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(共25张PPT)
6.1 认识碳单质
核心素养目标
1.化学观念：
结构决定性质：通过金刚石、石墨、C60的微观模型，建立 "原子排列方式不同导致物理性质差异" 的基本观念。
性质决定用途：结合生活实例，理解碳单质的物理性质与其实际应用的关联，形成 "化学服务于生活" 的认知逻辑。
同素异形现象：通过化学史，认识同素异形体的概念，理解 "同种元素可形成不同单质" 的科学事实，体会科学发现的偶然性与必然性。
2.科学思维：
对比不同碳单质的用途，分析其优缺点，提出优化方案，发展创新思维与问题解决能力。
3.科学态度与责任：
通过碳单质的发现史，体会科学研究的严谨性与创新性，培养尊重实验事实、勇于质疑的科学态度。
学习重难点
学习重点
1.碳单质的物理性质与用途。
2.同素异形体的概念与实例。
3.碳单质的化学性质。
学习难点
1.微观结构与宏观性质的关联。
2.同素异形体的判断与辨析。
3.碳单质的化学性质实验。
课前导入
这些物品都由碳元素组成，为何用途差异巨大？
碳单质的物理性质
PART 01
1.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。
金刚石
石墨
C60
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
1.碳单质的物理性质
物质 性质 用途
金刚石 外观：_____________________________
天然存在的最 _____ 的物质 金刚石薄膜透光性 _____、导热性 _____ 无色透明、正八面体形状的固体
硬
好
钻石首饰
好
玻璃刀、切割金属、钻头
透镜涂层、集成电路基板
（2）石墨
1.碳单质的物理性质
物质 性质 用途
石墨 外观：_____________________________ _______________________ 硬度：质地柔软 有滑腻感
导电性 _____、熔点 _____ 灰黑色、不透明、有金属光泽的鳞片状固体
良好
抗磨剂、润滑剂
3652℃
用于制造铅笔芯、石墨纤维、电极等
用作原子反应堆的中子减速剂
（3）C60
1.碳单质的物理性质
物质 性质 用途
石墨 外观：_____________________________ _______________________
导电性 __________ 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
在超导、催化、材料、医学及生物等领域具有广泛的应用前景。
C60 的分子结构和足球相似
1.碳单质的物理性质
（4）其他碳单质
焦炭
木炭
炭黑
活性炭
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、石墨及C 0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。
疏松多孔的结构导致活性炭具有很强的吸附能力，可用于净化水质、制作防毒面具
1.碳单质的物理性质
　　“撕出来”的石墨烯
　　石墨烯
　　2004 年，英国曼彻斯特大学的海姆和他的同事从石墨中分离出仅由
一层碳原子构成的薄片——石墨烯。
石墨烯的结构
厚度：3.35×10－10 m
单层碳
碳单质的化学性质
PART 02
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。
1.碳单质的化学性质
（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。
C+O2 CO2
点燃
2C+O2 2CO
点燃
化学反应的条件不同，会决定着反应的进行程度或产物的不同。
（2）碳与氧化物的反应
1.碳单质的化学性质
高温下，碳能与氧化铜等金属氧化物发生反应。
2CuO + C 2Cu + CO2↑
高温
实验现象 分析
澄清石灰水变浑浊
有CO2生成
黑色粉末变为红色
有Cu生成
（2）碳与氧化物的反应
1.碳单质的化学性质
2CuO + C 2Cu + CO2↑
氧化铜失去氧变成单质铜
高温
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。
还原剂：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。
2.碳的还原性
2Fe2O3 + 3C 4Fe + 3CO2↑
高温
碳不仅能还原金属氧化物，也能还原某些非金属氧化物。
CO2 + C 2CO
高温
一氧化碳能被氧化为二氧化碳，也能把铜等金属从它们的氧化物中还原出来。
3.一氧化碳的还原性
2CO + O2 2CO2
点燃
CuO + CO Cu + CO2
△
燃烧时发出淡蓝色的火焰。
黑色氧化铜变成红色物质；澄清石灰水变浑浊。
归纳总结
碳单质
金刚石
石墨
C60
……
结构
用途
性质
决定
体现
决定
体现
同种元素可以
组成不同物质
随堂测试
　　1．我国古代发明了燃松脂取炭黑造墨，炭黑的下列性质中属于化学性质的是（ ）。
　　A．在一定条件下能与某些氧化物反应　　
B．呈黑色
　　C．溶于水 　　　　　
D．常温下呈固态
A
随堂测试
2.下列有关碳单质的说法正确的是（ 　）
A．金刚石和石墨都具有良好的导电性
B．木炭具有可燃性，金刚石、石墨不具有可燃性
C．金刚石、石墨物理性质不同的原因是碳原子的构成
D．书写档案资料使用碳素墨水，是因为常温下碳的化学性质
不活泼
D
随堂测试
　　3．下列化学方程式书写正确的是（ ）。
　　A．CH4＋O2 　　 CO2＋H2O
　　B．3C＋2Fe2O3 　　 4Fe＋3CO2
　　C．C+O2 　　CO
　　D．2CuO＋C 　　2Cu＋CO2↑
D
点燃
点燃
高温
随堂测试
4.两份质量相等的木炭，一份燃烧全部生成二氧化碳，一份燃烧全部生成一氧化碳，则两份木炭燃烧消耗氧气的质量比是（ 　）
A．1 : 2
B．2 : 1
C．3 : 8
D．3 : 4
B
随堂测试
C + O2 CO2
点燃
2C + O2 2CO
点燃
【解】设：碳的质量为a，生成二氧化碳时消耗氧气质量为x，生成一氧化碳时消耗氧气质量为y。
24 32
a x
12 32
a y
12 a
32 x
=
x =
8a
3
24 a
32 y
=
y =
4a
3
x : y = 2 : 1
随堂测试
5.有关2CuO+C 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发生了改变
D.反应前后固体质量不变
A
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