资源简介

(共47张PPT)
碳（C）：教学幻灯片分页内容
（共 8 页，按 “基础认知→核心特性→应用实践→安全与趋势” 逻辑分页，适配课堂教学节奏）
第 1 页：封面页 —— 碳：生命与工业的基石
标题：碳（Carbon，化学式 C）
副标题：元素周期表第 6 号元素 生命的核心元素 工业的关键原料
配图建议：左侧生命场景（DNA 双螺旋结构、植物叶片），右侧工业场景（钢铁厂、碳纤维制品），中间标注碳元素符号 “C” 及原子结构示意图（质子数 6，核外电子层 2 层：2+4）
核心备注：通过 “生命 + 工业” 双场景，直观展现碳的多元价值，引发学生兴趣。
第 2 页：基本物理与化学性质（一）—— 核心特性表
标题：一、碳的核心性质（物理 + 化学）
内容框架：分 “物理性质”“化学性质” 两栏，用表格清晰呈现，重点标注关键数据：
类别
具体性质
关键说明（适配教学）
物理性质
状态与颜色
常温下为固态（金刚石：无色透明；石墨：深灰色；无定形碳：黑色），易通过外观区分同素异形体
熔点与沸点
熔点约 3550℃（金刚石），沸点约 4827℃，是熔点最高的非金属元素之一，适合高温工业场景
硬度
金刚石（硬度 10，最硬天然物质） vs 石墨（硬度 1，质软可导电），体现结构对性质的影响
导电性
石墨导电（层间自由电子），金刚石不导电，可结合 “石墨电极”“金刚石刀具” 实例讲解
化学性质
稳定性
常温下极稳定（如古代字画用炭黑绘制，千年不褪色），高温下才发生反应
可燃性
充分燃烧：C + O 点燃→ CO （无黑烟）；不充分燃烧：2C + O 点燃→ 2CO（有黑烟，有毒）
配图建议：金刚石、石墨的实物图 + 结构模型图（对比正四面体结构与层状结构）。
第 3 页：基本物理与化学性质（二）—— 重要反应
标题：一、碳的核心性质（续：还原性与典型反应）
内容框架：以 “还原性” 为核心，结合工业应用设计反应案例，标注反应条件与现象：
还原金属氧化物（工业冶炼）
反应 1：C + 2CuO 高温→ 2Cu + CO ↑
现象：黑色氧化铜逐渐变红，澄清石灰水变浑浊（课堂实验常做，可配实验装置图）
反应 2：3C + 2Fe O 高温→ 4Fe + 3CO ↑
应用：古代 “冶铁” 的核心反应，解释铁器的普及历史
与非金属反应（基础化工）
反应：C + CO 高温→ 2CO
注意：CO 是有毒气体（结合 “煤气中毒” 案例，强调通风的重要性）
教学提示：用 “‘高熔点’决定反应需高温”“‘还原性’决定其作为冶炼还原剂” 串联知识点，建立 “性质→用途” 的逻辑。
第 4 页：同素异形体 —— 碳的 “百变身份”
标题：二、碳的同素异形体：结构不同，性质迥异
内容框架：聚焦 3 种常见同素异形体，用 “结构 - 性质 - 用途” 对应关系教学：
同素异形体
原子结构特点
关键性质
典型用途（学生易感知）
金刚石
正四面体网状结构
硬度最大、不导电、耐磨
钻石首饰、玻璃刀、钻探机钻头
石墨
六边形层状结构
质软、导电、耐高温
铅笔芯（混合黏土）、干电池电极、石墨坩埚
C （富勒烯）
足球状分子结构（60 个碳原子）
稳定性好、可修饰
新型材料（如纳米催化剂、超导材料），拓展 “碳的未来应用”
配图建议：3 种同素异形体的结构模型图 + 实物用途图（如钻石戒指、铅笔、C 分子模型）。
教学提问：“为什么金刚石和石墨都是碳元素组成，硬度却差这么多？”（引导学生关注 “结构决定性质”）。
第 5 页：制备方法 —— 工业与实验室场景
标题：三、碳的制备：按需选择（工业大规模 vs 实验室小规模）
内容框架：分场景对比，突出 “原料 - 方法 - 纯度” 的差异：
1. 工业级制备（大规模、低成本，纯度 90%~99%）
方法 1：煤干馏（制焦炭）
原料：煤
原理：隔绝空气加强热（约 1000℃），煤分解为焦炭（固态）、煤焦油（液态）、焦炉气（气态）
用途：焦炭用于钢铁冶炼、化工原料
方法 2：天然气裂解（制炭黑）
原料：天然气（主要成分 CH ）
原理：CH 高温→ C（炭黑） + 2H
用途：炭黑用于轮胎补强、墨水制造
2. 实验室制备（小规模、高纯度，纯度 99.9% 以上）
方法：蔗糖脱水
原料：蔗糖（C H O ）、浓硫酸（催化剂 + 脱水剂）
原理：C H O 浓 H SO → 12C + 11H O
现象：蔗糖逐渐变黑、体积膨胀（生成疏松多孔的炭），可配实验演示图
教学提示：结合我国 “煤炭资源丰富” 的国情，说明焦炭制备的重要性；实验室方法强调 “浓硫酸的腐蚀性”，提醒实验安全。
第 6 页：应用领域（一）—— 生命与工业核心
标题：四、碳的应用：从生命基础到工业支柱
内容框架：分 “生命领域”“传统工业领域” 两部分，结合学生已知知识展开：
1. 生命领域：碳是 “生命的骨架”
核心逻辑：所有有机物（蛋白质、糖类、脂肪、核酸）都以碳为核心骨架，如：
葡萄糖（C H O ）：人体主要能量来源
蛋白质：由氨基酸（含碳链）构成，是生命活动的承担者
配图建议：葡萄糖分子结构简式、蛋白质的肽链结构示意图
2. 传统工业领域：不可或缺的原料
钢铁冶炼：焦炭作为还原剂，将铁矿石还原为铁（呼应第 3 页的反应，形成知识闭环）
化工合成：焦炭制电石（CaC ），进而合成乙炔（用于焊接、塑料制造）
能源领域：煤炭、天然气（含碳化合物）是传统能源，提供全球 70% 以上的电力
教学互动：“请举例你身边含碳的物质”（引导学生说出塑料、纸张、食物等，强化 “碳无处不在” 的认知）。
第 7 页：应用领域（二）—— 新兴材料与安全事项
标题：四、碳的应用（续：新材料）+ 五、安全注意事项
内容框架：先拓展高端应用，再强调安全，兼顾 “前沿性” 与 “实用性”：
1. 新兴材料领域（未来方向）
碳纤维：高强度、轻量化（强度是钢的 5 倍，重量仅 1/4），用于航空航天（飞机机身）、高端体育用品（羽毛球拍）
石墨烯：单层石墨结构，导电导热性极佳，用于柔性屏幕、锂电池电极、海水淡化膜
配图建议：碳纤维飞机部件、石墨烯柔性屏幕实物图
2. 安全注意事项（重点防范风险）
CO 中毒防范：碳不充分燃烧生成 CO（无色无味有毒），需确保室内通风（如煤炉取暖、燃气热水器使用）
粉尘爆炸风险：炭黑、石墨粉等粉尘与空气混合，达到爆炸极限（如 15~65g/m ）遇明火会爆炸，工业车间需安装除尘设备
高温操作安全：碳的冶炼、反应需高温，需佩戴防烫护具，避免接触高温设备
教学提示：用 “新闻案例（如煤气中毒事件）” 强化安全意识，让学生理解 “知识的实用价值”。
第 8 页：总结与未来趋势 —— 碳的 “过去、现在与未来”
标题：六、总结：碳的多元价值与未来展望
内容框架：分 “核心总结”“未来趋势” 两部分，形成知识体系：
1. 核心总结（3 句话串联全文）
性质：碳的高熔点、还原性、同素异形体多样性，决定其应用的广泛性；
应用：从生命有机物到工业冶炼，从传统能源到高端新材料，碳是 “跨领域核心元素”；
安全：关注 CO 毒性、粉尘爆炸，合理利用碳的特性。
2. 未来趋势（前沿方向，激发探索欲）
低碳转型：发展 “碳捕获技术（CCUS）”，减少煤炭、天然气使用的碳排放，助力 “双碳目标”；
新材料突破：石墨烯、碳纳米管等材料的规模化应用，推动电子、医疗、能源领域革新；
人工合成有机物：基于碳骨架的新型药物、可降解塑料，解决疾病治疗与环境污染问题。
结尾配图：低碳城市（太阳能 + 风电）与石墨烯材料的合成示意图，传递 “绿色、创新” 的未来理念。
2024科粤版化学九年级上册
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
5.2 碳
第五单元 燃料与二氧化碳
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
1.能够说出金刚石、石墨和活性炭的主要物理性质和用途；
2.能概述物质结构和性质、用途之间的关系；
3.能够说出碳单质在不同条件下燃烧的产物；
4.能写出一氧化碳与二氧化碳相互转化的化学方程式。
学习目标
情境导入
碳有好几种性质差别很大的单质，它们的用途和性质有什么关系？
煤气中毒是怎么回事？
你知道碳燃烧生成什么吗？
请同学们阅读课本第147-148页“多种多样的碳单质”的内容，总结出金刚石和石墨的几种常见用途，完成下表。
合作探究
探究点一 多种多样的碳单质
金刚石和石墨的应用 特性推断
玻璃刀头上镶一小粒金刚石，用来切割玻璃。
石墨可以作为电极芯（图示为检测石墨电极芯的导电性）。
铅笔芯是用石墨粉和黏土混合制成的。比较6H和6B铅笔的软硬性能（提示：6B铅笔芯含较多石墨粉，6H铅笔芯含较多黏土）。
硬度大
导电性强
色黑,质软而滑腻
合作探究
探究点一 多种多样的碳单质
纯净金刚石是无色透明的固体
金刚石经仔细琢磨成许多面后，可成为璀璨夺目的钻石
合作探究
探究点一 多种多样的碳单质
1. 金刚石
玻璃刀的刀头
钻头
钻石
合作探究
探究点一 多种多样的碳单质
1. 金刚石——用途
石墨为灰黑色，有金属光泽
合作探究
探究点一 多种多样的碳单质
2. 石墨
铅笔芯是用石墨粉和黏土混合制成的
石墨质软而滑腻
石墨能导电
石墨坩埚
石墨能导热，耐高温
合作探究
探究点一 多种多样的碳单质
2. 石墨——用途
活性炭
焦炭
木炭
炭黑
组成：主要成分为碳单质、内部结构不规则
合作探究
探究点一 多种多样的碳单质
3. 无定形碳
用途：冶金和生活的常用燃料
木炭
焦炭
合作探究
探究点一 多种多样的碳单质
3. 无定形碳——焦炭、木炭
可用于防毒口罩的滤毒层、防毒面具的滤毒罐、净水过滤器的吸附材料，在制糖工业中的白糖脱色工艺、化学合成中的除杂操作等方面也都有广泛应用。
吸附能力较强
合作探究
探究点一 多种多样的碳单质
3. 无定形碳——活性炭
3. 无定形碳——炭黑
炭黑在常温时非常稳定
用墨汁所绘的画和书写的字经久不变色。
古人的字画为什么能保存这么长时间？
合作探究
探究点一 多种多样的碳单质
随着科技的发展，新形态的碳单质逐渐被人们发现，其中取得重要进展的有富勒烯、石墨烯、石墨炔等。
C60 足球烯（富勒烯）
碳纳米管
4. 知识视窗
合作探究
探究点一 多种多样的碳单质
碳单质的研究进展
通过以上学习，我们知道碳元素形成的单质有多种，而且物理性质差异很大。那么，它们的化学性质如何？
4. 知识视窗
合作探究
探究点一 多种多样的碳单质
金刚石和石墨的组成、结构和它们的性质有什么关系呢？
金刚石的结构
石墨的结构
5. 讨论与交流
合作探究
探究点一 多种多样的碳单质
金刚石和石墨物理性质存在较大差异的原因：
碳原子的排列方式不同。
结构 性质 用途
决 定
决 定
反 映
反 映
5. 讨论与交流
合作探究
探究点一 多种多样的碳单质
探究点一和探究点二之间的过渡页
（老师们可以自由设计过渡内容）
合作探究
探究点二 碳燃烧生成什么
请同学们阅读课本第149-150页“碳燃烧生成什么”的内容，然后我们一起来探讨碳的化学性质。
碳原子最外层有4个电子，既不容易得到电子，也不容易失去电子，因此在常温下，化学性质相对稳定。
如果升高温度，碳的活泼性又如何呢？
合作探究
探究点二 碳燃烧生成什么
1. 常温下，碳的化学性质稳定
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。
回忆木炭在氧气中充分燃烧的现象
燃烧产物是什么？
二氧化碳 CO2
合作探究
探究点二 碳燃烧生成什么
2. 碳与氧气的反应——可燃性
在氧气供给充分的环境下，碳的燃烧是完全燃烧，燃烧产物是二氧化碳，燃烧的热值为3.28×104 kJ·kg-1。
C+O2 CO2
点燃
如果氧气供给不足，会有什么不同？
合作探究
探究点二 碳燃烧生成什么
2. 碳与氧气的反应——可燃性
冬天人们在室内烤火取暖，由于不注意通风，室内的人不知不觉昏迷过去，甚至丧失生命。这就是煤气中毒事故。“罪魁祸首”就是一氧化碳（煤气的主要成分）
这是为什么呢？
合作探究
探究点二 碳燃烧生成什么
2. 碳与氧气的反应——可燃性
氧气供给不足时，碳的燃烧是不完全燃烧，产物是一氧化碳，1 kg碳不完全燃烧产生的热量为 9.21×103 kJ，只有碳完全燃烧
产生热量的 。
1
3.6
2C+O2 2CO
点燃
氧气不足：
合作探究
探究点二 碳燃烧生成什么
2. 碳与氧气的反应——可燃性
在高温条件下，炽热的碳可以使二氧化碳转变为一氧化碳，这是个吸热反应。
C+CO2 2CO
高温
一氧化碳是无色、无气味、难溶于水的气体。一氧化碳易燃，燃烧时产生蓝色火焰。
2CO+O2 2CO2
点燃
合作探究
探究点二 碳燃烧生成什么
4. 碳与二氧化碳的反应
一氧化碳是有毒的气体，它易跟血液中血红蛋白结合，会使血液失去输氧能力，出现中毒现象。所以，在室内使用含碳燃料时，要保证有充分的通风措施,确保安全。
合作探究
探究点二 碳燃烧生成什么
5. 在线学习——煤气中毒
1.稳定性:
在常温下，碳的化学性质稳定。
2.点燃，表现出可燃性
（1）氧气充足
C+O2 CO2
点燃
（2）氧气不充足
2C+O2 2CO
点燃
3.高温条件下，碳与二氧化碳反应生成一氧化碳
C+CO2 2CO
高温
合作探究
探究点二 碳燃烧生成什么
6. 归纳总结
同学们冬天外出研学，在屋里用炭炉生火取暖。柯柯在炭炉进风口扇风。悦悦准备关上窗子，说可以保暖，又放盆水在炉边，说可以防止煤气中毒。烧木炭时在进风口扇风有什么作用？蓝色火焰是直接由炭燃烧产生的吗？悦悦的做法对吗？
合作探究
探究点二 碳燃烧生成什么
7. 讨论与交流
①烧木炭时在进风口扇风可以加快空气流通,为燃烧提供足够的氧气使燃烧更旺。
②蓝色火焰不是直接由炭燃烧产生的,而是木炭不充分燃烧生成的一氧化碳燃烧产生的。
③悦悦的做法不对。在屋里用炭炉生火取暖时,关窗会使屋内氧气不足,木炭燃烧易产生一氧化碳,从而造成中毒事故;一氧化碳难溶于水,在炉边放盆水不能防止煤气中毒。
合作探究
探究点二 碳燃烧生成什么
7. 讨论与交流
知识点1 碳单质的物理性质和用途
1. 下列物质中，硬度最大的是( )
D
A. B. 活性炭 C. 石墨 D. 金刚石
【点拨】金刚石是自然界中硬度最大的物质。
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2. 物质的性质决定用途，根据物质的用途也可以推知相关的
性质。下列物质的用途与性质对应关系不合理的是( )
B
A. 金刚石薄膜用于集成电路基板散热——导热性好
B. 石墨是文房四宝之“墨”的主要成分——常温时非常稳定
C. 活性炭可用于净水——疏松多孔，具有很强的吸附性
D. 用于超导领域——一定条件下具有良好的导电性
【点拨】石墨可用于制铅笔芯，做高温润滑剂、电极及石墨
坩埚。文房四宝之“墨”的主要成分之一是炭黑，炭黑属于无
定形碳，在常温时非常稳定，用墨汁所作的字画经久不变色。
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3. （双选）近年来研究发现，以新形态存在的碳单质在诸多
领域中有重要的应用前景。下列关于碳单质的说法错误的是
( )
A、D
A. 石墨具有金属光泽，有优良的导电性能，是天然存在的
最硬的物质
B. 石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重
要应用
C. 石墨粉和黏土粉末按一定比例混合可以制铅笔芯
D. 金刚石、石墨和 都是由碳原子直接构成的物质
【点拨】金刚石是自然界中最硬的物质，A错误；以新形态
存在的碳单质在诸多领域中有重要应用，B正确；石墨粉质
软，呈灰黑色，和黏土粉末按一定比例混合可以制铅笔芯，
C正确；金刚石、石墨都是由碳原子直接构成，由 分
子构成，D错误。
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知识点2 不同碳单质的物理性质不同的原因
4. ［2024·盐城］金刚石、石墨和 都是由碳元素组成的单
质，它们的性质存在着明显差异，其原因是构成它们的原子
( )
D
A. 结构不同 B. 大小不同
C. 质量不同 D. 排列方式不同
【点拨】物质的结构决定物质的性质，金刚石、石墨、 的
碳原子的排列方式不同，导致三种物质的物理性质差异很大。
故选D。
物质的结构决定物质的性质，如不同碳单质中碳
原子的排列方式不同，导致它们的物理性质不同，而物质的
性质又决定物质的用途。
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纠易错 误认为一种元素只能形成一种单质
5. ［2025·重庆阶段］经测定某物质中只含有碳元素，关于
该物质的说法正确的是( )
D
A. 一定是金刚石 B. 一定是混合物
C. 一定是一种碳单质 D. 一定不是化合物
【点拨】某物质中只含有碳元素，该物质不一定是金刚石，
也可能是石墨等，A错误；该物质不一定是混合物，也可能
是单质，B错误；该物质不一定是一种碳单质，可能是多种
碳单质的混合物，C错误；该物质一定不是化合物，因为化
合物至少含有两种元素，D正确。
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6. ［2025·合肥期末改编］碳元素是人类接触和利用最早的
元素之一，由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳
和晶形碳三大类，如图所示。下列有关说法错误的是 ( )
B
A. 碳纤维属于无定形碳
B. 一定条件下石墨变成金刚石属于物理变化
C. 不同碳单质中碳原子的排列方式不同
D. 不同的碳单质，化学性质相似
【点拨】从图中看出碳纤维属于无定形碳，A正确；金刚石
和石墨是碳元素组成的不同单质，石墨在一定条件下转变为
金刚石，属于化学变化，B错误；不同碳单质中碳原子的排
列方式不同，C正确；化学性质由元素原子的最外层电子数
决定，不同碳单质组成元素相同，其最外层电子数相同，因
此化学性质相似，D正确。
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7. 同素异形体是指由同种元素组成，但原
子排列方式不同的单质。下列关于同素异形体的说法错误的
是( )
D
A. 金刚石与石墨属于同素异形体
B. 同素异形体间物理性质不同，化学性质相似
C. 在一定条件下同素异形体间可以相互转化
D. 同素异形体之间的转化属于物理变化
【点拨】同素异形体是指由同种元素组成，但原子排列方式
不同的单质，金刚石与石墨都是由碳元素组成的碳单质，但
它们的碳原子的排列方式不同，属于同素异形体，A正确；
同素异形体间物理性质差异源于微观结构不同，而化学性质
相似性由元素本质决定，因此同素异形体间物理性质不同，
化学性质相似，B正确；在一定条件下同素异形体间可以相
互转化，如氧气在放电的条件下可部分转化为臭氧，C正确；
同素异形体之间的转化过程中有新物质生成，属于化学变化，
D错误。
返回
课堂小结
1.物质的性质决定用途，根据物质的用途也可以推知相关的性质。
2.碳有金刚石、石墨等多种单质。它们组成相同，但结构和性质不同，具有不同的用途。
3.碳完全燃烧的产物是二氧化碳，不完全燃烧的产物是一氧化碳。
4.一氧化碳和二氧化碳能相互转化。
必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
谢谢观看！

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