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1、 东胜区闻德中学目标导学式高效课堂教学模式 第五单元碳和碳的氧化物课题：碳和碳的氧化物 主备：陈志信 课型：新授 备课时间：2013 年 3 月 3 日班级： 姓名： 授课时间： 中考考点聚焦一、碳的几种单质1.金刚石、石墨的物理性质和用途的比较金刚石、石墨在物理性质上存在很大差异的原因是：碳原子的排列不同。它们是由碳元素形成的两种不同的单质，由石墨制金刚石是化学变化。CO 和 CO2在化学性质上存在很大差异的原因是：分子的构成不同。2.无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成。主要有：焦碳、木炭、活性炭、碳黑等。无定形碳的色态、制法和用途的比较色 态 制法 用途木炭灰黑色多孔固体木材隔绝空气
2、加强热 作 燃 料 、 冶 炼 金 属 、 制 黑 火 药 、 制 活 性 炭 、吸 附 剂焦炭浅灰色多孔固体烟煤隔绝空气加强热 冶炼生铁活性炭 黑色粉末 木炭在高温下用水蒸气处理 净化多种气体和液体，用于制防毒面具炭黑 黑色粉末 含碳物质不完全燃烧 制造油墨、油漆、颜料、作橡胶制品的填料注意： “碳”和“ 炭” 的区别。“碳” 是指碳元素、碳原子；“炭”则是含有碳元素的天然产物（如木材）经过碳化而形成的多种碳的单质，如木炭、活性炭等。木炭和活性炭的吸附作用是物理性质，某种物 质被吸附 时， 发生的是物理变化。生活中较常见的具有吸附作用的物质是茶叶和煤渣。 60和碳纳米管名称 分子结构 性质
3、用途 发现时间 60 分子稳定研 究 应 用材 料 ， 如超 导 材 料1985碳纳米管分子稳定研 究 应 用材 料 ， 如贮 氢 材 料1991小结：同一种元素可以形成不同的单质。注意：由同一种元素碳组成的几种不同单质：金刚石、石墨、 60、各种无定形碳等，这些单质的物理性质有较大的差异，其原因是碳原子的空间排列不同；但它们的化学性 质相同，其原因是它 们都是由碳元素组成的。且碳原子的结构都相同。3.单质碳的化学性质金刚石 石墨色态 无色、固态、正八面体形状的固体深灰色、有金属光泽、不透明细鳞片状固体沸点 高 高硬度 天然物质中最硬的矿物之一 天然物质中最软的矿物之一熔点 很高 高、耐高温导
4、电性 不导电 导电用途 装饰品；切割玻璃、大理石等；钻探机的钻头 作电极、铅笔芯、润滑剂等组成 由碳元素组成 由碳元素组成教与学 东胜区闻德中学目标导学式高效课堂教学模式 虽单质碳的物理性质各异，但化学性质却完全相同。（1）常温下的稳定性强我国古代用墨书写或绘制的画，年深日久不褪色碳在常温下化学性质稳定。现在填写档案用碳素笔。（2）可燃性：完全燃烧（氧气充足）生成 CO2 C + O2 点燃 CO2不完全燃烧（氧气不充足）生成 CO 2C + O2 点燃 2CO（3）还原性：C + 2CuO 高温 2Cu + CO23C + 2 Fe2O3 高温 4Fe + 3CO2 应用：工业冶金。现象：黑
5、色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。二、二氧化碳1.二氧化碳的实验室制法（1）原理：用石灰石和稀盐酸反应：CaCO3 + 2HCl CaCl 2 + H2O +CO2注意：用块 状的大理石或石灰石跟稀盐酸反应较好。粉末状的反应速率太快。制取 CO2时不用浓盐酸，因为浓盐酸有强的挥发性。制 CO2时不用稀硫酸，因为 H2SO4 与 CaCO3 反应生成的 CaSO4 微溶于水，成 为沉淀包住CaCO3，使反应很难继续进行。CO2 气体中往往含有 HCl 气体和水蒸气。有时，在制得 CO2 后，需除去 HCl 气体和水蒸气。（用饱和 NaHCO3 溶液除 HCl）（2）气体的收集方法：向上排空气
6、法（3）选用和制氢气相同的发生装置。如（4）验证方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，如变浑浊，则是二氧化碳。注意：CO2 中混有 HCl 气体时，通入澄清的石灰水有可能看不到浑浊现象，所以必须先除去 HCl。但又不能用 Na2CO3 溶液，因为 Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,故必 须用饱和 NaHCO3 溶液净化 CO2 中混有的 HCl 气体。 这 一点同学们应记住，防止犯错误。（5）验满方法：用点燃的木条，放在集气口，木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。2.二氧化碳的工业制法CaCO3高温 CaO + CO23.二氧化碳的物理性质通常情况下，二氧化碳是无色、无味的气体，比空气
7、重，能溶于水，加压、降温时变成液态、固态，固态 CO2又称“干冰”。4.二氧化碳的化学性质（1）一般情况下，CO 2既不能燃烧，也不支持燃烧。（2）与水反应生成碳酸CO2 + H2O H 2CO3生成的碳酸能使紫色石蕊试液变红。H2CO3 H 2O + CO2（碳酸不稳定）（3）与 Ca(OH)2、NaOH、Ba(OH) 2等碱反应。CO2 + Ca(OH)2 CaCO 3 + H 2O（可鉴定 CO2）2NaOH + CO2 Na 2CO3 + H2O（可吸收 CO2）（4）与灼热的碳反应C + CO2高温 2CO（5）不能供给动物和人呼吸、参与植物光合作用。注意： CO2 的密度比空气的密
8、度大的验证方法a.向纸袋里倾倒；b.烧杯里下层蜡烛火焰先熄灭；c.用 CO2 吹的气球在空气中向下落； d.用向上排空气法收集 CO2。CO2 能溶于水的验证方法将盛满 CO2 的试管倒扣在水里，一段 时间后试管内液面上升；若倒扣在紫色石蕊 试液中， 则上升的水柱变红；若倒扣在澄清石灰水中， 试管内液面上升，水柱变浑浊。CO2能灭火的理由一般情况下不燃烧，不支持燃 烧，密度比空气大，能隔绝空气。CO2 溶于水形成 H2CO3,溶液显酸性，可使紫色石蕊 试液 变红。自然界雨水，pH 大约为 5.6。CO2 和 O2 在自然界中的循环 东胜区闻德中学目标导学式高效课堂教学模式 呼吸作用、燃烧等消耗
9、 O2,释放 CO2；植物吸收 CO2，释放 O2,使大气中 CO2 和 O2 含量平衡。5.二氧化碳的用途CO2可用来灭火，干冰是常用制冷剂，用于人工降雨和冷藏食物等；工业上用 CO2来制纯碱、尿素和汽水饮料；温室施用 CO2作气态肥料。注意： “ CO2 不能支持燃烧”的局限性二氧化碳不能支持燃烧是指不能支持普通燃料或可燃性物质燃烧而言的。有些活动性强的金属，如镁，点燃后放入 CO2 里能够继续 燃烧而析出碳。因此，我们通常说 CO2 不能支持燃烧是有条件的。“ CO2 的溶解性 ”与“CO 2 和水的反 应”CO2 能溶于水，又能与水反应 ，前者是 CO2 的物理性质，后者是 CO2 的
10、化学性质。CO2 溶于水生成碳酸，但是实际 上 CO2 溶于水后，只有其中的 1与水结合成 H2CO3，其余部分仍以 CO2 分子形式溶在水里。CO2 通入紫色石蕊试液中，试 液变红，是由于 H2CO3电离出 +的缘故，而不是 CO2 的作用。6.二氧化碳对生活和环境的影响（1）温室效应：全球气候变暖，两极冰川融化。温室效应的危害：海平面升高，淹没沿海地带，土地沙漠化，农作物减产。（2）控制温室效应的对策减少煤、石油、天然气等化石燃料的使用；开发利用太阳能、地热能、风能等清洁能源；大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林。三、一氧化碳1.一氧化碳的物理性质无色、无味的气体，密度比空气略小；难溶于水，在通
11、常状况下，1 体积的水仅能溶解约 0.02 体积的一氧化碳。2.一氧化碳的化学性质CO 具有可燃性和还原性。（1）可燃性2CO + O2 点燃 2CO2（蓝色火焰）燃烧时放出大量的热，是重要的燃料。点燃前必须检验 CO 的纯度，否则可能引起爆炸。（2）还原性CO + CuO 加热 Cu + CO2CO 还原 CuO 的步骤：a.先通入 CO（目的是排净玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸）b.加热c.停止加热d.停止通入 CO（要继续通入 CO 至试管冷却，防止生成的 Cu 重新被 O2氧化）注意:CO 还原 CuO 时，一定要有尾气 处理装置。用途：工业上常用 CO 冶炼铁。3CO + Fe2
12、O3高温 2Fe + 3CO2（3）毒性CO 和人体血红蛋白的结合能力比氧与血红蛋白的结合能力强 200300 倍，人吸入 CO 造成人体缺氧，严重者致死。CO 轻度中毒者，应该吸大量新鲜空气或进行人工呼吸；医疗上常用静脉注射亚甲基蓝进行解毒。3.一氧化碳对空气的污染(1)产生 CO 的两种主要方式氧气的量不足，碳燃烧不充分：2C + O2 点燃 2COCO 2遇到炽热的碳：C + CO2高温 2CO(2)CO 污染源主要来自汽车排放的废气；其次来自煤等燃料的燃烧、石油的炼制、钢铁冶炼等。森林火灾、陆地生物的腐烂等过程也能产生 CO。碳的单质和化合物的衍变关系，请写出网络中十个变化的化学方程式
13、。 中考名题精析例 1最近科学家发现了一种新分子，它具有类似足球的结构，化学式是 C60。对 C60有下列几种说法：C 60是一种新型的化合物；C 60和金刚石、石墨是由碳元素组成的三种不同的单质；C 60用于制造良好的超导材料；C 60的相对分子质量是 720。其中正确的叙述是( )A B C D解析本题向同学们提出了四个问题：什么是单质？什么是化合物？用定义判断一下 C60是单质还是化合物。C 60、金刚石、石墨是不是同一种物质？C 60有哪些重要的用途？怎样计算物质的相对分子质量？解决了这四个问题，就能找出本题应选择的正确答案。由定义可知：由同种元素组成的纯净物叫单质，由不同种元素组成的
14、纯净物叫化合物。对比 C60的化学式可知，它是由 60 个碳原子构成的分子，所以是单质，题中的叙述是错误的。C60、金刚石、石墨都是仅由碳元素组成的单质，但结构不同：C 60有类似足球的结构，金刚石晶体是正四面体，石墨晶体则是层状结构。结构不同、性质必然不同。所以它们是由碳元素组成的不同 东胜区闻德中学目标导学式高效课堂教学模式 单质。题中的叙述正确。C60是近年来科学家在研究中发现的一种奇特的大分子，在 C60中掺以少量某些金属后具有超导性，它可用于制造良好的超导材料。题中的叙述正确。由此也启示我们，不能只埋头死记课本知识，应该关心当今飞速发展的科学技术的新成就、新信息。根据 C60的化学式
15、可知，它的相对分子质量为 6012=720，题中的叙述正确。答案 应选 C。例 2实验室制取二氧化碳一般有五个步骤：检验装置的气密性，按要求装好仪器，向长颈漏斗注入酸液，向广口瓶中放入大理石小块，收集气体下列正确操作顺序是( )A. B. C. D.解析制取气体时，首先要检验装置的气密性，不漏气之后，向瓶内放入小块石灰石或大理石，盖好双孔胶塞，导管伸入集气瓶底部，然后向长颈漏斗中加入稀盐酸，收集气体。答案 应选 B例 3某气体 X 是氢气、一氧化碳、甲烷中的一种气体或几种气体的混合气。点燃该气体后，在火焰上方罩一个干而冷的烧杯，烧杯内壁有无色液滴出现（此无色液滴能使无水硫酸铜变蓝），再向烧杯中注入少量澄清的石灰水，振荡，石灰水变浑浊。根据上述实验现象判断，气体 X 的成分可能是什么？用化学式将答案填在下表内（
