科粵版化學(xué)九上52組成燃料的主要元素碳 學(xué)案

1、5.2 組成燃料的主要元素碳一. 教學(xué)內(nèi)容：5.2 組成燃料的主要元素碳1、了解金剛石與石墨，碳單質(zhì)的物理性質(zhì)及主要用途2、知道一種元素可以因結(jié)構(gòu)不同而能組成幾種不同的單質(zhì)3、認(rèn)識碳的燃燒及其產(chǎn)物4、了解CO和CO2的性質(zhì)、實驗室制法及CO2的用途二. 教學(xué)重點：C、CO和CO2的性質(zhì)及CO2的實驗室制法三. 教學(xué)難點：C、CO2的性質(zhì)的探究過程教學(xué)程序5.2 組成燃料的主要元素-碳一. 碳單質(zhì)【引言】大家已經(jīng)學(xué)過氧和氫兩種元素，今天再來學(xué)習(xí)一種元素碳，C、H、O這三種元素與人類的關(guān)系非常密切，是構(gòu)成生命的基本元素。目前已知的1000多萬種化合物中，絕大多數(shù)都是含碳化合物，碳是為人類提供能量的

2、燃料的主要元素。今天，我們來認(rèn)識一下碳的幾種單質(zhì)?！緦嶒灐坑貌ＡУ肚懈畈Ａв檬鰧?dǎo)電實驗用鉛筆寫字【討論】通過以上實驗現(xiàn)象，體現(xiàn)了碳單質(zhì)的哪些性質(zhì)呢？1. 金剛石的硬度居天然物質(zhì)之冠，可制成玻璃刀、鉆頭或裝飾品等。2. 石墨硬度很小，有滑膩感，可制成鉛筆芯；能夠?qū)щ?、熔點高，可做干電池和電爐的電極、坩堝等。 3. 無定形碳具有較強(qiáng)的吸附能力，作防毒面具中的濾芯?！舅伎肌窟@些物質(zhì)在物理性質(zhì)上具有這么大的差異，是不是由同種元素組成的呢？【講解】實驗證明，金剛石和石墨都能在氧氣中燃燒，而且都生成同一種物質(zhì)，這種物質(zhì)能夠使澄清的石灰水變渾濁。它們都是由碳元素組成的單質(zhì)。【思考】既然這些物質(zhì)是同種元素

3、組成的單質(zhì)，為什么物理性質(zhì)有這么大的差異呢？【講解】雖然構(gòu)成這些單質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)是相同的，但是，其排列方式是不同的。所以產(chǎn)生了不相同的物理性質(zhì)。近年來，除了我們常見的金剛石、石墨這些碳單質(zhì)以外，科學(xué)家們還合成了C60、C50、C70等，近期又合成了碳納米管，現(xiàn)正對此進(jìn)行開發(fā)和利用。【思考】既然金剛石、石墨都是由同種元素組成的單質(zhì)，能不能利用外界力量將它們的結(jié)構(gòu)改變，將石墨變成金剛石呢？【講解】現(xiàn)在已經(jīng)有了人造金剛石，主要是在工業(yè)上使用，如鉆頭等?！拘〗Y(jié)】物質(zhì)性質(zhì)決定物質(zhì)用途 物質(zhì)用途推知物質(zhì)性質(zhì)【過渡】以上是我們了解的有關(guān)碳單質(zhì)的物理性質(zhì)，不同的單質(zhì)在物理性質(zhì)上有差異。那么碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)是否相

4、同呢？我們書寫檔案材料的時候，一般要用碳素墨水，這是因為碳單質(zhì)在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的原因。高溫時，碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)活潑。在氧氣充足的時候，碳單質(zhì)完全燃燒生成二氧化碳，燃燒熱值為32.8kJ/g。當(dāng)氧氣的量供給不足時，碳的燃燒是不充分的，此時，燃燒產(chǎn)物是CO，此時的熱值僅為9.2kJ/g，只有碳完全燃燒的1/3.6。在冬季，有人在室內(nèi)烤火取暖，由于不注意通風(fēng)，結(jié)果室內(nèi)人員發(fā)生煤氣中毒事件，甚至失去生命。此外，在高溫下，C又可以同CO2反應(yīng)生成CO，所以，在室內(nèi)用火，一定要注意讓碳燃燒充分。如何使碳單質(zhì)燃燒充分呢？如何防止煤氣中毒呢？爐門打開，通入大量空氣。二. 碳的化合物氧化物大家知道碳有兩種氧

5、化物，它們的分子結(jié)構(gòu)上僅相差一個氧原子，但性質(zhì)上卻有極大的不同，這就是量變導(dǎo)致質(zhì)變的一個例子，也更證明了分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒子。這節(jié)課，我們就來具體學(xué)習(xí)這兩種氧化物。CO，是我們俗稱的煤氣的主要成分，來源于碳的不完全燃燒，也可以由碳在高溫下同CO2反應(yīng)生成。CO是無色、無味、難溶于水的氣體，可以燃燒，燃燒的產(chǎn)物是CO2，主要特性是具有毒性，使用時要注意防止煤氣中毒。CO中毒的原因是它與人體的血紅蛋白結(jié)合，使血紅蛋白失去同氧氣結(jié)合的能力。CO2與CO僅相差一個氧原子，它具有什么樣的性質(zhì)呢？CO2的性質(zhì)：（一）二氧化碳的物理性質(zhì)二氧化碳是無色、無味的氣體固態(tài)時被稱為“干冰”，有升華的特點

6、通過飲用啤酒、汽水及碳酸飲料時的感性知識，二氧化碳在水中的溶解性應(yīng)該是怎樣的？二氧化碳能溶于水，1體積的水約能溶解1體積的CO2【實驗】CO2熄滅蠟燭火焰的實驗【提問】該現(xiàn)象說明了什么？（二）二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)：1. 通常CO2不能燃燒，也不支持燃燒，不供給呼吸【實驗】向盛有紫色石蕊試液的試管中加幾滴鹽酸說明：紫色石蕊試液遇酸變成紅色【實驗】向滴有紫色石蕊試液的水中通入二氧化碳【提問】產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是什么?2. 二氧化碳跟水反應(yīng)生成碳酸CO2H2OH2CO3【實驗】將上述變紅的溶液加熱【提問】紅色溶液為何變成紫色?說明：碳酸很不穩(wěn)定,易分解成水和二氧化碳,加熱時分解更快.H2CO3H2OCO

7、2【實驗】CO2跟石灰水主要成分是Ca（OH）2反應(yīng),生成一種難溶于水的物質(zhì)碳酸鈣。CO2Ca（OH）2CaCO3H2O說明：H2CO3和CaCO3中的原子團(tuán)“CO3”叫碳酸根，化合價為“2”。同時，可利用石灰水變渾濁檢驗二氧化碳的存在二氧化碳的用途：三. 二氧化碳的實驗室制法1. 藥品及反應(yīng)原理選擇依據(jù)：反應(yīng)速率適中；原料易得價廉；操作簡便安全；產(chǎn)物純凈易分離；過程節(jié)能環(huán)保藥品：石灰石（或大理石）和稀鹽酸原理：CaCO32HClCaCl2H2OCO22. 裝置的確定3. 氣體的驗滿 點燃的木條放在瓶口【模擬試題】（答題時間：50分鐘）一、填空題：1、二氧化碳用于滅火是因為它。2、在O2、H2

8、、CO、CO2等氣體中：A、有毒且有還原性的是；B、只能用向上排空氣法收集的是；可以用排水法收集的是；C、將有可能成為一種新型燃料的是；D、水煤氣（管道煤氣）的主要成分是；E、可用作火箭或?qū)椀母吣苋剂系氖?，用作助燃劑的是；F、盛放過石灰水的容器內(nèi)壁，往往會出現(xiàn)一層白色物質(zhì)，這種物質(zhì)叫_，其化學(xué)式是，要除去這層物質(zhì)，可先加溶解，再加_沖洗。3、盛有石灰水的試劑瓶因密封不好，常含有雜質(zhì)，可用的方法除去。4、光合作用：水二氧化碳淀粉氧氣，由此可知，淀粉中一定含有_元素，可能含有元素。二、選擇題：5、具有人工降雨、滅火、致冷劑、制飲料等用途的物質(zhì)是（）A. 燒堿B. 干冰C. 鹽酸D. 生石灰6、某

9、物質(zhì)在空氣中燃燒，產(chǎn)物之一為二氧化碳，則該物質(zhì)是（）A. 一定是碳的某種單質(zhì)B. 一定是一氧化碳C. 一定是乙醇D. 一定含有碳元素7、一些國家正在試用碳酸水澆灌某些植物，這樣做不能起到的作用是（）A. 改良堿性土壤B. 改良酸性土壤C. 促進(jìn)植物的光合作用D. 促進(jìn)農(nóng)作物增產(chǎn)增收8、北約曾用“石墨”炸彈使南聯(lián)盟的高壓輸電線路短路，這是由于石墨的什么性質(zhì)決定的？（）A. 可燃性B. 還原性C. 導(dǎo)電性D. 常溫下的穩(wěn)定性9、為減少實驗對環(huán)境的污染，防止實驗人員中毒，下列氣體的制取要在通風(fēng)櫥中進(jìn)行的是（ ）A. O2B. CH4C. CO2D. CO10、下列說法中在科學(xué)上沒有錯誤的是（）A.

10、吸帶過濾嘴的香煙，對人體無害B. 純天然物質(zhì)配成的飲料不含任何化學(xué)物質(zhì)C. 到小煤窯里挖煤用火把照明D. 保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)人類自己11、下列物質(zhì)中硬度最大的是（）A. 石墨B. 鐵C. 金剛石D. 木炭12、我國的黑白山水畫用的是墨汁，主要成分是炭黑的微粒，用這種墨汁畫的國畫千百年都不易變色，這是因為墨汁中的碳（）A. 具有吸附性B. 常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定C. 具有還原性D. 具有氧化性13、用玻璃管向盛有紫色石蕊試液的試管中吹氣，過一會兒再給試管加熱，試管里溶液顏色的變化情況是（）A. 紫色紅色紫色B. 紫色藍(lán)色紅色C. 紅色紫色紅色D. 紫色紅色藍(lán)色14、由碳和氧兩種元素組成的氣體，碳與氧兩

11、種元素的質(zhì)量比為35，該氣體（）A. 屬于混合物B. 屬于純凈物C. 屬于單質(zhì)D. 無法確定三、情境分析題：15、物質(zhì)的某些性質(zhì)可能有利于人類，也可能不利于人類，請?zhí)顚懴卤恚何镔|(zhì)名稱有利的一面不利的一面氧氣二氧化碳16、自然界中常發(fā)生下列變化：CaCO3H2OCO2Ca（HCO3）2Ca（HCO3）2受熱或遇壓強(qiáng)突然變小時，又分解為Ca（HCO3）CaCO3H2OCO2，如此反復(fù)就形成了石灰?guī)r溶洞里奇特的鐘乳石、石筍、石柱等景觀。中發(fā)生的反應(yīng)屬反應(yīng)。（填“分解”或“化合”）石灰?guī)r溶洞里的鐘乳石、石筍每年大約增加0.1mm，若要形成1m高的石筍約需_年。你作為一名游人，對這一結(jié)果有何感想。四、實驗探究題：17、某同學(xué)利用一支底部有破洞的試管和一個廣口瓶組裝成制取二氧化碳的發(fā)生裝置（如圖所示），在銅網(wǎng)上應(yīng)放，廣口瓶中應(yīng)盛有。五、計算題：18、實驗室用25g含碳酸鈣80%的石灰石與足量的稀鹽酸完全反應(yīng)后可制得二氧化碳的質(zhì)量是多少克？【試題答案】一、填空題：1、既不燃燒，也不支持燃燒，密度比空氣大2、A、CO B、CO2O2、H2C、H2O2D、H2、COE、H2、O2F、碳酸鈣CaCO3