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1、5.2 组成燃料的主要元素组成燃料的主要元素碳碳 1.1.了解金刚石与石墨的物理性质和用途了解金刚石与石墨的物理性质和用途 2.2.明确物质的性质和用途的关系明确物质的性质和用途的关系3. 3. 知道一种元素可以因结构不同而组成知道一种元素可以因结构不同而组成 几种不同的单质几种不同的单质4.4.认识碳的化学性质（常温下化学性质认识碳的化学性质（常温下化学性质稳定）稳定） 自然界里含有碳元素的单质和化自然界里含有碳元素的单质和化合物占物质总数的合物占物质总数的90%以上，碳是以上，碳是组成物质的重要元素组成物质的重要元素金刚石金刚石C石墨石墨 C一、碳的单质一、碳的单质 同一种元素可以组成不同
2、的物同一种元素可以组成不同的物质吗？质吗？ 由碳元素组成的几种物质由碳元素组成的几种物质( (图图) ) 金刚石金刚石 石墨石墨 C C6060同素异形体同素异形体讨论讨论 ：金刚石与石墨各有什么特性？：金刚石与石墨各有什么特性？硬度最大硬度最大导电性强导电性强色黑色黑,质地软质地软而滑腻而滑腻讨论： 金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，为什么它们的物理性质有这么大的差异呢？为什么它们的物理性质有这么大的差异呢？金刚石的结构金刚石的结构石墨的结构石墨的结构 碳原子的排列碳原子的排列 不同不同无定形碳无定形碳:注意注意: “碳碳”表示元素，表示元素， “炭炭”表示
3、由碳元素组成的具体物质。表示由碳元素组成的具体物质。木炭木炭焦炭焦炭活性炭活性炭炭黑炭黑 将下列物质的用途和对应的性质用线连起来将下列物质的用途和对应的性质用线连起来: : 勘探钻头勘探钻头, ,切割玻璃切割玻璃 色黑色黑, ,质地软而滑质地软而滑 做首饰做首饰 硬度大硬度大 做电极做电极 光彩夺目光彩夺目, ,折光性强折光性强 做铅笔芯做铅笔芯 耐高温耐高温 做冶金坩埚做冶金坩埚 导电性好导电性好 金刚石金刚石 ( (天然存在的最硬物质天然存在的最硬物质) )( (最软矿物之一最软矿物之一) )石墨石墨做防毒面具做防毒面具写字作画写字作画常温下化学性质稳定常温下化学性质稳定吸附性强吸附性强无
4、定形碳无定形碳 随着科技的发展，新形态的碳单质逐渐被人们发随着科技的发展，新形态的碳单质逐渐被人们发现，其中取得重要进展的是现，其中取得重要进展的是C60和和“碳纳米管碳纳米管”，此外还有此外还有C50、C70等。等。C60C60分子由分子由60个碳原子构成，分子形似足球，又名个碳原子构成，分子形似足球，又名“足球烯足球烯”,这种足球结构的分子很稳定。它应用于材料科学、超导体等这种足球结构的分子很稳定。它应用于材料科学、超导体等方面的研究工作已取得重大进展。方面的研究工作已取得重大进展。 通过以上学习，我们知道碳元通过以上学习，我们知道碳元素形成的单质有多种，而且物理性素形成的单质有多种，而且
5、物理性质差异很大。那么，它们的化学性质差异很大。那么，它们的化学性质如何？质如何？ 最外层有4个电子， 不易失，也不易得电子。常温下碳单质具有常温下碳单质具有稳定性稳定性在常温下，单质碳性质稳定，在常温下，单质碳性质稳定，不易跟其他物质反应。不易跟其他物质反应。钻石恒久远，一颗永流传。钻石恒久远，一颗永流传。想一想想一想:生活中还有哪些事例能说生活中还有哪些事例能说明碳单质的稳定性明碳单质的稳定性?二、碳的化学性质二、碳的化学性质 木头电线杆或木桩在埋入地下之木头电线杆或木桩在埋入地下之前，常要把埋入地下的一部分木前，常要把埋入地下的一部分木头表面稍稍烤焦。这是为什么？头表面稍稍烤焦。这是为什
6、么？ 木头烤焦以后就变成了木炭，木炭与空木头烤焦以后就变成了木炭，木炭与空气、水分接触不容易发生反应，可以气、水分接触不容易发生反应，可以保存较长的时间。保存较长的时间。(二二)、碳与氧气的反应、碳与氧气的反应(可燃性可燃性)1、氧气充足氧气充足，生成二氧化碳生成二氧化碳2、氧气不充足氧气不充足，生成一氧化碳生成一氧化碳（完全燃烧，热值为（完全燃烧，热值为32.8 kJ/g）（不完全燃烧（不完全燃烧,热值为热值为9.2 kJ/g）C+OC+O2 2=CO=CO2 2点燃点燃2C+O2C+O2 2=2CO=2CO点燃点燃 都放热都放热C+OC+O2 2=CO=CO2 2热值为热值为32.8 kJ
7、/g32.8 kJ/g热值为热值为9.2 kJ/g9.2 kJ/g点燃点燃2C+O2C+O2 2=2CO=2CO由上述两个反应由上述两个反应, ,说说你能想到的保护环境的措施说说你能想到的保护环境的措施有哪些有哪些? ?1.1.减少含碳燃料的燃烧减少含碳燃料的燃烧, ,开发太阳能、风能等新能源开发太阳能、风能等新能源; ;2.2.植树造林植树造林, ,禁止乱砍滥伐禁止乱砍滥伐; ;3.3.加强通风加强通风, ,使燃料充分燃烧使燃料充分燃烧( (如安装烟囱、引风机等如安装烟囱、引风机等).).4.4.将木柴架空将木柴架空, ,或将燃料粉碎或将燃料粉碎, ,使燃料充分燃烧使燃料充分燃烧; ;5.5
8、.改进炉膛或汽车发动机结构改进炉膛或汽车发动机结构, ,使燃料充分燃烧使燃料充分燃烧. .点燃点燃（三）碳与二氧化碳的反应（三）碳与二氧化碳的反应（还原性）（还原性）高温高温C+COC+CO2 2=2CO2CO （吸热）（吸热）一氧化碳一氧化碳 是家用煤气的主要成分是家用煤气的主要成分, ,煤气中加入了有煤气中加入了有臭味的物质乙硫醇臭味的物质乙硫醇(C(C2 2H H5 5SH),SH),以便泄漏时能及时引起人以便泄漏时能及时引起人们警觉们警觉, ,以防发生中毒事故。实验室中可用排水法收以防发生中毒事故。实验室中可用排水法收集一氧化碳。集一氧化碳。通过这段文字的描述并联系你的通过这段文字的描
9、述并联系你的生活经验生活经验, ,你能得到那些相关信息？你能得到那些相关信息？1、一氧化碳是无色无味的气体；难溶于水；、一氧化碳是无色无味的气体；难溶于水；3 、有毒；、有毒；4、可燃性、可燃性,燃烧时火焰呈浅蓝色；燃烧时火焰呈浅蓝色；。2CO+O2 =2CO2点燃点燃碳三角碳三角COCCO2（1）（2）（3）（4）（2）C+O2=CO2（1）2C+O2=2CO（3）C+CO2=2CO高温高温（4）2CO+O2 =2CO2点燃点燃1.煤的主要成分是煤的主要成分是( ),当空气充足时当空气充足时,煤充分燃煤充分燃烧烧,主要生成主要生成( ),当空气不充足时当空气不充足时,煤不煤不能充分燃烧能充分
10、燃烧,生成生成( ),这是煤气中毒的主这是煤气中毒的主要原因之一要原因之一.碳碳二氧化碳二氧化碳一氧化碳一氧化碳甲瓶：一氧化碳有毒，使蝗虫中毒死亡。甲瓶：一氧化碳有毒，使蝗虫中毒死亡。乙瓶：二氧化碳不能供给呼吸，使蝗虫窒息死亡。乙瓶：二氧化碳不能供给呼吸，使蝗虫窒息死亡。2.有甲、乙两个瓶，甲瓶中装有一氧化碳气体，乙有甲、乙两个瓶，甲瓶中装有一氧化碳气体，乙瓶中装有二氧化碳气体。将两只蝗虫分别放入两瓶中装有二氧化碳气体。将两只蝗虫分别放入两个瓶中，拧紧瓶盖，过一段时间，发个瓶中，拧紧瓶盖，过一段时间，发 现两只蝗虫都死了。请解释造成两只蝗虫死亡的现两只蝗虫都死了。请解释造成两只蝗虫死亡的原因：
11、原因：小结小结金刚石、石墨都是碳元素组成的单质，金刚石、石墨都是碳元素组成的单质，由石墨变成金刚石是（由石墨变成金刚石是（ ）变化。）变化。化学化学 人造金刚石人造金刚石金刚石很贵，能不能把石墨金刚石很贵，能不能把石墨“变变”成金刚成金刚石呢？有人用石墨在高温和高压下生产出石呢？有人用石墨在高温和高压下生产出人造金刚石，目前已在钻头制造等方面获人造金刚石，目前已在钻头制造等方面获得应用。得应用。2.纳米材料被誉为于纳米材料被誉为于21世纪最有前途的新型材料世纪最有前途的新型材料,纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米的空心管的空心管,下列说法错误的
12、是下列说法错误的是( )A 纳米碳管如果完全燃烧纳米碳管如果完全燃烧,生成物是二氧化碳生成物是二氧化碳 B 纳米碳管材料管道多纳米碳管材料管道多,表面积大表面积大,吸附能力强吸附能力强 C 纳米碳管在常温下化学性质稳定纳米碳管在常温下化学性质稳定 D 纳米碳管是一种新型的化合物纳米碳管是一种新型的化合物D3.下列物质的用途，既利用了碳的物理性质，下列物质的用途，既利用了碳的物理性质， 又利用了碳的化学性质的是（又利用了碳的化学性质的是（ ）A 用木炭作燃料用木炭作燃料 B 用焦炭炼铁用焦炭炼铁 C 用活性炭吸附工业产品里的色素用活性炭吸附工业产品里的色素 D 用墨书写珍贵资料或绘制书画用墨书写
13、珍贵资料或绘制书画D1.金刚石、石墨、金刚石、石墨、C60都是碳元素组成的单质都是碳元素组成的单质,关于它们的关于它们的说法正确的是说法正确的是 ；(填序号填序号)碳原子排列不同碳原子排列不同 化学性质相似化学性质相似 物理性质相似物理性质相似 是同一种物质是同一种物质 都是黑色固体都是黑色固体 完全燃烧都生完全燃烧都生 成二氧化碳成二氧化碳 是碳元素组成的不同单质是碳元素组成的不同单质2.从从C、H、O三种元素中，选择适当的元素组成符合下列三种元素中，选择适当的元素组成符合下列要求的物质，并用化学式填空：要求的物质，并用化学式填空：具有还原性的气体单质是具有还原性的气体单质是 ；能使带火星的
14、木条复；能使带火星的木条复燃的气体是燃的气体是 ；可镶嵌在玻璃刀上的是；可镶嵌在玻璃刀上的是 ； 可可用于防毒面具中做吸附剂的是用于防毒面具中做吸附剂的是 ；人体中含量最多的；人体中含量最多的化合物是化合物是 ；能用于实验室中制氧气的是；能用于实验室中制氧气的是 ；可使人中毒的气体是可使人中毒的气体是 ；能使澄清石灰水变浑浊；能使澄清石灰水变浑浊的气体是的气体是 ；可以做燃料的是；可以做燃料的是 。H2O2CCH2OH2O2COCO2H2; CO; CH4请分别从宏观和微观两个角度讨论请分别从宏观和微观两个角度讨论CO和和CO2有那些不同有那些不同?宏观宏观: 物质种类不同物质种类不同;化学性质不同化学性质不同; 碳元素化合价不同碳元素化合价不同; 物质所含元素相同物质所含元素相同. 微观微观:分子结构不同分子结构不同;分子化学性质不同分子化学性质不同; 单个分子中氧原子数目不同单个分子中氧原子数目不同; 分子中原子种类相同分子中原子种类相同;单个分子中碳原子数目相同单个分子中碳原子数目相同.