课题1 碳单质的多样性（第2课时） 导学案(含答案)2024-2025学年九年级化学上册

课题1 碳单质的多样性
第2课时 碳单质的化学性质
一、学习目标
1.了解碳单质的化学性质及应用，深化对“性质决定用途”的认识。
2. 通过碳的可燃性的学习，认识到化学变化需要一定条件，条件不同，反应就不同。
3.通过木炭还原氧化铜的实验，提高观察现象、获取证据、分析推理和评价反思等能力。
二、学习重难点
重点：1.碳单质的化学性质。
2. 物质的性质和用途之间的关系。
难点：碳单质与某些氧化物的反应。
三、学习过程
【课前预习】
1.知识回顾：写出木炭在氧气中燃烧的显现和反应的化学方程式。
2.查阅资料：笔、墨、纸、砚是文房四宝，是中国独有的书法绘画工具。墨是指石墨吗？它的主要成分是什么？
【课堂探究】
任务一：阅读教材P132，说一说我国古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色的原因。
任务二：交流讨论，如图为碳原子的结构示意图，试着从碳原子结构的角度分析碳单质化学性质不活泼的原因。
任务三：碳具有可燃性，在氧气的量不同的情况下，碳燃烧的产物也不同，分别写出碳充分燃烧和不充分燃烧的化学方程式。
任务四：观看木炭和氧化铜反应的实验视频，观察并分析实验现象，根据实验现象推断反应产物，并写出反应的化学方程式。
实验现象 结论
任务五：交流讨论
1.实验装置中网罩、弹簧夹、澄清石灰水的作用分别是什么？
2.实验结束时，正确的操作顺序是什么？
任务六：总结碳单质的性质和用途，填写下表。
化学性质 举例或用化学方程式表示 用途
常温下化学性质稳定 制碳素墨水等
可燃性 充分燃烧：________________________ 不充分燃烧：______________________
与某些氧化物反应 冶炼金属
任务七：交流讨论，为什么金刚石和石墨具有不同的物理性质，化学性质却很相似？
【课堂检测】
1.文房四宝“笔墨纸砚”中的“墨”主要成分是（ ）
A. Si B. C C. P D. Fe
2. 石墨的性质和用途对应错误的是（ ）
A．黑色、柔软——铅笔 B．导电性——电极
C．稳定性——冶炼金属 D．有滑腻感——润滑剂
3.（2024·长沙二模）“碳元素家族”的成员很多，用途很广，下列说法正确的是（ ）
A．碳单质常温下化学性质比较稳定
B．石墨、金刚石、都是由碳原子直接构成的
C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有杂质
D．碳燃烧一定只生成二氧化碳
4.用木炭还原氧化铜的实验如图所示：
(1)酒精灯加网罩的目的是 。
(2)刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是 。
(3)继续加热，观察到试管①中的现象是 。
(4)请写出试管①中发生反应的化学方程式是： 。
(5)该实验结束后，应先 然后再 。
答案和解析
一、学习目标
1.了解碳单质的化学性质及应用，深化对“性质决定用途”的认识。
2. 通过碳的可燃性的学习，认识到化学变化需要一定条件，条件不同，反应就不同。
3.通过木炭还原氧化铜的实验，提高观察现象、获取证据、分析推理和评价反思等能力。
二、学习重难点
重点：1.碳单质的化学性质。
2. 物质的性质和用途之间的关系。
难点：碳单质与某些氧化物的反应。
三、学习过程
【课前预习】
1.知识回顾：写出木炭在氧气中燃烧的显现和反应的化学方程式。
【答案】木炭在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热；C+O2CO2。
2.查阅资料：笔、墨、纸、砚是文房四宝，是中国独有的书法绘画工具。墨是指石墨吗？它的主要成分是什么？
【答案】墨不是石墨，墨的主要原料是煤烟、松烟、胶等，通过砚用水研磨可以产生用于毛笔书写的墨汁，墨的主要成分是碳单质。
【课堂探究】
任务一：阅读教材P132，说一说我国古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色的原因。
【答案】墨的主要成分也是碳单质，在常温下，碳单质的化学性质不活泼，所以碳单质受日光照射或与空气、水接触，都不容易发生变化。
任务二：交流讨论，如图为碳原子的结构示意图，试着从碳原子结构的角度分析碳单质化学性质不活泼的原因。
【答案】碳原子的最外层电子数为4，得到或失去4个电子达到稳定结构都不容易，因此常温下，碳单质的化学性质不活泼。
任务三：碳具有可燃性，在氧气的量不同的情况下，碳燃烧的产物也不同，分别写出碳充分燃烧和不充分燃烧的化学方程式。
【答案】氧气充足，燃烧充分时，碳燃烧生成二氧化碳，即C+O2CO2；
氧气不充足，燃烧不充分时，碳燃烧生成一氧化碳，即2C+O22CO。
任务四：观看木炭和氧化铜反应的实验视频，观察并分析实验现象，根据实验现象推断反应产物，并写出反应的化学方程式。
实验现象 结论
【答案】
实验现象 结论
1.黑色粉末变红色 有Cu生成
2.澄清石灰水变浑浊 有CO2生成
反应的化学方程式：2CuO＋C2Cu＋CO2↑。
任务五：交流讨论
1.实验装置中网罩、弹簧夹、澄清石灰水的作用分别是什么？
2.实验结束时，正确的操作顺序是什么？
【答案】
1. 金属网罩：集中火焰，提高温度；弹簧夹：反应结束时关闭弹簧夹，防止外界空气进入试管中，使灼热的铜重新被氧化为氧化铜；澄清石灰水：检验生成的CO2。
2. 实验结束时，先撤出导管（防倒吸），再停止加热（防生成的铜在热的状态下接触氧气再次反应），并用弹簧夹夹紧乳胶管，等待试管冷却。
任务六：总结碳单质的性质和用途，填写下表。
化学性质 举例或用化学方程式表示 用途
常温下化学性质稳定 制碳素墨水等
可燃性 充分燃烧：________________________ 不充分燃烧：______________________
与某些氧化物反应 冶炼金属
【答案】
化学性质 举例或用化学方程式表示 用途
常温下化学性质稳定 用炭黑等制成的墨书写或绘画能长时间保存而不变色 制碳素墨水等
可燃性 充分燃烧：C+O2CO2 不充分燃烧：2C+O22CO 作燃料
与某些氧化物反应 C+2CuO2Cu+CO2↑
3C + 2Fe2O34Fe+3CO2↑ C+ CO22CO 冶炼金属
任务七：交流讨论，为什么金刚石和石墨具有不同的物理性质，化学性质却很相似？
【答案】虽然金刚石和石墨是不同的物质，但它们宏观上都是由碳元素组成的，微观上都是由碳原子构成的，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。
【课堂检测】
1.文房四宝“笔墨纸砚”中的“墨”主要成分是（ ）
A. Si B. C C. P D. Fe
【答案】 B
【解析】文房四宝“笔墨纸砚”中的“墨”主要成分是碳，碳常温下化学性质稳定，用墨书写的字画能保存较长时间，碳的元素符号为C， 故选B。
2. 石墨的性质和用途对应错误的是（ ）
A．黑色、柔软——铅笔 B．导电性——电极
C．稳定性——冶炼金属 D．有滑腻感——润滑剂
【答案】C
【解析】A 、石墨是黑色、柔软的，可用于制作铅笔，对应正确，不符合题意；
B、石墨具有良好的导电性，可作电极，对应正确，不符合题意；
C 、石墨性质稳定，但这与冶炼金属无关。通常利用焦炭来冶炼金属，而不是石墨，对应错误，符合题意；
D、石墨有滑腻感，可用作润滑剂，对应正确，不符合题意。
故选C。
3.（2024·长沙二模）“碳元素家族”的成员很多，用途很广，下列说法正确的是（ ）
A．碳单质常温下化学性质比较稳定
B．石墨、金刚石、都是由碳原子直接构成的
C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有杂质
D．碳燃烧一定只生成二氧化碳
【答案】A
【解析】A、碳单质常温下化学性质比较稳定，不易反应，故A正确；
B、金刚石和石墨均是碳原子构成的，C60是由C60分子构成，故B错误；
C、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，能吸附色素和异味，不是所有杂质都能吸附，故C错误；
D、碳完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳，故D错误。
故选A。
4.用木炭还原氧化铜的实验如图所示：
(1)酒精灯加网罩的目的是 。
(2)刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是 。
(3)继续加热，观察到试管①中的现象是 。
(4)请写出试管①中发生反应的化学方程式是： 。
(5)该实验结束后，应先 然后再 。
【答案】(1)集中火焰、提高温度
(2)此时逸出的气体是试管内的空气，而非二氧化碳
(3)固体由黑色逐渐变红
(4)
(5)②试管中的导管移出水面 熄灭酒精灯
【解析】（1）酒精灯火焰加上网罩后火焰会集中，从而提高了火焰的温度；
（2）刚开始加热时试管内空气膨胀逸出，此时碳和氧化铜未反应，没有二氧化碳生成，所以会有气泡产生，但石灰水不会变浑浊；
（3）碳和氧化铜反应能生成铜和二氧化碳，所以试管①中的现象应该是固体由黑色逐渐变红；
（4）碳和氧化铜在高温下反应生成二氧化碳和铜，化学方程式为：；
（5）该实验结束后，应先将②试管中的导管移出水面，然后再熄灭酒精灯，以防冷水倒吸，炸裂试管。