碳和碳的化合物导学案.docx
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碳和碳的化合物导学案
课题
碳和碳的化合物
课时
5
学
习
目
标
1，学习碳单质、二氧化碳、一氧化碳的性质和用途。
2，学习实验室制备二氧化碳的方法。
重
点
难
点
1，碳单质、二氧化碳、一氧化碳的性质和用途。
2，实验室制备二氧化碳的方法。
创
设
情
景
设疑：
1、由同种元素组成的纯净物叫做什么？
（单质）
2、不同种元素可以组成不同种单质，同一种元素可以组成不同的单质吗？
（氧气、臭氧；红磷、白磷）
引入：
金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。
合
作
探
究
金刚石、石墨和C60
实验：
用玻璃刀切割玻璃
提问：
1、根据生活经验，你知道玻璃刀切割玻璃的原理吗？
（硬度大）
2、由此，你可以推断出金刚石的性质吗？
（纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体）
介绍：
1、金刚石装在钻探机的钻头上钻凿坚硬的岩层；金刚石砂轮用来磨削硬质合金；
（金刚石是天然存在最硬的物质）
2、金刚石经过仔细的琢磨加工后，折光性能大大加强，就成了商店里价格昂贵的钻石。
思考：
设计实验证明金刚石中含有碳元素。
联系：
1、一种物质燃烧后生成二氧化碳和水，这说明这种物质中肯定含有什么元素？
（碳元素、氢元素）
2、可把金刚石通过化学变化，使之变成一种容易检验的物质，通过检验该物质从而证明金刚石中含有碳元素。
（步骤：
1、使金刚石燃烧，2、收集其燃烧后生成的气体，再往气体中倒入澄清石灰水。
）
介绍：
石墨是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状的固体。
铅笔、电池电极中含有石墨。
设疑：
为什么石墨可以用作铅笔芯？
（石墨也是由碳元素组成的，但跟金刚石相反，它很软。
由于石墨很软，只用石墨做铅笔芯，易断又易磨损，所以加入粘土。
铅笔是石墨和粘土混合而成的。
铅笔的型号用“H”、“B”区分。
“H”代表Hard，坚硬，数字越大，粘土含量越高，越硬；“B”代表Black，黑的。
数字越大，石墨含量越高，越黑。
画画用的铅笔常用“6B”）
思考：
有人说：
“不小心吃了铅笔芯就会中毒，因为铅笔芯中含有铅。
”你同意吗？
（不同意）
提问：
石墨可做电极，由此推知它具有什么性质？
（导电性）
实验：
铅笔芯（6B）导电实验。
提问：
如果有一把长期不用而生锈的铁锁，怎样轻易打开它呢？
（用铅笔芯，其中的石墨有滑腻感）
设疑：
金刚石和石墨都是由碳元素组成，但它们的物理性质差别很大（外观、硬度、导电性等），这是什么原因呢？
（金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但碳原子的排列方式不一样，金刚石的碳原子排列成网状结构，这种结构很坚固，所以金刚石的硬度很大；而石墨中的碳原子是排列成平面层状结构，层与层之间是可以滑动的，所以石墨具有滑腻感，这种感觉我们摸铅笔芯就可以体会到。
——结构决定性质。
）
事实上：
金刚石与石墨都是由碳元素组成，化学性质相似，如，都具有可燃性，燃烧后的产物都是二氧化碳。
介绍：
木炭、活性炭都是由石墨的微小晶体和少量杂质组成的。
（1）木炭是一种黑色多孔的固体。
在隔绝空气的条件下加热木材，可以制得木炭。
木炭具有吸附性，吸附颜色、异味，如吸附食品和工业产品中的色素。
实验：
木炭的吸附性
设疑：
为什么木炭具有吸附性？
（因为木炭具有疏松多孔的结构，能把气体或溶液中的一些物质吸附在它的表面。
——结构决定性质）
（2）活性炭的用途――防毒面具，制糖工业。
（性质决定用途）
（3）木炭和活性炭来吸附色素和异味是物理变化还是化学变化？
（只是把被吸附物吸附到疏松多孔的细孔管里，没有生成新物质）
比较：
碳单质
结构
性质
用途
金刚石
网状结构
硬度大
作玻璃刀、钻探机的钻头
石墨
层状结构
导电性
电池电极等
质软
铅笔芯等
木炭
吸附性
食品和工业产品中吸附色素和异味等
活性炭
吸附性
防毒面具、制糖工业等
小结
结构→性质→用途
介绍：
除了金刚石和石墨以外，科学家还发现了一类新的碳的单质，它就是C60。
1、观察它的化学式，你认为它是单质还是化合物？
（单质）
2、该物质由哪种微粒构成？
（C60分子，C60分子是一种由60个碳原子构成的分子。
）
3、“60”的含义？
（C60分子的结构：
这种分子形状与足球相似，也成为“足球烯”。
这种结构很稳定，这决定了C60具有稳定的化学性质。
）
其他：
20世纪90年代初，科学家又致力于一种新型的碳的单质──纳米碳管的研究。
纳米碳管是在一定条件下，把碳原子一个个连接起来的“超细管子”，细到五万根并排起来才有一根头发丝的宽。
纳米碳管的用途：
1、储氢材料。
2、这种材料很轻，很结实。
它的密度是钢的1／6，而强度却是钢的100倍。
用这样轻而柔软、又非常结实的材料做防弹背心是最好不过的了。
碳的化学性质
在常温下，碳的化学性质不活泼。
碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化。
如果温度升高……
一、碳的可燃性
煤的主要成份是碳，炉火着得旺时，正是碳在空气里燃烧，产生大量热和二氧化碳的过程。
煤气中毒实际上是因为碳和氧气反应时，碳的不完全燃烧生成一氧化碳所致，故在烧煤时一定要注意通风。
碳在高温时可夺取某些金属氧化物的氧元素，生成金属单质和二氧化碳，即碳具有还原性。
二、碳的还原性
碳和氧化铜的反应。
[现象]
加热片刻，看到试管内的黑色粉末逐渐变红，右边试管内澄清石灰水变浑浊。
[结论]
白色浑浊物质是碳酸钙（CaCO3），红色粉末是单质铜。
还原反应：
含氧化合物里的氧被夺去的反应。
[小结]
碳能从氧化铜中将氧夺过来，说明碳具有还原性，其中碳是还原剂，氧化铜是氧化剂。
同样，碳还可和别的氧化物反应，生成单质和二氧化碳。
练习：
二氧化碳制取的研究
实验0：
鸡蛋壳和盐酸反应（鸡蛋壳表面有气泡产生，事实上生成了二氧化碳气体。
）
实验1：
碳酸钠和稀盐酸的反应
实验2：
大理石和稀盐酸的反应
比较：
这三个实验，适合于实验室制取二氧化碳气体：
一、药品及反应原理
药品：
石灰石（或大理石）和稀盐酸
原理：
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
（开始生成的碳酸H2CO3不稳定，分解生成水和二氧化碳。
）
二、装置的确定
从以下方面，从而确定实验室制取二氧化碳的装置。
①反应物状态（固体、液体、气体）；
②反应条件（常温、加热、高温、催化剂等）；
③气体的密度（比空气大或小）；
④能否溶于水（不易、能、难溶于水等）；
思考：
如何检验生成的气体是二氧化碳？
（试剂）
怎么检验瓶内气体已收集满了？
（将置于集气瓶）
实验的步骤有哪些？
（
）
二氧化碳和一氧化碳
碳的化合物种类繁多，尤其是有机化合物在国民经济的发展中起着非常重要的作用。
而碳的氧化物有CO和CO2两种。
二氧化碳：
二氧化碳只占空气总体积的，假如从空气中除去这些二氧化碳，自然界的生命活动还能进行下去吗？
（）
几个关于二氧化碳性质的实验：
实验
现象
原因或反应式
倾倒CO2
底部蜡烛熄灭，
上部蜡烛熄灭
CO2的密度比空气。
燃烧，
支持燃烧。
CO2溶解性实验
向一个收集满CO2气体
的质地较软的
塑料瓶中，加入1/3
体积的水，
立即旋紧瓶盖，
振荡。
塑料瓶了
CO2溶于水，
压强
CO2与水反应实验
紫色石蕊的花会
H2O+CO2
=
二氧化碳与水的反应比较抽象，这个实验设计为：
（Ⅰ）向干燥的紫色石蕊小花（纸花）喷稀醋酸；
（Ⅱ）向干燥的紫色石蕊小花喷水；
（Ⅲ）直接把干燥的紫色石蕊小花放入二氧化碳中；
（Ⅳ）将干燥的紫色石蕊小花喷水后放入二氧化碳中；……通过观察实验现象，可以得出以下结论：
（1）石蕊是一种色素，遇酸溶液变成红色。
（2）水使紫色石蕊变成红色，二氧化碳使紫色石蕊变成红色。
（3）二氧化碳与水反应生成，碳酸能使紫色石蕊变成。
（碳酸不稳定，容易分解成二氧化碳和水。
H2CO3＝H2O+CO2↑）
二氧化碳的化学性质：
1：
一般情况下，二氧化碳燃烧，支持燃烧，供给呼吸。
2：
二氧化碳跟水反应生成，碳酸能使紫色石蕊试液变。
化学方程式
3：
二氧化碳跟石灰水反应：
CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓＋H2O
（清变浊）
二氧化碳的用途：
二氧化碳不支持燃烧，不能燃烧，且比空气重，可用它来灭火。
干冰（固体二氧化碳）升华时吸收大量热，可用它做致冷剂或用于人工降雨。
工业制纯碱和尿素，植物光合作用。
一氧化碳
〖引言〗
碳元素有+2和+4价，所以碳的氧化物有和两种。
1：
一氧化碳的物理性质
颜色
气味
状态
溶解性
密废（与空气比）
CO
（溶于水）
比空气（）
CO2
（溶于水）
比空气（）
O2
（溶于水）
比空气（）
（气体的密度跟空气的比较可以通过比较气体的相对分子质量和空气的平均相对分子质量29得到。
）
〖提问〗
根据一氧化碳的物理性质，我们在实验室应怎样收集它呢？
〖提问〗
用化学方程式表示生成CO的两种途径。
在什么情况下容易发生一氧化碳中毒？
2C＋O2
2CO（碳燃烧不充分时，生成CO），
CO2十C
2CO
小结：
（1）火炉通风不良，氧气供给不足。
（2）当炉火中刚加煤时，火炉里中下层煤炭燃烧产生的二氧化碳向上通过灼热煤炭会产生较多一氧化碳。
因此，我们不宜长时间在密闭房间里使用炭火取暖。
〖提问〗
有人用炉火取暖，为了防止发生煤气中毒，在火炉上放一盆水，这样做行吗？
为什么？
（，因为一氧化碳溶于水。
）
〖提问〗
有人说只要一闻到煤气味就把火炉搬出去，就不会造成煤气中毒这种说法对吗？
为什么？
（，因为一氧化碳气味。
）
2：
一氧化碳的化学性质
（1）可燃性
〖提问〗
用煤炉烧水时，水开时常会溢出来，洒在通红的煤上，会发生什么现象？
（会听到“嗞”的声响，同时火苗窜得很高。
）
（C＋H2O
CO＋H2，产生的一氧化碳和氢气都能燃烧，发出蓝色火焰。
）
其中2CO+O2
2CO2
实验：
一氧化碳的燃烧
在实验中看到什么现象？
（一氧化碳燃烧，发出蓝色火焰，放出大量的热。
生成使澄清的石灰水变浑浊的气体。
）
〖提问〗
应该怎样鉴别一氧化碳和氢气？
（把干冷洁净的烧杯分别罩在两种点燃气体的火焰上方，烧杯上有的原气体是氢气，另一瓶是一氧化碳。
也可将沾有石灰水的烧杯分别罩在两种点燃气体的火焰上方，烧杯上有斑痕的原气体是一氧化碳，另一瓶是氢气。
）
（2）一氧化碳的还原性
〖介绍〗
一氧化碳不仅跟氢气一样，有可燃性，也有还原性。
原因是它们都夺取含氧化合物中的氧，使其还原。
CO＋CuO
CO2＋Cu
在用氢气还原氧化铜实验中，我们必须注意“两先两后”，即先通气再点燃，先熄灯后停气。
一氧化碳也应这样。
先通入一氧化碳，赶出试管内空气，避免一氧化碳跟管内的空气混合，受热而可能引起爆炸。
停止反应后，先熄灭酒精灯，仍继续通一氧化碳，防止灼热的铜遇到进入管内空气又生成氧化铜。
CO有剧毒，导出的CO需处理。
（色固体变成色，生成使澄清的石灰水变的气体。
）
（3）一氧化碳的用途
一氧化碳可作气体燃料和用来冶炼金属。
工业上利用一氧化碳的还原性，在炼铁厂把铁矿石还原成铁。
达
标
测
评
1．碳和部分碳的化合物间转化关系如图所示。
（1）物质X的化学式为CO2。
（2）从图中任选一种物质，它的一种用途CO可作燃料。
（3）写出图中转化关系中属于化合反应的一个化学方程式
C+O2
CO2。
2．A是非金属，E是金属，B、C、D是化合物，它们之间有如下图所示的转化关系（反应条件已略去）：
（1）在①②③④中，属于化合反应的是③④（填序号）。
（2）反应①的化学方程式是
。
3、由C、H、O、Fe四种元素组成的初中常见物质间有如图所示的关系，其中A、B、C是单质，甲、乙是化合物。
图中“—”表示相连的物质两两之间可以发生反应，“→”表示由某一物质可制得另一物质。
（部分反应物、生成物及反应条件略去）。
回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：
A、C、甲；
（H2O2H2O）
（2）写出乙→B反应的化学方程式。
（3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2）
4.甲、乙、丙、丁是初中化学常见的化合物，甲和乙中含有碳元素，丙能做干燥剂。
它们之间有如右图所示的转化关系（部分物质和反应条件已略去）。
则甲的化学式为；丙转化为丁的化学方程式为。
5．有三种无色气体A、B、C与三种黑色粉末D、E、F，已知：
①A＋C→B②B＋D→A③D＋E→B＋Cu而F和C都可以通过加热一种紫黑色晶体获得，则A是，B是，C是，D是，E是，F是（填化学式）.
加热紫黑色晶体生成F和C的化学方程式是。
（ACOBCO2
CO2DC
ECuOFMnO2）
6．用化学方程式表示下列的变化,并注明反应的类型
7．有A、B、C、D、E五种常见物质，它们有如图所示的关系：
已知：
C是一种金属，气体D可以使澄清石灰水变浑浊，E气体有毒，能与人体内的血红蛋白结合。
（1）写出图中五种物质的化学式：
A．B．C．
D．E．
（A．CuOCuOB．CCC．CuCuD．CO2CO2E．COCO）
（2）写出图中所示两个反应的化学方程式：
__________________________________。
8．已知A、B、C、D、E、F六种物质间有如下的转变关系（发生的反应都是化合反应），其中A、B、C在通常情况下是三种无色无味的气体，且C为化合物，D是一种无色的液体氧化物，F是一种能使紫色石蕊试液变红的物质。
（1）请写出有关物质的化学式：
A___________B____________C___________D___________E____________F___________（H2；O2；CO；H2O；CO2；H2CO3）
（2）写出下列变化的化学方程式：
A+B→D：
__________________________________________
C+B→E：
__________________________________________
D+E→F：
__________________________________________
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