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九年级
上册
化学（科粤版）
专题5.2
组成燃料的主要元素——碳（课件）
第五章
燃料
趣味导学
新知学习
02
课堂小结
随堂检测
03
04
05
知识回顾
01
知识回顾
1.下列关于氢气的物理性质的描述，不正确的是（ ）
A．氢气具有刺激性气味
B．氢气难溶于水
C．氢气是最轻的气体
D．在﹣259℃时氢气能变成雪花状的固体
A
2.收集氢气、检验氢气纯度的操作中，不正确的是（ ）
A．用向上排空气法收集一试管气体
B．用向下排空气法收集一试管气体
C．用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住管口，管口朝下移近火焰、松开拇指
D．如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯
A
知识回顾
3.现在请你在实验室中探究氢气的有关性质，并回答下列有关问题。
（1）“氢气的密度比空气小”，这属于氢气的____________（填“物理”或“化学”）性质。要证实此性质，请设计一种简单的实验方案，简述该方案的具体操作方法和有关现象：_______________________________________________________。
物理
用氢气吹肥皂泡（或气球），观察到肥皂泡（或气球）在空气中上升
（2）在点燃氢气前，必须先检验氢气的________，以防发生________。点燃氢气后，观察到的现象是：纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生_______色火焰，如果要检验氢气的燃烧产物，应采取的操作方法是____________________________。
纯度
爆炸
淡蓝
在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯
趣味导学
光彩夺目的钻石
干电池的电极芯
你知道吗？光彩夺目的钻石和干电池的电极芯竟然是同一种元素组成的单质——碳单质。碳单质是由碳元素组成的。
趣味导学
跟氢、氧两元素一样，碳元素对人类有十分重要的意义。
碳是形成地球上生命现象的基本元素，也是给人类社会提供能源的主要元素。许多含碳的物质早就被人类的祖先用来作燃料，直至现代，以碳元素为主要成分的天然气、煤和石油，仍然是人类社会最基本的常用燃料。
我们一起来了解一下含碳物质的常识。
煤等常用燃料中都有碳元素
（1）金刚石
·金刚石经过琢磨加工就变成了光彩夺目的钻石。
①金刚石的物理性质：
金刚石是无色透明的固体，硬度大。
②金刚石的用途
·因为金刚石硬度大，常被人们用来做磨料、地质勘探的钻头、裁玻璃的刀等。
金刚石可用做裁玻璃的刀
1.石墨和金刚石
新知学习
一、碳有哪些单质？
金刚石常被装在地质勘探的钻头上
加工后的钻石
加工后的钻石
新知学习
一、碳有哪些单质？
新知学习
一、碳有哪些单质？
（2）石墨
灰黑色的干电池的电极芯的主要成分就是石墨。
石墨柱
①石墨的物理性质：
·石墨是深灰色有金属光泽、不透明的固体。
·石墨质软，有滑腻感。
·石墨有优良的导电性能，还能导电、耐高温。
②石墨的用途
·用于制作铅笔芯；
·用作润滑剂；
·用作冶炼金属坩埚的材料；
·用作电池的电极材料。
含石墨的铅笔芯
用石墨冶炼的金属坩埚
石墨粉可作润滑剂
用石墨做的电车电刷
新知学习
一、碳有哪些单质？
生活小课堂
在李明的老家有一把生锈的铁锁，每次打开都非常的吃力，你有什么办法可以帮他轻松打开吗？
生锈的铁锁
可以把铅笔芯研成细末灌入锁孔里，用钥匙来回转动几次就很容易打开。这是因为铅笔芯的成分中有石墨，石墨具有润滑性，可以做润滑剂。
新知学习
一、碳有哪些单质？
金刚石、石墨等都是由碳元素组成的单质，为什么它们的物理性质差异很大?
金刚石和石墨等碳单质物理性质差异大的原因：碳原子的排列方式不同。
金刚石结构
石墨结构
结
构
性
质
用
途
决
定
反
映
决
定
反
映
讨论：
新知学习
一、碳有哪些单质？
（3）无定形碳
在日常生活和工农业生产中，人类还用到由石墨的细小晶体与少量杂质形成的多种无定形碳，如焦炭、木炭、活性炭和炭黑。
焦炭
木炭
活性炭
炭黑
新知学习
一、碳有哪些单质？
名
称
性
质
用
途
木
炭
活性炭
炭
黑
焦
炭
吸附性，可燃性
与金属化合物反应，可燃性
生活常用燃料，冶炼金属等
吸附性
常温时，非常稳定
制作墨汁、油漆、鞋油、颜料、橡胶
防毒口罩的滤毒层，作防毒面具的滤毒罐，净水器的吸附材料，脱色剂
生活常用燃料、吸附剂等
新知学习
一、碳有哪些单质？
【练一练】中国高铁的核心技术走在了世界前列，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。石墨制成的电刷与下列石墨的性质无关的是（ ）
A．滑腻感
B．还原性
C．稳定性
D．导电性
B
【练一练】下列有关金刚石、石墨的说法正确的是（ ）
A．硬度都很大
B．都是黑色固体
C．都能导电
D．都是由碳元素组成
D
【练一练】以下适用于填充防毒面具并能吸附毒气的是（ ）
A．金刚石
B．活性炭
C．氧化铜
D．石墨烯
B
新知学习
一、碳有哪些单质？
2.
C60、“富勒烯”“石墨烯”等新型碳单质
（1）除了金刚石和石墨外，科学家还发现了其他的碳单质，如C60。
C60的分子结构和足球相似
C60的结构特征：
C60是一种分子，每个C60的分子是由60个碳原子构成。
C60的性质非常稳定，未来可能广泛应用于超导体、催化、材料、科学和生物学等领域。
新知学习
一、碳有哪些单质？
（2）石墨烯
石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。石墨烯是世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的。具有优异的导电、导热性能。
石墨烯
新知学习
一、碳有哪些单质？
碳纳米管实际上就是石墨烯卷成了筒状，碳纳米管具有尺寸小、机械强度高、导电性极强的特点。
（3）碳纳米管
新知学习
一、碳有哪些单质？
【练一练】石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。2018年3月，发表在《自然》上的一篇论文指出，当两层石墨烯以1.1度的“魔角”扭曲在一起时，并且温度降低到1.7开尔文（约﹣271℃）以下时，双层石墨烯即可实现超导。下列有关石墨烯说法错误的是（ ）
A．石墨烯由原子构成
B．石墨烯化学性质与金刚石相似
C．两层石墨烯扭曲在一起形成新的化合物
D．﹣271℃时石墨烯的电阻为零
C
新知学习
一、碳有哪些单质？
【练一练】碳纳米管是一种
由碳原子构成的直径为几纳米的空心管。下列关于碳纳米管的说法错误的是（ ）
A．碳纳米管完全燃烧，生成二氧化碳
B．碳纳米管是一种新型化合物
C．碳纳米管在常温下化学性质稳定
D．碳纳米管不完全燃烧，生成一氧化碳
B
新知学习
一、碳有哪些单质？
新知学习
二、碳燃烧生成什么？
在我国璀璨的历史长河中,水墨画是一颗璀璨的明珠。
水墨画是由水和墨经过调配水和墨的浓度所画出的画，是我国的国画的代表，可以保存上千年而不褪色。
为什么水墨画可以保存上千年而不褪色？
新知学习
二、碳燃烧生成什么？
水墨画的主要成分是碳单质，它之所以能保持几千年不褪色，是因为碳在常温下化学性质比较稳定。
讨论：
画出碳元素原子的结构示意图，并讨论常温下碳单质能稳定存在的原因。
碳原子最外层有4个电子，得失电子相对较难，所以常温下碳单质具有稳定性。
2
4
+6
碳原子结构示意图
新知学习
二、碳燃烧生成什么？
【回忆】想一想，木炭在氧气中燃烧时伴随哪些现象？产生了什么物质？
木炭在氧气中燃烧
剧烈燃烧，发出白光，放出热量
·伴随的现象：
·产生的物质：
二氧化碳
C+O2===CO2
点燃
·化学方程式：
在氧气供给充分时，碳完全燃烧产生二氧化碳，热值为32.8
kJ/g。
如果氧气供给不足时会发生什么变化呢？
新知学习
二、碳燃烧生成什么？
你或许看到过类似的新闻：一农户家发生煤气中毒事故最终导致4人死亡。事故的罪魁祸首是谁？
它就是一氧化碳。
当氧气供给不充足时，碳的燃烧是不完全燃烧，生成一氧化碳，燃烧热值为9.2
kJ/g，仅为碳完全燃烧热值的1/3.6。
·化学方程式：
2C+O2===2CO
点燃
新知学习
二、碳燃烧生成什么？
煤炉里炭火在煤炉上部会出现浅蓝色火焰，这就是煤炉中生成的一氧化碳燃烧形成的。这些一氧化碳是如何形成的呢？
2CO
+
O2
2CO2
点
燃
C
+
CO2
2CO
高
温
C
+
O2
CO2
点
燃
高温下，碳和二氧化碳会生成一氧化碳，该反应吸收热量。
新知学习
二、碳燃烧生成什么？
碳的化学性质
总结一下吧
1.稳定性：常温下碳的化学性质稳定。
2.可燃性
（1）氧气充足时，生成二氧化碳
（2）氧气不充足，生成一氧化碳
C+O2===CO2
点燃
2C+O2===2CO
点燃
都放热
3.碳与二氧化碳的反应（反应吸热）
C+CO2===2CO
高温
新知学习
二、碳燃烧生成什么？
【练一练】“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词被美国《广告时代》杂质评为20世纪最经典的广告词之一，该广告词最能体现钻石的性质是（ ）
A．熔点高
B．硬度大
C．不能导电
D．化学性质稳定
D
【练一练】在密闭容器中6克碳和12克氧气充分反应后，容器内的气体有（ ）
A．一氧化碳
B．二氧化碳
C．一氧化碳和二氧化碳
D．二氧化碳和氧气
C
新知学习
二、碳燃烧生成什么？
1.CO的物理性质：
通常情况下一氧化碳是无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。
2.CO的化学性质：
（1）可燃性
2CO＋O2
2CO2
点燃
现象：
燃烧时发出蓝色的火焰。
化学方程式：
【注意】CO是可燃性气体，与空气或氧气混合点燃会爆炸。因此，点燃前，一定要检验其纯度。
炭火中CO的燃烧
新知学习
三、一氧化碳
（2）毒性
中毒原因：一氧化碳跟血液中的血红蛋白的结合能力比氧气强，使人体缺少氧气而窒息，甚至死亡。俗称煤气中毒。
一氧化碳的中毒机理
新知学习
三、一氧化碳
思考：
有人用煤火取暖，又担心煤气中毒，临睡前在煤炉上和地上放两大盆冷水，这样做能预防煤气中毒吗？
答：水不能预防煤气中毒，因为一氧化碳难溶于水。
所以在室内使用煤炉烤火取暖时，要保证有充分的通风措施，确保安全。
【练一练】下列气体有毒的是（ ）
A．二氧化碳（CO2）
B．煤气（主要成分是CO）
C．氮气（N2）
D．甲烷（CH4）
B
新知学习
三、一氧化碳
【练一练】吸烟有害健康，香烟烟气中含有几百种对人体有害的物质，如尼古丁、焦油、一氧化碳、二氧化碳等，其中与血红蛋白结合能力强的有毒气体是
。
【练一练】煤气的主要成分是CO、H2、CH4（甲烷）等，下列说法中不属于CO性质的是（ ）
A．煤气有可燃性
B．煤气有还原性
C．煤气有特殊气味
D．煤气有毒
C
一氧化碳
新知学习
三、一氧化碳
课堂小结
一、碳的单质
1.碳单质的种类：
2.金刚石、石墨物理性质不同的原因：
碳原子排列方式不同
3.碳单质的化学性质
（1）常温下：化学性质稳定
（2）高温下：化学性质活泼
①跟氧气反应——可燃性
C+O2
CO2
点燃
·当碳充分燃烧时：
·当碳不充分燃烧时：
2C+O2
2CO
点燃
②跟某些氧化物反应
CO2+C
2CO
高温
金刚石、石墨、C60、以及石墨烯和碳纳米管等新型碳单质。
二、一氧化碳
1.CO的物理性质：
通常情况下一氧化碳是无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。
2.CO的化学性质：
（1）可燃性
2CO＋O2
2CO2
点燃
（2）毒性
一氧化碳跟血液中的血红蛋白的结合能力比氧气强，使人体缺少氧气而窒息，甚至死亡。俗称煤气中毒。
随堂检测
1.下列关于金刚石的认识，错误的是（ ）
A．不能燃烧
B．质地较硬
C．由碳原子构成
D．一定条件下能转化为石墨
2．下列事实中不是体现单质碳的稳定性的是（ ）
A．书写档案材料必须使用碳素墨水
B．钻石恒久远，一颗永流传
C．木头电线杆在埋入地下前将表面稍微烤焦
D．制糖工业中用活性炭脱色
A
D
随堂检测
3.下列说法正确的是（ ）
A．金刚石的性质稳定，在任何条件下都不能参与反应
B．铅笔芯在氧气中燃烧会生成二氧化碳
C．C60具有稳定结构，不能燃烧
D．碳充分燃烧时放出热量，不充分燃烧时吸收热量
B
4．氢气和一氧化碳共有的化学性质是（ ）
A．在通常情况下是没有颜色、没有气味的气体
B．都具有可燃性和毒性
C．都具有可燃性和还原性
D．都难溶于水
C
随堂检测
5.碳单质在生产和生活中有着广泛的应用。
（1）下列物质的用途中，利用了石墨能导电的是
（填序号，下同）：利用了金刚石硬度大的是
。
（2）炭雕是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合，因为活性炭有
的结构，具有
能力，所以，炭雕既可以净化室内空气，又可以美化居住环境。
④
①③
疏松多孔
吸附
