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中物理
第六单元 碳和碳的氧化物
课题1 金刚石、石墨和C60 （第2课时）
1．高铁动车的运行是依靠顶部的石墨电刷与电线接触获取电力，与下列石墨的性质无关的是（ ）
A．滑腻感 B．可燃性 C．熔点高 D．导电性
B
旧知回顾
思考：碳原子排列方式多种多样，使碳单质的物理性质差异很大，那它们的化学性质会怎样呢？也会差异很大吗？
金刚石 石墨 C60
说一说金刚石、石墨和C60的物理性质及用途，以及三者物理性质差异很大的原因。
这些单质都是有碳元素组成的，元素的化学性质与原子结构的最外层电子数的关系最密切，因此这些物质的化学性质在很大程度上是相似的。
石墨
C60
金刚石
说明了碳单质在常温下化学性质稳定。
“钻石恒久远，一颗永相传”
古代书画家用墨做的古画、字迹历经千年而不褪色，档案材料一般要求用碳素墨水书写，
交流讨论：下面的事例说明了碳单质的什么性质？
碳原子核外电子排布
性质
结构
决定
【课堂活动1】阅读课本第106、107页，了解金刚石、石墨的物理性质、用途、结构和性质差异的原因。
2．“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词，被美国的《广告时代》评为20世纪的经典广告词之一，该广告词最能体现钻石（金刚石）具有什么样的化学性质？_________________________。
常温下，化学性质不活泼
知识点1 常温下碳的化学性质不活泼
【课堂活动1】元素的化学性质主要与原子
最外层的电子数有关。碳原子的最外层电子
数是4，既不容易____电子，也不容易____电子，因此，常温下，碳的化学性质_________。
得
失
不活泼
常温下碳的化学性质不活泼。
用途：
1.碳素笔书写档案；
2.木质电线杆炭化防腐。
（化学性质）
【课堂练习1】石墨烯是一种非常优良的纳米材料，由碳元素组成，化学性质和石墨相似，还具有超强导电、导热的性能。关于石墨烯的认识错误的是（ ）
A．可作散热材料
B．常温下化学性质稳定
C．可作新型电池的电极
D．与石墨的性质相同
D
旧知回顾：木炭在氧气中的燃烧
现象：发出白光，放出热量
生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
一、碳与氧气的反应（碳的可燃性）
化学方程式：C + O2 === CO2
点燃
氧气充足
充分燃烧
作燃料
1.氧气充足、燃烧充分时，碳燃烧生成二氧化碳。
2.氧气不充足、燃烧不充分时，碳燃烧生成一氧化碳。
C + O2 === CO2
点燃
2C + O2 === 2CO
点燃
注意：描述物质的化学性质时，要注意条件哦。如碳在常温下化学性质稳定；碳充分燃烧生成二氧化碳；不充分燃烧时则生成一氧化碳等。
碳做燃料
用途：
交流讨论：冬天，北方农村地区常在房间里燃煤、烧炭取暖，常发生中毒现象，你知道是什么原因吗？
碳与氧气不充分燃烧：
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。
知识点2 碳的可燃性
【课堂活动2】在密闭室内用煤炉烧煤取暖，如果使用不慎，就会发生“煤气”中毒事件，“煤气”是什么？是怎样产生的？______________________________。
1．氧气充足（写化学方程式，下同）： ；氧气不足： 。
2．用途：_________。
一氧化碳 碳不完全燃烧产生
C+O2 === CO2
点燃
2C+O2 === 2CO
点燃
燃料
都由碳元素组成
阅读“P109化学技术社会第1段”
碳单质化学性质相似：_________________
金刚石能燃烧吗？
讨论:
怎样证明纯净的金刚石和石墨都是由碳元素组成的？
答：高温下将纯净的金刚石和石墨燃烧，得到的唯一产物都是CO2。证明纯净的金刚石和石墨都是由碳元素组成的。
知识点3 碳的还原性
【课堂活动3】观察“实验6-2”，记录并分析。
实验装置 实验现象 实验分析及结论
澄清石灰水变_______ 说明生成了____ 在反应中，碳夺取氧化铜中的_____元素
试管中固体粉末_____ 说明生成了____ 在反应中，氧化铜____________________
化学方程式为：
CO2
氧
变红
浑浊
铜
失去了氧元素变成铜
C+2CuO === 2Cu+CO2↑
高温
用途：冶金工业
试管口略向下倾斜
装置的气密性要好
实验结束时，先撤出导气管，然后再熄灭酒精灯
防止澄清石灰水倒流入热的试管致使试管破裂
待试管冷却后再把试管内的粉末倒在纸上（防止生成的铜再被氧化成氧化铜）。
金属网罩
提高温度
[问题]
（1）将两种粉末混合均匀的目的是____________________
________________________。
（2）在酒精灯上加网罩或改用酒精喷灯的目的是________
__________________。
（3）试管液面下冒出气泡，能否说明炭和氧化铜发生反应？为什么？_______________________________。
增大反应物之间的接
触面积，提高反应速率
集中火焰，提高温度
不能，试管内的气体受热会膨胀
刚开始试管中出现气泡，石灰水不变浑浊
（4）反应时，可看到试管底部变红热，停止加热后，仍能看到红热现象，说明该反应是_____（填：“吸”或“放”）热反应。
（5）停止加热时，要先_______________________，然后___________________________。目的是_________________
_________________。
（6）为什么要待试管冷却后才将粉末倒在纸上观察：________________________。
放
从石灰水中取出导管
熄灭酒精灯（或酒精喷灯）
防止石灰水倒流，
可能炸裂试管
防止热的铜再被氧化
C + 2CuO === 2Cu + CO2↑
高温
氧化铜失去氧变为铜单质
还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。
还原剂：具有还原性
碳夺取CuO中的氧将其还原为单质铜，表现出还原性
氧化铜使碳氧化成二氧化碳，表现出氧化性
[小结]
1．还原反应：________________________________；
还原性：_________________________________。
碳+金属氧化物 ______+_______。
2．用途：____________。
含氧化合物里的氧被夺去的反应
夺取含氧化合物中氧元素的性质
金属
CO2↑
冶炼金属
高温
注：还原反应和氧化反应都不属于基本反应类型。
1. 得氧被氧化，发生氧化反应；失氧被还原，发生还原反应；
2. 能提供氧的物质具有氧化性，作氧化剂，
能夺得氧的物质具有还原性，作还原剂。
应用1：碳的还原性可用于冶金工业。
如，焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来。
3C + 2Fe2O3 === 3CO2↑ + 4Fe
高温
C + CO2 === 2CO
高温
应用2：在高温条件下，碳能使二氧化碳转变成一氧化碳。
碳夺取氧表现出还原性，做还原剂，发生氧化反应
易 错 提 醒
高温≠加热（△）
碳的还原性
1.观察碳分别与氧气和二氧化碳反应的化学方程式：
________________________________
________________________________
前者说明碳具有______性，后者说明碳具有_____性。
可燃
还原
C + O2 CO2
2C + CO2 2CO
【课堂练习2】
1．下列几种情况，能证明“金刚石和石墨是由相同元素组成的”是（ ）
A．它们的熔点相同
B．都不溶于水
C．充分燃烧都生成CO2
D．石墨可转成金刚石
C
2．将水蒸气通过灼热的炭层可发生如下反应：
H2O+C ==== H2+CO，其中显还原性的物质是（ ）
A．H2O B．C C．H2 D．CO
3．完成下列反应：
（1）碳还原氧化锌： 。
（2）碳还原氧化铁： 。
（3）碳和二氧化碳高温反应： 。
B
C+2ZnO === 2Zn+CO2↑
高温
3C+2Fe2O3 === 4Fe+3CO2↑
高温
C+CO2 === 2CO
高温
高温
1．下列碳或炭的各种用途中，利用其化学性质的是（ ）
A．用石墨粉作润滑剂
B．活性炭作滤芯材料
C．C60用于超导材料
D．用焦炭冶炼金属
D
测评反馈
2．下列有关碳单质的性质和结构，说法正确的是（ ）
A．金刚石和石墨的物理性质有很大差异是因为构成它们的原子大小不同
B．碳单质都是由碳原子构成的
C．用墨书写或绘制的字画能保存很长时间而不变色，因为常温下碳的化学性质不活泼
D．所有碳单质燃烧只生成二氧化碳
C
3．右图是碳还原氧化铜的实验，有关说法正确的是（ ）
A．该实验体现了碳的氧化性
B．反应开始的标志是：导管口有气泡产生
C．该反应的实验现象是黑色固体变红色，
澄清石灰水变浑浊
D．实验结束时应先熄灭酒精灯，待试管冷却后再将导管从澄清石灰水中移出
C
4．下列说法错误的是（ ）
A．同种元素组成的物质，性质不一定相同
B．同种元素组成的物质，性质一定相同
C．不同的单质可以由同一种元素组成
D．不同的单质可以有相同的化学性质
B
5．当CuO中混有少量炭粉时，提纯的方法是（ ）
A．在氧气流中加热
B．在氢气流中加热
C．加足量水过滤
D．隔绝空气高温加热
A
请思考
有等质量的两份碳，分别燃烧生成CO2和CO，消耗氧气的质量比是 ， 生成CO2和CO 的质量比是 。
C＋O2　　　CO2
点燃
质量比：12 : 32 : 44
3 : 8 : 11
2C＋O2　　 2CO（燃烧不充分）
点燃
质量比：24 : 32 : 56
3 : 4 : 7
2:1
11 :7
C----CO2----CO
12 44 28
反应物的质量不同,生成物可能不同。
1．碳与氧气的质量关系和生成气体的成分（如下图）
碳和氧气质量比为3∶4，生成一氧化碳；碳和氧气质量比为3∶8，生成二氧化碳；碳和氧气质量比介于3/8~3/4之间，生成二氧化碳和一氧化碳的混合气体。
名师点睛
2．碳与氧化铜反应的质量关系：
C + 2CuO ===== 2Cu + CO2↑
12 160
理论上碳与氧化铜的质量比为12∶160（3∶40），实际上碳和氧化铜的质量比要略大于3∶40。
原因是：①该装置未隔绝空气，碳会与装置内的O2反应；
②碳会与生成的CO2反应生成CO。
高温
3．易错点：除杂提纯
（1）铜中含有碳，不能用在空气中引燃碳的方法，因2Cu+O2 === 2CuO，除碳的同时，铜转成CuO。
（2）除去氧化铜中的碳，露置在空气中加热，碳燃烧生成二氧化碳被除去。
△
碳的化学性质 用 途
1.在______下，碳的化学性质不活泼
2.温度升高，碳的活泼性增强
可燃性
还原性
常温
(1) C + O2 点燃 CO2
(2) 2C + O2 点燃 2CO
(1) CuO +C 高温 Cu +CO2↑
(2)2Fe2O3 +3C 高温 4Fe +3CO2 ↑
书写档案
炭化防腐
做燃料
冶金工业
(3) CO2 + C 高温 2 CO
稳定性和活泼性是相对的，条件不同，性质不同。

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