初三化學(xué)碳的單質(zhì)總復(fù)習(xí)教學(xué)案

1、.2019年初三化學(xué)碳的單質(zhì)總復(fù)習(xí)教學(xué)案2019年中考化學(xué)總復(fù)習(xí)教學(xué)案知識(shí)巧學(xué)升華金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質(zhì)，但由于碳原子的排列方式不同，因此它們的物理性質(zhì)有很大差異。一、碳的單質(zhì)?1.金剛石?無(wú)色透明，正八面體形狀，可作裝飾品鉆石，它是天然存在的最硬的物質(zhì)。?2.石墨?石墨是一種深灰色的有金屬光澤而不透明的細(xì)鱗片狀固體，很軟，有滑膩感，有優(yōu)良的導(dǎo)電性能。?要點(diǎn)提示石墨很軟，在紙上劃過(guò)會(huì)留下痕跡，因此常用于制鉛筆芯。以干電池用石墨為例，說(shuō)明石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能。另外石墨的構(gòu)造是分層的，每一層內(nèi)每個(gè)碳原子和其他三個(gè)碳原子結(jié)合，形成正六邊形，每層之間的連接不結(jié)實(shí)，可以滑動(dòng)。3.木

2、炭、活性炭、炭黑木炭主要是由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成的，它具有疏松多孔的構(gòu)造。這種疏松多孔的構(gòu)造使木炭具有吸附才能。?木炭、活性炭、炭黑、焦炭的比較木炭 吸附一些食品和工業(yè)產(chǎn)品的色素，吸附有異味的物質(zhì)活性炭 吸附才能比木炭強(qiáng)，吸附毒氣，制糖工業(yè)里脫色制白糖炭黑 制造墨、油墨、油漆、鞋油和顏料，還可以增加輪胎制品的耐磨性焦炭 冶煉金屬4.C60分子C60是一種新的以單質(zhì)形式存在的碳，是一種由60個(gè)碳原子構(gòu)成的分子，它形似足球，很穩(wěn)定。?要點(diǎn)提示C60分子構(gòu)造與足球相似，所以又稱足球烯，這種足球構(gòu)造的碳分子很穩(wěn)定，一個(gè)C60分子中含有60個(gè)碳原子，每個(gè)碳原子都和其他三個(gè)碳原子結(jié)合形成正六邊形，

3、這樣C60有30個(gè)六邊形組成。5.金剛石、石墨和C60的物理性質(zhì)和用處金剛石 石墨物理性質(zhì) 外觀 無(wú)色透明正八面體形狀的固體 深灰色細(xì)鱗片狀固體光澤 加工琢磨后有奪目光澤 有金屬光澤硬度 最硬天然存在 很軟導(dǎo)電性 不導(dǎo)電 優(yōu)良的導(dǎo)電性用處 刻刀、鉆石、鉆頭 鉛筆芯、電極、光滑劑要點(diǎn)提示金剛石的碳原子在空間構(gòu)成連續(xù)、鞏固的骨架構(gòu)造，所以堅(jiān)硬。石墨的碳原子呈平面層狀構(gòu)造，層與層之間的作用力小，所以很軟，能導(dǎo)電，有滑膩感。除了金剛石和石墨以外，生活中我們還常常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，它們主要由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成。?物質(zhì)的組成構(gòu)造決定表達(dá)物質(zhì)的性質(zhì)決定表達(dá)物質(zhì)的用處二、碳的化學(xué)性質(zhì)?

4、在常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑。常溫下，碳受日光照射或跟空氣、水分接觸，都不容易發(fā)生變化。?1.碳跟氧氣的反響?單質(zhì)碳可以在氧氣里燃燒，放出熱量，燃燒充分時(shí)，生成二氧化碳?xì)怏w;燃燒不充分時(shí)，產(chǎn)生一氧化碳?xì)怏w。化學(xué)方程式為：氧氣充足時(shí)：C+O2 CO2?氧氣缺乏時(shí)：2C+O2 2CO2.碳跟某些氧化物的反響?1木炭和氧化銅反響，生成銅和二氧化碳：?2CuO+C 2Cu+CO2實(shí)驗(yàn)探究木炭復(fù)原氧化銅?原理：C+2CuO 2Cu+CO2裝置：鐵架臺(tái)、大試管、酒精燈用高錳酸鉀制氧氣的裝置。?實(shí)驗(yàn)步驟：按上圖從下到上安裝好儀器，試管口略向下傾斜。將木炭粉和黑色氧化銅分別充分烘干后，按一定的質(zhì)量比稱取兩種黑

5、色粉末。放入研缽中反復(fù)研碎、混勻。用藥匙或小紙槽將黑色混合物放進(jìn)試管底部，塞上帶有橡皮塞的直角玻璃導(dǎo)管，玻璃導(dǎo)管的另一端插入另一支盛有澄清石灰水的試管中。點(diǎn)燃酒精燈，先預(yù)熱試管，然后集中在盛有混合粉末處加強(qiáng)熱。幾分鐘后，可觀察到澄清石灰水變渾濁。拔下橡皮塞，熄滅酒精燈，待試管自然冷卻后，將試管中的混合物倒在一張白紙上?；旌戏勰┲杏屑t色的單質(zhì)銅生成?，F(xiàn)象：黑色粉末變成紅色固體，放出的氣體能使澄清石灰水變渾濁。?要點(diǎn)提示試管口略向下傾斜。?實(shí)驗(yàn)完畢先從澄清石灰水中拿出導(dǎo)管再停頓加熱。?待試管冷卻后再把試管中的紅色固體倒出來(lái)，防止生成的銅再被氧化;?用酒精燈加熱時(shí)可用網(wǎng)罩提升溫度，也可用酒精噴燈加熱

6、。?氧化銅與碳的配比：由化學(xué)方程式計(jì)算，氧化銅與碳的質(zhì)量比應(yīng)當(dāng)是131，在實(shí)際操作中，氧化銅粉與炭粉的質(zhì)量比控制在9131的范圍內(nèi)效果較好。2木炭復(fù)原氧化鐵?2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2?三、復(fù)原反響?含氧化合物里的氧被奪去的反響叫做復(fù)原反響。含氧化合物提供氧的性質(zhì)叫做氧化性，含氧化合物是氧化劑;奪取含氧化合物中氧的物質(zhì)是復(fù)原劑，它的這種性質(zhì)叫做復(fù)原性。用于冶金工業(yè)，如3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2要點(diǎn)提示氧化劑和和復(fù)原劑描繪的對(duì)象是反響物，復(fù)原反響和氧化反響描繪的是反響過(guò)程，氧化劑具有氧化性，復(fù)原劑具有復(fù)原性。如：反響2CuO+C 2Cu+CO2。氧化銅失去氧而變成單質(zhì)銅，氧化

7、銅被復(fù)原發(fā)生了復(fù)原反響。木碳得到氧變成二氧化碳，木碳被氧化發(fā)生了氧化反響。木炭使氧化銅復(fù)原為銅，木炭具有復(fù)原性，是一種復(fù)原劑。氧化銅能使木炭氧化為二氧化碳，那么氧化銅具有氧化性，在這個(gè)反響中是復(fù)原劑。?關(guān)于氧化反響、復(fù)原反響、氧化劑、復(fù)原劑的判斷，可以根據(jù)下面的韻語(yǔ)：?得氧氧化，失氧復(fù)原;要是問(wèn)劑，恰恰相反。?氧化反響和復(fù)原反響同時(shí)發(fā)生，不可能在一個(gè)反響中，只有物質(zhì)發(fā)生氧化反響，沒(méi)有物質(zhì)發(fā)生復(fù)原反響。也就是說(shuō)在同一反響中，有氧化劑，也有復(fù)原劑。問(wèn)題思路探究 ?問(wèn)題1：吸附作用是物理變化還是化學(xué)變化?思路:吸附是各種固體外表都有的性質(zhì)。一定質(zhì)量的吸附劑，吸附才能的大小決定于其外表積的大小，外表積

8、越大，吸附才能越強(qiáng)。被吸附的氣體物質(zhì)的分子越大半徑越大相對(duì)分子質(zhì)量越大，沸點(diǎn)越高，越易被吸附。?探究:木炭和活性炭的吸附是將被吸附物有色液體、氣體、有毒氣體等吸在外表細(xì)管道內(nèi)，這個(gè)變化并沒(méi)有新物質(zhì)生成，因此是物理變化。由于活性炭是將木炭在隔絕空氣的條件下，通過(guò)水蒸氣氣流加強(qiáng)熱得到的，所以管道更為疏通，因此吸附性強(qiáng)于木炭。?問(wèn)題2：同一種元素可以組成不同的單質(zhì)嗎?思路：由于同一種元素可以組成不同種單質(zhì)，元素已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了109種，那么單質(zhì)的種類就要更多了。注意元素和單質(zhì)是不同的概念，單質(zhì)一定是由同一種元素組成的，但一種元素不一定只形成一種單質(zhì)。?探究：同一種元素不僅可以組成一種單質(zhì)，有的還能組成多種

9、單質(zhì)，如碳元素可組成金剛石、石墨、C60等幾種單質(zhì);磷元素可組成紅磷、白磷等單質(zhì);氧元素可組成氧氣、臭氧等單質(zhì)。 典題熱題新題例1：碳元素有金剛石、石墨和無(wú)定形碳等多種單質(zhì)，以下關(guān)于碳單質(zhì)的表達(dá)正確的選項(xiàng)是 A.都是黑色固體 B.碳原子的排列方式都一樣?C.在氧氣中充分燃燒時(shí)都生成二氧化碳 D.都能使紅墨水褪色?思路解析：金剛石是無(wú)色透明的，所以A選項(xiàng)不對(duì);這幾種物質(zhì)正是因?yàn)樘荚优帕蟹绞讲煌詷?gòu)造不同，是不同的物質(zhì)，所以B選項(xiàng)錯(cuò);金剛石、石墨和無(wú)定形碳都是碳元素形成的單質(zhì)，其燃燒產(chǎn)物一樣，都是二氧化碳;這三種物質(zhì)中，只有無(wú)定形碳是疏松多孔的物質(zhì)，具有吸附性，能使紅墨水褪色，所以D選項(xiàng)錯(cuò)。?

10、答案：C深化升華該題考察了對(duì)同種元素可以組成不同單質(zhì)的理解，進(jìn)一步進(jìn)步了對(duì)組成構(gòu)造決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用處根本原理的認(rèn)識(shí)。金剛石、石墨和無(wú)定形碳等單質(zhì)都是由碳元素組成的，雖組成元素完全一樣，但因構(gòu)造不同,又是完全不同的幾種物質(zhì)，性質(zhì)差異很大。如金剛石無(wú)色透明、硬度極大、不導(dǎo)電，石墨呈灰黑色、質(zhì)軟、具有良好的導(dǎo)電性，木炭、活性炭有較強(qiáng)的吸附性等，用處也各不一樣。例2：1985年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的C60分子是由60個(gè)碳原子構(gòu)成的，它的形狀像足球圖C，因此又叫足球烯。1991年科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)一種碳的單質(zhì)碳納米管，它是由六邊環(huán)形的碳原子構(gòu)成的管狀大分子圖D。圖A、圖B分別是金剛石和石墨的構(gòu)造示意圖，圖中小黑點(diǎn)均

11、代表碳原子。思路解析：由于碳原子排列方式的不同，導(dǎo)致它們的物理性質(zhì)有較大差異。金剛石、石墨、足球烯、碳納米管都是由碳原子構(gòu)成的碳單質(zhì)，它們的化學(xué)性質(zhì)常溫下穩(wěn)定性、可燃性、復(fù)原性是一樣的，而且由于碳原子的最外層電子數(shù)為4，常溫下不易得失電子，決定了這些碳單質(zhì)在常溫下性質(zhì)穩(wěn)定。證明足球烯和碳鈉米管都是由碳元素組成的，首先利用其可燃性說(shuō)明其含有碳元素，其次通過(guò)定量測(cè)定證明其只含碳元素。?答案：1碳原子的排列方式不同。2不活潑，因?yàn)樘荚拥淖钔鈱与娮訑?shù)為4，常溫下不易得失電子。3將足球烯放在充滿氧氣的密閉容器里使之燃燒，測(cè)定其生成物是二氧化碳，且二氧化碳里所含碳的質(zhì)量等于燃燒前后足球烯減少的質(zhì)量。?分

12、析題目時(shí)應(yīng)將足球烯和碳納米管的構(gòu)造、性質(zhì)與金剛石和石墨的構(gòu)造、性質(zhì)相聯(lián)絡(luò)。例3：據(jù)?美國(guó)化學(xué)雜志?報(bào)道，中國(guó)科學(xué)家以二氧化碳為碳源，金屬鈉為復(fù)原劑，在470 、80 MPa下合成出金剛石，具有深遠(yuǎn)意義。以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是 ?A.由二氧化碳合成金剛石是化學(xué)變化?B.金剛石是碳的一種同位素?C.鈉被氧化最終生成碳酸鈉?D.金剛石中只含有非極性共價(jià)鍵?思路解析：判斷過(guò)程屬于物理變化還是化學(xué)變化的關(guān)鍵是看是否產(chǎn)生新的物質(zhì)，由二氧化碳合成金剛石產(chǎn)生新的物質(zhì)屬于化學(xué)變化，金剛石是一種單質(zhì)而不是元素。?答案：B?深化升華此題綜合性較強(qiáng)，考察的知識(shí)點(diǎn)較多，既有概念方面的問(wèn)題，又有化學(xué)性質(zhì)方面的問(wèn)題，如鈉被氧化最終生成碳酸鈉，還有理論方面的問(wèn)題，如共價(jià)鍵。只要這些根本知識(shí)比較扎實(shí)，此問(wèn)題不難解決。例4：水煤氣廠消費(fèi)煤氣，將水加熱成蒸氣，通過(guò)赤熱的碳，得到氫氣和一氧化碳。王老師為了說(shuō)明其化學(xué)原理，畫(huà)出了如下圖的卡通片，其中A圖表示? ?物質(zhì)