人教版九年级化学上册
第六单元 碳和碳的氧化物
课题1 碳单质的多样性（第二课时） 导学案
【学习目标】
知道碳单质主要的化学性质及用途，初步形成认识物质性质的微观视角。
2. 认识化学转化中物质之间的质量比例会影响反应程度以及反应产物，从而可以从比例视角解决问题。
3. 知道还原反应，认识碳具有还原性，掌握化学方程式的书写。
4. 了解人类使用木炭冶炼金属的史实，体会古人对还原反应的智慧应用。
【学习重点】
碳单质的化学性质，还原反应。
【学习难点】
木炭与氧化铜的还原反应。
【知识回顾】
1. 填写表格
碳单质 主要物理性质 用途
金刚石
石墨
为什么金刚石和石墨的物理性质差异很大？它们的化学性质也会差异很大吗？
一、常温下，碳的化学性质不活泼
【思考】1.为什么碳在常温下化学性质不活泼？
2.元素的化学性质与什么密切相关？
3.画出碳原子的原子结构示意图。
【思考】碳单质在任何情况下化学性质都这么稳定吗？
二、碳单质与氧气反应
【思考】回忆木炭在氧气和空气中燃烧的现象，填写表格。
实验现象
在空气中
在氧气中
化学方程式：
【思考】1.木炭有什么用途？
2.金刚石是否可以做燃料？
【交流讨论】冬天在房间里燃煤、烧炭取暖，容易发生中毒现象，你知道是什么原因吗？写出化学方程式
原因：______________________________。
化学方程式：_________________________。
【注意】反应物浓度或反应条件不同，决定反应的进行程度或产物的不同。
【交流讨论】如何避免中毒事件发生？
【思考】古代利用木炭冶炼铜，木炭在冶铜过程中的作用是什么？
碳单质与某些氧化物的反应
碳单质与氧化铜反应
实验现象 结论
黑色粉末逐渐变为_____色 有_____生成
澄清石灰水______ 有_____生成
化学方程式：___________________________________。
【思考】1.酒精灯为什么要加网罩？
2.为什么要先撤出导气管，再熄灭酒精灯？
3.试管里的粉末为什么要冷却后再倒出？
4.刚开始试管中出现气泡，为什么澄清石灰水不变浑浊？
2.还原反应
（1）含氧化合物中的氧被夺去的反应，叫 。
（2）碳得到氧变成 ， 失去 变成铜。
（3）碳夺走氧化铜中的 ，作 ，它具有 。
【思考】碳具有还原性，可以有哪些用途？
3.碳的还原性的应用
（1）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。
化学方程式：__________________________________
（2）在高温条件下，碳能使二氧化碳转变成一氧化碳。
化学方程式：__________________________________
【练一练】如图是碳与氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是
A．给酒精灯加网罩，目的是集中火焰，提高温度
B．实验过程中，可观察到澄清石灰水变浑浊
C．碳在反应中表现出还原性
D．实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出
【课堂总结】
课时作业
【基础题】
王羲之是我国宋朝的书法家，他的墨宝保存至今，极其珍贵。你认为他的书法能保存完好是因为
A. 因为王羲之的书法苍劲有力，不易褪色
B. 因为现代科学技术发达，能够把古代书法还原本色
C. 因为墨的主要成分是碳，在常温下化学性质稳定
D. 因为书法所用的纸质地优良，经久耐用
2. 碳单质的性质与用途对应关系错误的是
A. 石墨导电性好可作电池电极 B. 活性炭吸附性强可作冰箱除味剂
C. 金刚石硬度大可制作铅笔芯 D. 炭黑常温化学性质稳定可制墨汁
3. 为了证明木炭、石墨、金刚石都是由碳元素组成的，你会选用下列哪种方法
A．观察颜色 B．测定密度
C．测导电性 D．在氧气中燃烧都只生成一种气体二氧化碳
4. 按如图进行实验，下列分析或结论正确的是
A.导管口刚有气泡冒出说明反应开始
B.实验结束应立即倒出粉末
C.碳能使氧化铜还原为铜
D.固体减少的质量一定等于生成二氧化碳质量
5. 我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜和木炭粉混合后加热到约800℃，有如下反应发生① ②。下列有关说法错误的是
A．X的化学式为CO2
B．反应前后锌元素质量不变
C．②反应中ZnO发生了还原反应
D．②反应前后锌元素化合价升高
6. 要使80g氧化铜完全还原，理论上至少需要碳单质的质量是多少？
【创新题】
丰富多彩的物质世界是由元素组成的，一种元素可能组成多种不同的单质。下列关于碳单质的说法正确的是
A．由于石墨具有良好的导电性，因此石墨可用于制高铁的电刷
B．碳单质在空气中燃烧只能生成二氧化碳
C．金刚石、石墨和C60的物理性质差异大的原因是构成它们的原子大小不同
D．重要档案用碳素墨水书写只利用了碳的物理性质
8. 将总质量为ag的木炭、氧化铜混合物装入图1试管中并加热，充分反应。反应过程中，固体的总质量随反应时间的变化关系如图2所示。下列有关该实验的说法错误的是
A．实验前，应将反应物进行烘干研磨
B．实验结束时，应先移去盛有澄清石灰水的试管
C．图2中，M点含有两种固体物质
D．实验中，产生气体的总质量为(a-b)g
9.碳在氧气中燃烧由于二者的质量比不同，产生的产物也不同，若生成物为CO和CO2的混合物，则碳和氧气的质量比可能是
A．3：4 B．3：5 C．1：3 D．3：8
如图1是一幅敦煌壁画。古代敦煌的颜料制作技术已经居世界领先水平。敦煌壁画中的色彩主要来自彩色矿石和色土。
(1)一千多年前的敦煌壁画色彩依然鲜艳如初，说明彩色矿石和色土常温下 （填“易”或“不易”）被氧化。
(2)壁画绿色来自氯铜矿、石绿等，氯铜矿中Cu为+2价，主要成分的化学式为Cu2(OH)xC1，则x= 。
(3)铜矿是古代绘画颜料主要来源，图2是Cu元素的价类二维图（横坐标表示含铜物质的类别，纵坐标表示含铜物质中铜元素的化合价，甲、乙、丙、丁表示含铜元素物质）
①丁是孔雀石的主要成分，它的化学式为Cu2(OH)2CO3。丁中含有 种元素，其中铜元素与碳元素的质量比为 。Cu2(OH)2CO3加热能生成三种氧化物，其中一种为黑色固体。该反应的化学方程式为 ，属于 反应（填基本反应类型）
②写出下列物质的化学式：甲 ，乙 。
③反应d可以是丙和碳反应，其中碳体现了它的 （填“氧化性”或“还原性”）。
【答案】
1.C 2.C 3.D 4.C 5.D 6. 6g 7.A 8.C 9.B
10.(1)不易 (2)3
(3)① 四/4 32：3 分解
②Cu Cu2O ③还原性人教版九年级化学上册
第六单元 碳和碳的氧化物
课题1 碳单质的多样性（第二课时） 教学设计
一、课标分析
《义务教育化学课程标准（2022年版）》在学习主题二《物质的性质与应用》的内容要求中指出：认识物质是多样性的，知道物质具有独特的物理性质和化学性质，同类物质在性质上具有一定的相似性，知道物质的性质决定用途（2.1物质的多样性）；知道可以从物质的存在、组成、变化和用途等视角认识物质的性质（2.3认识物质性质的思路与方法）。此外在本学习主题的学业要求5中还指出：能基于物质的性质和用途，从辩证的角度，初步分析和评价物质的实际应用。
本节选自人教版初中化学九年级上册第六单元《碳和碳的氧化物》的课题一《碳单质的多样性》，旨在以金刚石、石墨等碳的同素异形体为载体，通过对性质的研究学习，达成从多角度认识物质并建立结构、性质和用途之间关系的核心素养的培养。
二、教学目标
1．通过碳原子最外层电子数目的分析，知道碳单质常温下性质不活泼，初步形成认识物质性质的微观视角。
2. 通过碳的可燃性的学习，认识到化学转化中物质之间的质量比例会影响反应程度以及反应产物，从而可以从比例视角解决问题。
3. 通过实验探究，认识碳具有还原性，掌握还原方程式的书写。
4. 了解人类使用木炭冶炼金属的史实，体会古人对还原反应的智慧应用。
三、学习重难点
重点：碳单质的化学性质及其应用；还原反应。
难点：碳单质在常温下化学性质稳定的原因；还原反应。
四、教法与学法
教法：探究法、实验法
学法：合作讨论、自主学习
教学准备
课件
教学用品：铁架台、试管、酒精灯、网罩、升降台、止水夹、导管、木炭、氧化铜、澄清石灰水、火柴
教学过程
【创设情境】碳原子的不同排列形成物理性质截然不同的碳单质。
【提出问题】碳原子排列方式多种多样，使碳单质的物理性质差异很大，那它们的化学性质也会差异很大吗？
【创设情境】图片展示字画、底部烧焦的木桩
【提出问题】为什么字画前年字迹清晰？为什么正式考试要求碳素笔？为什么木桩埋入地下要烧焦？
【学生思考】碳化学性质稳定
【提出问题】1.为什么碳在常温下化学性质不活泼？
2.元素的化学性质与什么密切相关？
【学生讨论】画出原子结构示意图，分析最外层电子数，得出结论。
【提出问题】碳在任何情况下化学性质都这么稳定吗？
【学生回顾】可以燃烧
【提出问题】你还记得木炭燃烧的实验现象吗？
【学生活动】回答现象，书写方程式。
【结论】碳具有可燃性，即C+O2CO2（氧气充足，碳充分燃烧）
【提出问题】木炭有什么用途？
【学生回答】燃料
【提出问题】金刚石可否做燃料？
【学生思考】可以燃烧，但成本高不合适。
【交流讨论】冬天在房间里燃煤、烧炭取暖，常发生中毒现象，你知道是什么原因吗？
【学生交流】碳与氧气不充分燃烧：2C+O22CO。
【过渡】由此可见，反应物之间的质量比例影响了反应的剧烈程度以及产物。
【提出问题】如何避免中毒事件发生？
【学生讨论】改变反应物之间的质量比例，使其完全燃烧。
【过渡】介绍古代火法炼铜
【提出问题】木炭在冶铜过程中的作用是什么？
【学生讨论】燃烧提供热量。
【讲解】炼铜的实质是木炭将氧化铜变成铜单质。
【演示实验】木炭还原氧化铜。
【学生活动】观察实验现象，得出结论，书写方程式2CuO＋C2Cu＋CO2↑
【提出问题】1.酒精灯为什么要加网罩？
2.为什么要先撤出导气管，再熄灭酒精灯？
3.试管里的粉末为什么要冷却后再倒出？
4.刚开始试管中出现气泡，为什么澄清石灰水不变浑浊？
【学生讨论】小组汇报结果。
【总结】在该实验中，氧化铜失去氧而变成了单质铜，碳得到氧变成二氧化碳。
这种含氧化合物里的氧被夺去的反应，就叫做还原反应。
在该反应中，碳夺走氧化铜中的氧，作还原剂，它具有还原性。
【提出问题】碳具有还原性，可以有哪些用途？
【讲解】可以还原金属氧化物和非金属氧化物。
【学生活动】书写方程式2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑ C＋CO22CO
【课堂总结】师生互评，总结收获。
【课堂练习】(共19张PPT)
第六单元 碳和碳的氧化物
课题1 碳单质的多样性
第二课时
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，那它们的化学性质也会差异很大吗？
东晋王羲之书法
碳单质的化学性质
地下部分烧焦的木桩
思考：这些说明了什么？
考试专用笔
碳单质常温下化学性质不活泼
思考：为什么碳在常温下化学性质不活泼？
元素的化学性质与什么密切相关？
6 C
碳
12.01
碳原子的最外层电子数为4，既不容易得到电子，也不容易失去电子，所以常温下碳的化学性质比较稳定。
碳单质常温下化学性质不活泼
思考：碳在任何情况下化学性质都这么稳定吗？
回顾：你还记得木炭在氧气中燃烧的现象吗？
碳单质与氧气反应（可燃性）
现象
方程式
发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
C + O2 === CO2
点燃
思考：木炭的用途？
碳单质与氧气反应（可燃性）
决定
体现
用途
性质
高温下，金刚石有可燃性
作燃料
碳不充分燃烧：2C + O2 === 2CO
点燃
交流讨论：冬天在房间里燃煤、烧炭取暖，容易发生中毒现象，你知道是什么原因吗？写出化学方程式
交流讨论：如何避免中毒事件发生？
反应物浓度或反应条件不同，决定反应的进行程度或产物的不同。
碳充分燃烧：C + O2 === CO2
点燃
碳单质与氧气反应（可燃性）
交流讨论：木炭在冶铜过程中的作用是什么？
碳单质与氧气反应（可燃性）
单质碳与某些氧化物反应（还原性）
1.碳单质与氧化铜反应
现象 结论
2.澄清石灰水变浑浊
有CO2生成
1.黑色粉末变红色
有Cu生成
C + 2CuO == 2Cu + CO2↑
高温
思考：木炭还原氧化铜的实验中，思考以下问题？
1.酒精灯为什么要加网罩？
2.为什么要先撤出导气管，再熄灭酒精灯？
3.试管里的粉末为什么要冷却后再倒出？
4.刚开始试管中出现气泡，为什么澄清石灰水不变浑浊？
防止澄清石灰水倒流入热的试管，使试管破裂
防止生成的铜被氧化成氧化铜
集中火焰，提高温度
刚开始排出的是试管中的空气
单质碳与某些氧化物反应（还原性）
C + 2CuO == 2Cu + CO2↑
高温
还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应
失氧
得氧
碳得到氧变成 ， 失去 变成铜。
碳夺走氧化铜中的氧，作还原剂，它具有还原性
2.还原反应
单质碳与某些氧化物反应（还原性）
3C + 2Fe2O3 === 3CO2↑ + 4Fe
高温
C + CO2 === 2CO
高温
决定
体现
用途
性质
应用1：冶金，还原金属氧化物
思考：碳具有还原性，可以有哪些用途？
应用2：还原非金属氧化物，如CO2、H2O
单质碳与某些氧化物反应（还原性）
3.应用
课堂小结
性质
决定
体现
组成与结构
化学性质
物理性质
决定
体现
用途
2C + O2 === 2CO
点燃
C + O2 === CO2
点燃
可燃性
还原性
C + 2CuO == 2Cu + CO2 ↑
高温
作燃料
冶炼金属
课堂练习
D
1.下列有关碳和碳的化合物说法错误的是（ ）
A.金刚石是天然存在的最硬的物质
B.水墨画可长久保存不变色是因为在常温下碳的化学性质不活泼
C.金刚石、石墨物理性质有很大差异的原因是碳原子排列方式不同D.CO2、CO的组成元素相同，化学性质也相同
课堂练习
2.两份质量相等的木炭，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
课堂练习
3.如图是碳还原氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是（ ）
A．给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度
B．实验过程中，可观察到红棕色粉末逐渐变黑
C．碳是使氧化铜还原为铜的物质，它具有氧化性
D．实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出
A
课堂练习
4.如图是木炭与氧化铜反应的装置图，请回答问题。
(1)木炭与氧化铜的颜色都是________。
(2)在高温条件下，试管中的固体逐渐变为______色，说明生成了________；澄清石灰水变________，说明生成了____________。
(3)写出试管中发生还原反应的化
学方程式：
。
黑色
红
铜
浑浊
二氧化碳
C + 2CuO 2Cu + CO2↑
高温
