5.2 组成燃料的主要元素---碳
一．选择题
1．下列有关碳单质的说法错误的是（ ）
A．金刚石、石墨充分燃烧的产物都是二氧化碳
B．金刚石和石墨的物理性质不同的原因是碳原子的排列方式不同
C．石墨可以作电极，是因为石墨具有良好的导电性
D．金刚石和石墨都是硬度最大的物质
2．最容易与人体血液中血红蛋白结合的物质是（ ）
A．CO2 B．O2 C．H2 D．CO
3．CO是一种无色、无味、具有可燃性的有毒气体，有科学家研制出一种新型高灵敏度的CO探测器，它能通过自身颜色的变化来探测空气中是否含有CO，则下列有关说法错误的是（ ）
A．发现有人CO中毒时，应将病人迅速转移到清新的空气中
B．CO探测器用于空气质量监测，可以让人们及时了解空气质量状况
C．CO有毒，是因为易与血红蛋白结合，影响血液对氧气的输送
D．无色、无味、具有可燃性，都是CO的物理性质
4．碳单质中质地较软作电极的是 （ ）
A．石墨 B．活性炭 C．木炭 D．炭黑
5．下列关于碳的单质及其化合物的用途与其所依据的性质不相符合的是（ ）
A．金刚石用于刻划玻璃：金刚石的硬度很大
B．活性炭用作冰箱除臭剂：活性炭具有吸附性
C．石墨用来做铅笔芯：石墨具有导电性
D．干冰用于人工降雨：干冰升华时吸收大量的热
6．下列有关碳单质的说法错误的是（ ）
A．金刚石是自然界最硬的物质，可作钻头
B．石墨有导电性，可制作电极
C．C60 具有稳定结构，不能燃烧
D．活性炭疏松多孔，具有强烈的吸附性，可用作净水
7．在“一带一路”伟大战略实施中，代表中国智造的高铁走在了前列。高铁动车与电路连接的石墨电刷具有的物理性质是（ ）
A．导电性 B．可燃性 C．还原性 D．稳定性
8．金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但物理性质差异很大，原因是（ ）
A．原子排列方式不同 B．原子大小不同
C．原子数目不同 D．原子种类不同
9．科学家利用精密的仪器把石墨拆成只有一个或几个原子层厚的“碳片”（如图所示），碳片是世界上最薄的材料。下列说法错误的是（ ）
A．碳片是一种单质
B．碳片是天然存在的最硬的物质之一
C．在一定条件下，碳片可还原氧化铜
D．碳片在氧气中完全燃烧的产物是CO2
10．C60的发现使人类了解到一个全新的碳世界，下列说法正确的是（ ）
A．足球由C60构成
B．C60这种物质由碳原子直接构成
C．C60是一种新型化合物
D．C60在氧气中完全燃烧生成CO2
二．填空题
11．碳的单质与氧气反应当氧气充足产生 ，发生反应的化学方程式 ；当氧气不足产生 ，反应的化学方程式
12．正确地认识物质间的联系和区别是学好化学的重要方法之一．如图是小朋同学归纳的知识网络图．请根据该图回答：
（1）“量变引起质变”是辩证法的重要观点．图7中能证明这一观点正确性的是 和 反应（填序号）．
（2）碳和一氧化碳是两种不同的物质，但它们的化学性质有许多相似之处，例如：它们都能与 反应，请写出碳与其反应的化学方程式（写一个） ．
（3）CO和CO2都是含碳的氧化物，由于一氧化碳和二氧化碳的分子构成不同，所以其化学性质不同．如 （答一点）．区别CO2和CO的方法是（用化学方程式表示） ．
13．二氧化碳和一氧化碳虽只有一字之差，但它们化学性质相差很大．
①有人认为，二者就像孪生姐妹，这是因为 （填序号）；
A．它们由同种分子构成 B．它们由相同的元素组成 C．它们都能与氧气反应
②区别一氧化碳和二氧化碳的方法可以用 （填序号）．
A．闻气味 B．通入澄清的石灰水 C．点燃 D．看颜色．
三．解答题
14．（1）如图是几种常见的碳单质的结构。
①石墨的结构是 （填序号），金刚石由 构成的（填“分子”“原子”或“离子”），C60是由 构成的。以下变化C（石墨） C（金刚石）属于 变化（填“物理”或“化学”），该反应的微观本质是 。
②金刚石和石墨物理性质存在差异，但它们的化学性质相似，如都具有可燃性，试写出碳在氧气中不充分燃烧的化学方程式 。
（2）通过上述讨论，我们知道物质的结构决定其性质，请利用该理论回答下列问题：
①净水过程中常用活性炭吸附水中的色素和异味，是由于其具有的 结构。
②CO和CO2性质上存在很大的差异，原因是 。
古代用墨书写或绘制的字画虽年久仍不变色，原因是墨中主要成分碳在常温下具有 性，画出碳原子的结构示意图 。在木炭还原氧化铜的实验中，体现了碳的还原性，其反应的化学方程式是 ，单质碳的还原性可以用于冶金工业。
（3）二氧化碳是一种宝贵的资源，固定和利用二氧化碳的一个成功范例是：在高温高压的条件下CO2和NH3可以合成尿素[CO（NH2）2]，同时生成水，该反应的化学方程式为 。
15．石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，是已知的世上最薄最坚硬的纳米材料，同时是在长度和横截面积相同条件下，电阻最小的材料。浙大科研团队研制出的新型铝﹣石墨烯电池，由金属铝箔负极、石墨烯正极及ACl4﹣电解液组成，这种电池可以在零下40摄氏度到120摄氏度的环境中工作，在零下30摄氏度的环境中，
这种新型电池能实现1000次充放电性能不减，而在100摄氏度的环境中，它能实现4.5万次。这种新型电池是柔性的，将它弯折一万次后，容量完全保持。根据以上材料分析：
（1）石墨烯属于 材料（选填“非金属”“金属”或“有机合成”）
（2）石墨烯电池的ACl4﹣电解液中，铝元素的化合价为 。
（3）从充放电性能的角度考虑，铝石墨烯电池更适合在 （选填“高温”或“低）
（4）工人在生产石墨烯电池过程中，可能会将石墨烯纳米粒子吸入肺部，若石墨烯纳米粒子进入血液，随着血液循环，该粒子最先到达心脏的 （选填“左心房”“左心室”“右心房”或“右心室”）。
（5）有人建议用石墨烯制作电饭煲的发热体，你认为是否合适，理由是 。
参考答案
一．选择题
1．D
2．D
3．D
4．A
5．C
6．C
7．A
8．A
9．B
10．D
二．填空题
11．CO2；C+O2CO2；CO；2C+O22CO；
12．（1）①；②．
13．（1）B；（2）BC
三．解答题
14．（1）①B；原子；分子；化学；碳原子的排列方式发生了改变；
②2C+O22CO；
（2）①疏松多孔；
②CO和CO2分子的构成不同；
稳定；；C+2CuO2Cu+CO2↑；
（3）CO2+2NH3 CO（NH2）2+H2O。
15．（1）非金属；
（2）+3；
（3）高温；
（4）右心室；
（5）合适，因为这种新型电池在100摄氏度的环境中，它能实现4.5万次充放电。
组成燃料元素--碳课时教学设计
课题
组成燃料元素--碳
单元
第5单元
学科
化学
年级
九年级上
学习
目标
1．知道石墨、金刚石等碳单质的物理性质和用途；进一步认识物质性质与用途的关系
3．进一步认识物质的多样性
4．了解碳的单质的化学性质
5．知道一氧化碳的可燃性和毒性
重点
常见碳单质的物理性质、用途；碳的燃烧产物
难点
常见碳单质的物理性质、用途；碳的燃烧产物
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
碳元素是地球基本元素之一，也是给人类社会提供能源的主要元素。
图片介绍金刚石、石墨、金刚石
从熟悉的事物入手
讲授新课
碳单质
小活动：根据表格中的作用推断碳的性质
金刚石和石墨的用途
1、无色透明的金刚石划玻璃刀头上镶一小颗金刚石，用来裁划玻璃
2、深灰色有金属光泽、不透明的片状石墨固体检测石墨电极芯的导电性
3、铅笔芯是用石墨粉和黏土混合物制成的比较6H和6B铅笔软硬性能（信息提示：6B铅笔芯有较多石墨粉，6H有较多粘土）
小思考：你还知道哪些金刚石和石墨的性质？
金刚石和石墨的物理性质的比较
小思考：金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，为什么金刚石和石墨的物理性质有这么大差异呢？
图片分析：
碳原子在空间构成连续的，网状的结构所以其质地坚硬。
碳原子呈平面层状结构,层与层之间作用力小，所以其质软有滑感。
生活中常接触到的木炭、活性炭、焦炭、炭黑也是碳的单质。称为不定形碳
小实验:木炭能吸附红墨水吗？
向烧杯水中加入一滴红墨水，放入加热的木炭
分析：木炭具有疏松多孔的结构，表面积很大，具有较强的吸附性，能将红墨水吸附在木炭多孔性结构中。
总结：
其它碳单质介绍：
的碳原子是以球状穹顶的结构键合在一起。(结构如图d,e,f)属于分子晶体，熔沸点低，硬度小，绝缘。
碳纳米管：又名巴基管，是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2~20 nm。并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。其中螺旋型的碳纳米管具有手性，而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。
石墨烯：是一种二维晶体，最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子，或更准确地，应称为"载荷子"(electric charge carrier)，的性质和相对论性的中微子非常相似。人们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的，石墨的层间作用力较弱，很容易互相剥离，形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后，这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。
图片：清明上河图(部分)
古代用石墨绘制的水墨画经久不变色。但在高温条件各种碳单质都会发生燃烧。
碳的化学性质
1.常温下,化学性质很不活泼;
2.温度升高，活动性大大增强，高温下，碳能与许多物质起反应。
(一)、碳与氧气的反应：
氧气充足时，碳完全燃烧，生成二氧化碳
（完全燃烧，热值为32.8 kJ/g）
1、如果氧气供给不足，会发生什么变化呢？
2、这火焰是什么物质燃烧的现象？
3、化学方程式
（二）碳与二氧化碳的反应
（高温条件，生成一氧化碳）
一氧化碳是家用煤气的主要成分,煤气中加入了有臭味的物质乙硫醇(C2H5SH),以便泄漏时能及时引起人们警觉,以防发生中毒事故。实验室中可用排水法收集一氧化碳。
通过这段文字的描述并联系你的生活经验,你能得到那些相关信息？
煤气中毒事件
冬季在密闭房间洗澡或烤火取暖致中毒
2月5日，防城港市港口区发生一起一氧化碳中毒事件，致1人死亡。据了解，患者（19岁）在公司宿舍使用煤气洗澡，约1小时后被同事发现昏迷在洗澡房内，后送医抢救无效身亡。现场勘查发现，死者使用的燃气热水器安装在卫生间内。
6日，贵港市覃塘区发生一起意外死亡事件。据了解，死者（22岁）在房间内用木头烤火取暖时晕倒，其家人发现后报120到现场抢救，经抢救无效死亡。
7日，柳州市柳南区一小区一对夫妻意外身亡。经现场勘验，死者体表无明显外伤，现场无攀爬、盗窃等痕迹，排除他杀可能，法医初步分析系一氧化碳中毒造成。
据统计，2月5日—7日，自治区政府总值班室共接报18起一氧化碳中毒事件，22人不幸死亡。
如何防止煤气中毒？
学生观察判断得出结论：
金刚石无色硬度大
石墨有金属光泽，能导电
石墨质软
学生小组讨论
各小组代表回答
学生总结：
研究表明：金刚石、石墨，都是由碳元素组成的单质。
碳原子的排列方式不同
学生观察并记录现象：向烧杯水中加入一滴红墨水，放入加热的木炭
学生阅读碳单质知识
学生观察图片：
学生观察实验，思考并回答：
方程式：
1、炉膛上部，会出现浅蓝色的火焰
2、CO
（不完全燃烧,热值为9.2 kJ/g）
3、
学生根据信息总结：
1、一氧化碳是无色无味的气体；
2、难溶于水；
3、有可燃性,燃烧时火焰呈浅蓝色；
4、有毒。
阅读生活实例，得出结论：
一氧化碳是有毒气体，它跟血液中的血红蛋白结合能力很强，使血液失去输氧能力，发生煤气中毒。所以，在室内使用煤炉烤火取暖时，要保证有充分的通风能力，确保安全
巩固从用途推断用途
图片理解更直观
能够学以致用
提高对前沿科学技术的了解
学以致用
课堂小结
一、碳单质
金刚石、石墨、C60、炭黑、活性炭、焦炭
二、碳的化学性质
1.常温下,化学性质很不活泼;
2.温度升高，活动性大大增强，高温下，碳能与许多物质起反应。
氧气充足时，碳完全燃烧，生成二氧化碳
氧气不充足时，碳不完全燃烧，生成一氧化碳
学生依据提示回答
板书
5.2 组成燃料的元素---碳
一、碳单质
金刚石、石墨、C60、炭黑、活性炭、焦炭
二、碳的化学性质
1.常温下,化学性质很不活泼;
2.温度升高，活动性大大增强，高温下，碳能与许多物质起反应。
氧气充足时，碳完全燃烧，生成二氧化碳
氧气不充足时，碳不完全燃烧，生成一氧化碳
课件25张PPT。组成燃料的主要元素---碳化学粤教版 九年级上新知导入碳元素是地球基本元素之一，也是给人类社会提供能源的主要元素。新知讲解小活动根据表格中的作用推断碳的性质金刚石无色硬度大石墨有金属光泽，能导电石墨质软一、碳单质金刚石的用途石墨的用途新知讲解金刚石和石墨的物理性质的比较小思考你还知道哪些金刚石和石墨的性质？无色透明、正八面
形状的固体深灰色、有金属色泽，
细鳞片状固体自然界最硬质软、滑、在纸上
可留下痕迹很高高、耐高温不导电导 电钻石、切割玻璃、大理石，钻探机的钻头润滑剂、
铅笔芯、作电极 结构 性质 用途新知讲解研究表明：金刚石、石墨，都是由碳元素组成的单质。 碳原子的排列方式不同金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，为什么金刚石和石墨的物理性质有这么大差异呢？小思考碳原子在空间构成连续的，网状的结构所以其质地坚硬。碳原子呈平面层状结构,层与层之间作用力小，所以其质软有滑感。新知讲解生活中常接触到的木炭、活性炭、焦炭、炭黑也是碳的单质。称为不定形碳焦
炭炭
黑新知讲解生活中常接触到的木炭、活性炭、焦炭、炭黑也是碳的单质。称为不定形碳新知讲解木炭能吸附红墨水吗？小实验向烧杯水中加入一滴红墨水，放入加热的木炭现象：红色逐渐褪去分析：木炭具有疏松多孔的结构，表面积很大，具有较强的吸附性，能将红墨水吸附在木炭多孔性结构中。活性炭吸附过程是物理变化还是化学变化？物理变化新知讲解常温时性质稳定、色黑制油墨、油漆、鞋油、等，橡胶制品的填料色黑、多孔作燃料、冶炼金属、
有吸附作用疏松、多孔、吸附力强净化多种气体和液体、
做防毒面具浅灰色多孔性固体冶炼金属不定型碳的性质和用途新知讲解其它碳单质 足球烯 1985年由美国德克萨斯州罗斯大学的科学家发现。一个C60分子中有60个C原子，构成32个面，20个正六边形，12个正五边形。富勒烯中的碳原子是以球状穹顶的结构键合在一起。像个足球一样(结构如图d,e,f)属于分子晶体，熔沸点低，硬度小，绝缘。新知讲解碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2~20 nm。并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。其中螺旋型的碳纳米管具有手性，而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。新知讲解石墨烯 是一种二维晶体，最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子，或更准确地，应称为"载荷子"(electric charge carrier)，的性质和相对论性的中微子非常相似。人们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的，石墨的层间作用力较弱，很容易互相剥离，形成薄薄的石墨片。当把石墨片剥成单层之后，这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。新知讲解清明上河图(部分)古代用石墨绘制的水墨画经久不变色。但在高温条件各种碳单质都会发生燃烧。新知讲解1.常温下,化学性质很不活泼;
2.温度升高，活泼性大大增强，高温下，碳能与许多物质起反应。二、碳的化学性质(一)、碳与氧气的反应：氧气充足时，碳完全燃烧，生成产物：二氧化碳
（完全燃烧，热值为32.8 kJ/g）C+O2===CO2点燃燃烧现象：发白光新知讲解1、如果氧气供给不足，会发生什么变化呢？炉膛上部，会出现浅蓝色的火焰2、这火焰是什么物质燃烧的现象？CO（不完全燃烧,热值为9.2 kJ/g）3、化学方程式新知讲解（二）碳与二氧化碳的反应
（高温条件，生成一氧化碳）（吸热）一氧化碳是家用煤气的主要成分,煤气中加入了有臭味的物质乙硫醇(C2H5SH),以便泄漏时能及时引起人们警觉,以防发生中毒事故。实验室中可用排水法收集一氧化碳。
通过这段文字的描述并联系你的生活经验,你能得到那些相关信息？1、一氧化碳是无色无味的气体；
2、难溶于水；
3、有可燃性,燃烧时火焰呈浅蓝色；
4、有毒。碳三角C+CO2===2CO 高温C+O2===CO2点燃点燃2CO+O2===2CO22C+O2（不足）===2CO点燃新知讲解新知讲解如何防止煤气中毒？ 一氧化碳是有毒气体，它跟血液中的血红蛋白结合能力很强，使血液失去输氧能力，发生煤气中毒。所以，在室内使用煤炉烤火取暖时，要保证有充分的通风能力，确保安全 冬季在密闭房间洗澡或烤火取暖致中毒
2月5日，防城港市港口区发生一起一氧化碳中毒事件，致1人死亡。据了解，患者（19岁）在公司宿舍使用煤气洗澡，约1小时后被同事发现昏迷在洗澡房内，后送医抢救无效身亡。现场勘查发现，死者使用的燃气热水器安装在卫生间内。
6日，贵港市覃塘区发生一起意外死亡事件。据了解，死者（22岁）在房间内用木头烤火取暖时晕倒，其家人发现后报120到现场抢救，经抢救无效死亡。
7日，柳州市柳南区一小区一对夫妻意外身亡。经现场勘验，死者体表无明显外伤，现场无攀爬、盗窃等痕迹，排除他杀可能，法医初步分析系一氧化碳中毒造成。
据统计，2月5日—7日，自治区政府总值班室共接报18起一氧化碳中毒事件，22人不幸死亡。煤气中毒事件课堂练习1、“钻石恒久远，一颗永流传”，这句广告词体现钻石的性质是( )
A．硬度大 B．化学性质稳定
C．熔点高 D．外观美丽A2、在国际上为了使作为历史资料的重要文件，在长期保存中签署的姓名清晰。现在签署文件时一般用( )
A．蓝墨水 B．碳素墨水
C．蓝黑墨水 D．墨汁B课堂练习3、“轻轨列车”是近年来又一新兴的交通工具，具有无污染的优点。当轻轨列车开动时，在轻轨列车跟架空电线的接触点上，由于高速摩擦会产生高温，因此接触点上的材料应具有耐高温、不易氧化、能导电的性质。你认为选用该接触点上的材料，较为合适的物质是( )
A．金刚石 B．石墨 C．铝 D．铁B课堂练习4、“吸烟有害于健康。”我国政府规定：从2010年5月1日起，公共室内禁止吸烟。烟草燃烧释放的有害物质中，能与血红蛋白结合引起中毒的是( )
A．尼古丁 B．一氧化碳 C．焦油 D．甲醛B5．防毒面具的滤毒罐中用来吸附毒气的物质是( )
A．炭黑 B．活性炭 C．木炭 D．石墨B课堂总结一、碳单质金刚石、石墨、C60、炭黑、活性炭、焦炭二、碳的化学性质1.常温下,化学性质很不活泼;
2.温度升高，活动性大大增强，高温下，碳能与许多物质起反应。氧气充足时，碳完全燃烧，生成二氧化碳C+O2===CO2点燃氧气不充足时，碳不完全燃烧，生成一氧化碳谢谢21世纪教育网（www.21cnjy.com) 中小学教育资源网站 有大把高质量资料？一线教师？一线教研员？
欢迎加入21世纪教育网教师合作团队！！月薪过万不是梦！！
详情请看：
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php
