碳和炭

1/8

备课组教师班级学生

日期上课时间

学生情况：

主课题：碳和二氧化碳

教学目标：

1.知道金刚石、石墨、C

60

的物理性质，主要用途

2.知道同素异形现象、同素异形体概念

3.知道木炭、活性炭等无定形碳的吸附性与用途

4.理解碳的化学性质──稳定性、可燃性、还原性

5.知道二氧化碳的物理性质和用途

6.理解二氧化碳的化学性质，根据它的性质解释一些日常生活的问题

教学重点：

1.木炭（活性炭）吸附性与用途；

2.碳的化学性质

3.二氧化碳的化学性质

教学难点：

1.同素异形体概念

2.碳的化学性质

3.二氧化碳与水的反应

考点及考试要求：

1.同素异形

2.木炭（活性炭）吸附性与用途

3.碳的化学性质

4.二氧化碳的物理性质和用途

5.二氧化碳的化学性质

标准教案

教学内容

知识精要

2/8

一.碳的单质

1.碳的单质

⑴金刚石、石墨和C

60

名称金刚石石墨

C

60

外观无色透明、正八面

体形状晶体

深灰色有金属光泽不透

明的细磷片状的固体。

有滑腻感，

分子形似足球状。有

金属光泽。

导电性几乎不导电良好几乎不导电

硬度天然物中最硬物质质软质脆

导热性很差良好很差

用途钻头、刻刀、装饰

品

电极、铅笔芯、润滑剂制备新材料医学应用

思考：金刚石、石墨都是碳的单质，为什么在物理性质上存在巨大差异？

物理性质存在很大差异的原因：碳原子排列不同。

⑵无定形碳：木炭、焦炭、活性炭、炭黑是碳元素形成的单质。它们是由石墨的微小晶体

和少量杂质构成的，没有固定的几何形状，它们通常称为无定形碳

木炭、活性炭的吸附作用：吸附气味、颜色，为物理变化

⑶.同素异形体：

像金刚石、石墨、无定形碳那样，由同一种元素组成的不同单质，互称为同素异形体。

如，金刚石与石墨互为同素异形体；氧气与臭氧互为同素异形体。

⑴一种元素可以形成多种不同的单质。由此可知，由同种元素组成的纯净物叫单质。

⑵多种单质可能由一种元素组成，如红磷和白磷。

⑶常见的同素异形体

【小结】物质的组成结构

决定

反映

物质的性质

决定

反映

物质的用途

【注意】碳和炭的区别。

碳：是指碳元素，只用作化学用语，在表示元素和含碳的化合物时使用。

炭：是指具体的物质。如：炭黑、木炭、活性炭等，它们都是由碳元素组成的单质。

2.单质碳的化学性质

⑴.稳定性：常温下化学性质不活泼。

3/8

⑵可燃性：碳跟氧气的反应

C+O

2

CO

2

（空气足量）

2C+O

2

2CO（空气不足量）

⑶.还原性：单质碳在高温下，能跟某些氧化物的反应

⑴C+2CuO2Cu+CO

2

↑

现象：有红色固体生成；有能使澄清石灰水变浑浊的气体产生。

注意：碳单质做还原剂一般需要大量的热，属于吸热反应，因此反应条件一般要写高温。

在木炭还原氧化铜的实验中，操作时注意试管口要略向下倾斜，配置混合物时木炭

粉应稍过量些，目的是防止还原的铜被氧气重新氧化。

⑵C+CO

2

2CO

⑶3C+2Fe

2

O

3

4Fe+3CO

2

↑

氧化反应与还原反应

1.氧化还原反应：

物质与氧发生的反应叫氧化反应；含氧化合物里的氧被剥夺的反应较做还原反应。

2.在反应中，供给氧的物质叫氧化剂，物质供给养的性质叫氧化性；

得氧的物质叫还原剂，物质夺取氧（使失去氧）的性质叫还原性。

氧化剂、提供氧、还原反应

还原剂、夺取氧、氧化反应

二.二氧化碳的性质

1.二氧化碳的物理性质

注意：“干冰”是指固体二氧化碳。

2.二氧化碳的化学性质。

⑴既不能燃烧，也不支持燃烧（二氧化碳的密度比空气大）

⑵不能供给呼吸

思考：①二氧化碳是否有毒？

②在进入深井或深洞的底部时，应先采取怎样的措施来保证安全？

二氧化碳对自然界的生命活动很重要。人体的血液中也需要适量的二氧化碳，以促使

呼吸器官的正常工作，如缺少二氧化碳，则呼吸作用就会减弱，以至停止；但如果吸

人多量的二氧化碳，则又会妨碍血液中的二氧化碳排出，使新陈代谢不能正常进行。

所以当空气的二氧化碳超过1%时，对人有害处，达到10%时，会致人死亡。但是这

不能说明二氧化碳有毒。

点燃

点燃

高温

高温

高温

4/8

⑶.二氧化碳与水的反应

CO

2

+H

2

O→H

2

CO

3

(碳酸能使紫色石蕊试液变红色)

H

2

CO

3

→CO

2

↑+H

2

O(碳酸不稳定)

⑷.二氧化碳与碱溶液的反应

CO

2

+Ca(OH)

2

→CaCO

3

↓+H

2

O现象：澄清的石灰水变浑浊。

当二氧化碳过量时，沉淀又会消失CaCO

3

+H

2

O+CO

2

→Ca(HCO

3

)

2

⑸.具有弱氧化性

CO

2

+C2CO

CO

2

+2Mg

△

2MgO+C

3.二氧化碳的用途

⑴.灭火；

⑵.CO

2

+H

2

O淀粉+O

2，可以进行光合作用，用作化工原料

⑶“干冰”的妙用：干冰升华吸热可作制冷剂，人工降雨等

⑷.能溶于水可制作汽水等

巩固预习

1.活性炭可以做电冰箱的除味剂，这是利用它的（）

A.氧化性B.还原性C.吸附性D.挥发性

2.金刚石与石墨物理性质差异很大，这是因为（）

A.碳原子的内部结构不同B.元素的组成不同

C.碳原子排列不同D.碳原子结构中最外层电子数不同

3.下列说法正确的是（）

A.相同元素形成多种物质叫同素异形体

B.充满红棕色的二氧化氮气体的瓶内投入几小块木炭，震荡后，会变为无色的二氧化氮

C.氢气可做还原剂，因为氢气具有还原性，容易被还原

D.金刚石可以用来切割玻璃

4.下列各组物质属于同素异形体的是（）

（1）石灰和熟石灰（2）二氧化碳和干冰（3）氧气和臭氧（4）金刚石和石墨

（5）冰和干冰（6）白磷和红磷

A.(1)(2)(4)B.(2)(4)C.(1)(3)(4)(5)D.(3)(4)(6)

5.物质经鉴定只含有一种元素，则该物质（）

A.一定是稀有气体B.一定是纯净物

C.一定是一种单质D.可能是几种单质的混合物

6.单质硅是制作电子集成电路的基础材料。工业通过以下反应将自然界中的二氧化硅

（SiO

2

）转化为硅（Si）；SiO

2

+CO↑。下列分析正确的是（）

A.二氧化硅发生了氧化反应B.碳发生了还原反应

叶绿素

光

高温

5/8

C.碳表现出了还原性D.该反应是化合反应

7.有两包黑色粉末，分别是铁粉（通常情况下是黑色）和木炭粉，请你设计多种实验方案

鉴别，并填写下列试验报告：

步骤现象和结论

方案一

方案二

8．下列二氧化碳的用途中，既与它的物理性质有关，又与它的化学性质有关的是()

A．生产化肥B．用来灭火C．生产纯碱D．干冰用作制冷剂和用于人工降雨

9．把w克CO

2

通入足量的澄清石灰水中，得到的沉淀为x克。若先将w克CO

2

经过：

CO

2

→CO→CO

2

变化(假定无损耗)，再通入足量的澄清石灰水中，得到的沉淀为y克。

则x与y的关系是()

A．x=yB．x>yC．x

10．随着现代工业的高速发展，三大化石燃料的燃烧，导致空气中CO

2

含量增大面升高，

产生“温室效应”，使地球变热，海平陆地面积减少。为了减少大气中CO

2

含量，下列措

施可行的是（）

A．植树造林，增加地球表面绿化面积

B．用石灰水吸收空气中的CO

2

C．改变能源结构，发展太阳能、核能、水能以代替矿物燃料

D．限制汽车工业发展，减少汽车数量

自我测试

常用的相对原子质量：C—12O—16

1.下列物质中，硬度最大的是（）

A.大理石B.玻璃C.金刚石D.石墨

2.石墨粉末常用作高温工作机器的润滑剂，这是根据它的（）

A.颜色黑B.有吸附性C.能导电D.耐高温且有润滑性

3.下列变化中，不属于化学变化的是（）

A.木炭吸附红墨水中红颜色B.石墨在一定条件下转变为金刚石

C.木炭在高温下还原氧化铜D.二氧化碳与灼热的炭作用

4.下列叙述中，正确的是（）

A.金刚石与石墨是由不同种元素组成的单质

B.金刚石与石墨中碳原子之间的排列方式不同，因而结构和性质完全不同

C.金刚石与石墨在纯氧气中完全燃烧，生成的产物都是二氧化碳

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D.金刚石与石墨都是由碳元素组成的单质，因此性质完全相同

5.下列物质中，含碳量最低的是（）

3

2

D.H

2

CO

3

6关于3C+2Fe

2

O

3

4Fe+3CO

2

↑的反应，下列叙述中正确的是（）

A.碳被还原，碳具有还原性B.氧化铁被还原，氧化铁具有还原性

C.碳被还原，碳是还原剂D.氧化铁被还原，氧化铁是氧化剂

7.下列反应中，需要吸收热量的是（）

A.C+O

2

CO

2

B.2Mg+O

2

2MgO

2

+C2COD.S+O

2

SO

2

8.欲除去氧化铜中混有的少量炭粉以得到纯净的氧化铜，可采用的方法是（）

A.在加热的条件下通入足量的氢气B.加入稀盐酸，反应后过滤

C.在隔绝空气时加强热D.在加热条件下通入足量的氧气

9.某物质在空气中充分燃烧只生成水和二氧化碳两种物质，则下列关于该物质组成的叙述

中正确的是（）

A.只含有碳、氢两种元素B.一定含碳、氢、氧三种元素

C.只含碳、氧两种元素D.一定含碳、氢元素，可能含氧元素

10.科学家发现了一种分子呈足球状的物质，其化学式为C

60

，下列有关C

60

的叙述中，正

确的是（）

A.C

60

是一种新发现的化合物B.C

60

的式量为600

C.C

60

是碳元素的同素异形体之一D.C

60

能在氧气中完全燃烧生成二氧化碳

11.下列关于CO

2

的组成的叙述中，正确的是（）

A.二氧化碳是由二氧化碳分子构成

B.固体二氧化碳由碳原子和氧分子组成

C.二氧化碳分子中含一种碳元素两种氧元素

D.一个二氧化碳分子由一个碳原子和两个氧原子组成

12.二氧化碳的下列用途中，仅仅是利用二氧化碳物理性质的是()

A.二氧化碳供植物光合作用B.二氧化碳制成干冰作致冷剂

C.将二氧化碳溶于水制汽水D.液态二氧化碳作灭火剂

13.鉴别二氧化碳和氮气的方法，最合理简便的方法是（）

A.将两种气体分别通入澄清石灰水B.将燃着的木条伸入两种气体中

C.将两种气体通过灼热的氧化铜粉末D.比较分子量大小

14.二氧化碳转变为干冰的过程（）

A.只有物理变化B.只有化学变化

C.既有物理变化，又有化学变化D.既无物理变化，又无化学变化

15.下列反应中，二氧化碳被还原的是（）

高温

高温

点燃

点燃

点燃

7/8

2

+Ca(OH)

2

→CaCO

3

↓+H

2

2

+H

2

O→H

2

CO

3

2

+

3

CaO+CO

2

↑

16.欲证明一瓶氢氧化钠溶液是否吸收了空气中的二氧化碳，应先取出少量该溶液，然后向

其中（）

A.加入石灰石B.加入石蕊试液C.加入盐酸D.加入水溶解

17.某矿石主要成分为一种化合物，取该矿石加入稀盐酸中，生成氯化镁、水和一种使澄清

石灰水变浑浊的气体，则该矿石中含有的元素为（）

A.碳元素、氧元素B.镁元素、碳元素

C.氯元素、碳元素D.镁元素、碳元素、氧元素

18.相同分子个数的二氧化碳与一氧化碳的质量比为（）

A.1：1B.3：2C.11：7D.7：11

19.区别集气瓶中氢气、氧气、二氧化碳三种气体，最合理又简便的方法是（）

A.将气体分别通过灼热的碳B.将气体分别通过灼热的氧化铜

C.将燃着的木条伸入气体中D.将气体分别通入澄清的石灰水

20.欲除去氢气中混有的少量二氧化碳的方法是（）

A.将混合气体点燃B.将混合气体通过氢氧化钠溶液

C.将混合气体通过灼热的氧化铜D.将混合气体通过灼热的碳层

21.下列物质中，通常不能与二氧化碳发生化学反应的是（）

A.熟石灰B.水C.碳酸钙与水的混合物D.氧化铜

22.植物的光合作用是叶绿素在日光的作用下，将二氧化碳与水转化为淀粉和氧气，由此可

推断出，淀粉中（）

A.一定含有碳、氢两元素B.只含碳元素

C.一定含氢、氧两元素D.一定含碳、氧两元素

23．小红和小瑛为了探究人呼出的气体中含有CO

2

，设计了如下图的装置，采用方法正确的

是（）

A．向甲吹气B．由甲吸气C．向乙吹气D．由乙吸气

24．张兵同学为了探究CO

2

的性质，做了如下图所示的实验，点燃两支短蜡烛，然后沿烧

杯内壁倾倒二氧化碳，根据实验回答：

高温

Δ

8/8

（1）观察两支蜡烛的变化，写出实验现象。

（2）这个实验说明了。

25．现有含碱物质：①金刚石，②石墨，③CO，④CO

2

，⑤Na

2

CO

3

，已见有报道的还有：

⑥C

60

，⑦C

3

O

2

，⑧C

5

O

2

，⑨C

12

O

9

等。

（1）其中属于碳单质的有，属于碳氧化物的有（均填序号）。

（2）根据CO与CO

2

两种物质间的相互转化中碳元素或氧元素的质量分数的变化与反应

物的关系，确定C

3

O

2

转化成CO

2

的另一反应物，类推写出C

3

O

2

完全转化为CO

2

的

化学方程式：。

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