如图为碳原子的结构示意图，试着从碳原子结构的角度分析碳单质化学性质不活泼的原因。
【分析】碳原子的最外层电子数为4，得到或失去4个电子达到稳定结构都不容易，因此常温下，碳单质的化学性质不活泼。
在书写具有保存价值的档案时，最好使用(　　)A．铅笔 B．纯蓝墨水笔C．碳素墨水笔 D．圆珠笔
知识回顾：木炭在氧气中的燃烧
交流讨论：冬天在房间里燃煤、烧炭取暖，常发生中毒现象，你知道是什么原因吗？
反应物浓度或反应条件不同，决定反应的进行程度或产物的不同。
单质碳的化学性质——可燃性
常温下，金刚石化学性质很稳定
高温下，金刚石有可燃性
“钻石恒久远，一颗永相传”
碳单质与某些氧化物反应
实验6-2：用木炭还原氧化铜
交流讨论1：网罩、弹簧夹、澄清石灰水的作用分别是什么？
交流讨论2：实验结束时，正确的操作顺序是什么？
实验结束时，先撤出导管，再停止加热，并用弹簧夹夹紧乳胶管，等待试管冷却。
利用焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来。
总结：碳在高温条件下可以与某些氧化物发生反应
条件 化学性质 用途
交流讨论：为什么金刚石和石墨具有不同的物理性质，化学性质却很相似？
都是由碳原子构成，化学性质取决于构成它们的碳原子
按如图所示进行实验，下列分析或结论正确的是（ ）A.导管口刚有气泡冒出说明反应开始B.实验结束应立即倒出粉末C.木炭能将氧化铜还原为铜D.固体减少的质量一定等于生成CO2的质量
1. 东晋王珣的《伯远帖》被列为“天下十大行书”之一，保存至今仍不变色，主要是因为其所用墨汁中的炭黑 (　　)A. 是黑色固体 B. 具有吸附性C. 常温下化学性质稳定 D. 硬度高
2. 下列说法正确的是 ( )A. 木炭在氧气中燃烧一定生成二氧化碳B. C60 不能燃烧C. 木炭具有可燃性，可用作燃料D. 碳在氧气中燃烧的产物不可能为混合物
【点拨】氧气不足时，木炭在氧气中燃烧生成一氧化碳，A 错误；C60 具有可燃性，能燃烧，B 错误；碳在氧气中燃烧可能生成一氧化碳和二氧化碳的混合物，D 错误。
3. [2025·南平期中] 烧烤是一种街头美食，请回答下列问题。(1)烧烤时会用到木炭，这是利用了木炭具有__________的化学性质，木炭做成空心的目的是______________________________________________。(2)木炭燃烧将化学能转化为热能，写出其充分燃烧的化学方程式：________________________；木炭不充分燃烧会产生一种有害气体，该反应的化学方程式为________________________ 。
增大木炭与空气(或氧气)的接触面积，使燃烧更充分
C + O2====CO2
2C + O2=====2CO
4. “文房四宝”之一的墨是中国传统水墨画的绘画材料。(1)墨由炭黑中加入天然胶等制成，墨的物质类别属于 ___________(填“混合物”或“纯净物”)。(2)宋代《墨经》记载“立窑烧烟法”的示意图如图所示，炉膛口较小，松木置于炉膛中燃烧，瓮中收集的烟可用于制墨。“立窑烧烟法”利用了松木的_________ (填“完全”或“不完全”)燃烧。写出墨完全燃烧的化学方程式：_______________________。
5. 工业炼钨的原理为WO3+3H2====W+3H2O, 发生还原反应的物质是 ( )A. H2 B. WO3 C. W D. H2O
【点拨】反应中H2 夺取WO3 中的氧元素，发生氧化反应，表现出还原性，WO3 发生还原反应，表现出氧化性。
集中火焰,提高加热温度
6. 物质的性质决定物质在生产和生活中的用途。木炭具有还原性，可用于冶炼金属。如图是木炭还原氧化铜的实验装置图，请据图回答问题：(1)图中酒精灯上加网罩的作用是______________________。
(2)写出木炭还原氧化铜的化学方程式：______________________________________。(3)刚开始预热时，试管② 中立即有气泡冒出，但澄清石灰水没有变浑浊，其原因是______________________________________。
2CuO+C=====2Cu+CO2↑
刚开始预热时排出的是试管内的空气
(4)实验结束后，需要过一段时间，待试管①冷却后再把橡胶塞打开，将试管①里的粉末倒在纸上，其原因是__________________________________。(5)在试管②中，当观察到__________________的现象时，证明木炭和氧化铜已完全反应。
防止灼热的铜重新被氧化
7. 明代宋应星所著的《天工开物》中记载了用炉甘石(ZnCO3)与煤炭饼“火法炼锌”的方法，其中一个反应的化学方程式为C+2ZnO=====2Zn+CO2 ↑。下列说法不正确的是(　　)A. 反应后碳元素的化合价升高B. 该反应说明碳具有还原性C. 反应中碳与氧化锌的质量比为2 ∶27D. “火法炼锌”过程中煤炭饼的作用只是提供热量
8. [2024·黄石期末] 把8 g 碳和16 g 氧气放在密闭的容器里，在一定条件下充分反应，最终密闭容器中有 ( )A. 二氧化碳 B. 一氧化碳C. 二氧化碳和一氧化碳 D. 二氧化碳和氧气
常温下，碳单质的化学性质不活泼 ………炭黑制墨
能与氧气反应（可燃性） ………煤、木炭等作燃料能与某些金属氧化物反应 ………焦炭冶炼金属能与二氧化碳反应 ………制得一氧化碳