5[1]2组成燃料的主要元素-碳(第一课时)

5.2 组成燃料的主要元素组成燃料的主要元素碳碳 金刚石金刚石C石墨石墨 C一、碳的单质一、碳的单质l l物质由元素组成物质由元素组成l l不同元素组成不同的物质不同元素组成不同的物质l l同一种元素可以组成不同的物质吗？同一种元素可以组成不同的物质吗？l l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 C60结结 构构 性性 质质 用用 途途决决决决 定定定定反反反反 映映映映决决决决 定定定定反反反反 映映映映讨论：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。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 石墨的微小晶体和少量杂质构成的没有固定几何形状的混石墨的微小晶体和少量杂质构成的没有固定几何形状的混合物（以碳单质为主）合物（以碳单质为主）焦炭、炭黑、焦炭、炭黑、木炭、活性炭木炭、活性炭 二二、无定形碳无定形碳木炭木炭焦炭焦炭活性炭活性炭炭黑炭黑注意注意:“碳碳”表示元素，表示元素，“炭炭”表示由表示由碳碳元素组成的具体物质。元素组成的具体物质。活性炭活性炭自来水厂净水过程中，活性炭的作用是：自来水厂净水过程中，活性炭的作用是：吸附杂质、除去臭味吸附杂质、除去臭味 防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒毒毒毒 气的气的工业生产白糖时，活性炭可脱色制白糖。工业生产白糖时，活性炭可脱色制白糖。木炭与活性炭的吸附作用都是木炭与活性炭的吸附作用都是物理变化。物理变化。活性炭的吸附作用活性炭的吸附作用比木炭还要强比木炭还要强冰冰冰冰箱箱箱箱去去去去味味味味剂剂剂剂金刚石、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”成金成金刚石呢？有人用石墨在高温和高压下生刚石呢？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产出人造金刚石，目前已在钻头制造等方面获得应用。方面获得应用。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。等方面的研究工作已取得重大进展。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定形碳无定形碳 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？1.1.常温下常温下,化学性质很不活泼化学性质很不活泼;2.2.温度升高，活动性大大增强，温度升高，活动性大大增强，高温下，碳能与许多物质起反应。高温下，碳能与许多物质起反应。三、碳的化学性质三、碳的化学性质2 24 4+6+6 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，不易跟其在常温下，单质碳性质稳定，不易跟其他物质反应。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明碳单生活中还有哪些事例能说明碳单质的稳定性质的稳定性?1.稳定性稳定性: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。碳的燃烧产物：碳的燃烧产物：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 都都放放热热一般情况下，如果未注明碳燃烧时氧气一般情况下，如果未注明碳燃烧时氧气(或空或空气气)不充足不充足,通常都指充分燃烧生成二氧化碳通常都指充分燃烧生成二氧化碳的反应的反应。一氧化碳是家用煤气的主要成分一氧化碳是家用煤气的主要成分,煤气中加入了有臭煤气中加入了有臭味的物质乙硫醇味的物质乙硫醇(C(C2 2H H5 5SH),SH),以便泄漏时能及时引起人们以便泄漏时能及时引起人们警觉警觉,以防发生中毒事故。实验室中可用排水法收集以防发生中毒事故。实验室中可用排水法收集一氧化碳。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；、一氧化碳是无色无味的气体；2、难溶于水；、难溶于水；3、有可燃性、有可燃性,燃烧时火焰呈浅蓝色；燃烧时火焰呈浅蓝色；4、有毒。（跟血液中的血红蛋白结合，是血液失去输、有毒。（跟血液中的血红蛋白结合，是血液失去输氧能力）氧能力）（二）碳与二氧化碳的反应（二）碳与二氧化碳的反应 （高温条件，生成一氧化碳）（高温条件，生成一氧化碳）高温高温C+COC+CO2 2=2CO=2CO （吸热）（吸热）（一）、碳与氧气的反应：（一）、碳与氧气的反应：C+OC+O2 2=CO=CO2 2 （放热）（放热）2C+O2C+O2 2=2CO =2CO （放热）（放热）（二）、碳与二氧化碳的反应：（二）、碳与二氧化碳的反应：C+COC+CO2 2=2CO=2CO（吸热）（吸热）（三）、一氧化碳的燃烧：（三）、一氧化碳的燃烧：点燃点燃点燃点燃点燃点燃高温高温2CO+O2CO+O2 2=2CO=2CO2 2（放热）（放热）小结小结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,煤充分煤充分燃烧燃烧,主要生成主要生成(),当空气不充足时当空气不充足时,煤不能充分燃烧煤不能充分燃烧,生成生成(),这是煤气中这是煤气中毒的主要原因之一毒的主要原因之一.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：原因：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世纪最有前途的新型材料料,纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个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纳米的空心管,下列说法错误的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：物质世界最轻气体单质物质世界最轻气体单质 ；能使带火星的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 ；可用于防毒面具中做吸附剂的是可用于防毒面具中做吸附剂的是 ；人体中含量最人体中含量最多的化合物是多的化合物是 ；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 ；能使澄清石灰水变能使澄清石灰水变浑浊的气体是浑浊的气体是 ；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.练习练习1.金刚石金刚石、石墨石墨、C60都是由都是由_组成的组成的单质。但是，它们的性质却存在巨大的差异单质。但是，它们的性质却存在巨大的差异（例如金刚石是天然存在的最硬的物质，而（例如金刚石是天然存在的最硬的物质，而石墨却很软），这是因为它们石墨却很软），这是因为它们_不同。不同。下列物质中最硬的单质是下列物质中最硬的单质是()A.木炭木炭 B.C60 C.金刚石金刚石 D.二二氧化碳氧化碳碳元素碳元素碳原子排列方式碳原子排列方式C3.科学家研制了一种组成为科学家研制了一种组成为C70的新物质的新物质,关于这种物质的下列关于这种物质的下列说法中不正确的是说法中不正确的是()A它是一种单质它是一种单质B它是一种化合物它是一种化合物C它的相对分子质量为它的相对分子质量为840D它的一个分子中有它的一个分子中有70个碳原子个碳原子B B学以致用学以致用B.B.活性炭用作防病毒口罩活性炭用作防病毒口罩4.4.碳单质有许多用途，请指出以下用途是碳单质有许多用途，请指出以下用途是由碳的哪种性质决定的：由碳的哪种性质决定的：A.A.金刚石被用于制造钻戒和项链金刚石被用于制造钻戒和项链(折光性强折光性强)E.E.用碳素墨水书写档案用碳素墨水书写档案C.C.炭黑粉用来制造油墨炭黑粉用来制造油墨D.D.石墨用作电池的电极芯石墨用作电池的电极芯(吸附性吸附性)(质软质软,色黑色黑)(导电性导电性)(稳定性稳定性).1999年，北约曾使用了一种年，北约曾使用了一种“石石墨炸弹墨炸弹”。这种炸弹爆炸后释放。这种炸弹爆炸后释放出大量纤维状的石墨，它们覆盖出大量纤维状的石墨，它们覆盖在发电厂的设备上，造成设备停在发电厂的设备上，造成设备停电，解释这是为什么电，解释这是为什么？阅读阅读 资料资料石墨具有优良的导电性能，石墨石墨具有优良的导电性能，石墨纤维能使设备短路的原因是因为纤维能使设备短路的原因是因为石墨能导电，是电的良导体石墨能导电，是电的良导体如下图如下图所所示，向盛有红棕色二氧化氮气体示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里放几小块活性炭，最终观察到的集气瓶里放几小块活性炭，最终观察到红棕色红棕色 (填填“变深变深”或或“消失消失”或或“不变不变”)，漏斗中液面，漏斗中液面 (填填“上升上升”或或“下降下降”或或“不变不变”)。其原因为：。其原因为：活性炭具有活性炭具有 作用，使瓶中气体压强作用，使瓶中气体压强 外外界大气压。界大气压。消失消失上升上升吸附吸附小于小于实验实验如图所示如图所示,先在先在a a、c c两支相同的大试管中充满红棕色两支相同的大试管中充满红棕色的的NONO2 2气体，然后分别向气体，然后分别向a a、c c试管中加入质量相等的试管中加入质量相等的足量石墨和活性炭并塞紧胶塞。经过一段时间后，打足量石墨和活性炭并塞紧胶塞。经过一段时间后，打开弹簧夹，所观察到的现象是开弹簧夹，所观察到的现象是:（)A.c管中的颜色消失，水往管中的颜色消失，水往c管流，管流，a管无变化管无变化B.a管中的颜色消失，水往管中的颜色消失，水往a管流，管流，c管无变化管无变化C.a、c两试关中的颜色都消失，水往两管流两试关中的颜色都消失，水往两管流D.a、c两试管都无明显变化两试管都无明显变化A