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(共44张PPT)
第六单元 碳和碳的化合物
第一节 认识碳单质
（2024鲁教版）八年级
学习目标
碳单质的物理性质
01
02
碳单质的化学性质
03
综合提升
还记得金刚石和石墨吗 它们都是由碳原子构
成的单质，但其性质和用途却差异巨大。你可能还想不到,烧火用的木炭、冰箱中用来除异味的活性炭有时用酒精灯加热试管时熏染在试管外壁上的炭黑，主要成分都是碳单质。这些不同的碳单质在性质和
用途上有哪些差异 又是否存在着共性呢
一、碳单质的物理性质
碳元素的单质主要有金刚石、石墨和C60等。由于构成这些单质的碳原子之间的结合方式不同，形成了不同的化学结构，因此它们的性质、用途也存在着明显差异
1.金刚石
纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固
体，熔点为3550℃，不导电，是天然存在的最坚硬的物质。金刚石用途广泛，如工业上用来制作切割工具、钻头等;经过精雕细琢后的金刚石璀璨夺目，可用于制作装饰品、工艺品等
2.石墨
石墨是一种灰黑色、不透明、有金属光泽的片状固体，熔点为3652℃。它质地柔软、有滑腻感，具有良好的导电性能。石墨可用作抗磨剂、润滑剂，还可用于制造铅笔芯、石墨纤维、电极等。高纯度石墨可用作原子反应堆的中子减速剂。
3.C60
C60是由60个碳原子构成的形似足球的分子
由这种分子构成的碳单质是有金属光泽、能发出微弱荧光的固体，室温下呈紫红色，能导电。C60分子的独特结构决定了它特殊的物理和化学性质，使其在超导、催化、材料、医学及生物等领域具有广泛的应用前景。
木炭、活性炭、焦炭、炭黑等物质中的碳单质在结构上不像金刚石、石及C那样规则有序，它们在日常生活及工农业生产中的应用也非常广泛。如活性炭因其疏松多孔的结构面具有很强的吸附能力，可用于净化水质、制作防毒面具;炭黑可用于制造碳素墨水等。
随着研究的深入，与C60具有相似球形结构的一类碳单质如C50、C70、C72、C90”等逐步现身。与此同时石墨烯、碳纳米管等的发现进一步丰富了碳材料大家族。碳材料被认为是一种未来革命性材料。
撕出来的石墨烯
石墨晶体中的碳票子是分层排布的。如果将石墨晶体沿纵向一层层揭开来，每一层都是由多个正六边形排列而成的(称为石墨烯），最薄的就是厚度等于一个碳原子直径(相当于头发丝直径的二十万分之一)皆单层石量片。这么蹿的石墨片不要说肉照看不见，而使用高倍的显微镜也无法“看清”其真容，获得一张单层石毒烯薄片真是太难了。然而这样一个世养性的难题竟然通过拼胶带的办法解决了。科学家用胶带将石愿片的两面粘住，然后再把胶带撕开，这样反复地粘起来再紫开，最终就搞出了只有一个碳原子厚的最薄石墨片。科学家因此获得了2010年度诺贝尔物理学奖。听起来，创造性解决问题的思路来自平凡的生活经验，然而，能用平凡的经验解决世界性难题却弥足珍贵。
思考:
1,最薄石墨片的获得给了你怎样的启示 在日常的生活和学习中，你有没有利用“小窍门”解决“大理题”的成功经验
2.查阅相关资料，了解石墨烯的特性与功能。与同学们分享你的收获。
二、碳单质的化学性质
碳单质在常温下化学性质不活泼。但在加热或高温时，碳单质能与氧气、某些金属氧化物及非金属氧化物发生化学反应。
碳单质
金属氧化物
非金属氧化物
氧气
1.碳与氧气的反应
氧气充足时，碳充分燃烧，生成二氧化碳，并放出大量的热。
氧气不充足时，碳不充分燃烧，生成一氧化碳，同时放出热。
2.碳与氧化物的反应
高温下,碳能与氧化铜等金属氧化物发生反应:
在上述反应中，碳夺去了氧化铜中的氧，使化合物中的铜元素被还原为单质铜。这种含氧化合物中的氧被夺去的反应，叫作还原反应。碳使氧化铜发生了还原反应，因此碳具有还原性。碳的还原性广泛应用于冶金工业，例如将焦炭与铁矿石焙烧，
碳可将铁从它的氧化物矿石中还原出来。
碳不仅能还原金属氧化物，也能还原某些非金属氧化物。
一氧化碳能被氧化为二氧化碳，也能把铜等金属以它们的氧化物中还原出来。
一氧化碳是无色无味的气体。它的存在不容易披察觉。当一氧化强随呼吸进入人体后。便代替氧气与血演中的血红蛋白结合，使之失去输送氧气的能力，发生一氧化碳中毒。人暖入少量的一氧化碳就会关痛，受入较多量时，就可能导致死亡。
煤炉、煤气产及燃气热永据等易产生一氢化碳气体，使用时一定要保持良好的通风和有效的排气，确保安全。
总结
碳单质的物理性质
01
02
碳单质的化学性质
03
综合提升
1、碳元素能组成多种单质。下列关于碳单质的说法中，正确的是
A．硬度都很大　 B．都可用于制铅笔芯
C．常温下都是固体　 D．石墨和金刚石的物理性质完全相同
C　
2、如图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里放入几小块刚烘烤过的木炭。下列说法错误的是
A．一段时间后，观察到红棕色变浅
B．打开弹簧夹，观察到导管中液面上升
C．二氧化氮被木炭吸附
D．二氧化氮与木炭发生了化学反应
D　
课堂练习
3.“石墨炸弹”能够导致高压输电线短路，破坏供电系统，这种“炸弹”主要利用了石墨的
A．导电性　 B．润滑性　 C．质软　 D．耐高温
4．中国科学家合成了一种新形态的金刚石——次晶金刚石。次晶金刚石的硬度与天然金刚石的硬度相当。下列有关次晶金刚石的说法错误的是
A．是一种新型碳单质
B．其中碳元素的化合价为0
C．很坚固
D．构成它的碳原子与天然金刚石中的大小不同
A　
D　
课堂练习
5．宣传科学知识，反对伪科学是我们应尽的义务。下列说法具有科学道理的是
A．金刚石含有金　 B．铅笔芯不含铅
C．用普通显微镜就可以看到碳原子 D．水银是液态金属银
6．竹炭制品深受消费者欢迎。竹炭是竹子经过碳化处理后形成的多孔性材料，性质与木炭相似。竹炭不具有的性质是
A．黑色固体　 B．易溶于水　
C．有吸附性　 D．能够燃烧
B　
B　
课堂练习
基础过关全练
知识点1　碳单质的物理性质及用途
1.(2024北京门头沟期末)下列物质不属于碳单质的是 ( 　)
A.石墨　　　　　B.金刚石
C.C60　　　　　　D.二氧化碳
D
解析　石墨、金刚石、C60均是由碳元素组成的单质;二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的化合物。
2.(2023吉林中考)下列有关金刚石和石墨的说法,错误的是
(　　)
A.都是碳的单质　　　　　B.都由碳元素组成
C.物理性质相同　　　　　D.碳原子排列方式不同
C
解析　金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,金刚石和石
墨中的碳原子排列方式不同,物理性质存在差异。
3.(跨学科·物理)如图所示,向盛有红棕色二氧化氮气体的集
气瓶里放几小块木炭,最终观察到红棕色　　　　　　 (填
“变深”“不变”或“变浅”),漏斗中液面　　　　　　
(填“上升”“下降”或“不变”)。
变浅
上升
其原因为木炭具有　　　　　　　 作用,使瓶中气体压强　　　　　　　 (填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压。
吸附
小于
知识点2　碳单质的化学性质
4.(2024山东潍坊奎文、高新区期末)宋代许道宁用墨(主要成分为单质碳)所画的《关山密雪图》保存至今而不变色,这是因为在常温下单质碳(　　)

A.化学性质不活泼
B.硬度高
C.导电性能好
D.吸附能力强
A
5.(2024山东德州宁津苗场中学月考)按如图进行实验,以下分析或结论正确的是(　　)

B
A.导管口刚有气泡冒出说明反应开始
B.给酒精灯加网罩,目的是使火焰集中
并提高温度
C.实验结束应立即倒出粉末
D.固体减少的质量一定等于生成二氧化碳的质量
解析　导管口有气泡冒出,也可能是因为试管中的空气受热
膨胀,空气逸出;该反应的条件是高温,给酒精灯加网罩,目的
是使火焰集中,提高温度;实验刚结束不能立即倒出粉末,以
防止生成的铜再次被氧化;高温条件下碳能与二氧化碳反应
生成一氧化碳,固体减少的质量不一定等于生成的二氧化碳
的质量。
知识点3　一氧化碳
6.(新独家原创)2024年5月31日是第37个世界无烟日,香烟烟气中有几百种有毒物质,其中能与血红蛋白结合使人中毒的是 (　　)
A.N2　　　　　B.O2
C.CO2　　　　D.CO
D
解析　一氧化碳能与血液中的血红蛋白结合,从而使人缺氧中毒。
7.微型实验如图所示的微型装置可用于一氧化碳还原氧化铜,请回答:

(1)写出A处V形管内发生反应的化学方程式:　　　　　 　　　 　　　。
(2)写出B处V形管内的现象:　　　　　　　　　 。
(3)将尾气点燃防止污染空气,写出反应的化学方程式:　 　　　　　　　　　。
CO+CuO Cu+CO2
澄清石灰水变浑浊
2CO+O2 2CO2
解析　(1)一氧化碳和氧化铜在加热条件下反应生成铜和二
氧化碳。(2)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
8.(2024山东济宁嘉祥期末改编,7,★★☆)卡塔尔世界杯指定
用球的芯片传感器产自中国。制造芯片的主要材料是硅,其
生产过程涉及的主要化学反应为2C+SiO2 Si+2CO↑。
关于该反应叙述错误的是 (　　)
A.碳是还原剂
B.参加反应的C和SiO2的质量比为2∶1
C.该反应中含有两种氧化物
D.反应前后硅元素和碳元素化合价都发生了变化
能力提升全练
B
解析　题给反应中,碳夺取了二氧化硅中的氧,具有还原性,
碳是还原剂;由化学方程式可知,参加反应的C和SiO2的质量
比为(12×2)∶60=2∶5;二氧化硅、一氧化碳都是由两种元素
组成,且其中一种元素是氧元素的化合物,均属于氧化物;反
应前硅元素化合价为+4价,碳元素化合价为0价,反应后硅元
素化合价为0价,碳元素化合价为+2价,反应前后硅元素和碳
元素化合价都发生了变化。
9.如图所示,进行木炭与氧化铜反应的实验。

该装置类似于实验室制　　　　　　　 (填“氧气”或
“CO2”)的装置;酒精灯加上一个网罩的目的是　　　　
氧气
提高火焰的温度
B处试剂可确定A处反应是否发生,它应为　　　　　　　　 ;该实验结束时,为了防止B中溶液倒吸炸裂试管,应先　　　　　　　　 ,再　
　　　　　　 ;该实验证明了碳具有　　　　　　　 性,
同时也说明了　　　　　　　 气体的鉴别方法。实验过
程中可观察到A、B处分别出现的现象为　　　　　　　
　　　　　　　　　 、　　　　　　　　　　　　　
　　　 ,写出A中发生反应的化学方程式:　　　　　　
　　　　　　　 。
C+2CuO 2Cu+CO2↑
澄清的石灰水
移出导气管
撤酒精灯
还原
二氧化碳
黑色固体变为红色
澄清的石灰水变浑浊
10.按如图装置,持续通入X气体,并在管口P处点燃,部分实验
现象是澄清石灰水变浑浊。已知碳酸氢钠受热能够发生分
解,产生三种化合物。则X、Y不可能是 (　　)

素养探究全练
A.CH4和碳酸氢钠
B.CO和氧化铜
C.H2和氧化铁
D.H2和碳酸氢钠
C
解析　碳酸氢钠受热能够发生分解,产生三种化合物,分别为
碳酸钠、水和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,A
不符合题意;CO具有可燃性,且能和氧化铜在加热条件下反
应生成铜和二氧化碳,B不符合题意;H2具有可燃性,能和氧化
铁反应生成铁和水,没有二氧化碳气体生成,不会使澄清石灰
水变浑浊,C符合题意;H2燃烧放热,碳酸氢钠受热发生分解,
生成碳酸钠、水和二氧化碳,二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,
D不符合题意。

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