碳单质的性质
碳单质的化学性质1
不幸的事件
写出碳不完全燃烧的化学方程式
2C + O2 ===== 2CO
点燃
(氧气不充足)
实验验证：
实验现象： 1、试管中黑色粉末变成红色：
2、产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊.
实验结论： C + 2CuO === 2Cu + CO2↑
高温
得到氧，被氧化，发生氧化反应
还原剂
C + 2CuO === 2Cu + CO2↑
高温
高温
别忘了我！
1．下列性质中，不属于碳的化学性质的是（ B ） (A)稳定性 （B）吸附性 （C）可燃烧 （D）还原性 2.下面关于用木炭还原氧化铜的实验现象的说法中， 符合实验事实的是（ C ） A、黑色粉末无变化，澄清石灰水变浑浊 B、黑色粉逐渐变红色，石灰水无变化 C、黑色粉逐渐变红色，澄清石灰水变浑浊 D、黑色粉末和澄清石灰水都变红色 3．试管中装有黑色粉末，加热后变成红色固体，同时有一 种无色气体生成，该气体能使澄清的石灰水变浑浊。根据 上述现象判断该黑色粉末可能是（ D ） （A）木炭粉（B）氧化铜粉末（C）二氧化锰（D）碳粉 和氧化铜
↑
课堂检测
1、北宋时期，黄庭坚用墨书写的“笔意”二字，至今完好如初， D 这 是因为（ ） A：墨是黑色的不易褪色 B：碳不溶于水 C：碳有还原性 D：碳在常温下性质稳定 点燃 CO2 化学方程式为___________________; 2、碳完全燃烧时生成_______, C + O2 === CO2
点燃 CO 化学方程式为___________________; 不完全燃烧时生成_______, 2C+O2===2CO 黑 色的固体变成____ 红 色 3、碳与氧化铜在高温下反应的现象是：____ 浑浊 的固体，生成使石灰水变____________ 的气体。化学方程式为： 高温 C+2CuO===2Cu + CO2 。 __________________________ 4、碳和氢气都具有的性质（ A ) ①都具有还原性 ②都具有可燃性 ③常温下性质稳定 ④常温下都是气体 A：① ② ③ B：① ② C：① ② ③ ④ D：① ② ③ ④
碳单质的化学性质
练习： 练习： 2、写出下列化学方程式 ⑴ C+Fe2O3 ==== ⑵ C +FeO ====
高温 高温 高温
⑶C+Fe3O4 ====
高温
⑴ 3C+2Fe2O3 ====4Fe+3CO2 ↑ ⑵ C+2FeO ==== 2Fe+CO2 ↑
高温 高温
⑶ 2C+Fe3O4 ==== 3Fe+2CO2↑
课堂检测
1、北宋时期，黄庭坚用墨书写的“笔意”二字，至今完好如初， 、北宋时期，黄庭坚用墨书写的“笔意”二字，至今完好如初， D 是因为（ 这 是因为（ ） A：墨是黑色的不易褪色 B：碳不溶于水 ： ： C：碳有还原性 D：碳在常温下性质稳定 ： ： 点燃 2、碳完全燃烧时生成 CO2 化学方程式为 化学方程式为___________________; 、碳完全燃烧时生成_______,化学方程式为 C + O2 === CO2
高温
C + 2CuO === 2Cu + CO2↑ 3C+2Fe2O3 ====4Fe+3CO2 ↑
高温
别忘了我！ 别忘了我！
1．下列性质中，不属于碳的化学性质的是（ B ） ．下列性质中，不属于碳的化学性质的是（ (A)稳定性 （B）吸附性 （C）可燃烧 （D）还原性 稳定性 ） ） ） 2.下面关于用木炭还原氧化铜的实验现象的说法中， 下面关于用木炭还原氧化铜的实验现象的说法中， 下面关于用木炭还原氧化铜的实验现象的说法中 符合实验事实的是（ 符合实验事实的是（ C ） A、黑色粉末无变化，澄清石灰水变浑浊 、黑色粉末无变化， B、黑色粉逐渐变红色，石灰水无变化 、黑色粉逐渐变红色， C、黑色粉逐渐变红色，澄清石灰水变浑浊 、黑色粉逐渐变红色， D、黑色粉末和澄清石灰水都变红色 、 3．试管中装有黑色粉末，加热后变成红色固体，同时有一 ．试管中装有黑色粉末，加热后变成红色固体， 种无色气体生成，该气体能使澄清的石灰水变浑浊。 种无色气体生成，该气体能使澄清的石灰水变浑浊。根据 上述现象判断该黑色粉末可能是（ 上述现象判断该黑色粉末可能是（ D ） （A）木炭粉（B）氧化铜粉末（C）二氧化锰（D）碳粉 ）木炭粉（ ）氧化铜粉末（ ）二氧化锰（ ） 和氧化铜
单质碳的化学性质
北京四中知识要点：1．了解单质碳在常温下的化学稳定性和升高温度时的化学活动性。
2．了解碳的各种单质的物理性质差异虽然很大，却具有相同的化学性质。
3．通过实验和对实验现象的观察分析，掌握单质碳的可燃性和还原性。
知识的重点和难点：1．重点：碳单质的可燃性和还原性。
2．难点：碳单质与氧化铜、二氧化碳发生的化学反应。
知识详解：单质碳的化学性质1．常温下碳的化学性质稳定：单质碳在常温下化学性质不活泼，在日光照射下或跟空气、水接触一般都不反应。
利用碳在常温下的稳定性，古人用墨来书写的字、画可保存很久而不褪色。
2．单质碳在点燃或高温下，化学活动性大大增强，能够跟许多物质起反应（1）碳与氧气的反应（可燃性）CO俗称“煤气”，有剧毒。
生活中烧煤取暖时，若燃烧不充分就会生成CO，使人中毒。
（2）碳跟某些氧化物的反应（还原性）木炭粉还原氧化铜现象：黑色粉末逐渐变红，生成的气体使澄清石灰水变浑浊。
上述反应都是氧化物中的氧被夺去的反应，氧化物都发生了还原反应。
单质碳具有还原性，可做还原剂。
但还原反应不属于四大基本反应类型。
（3）化学反应中吸热现象和放热现象化学反应常伴随吸热或放热等现象，放热的反应可称为放热反应，吸热的反应可称为吸热反应。
例如：，此反应为吸热反应；而、等均为放热反应。
（4）单质碳与氢气的化学性质比较碳和氢气化学性质不同之处：①它们的化学活泼性不同，氢气比碳活泼，在一定条件下氢气一般比碳容易反应；②化合价不同，在通常状况下氢元素表现+1价而碳元素表现+4价；③碳有可变化合价，所以燃烧充分或不充分时有两种氧化物。
（5）木片和木炭燃烧的比较木片：易点燃，燃烧时有火苗，冒黑烟。
木炭：不易点燃，燃烧无火苗（或有蓝色火焰）。
木炭与木片燃烧时现象不同，主要是因为木炭在点燃前已经把内部的水分及易挥发的可燃性物质（油脂、烃类等）处理掉了。
所以在燃烧时只是发红，不冒烟。
有时看到木炭燃烧时有蓝色火焰是因为红热的炭与CO2相遇产生CO，而CO燃烧是蓝色的火焰。
单质碳的化学性质
2、产生使石灰水变浑浊的气体。
化学方程式：
高温
C+2CuO= 2Cu+CO2↑
第二节 单质碳的化学性质
一、常温下的稳定性： 二、高温下的活动性： 1、可燃性： 应用: 2、还原性：
应用：
H2和C还原CuO实验比较
实 验 装 置 图
H2和C还原CuO实验比较
实 验 装 置 图
巩固练习：
1、北宋时期，黄庭坚用墨书写的“笔意”二字，至今完好
如初，这是因为（D ）
A：墨是黑色的不易褪色 B：碳不溶于水
C：碳有还原性
D：碳在常温__2_,化学方程式为____C__+_O__2_=点_=_燃=__C__O_2__;
不完全燃烧时生成__C__O___,化学方程式为__2_C__+_O__2=点_=_燃=__2_C_O_____;
一、常温下的稳定性：
用途
试一试
“钻石恒久远，一颗永流传”（钻石的主要 成分是C）这句广告词说明碳在常温下 化学性质＿比＿较＿稳＿定＿。
第二节 单质碳的化学性质
一、常温下的稳定性：
用途：
二、高温下的活动性:
点燃
1、可燃性： C+O2 = CO2 (放出热量)
哈！ 真香啊
哦嗬! 栽了
单质C的可燃性
3、碳与氧化铜在高温下反应的现象是：_黑___色的固体变成_红___色
的固体，生成使石灰水变__白__色___浑__浊___的气体。化学方程式为：
↑ _C__+_2_C__u_O__=_△=__=_2_C__u__+__C_O__2__。
4、碳和氢气都具有的性质（ A )
①都具有还原性
单质碳的化学性质
冶炼金属——把略向下倾斜。 （2）加网罩的目的：集中火焰，提高温度。
（3）实验结束，先移导管 ，再熄灭酒精灯。 （4）碳与金属氧化物反应，条件都是“高温 ” 高温 高温
2Fe2O3+3C
2C + Fe3O4
C+ 金属氧化物
4Fe+3CO2
3Fe + 2CO2
单质碳的化学性质
碳单质的 点燃 档案、重要的文稿必须用 C 化学性质稳定 + O2 CO2 碳素墨水书写。 吗？ 晶莹的钻石具有永久的收 藏价值。
用墨写的字、作的画色泽 不变。
上述事实说明了什么？
碳单质在常温时的化学性质稳定；在 高温时化学性质活泼。
1、常温下碳的化学性质不活泼。（常温下的稳定 性）
归纳与整理
决定
结构 体现 性质 决定 用途 体现 利用碳素墨水 作燃料
点 燃 点 燃
CO2 2CO
1.碳在常温下性质稳定 书写档案材料等。 2.碳具有可燃性
氧气充足： C + O2 氧气不足：
2C + O2
3.碳具有还原性
C + 2CuO
高温
冶炼金属
Cu +CO2
练
3C C + 2Fe2O3 还原剂 2Mg Mg + CO2 还原剂 2Al Al + Fe2O3 还原剂
木炭还原氧化铜
3.碳与某些氧化物的反应
现象 黑色粉末逐渐变为红色，②澄清的石灰水变浑浊。 在反应中CuO失去氧变为Cu，所以黑色粉末变为红 分析 色。同时反应中C夺得CuO中的氧变为CO2，所以生 成的气体使澄清的石灰水变浑浊。
结论 C + 2 CuO
高温
碳单质的化学性质PPT
2CO
（不充分燃烧）
碳单质具有可燃性决定了它具有 什么用途？
放出 碳燃烧生成二氧化碳 热量，那么
生成一氧化碳时呢？
也放出热量，但是热值不如完全燃烧多 碳是不是只能和氧单质中的氧元素发生化学 反应呢？
实验现象：
澄清石灰水变浑浊
黑色粉末中有红色光 亮金属铜生成
思考：
1、为什么试管口略微向下倾斜？
你知道这是哪位画家的佳作？距今有多少年 的历史？
这是北宋画家张择端绘制的清明上 河图，距今近千年！
为什么经历这么多年仍然墨迹如初？
这是1951年智威汤逊芝加哥公司为戴比尔 斯塑造形象所创作的经典之作。
你知道这里包含的化学知识吗？
二、碳（单质）的化学性质 1.碳的稳定性 常温下，碳的化学性质不活泼。 你知道这是为什么吗？ 碳原子最外层电子数是4， 既不容易得到电子，也不 容易失去电子
下列叙述中，主要利用了单质碳在常温下化学性质稳定的 是①档案材料要用碳素墨水填写 ②木桩埋入地里的一段 用火将其表面烤焦 ③石墨做铅笔芯 ④古代用墨汁写字 绘画 ⑤石墨粉作耐高温的润滑剂 ( B A.①④⑤ B.①②④ C.②③④ ) D.①③⑤
A
A．二氧化碳具有氧化性 C．有些燃烧不需要氧气 B．这里的碳具有还原性 D．镁具有还原性
对于金刚石和石墨的说法正确的是（ B ）。 A．都是含碳的化合物 B．燃烧后都能生成二氧化碳 C．硬度差别很大 D．都能用做电极 下列碳单质的用途中，利用了碳的化学性质的是（ D ）。 ①做电极，②做滤毒剂，③制作固体润滑剂，④做燃料， ⑤制作装饰品，⑥冶炼金属，⑦制作染料。 A．①②③④ B．⑤⑥⑦ C．①③⑤⑦ D．④⑥
CuO：失氧，被还原，发生还原反应 是氧化剂，有氧化性
碳单质物理性质差异很大的原因
碳单质物理性质差异很大的原因
碳单质的物理性质差异的主要原因是：1、碳单质的晶格结构
不同。
碳单质有石墨烯、碳纳米管、石墨纳米线等，它们的晶格结构不同，晶格参数也不同，影响了它们的物理性质。
2、
碳单质的晶体结构不同。
碳单质有石墨、石墨烯、碳纳米管和石墨纳米线等，它们的晶体结构不同，影响了它们的物理性质。
3、碳单质的表面状态不同。
碳单质有石墨、石墨烯、碳纳米
管和石墨纳米线等，它们的表面状态不同，影响了它们的物理性质。
4、碳单质的包裹态不同。
碳单质有石墨、石墨烯、碳
纳米管和石墨纳米线等，它们的包裹态不同，影响了它们的物理性质。
碳单质的化学性质
在做氧化铜与木炭反应的实验时，往往会发现反 应后试管中仍有黑色固体。小明对此进行了探究， 并邀请你一起参与。 氧化铜与木炭充分反应结束后，试管中 [提出问题]
的黑色固体是什么？ [猜想与假设] 可能是① 氧化铜 木炭 ② ， 。
[查阅资料]
铜、木炭都要不与稀硫酸反应，而氧 化铜能与稀硫酸反应形成蓝色溶液。
点燃
点燃
①反应物的量不同，
碳具有可 燃性
生成物不同
②冬天用煤取暖
一定要注意通 风。
2C + O2 （O2不充足）
2CO
应用：作为燃料
3、还原性（碳和某些氧化物的反应）
C +2 CuO
高温
2 Cu + CO2
应用：冶炼金属
碳还原二氧化碳：
C + CO2
高温
2CO
碳的化学性质
一：常温下的化学性质稳定。
有这么一句广告词：“钻石恒久远，一颗永流传”，钻石 璀璨夺目、价值连城，可是我告诉你它的成分与铅笔芯的 主要成分[石墨]是相同的，你会相信吗？ 同一种元素可以组成不同的的物质吗？你能举例吗？ 如以前学习过的氧气和臭氧[氧元素]、红磷和白磷[磷元素] 碳元素也可以组成不同的单质[金刚石、石墨、C60] 它们的性质也存在着差异，这是为什么呢？
原子的排列 方式不同
石墨的结构 C60的分子结构
②木炭和活性炭为什么具有吸附能力
？
是由于它们有疏松多孔的结构。由于它们 内部疏松多孔，因而跟气体或溶液接触的 表面积就很大，这样它们就很容易吸附一 些气体或色素等物质。
基础演练
.将下列左边物质与右边的用途用线连接起 来
石墨
炭黑
冰箱去味剂
作电极
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第六单元——碳单质的性质
一、碳单质的物理性质
金刚石、石墨和C 60的物理性质和用途的比较
名称 金刚石（由___元素组成）
石墨（由___元素组成）
C 60
结构模型
外观
色透明、正八 面体形状的 体，有璀
璨夺目的光泽
色不透明的细鳞片 状 体，有 光泽
C 60分子形似 。
有金属光泽的固体，其微晶粉末呈黄色
导电性 几乎
几乎
硬度
天然存在的最 的物质
质 （最 的矿物之一），有滑腻感，在纸上会留下痕迹
质脆
导热性 良好 良好
很差
物性差异的原因
原子排列方式不同
用途
、 、
等
、 、
等
应用于材料、医学和
超导等领域
例1．2010年诺贝尔物理学奖授予英国科学家海姆和诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。
石墨烯是从石墨材料中剥离制得的，与金刚石、石墨、C 60一样，都是由碳元素组成。
如图是金刚石、石墨、C 60和石墨烯的微观结构示意图。
下列说法不正确的是（ ）
A ．将石墨变成石墨烯发生了化学变化
B ．四种物质碳原子的排列方式不同
C ．四种物质完全燃烧后的产物都是CO 2
D ．这四种物质都是由碳原子构成的
2、无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成。
主要有：焦炭，木炭，活性炭，炭黑等，均属于混合物。
因为没有固定的几何外形，所以称为无定形碳。
无定形碳的物理性质及用途
物理性质主要用途
木炭灰黑色多孔固体制黑火药，制活性炭，制炭笔等
活性炭黑色粉末或颗粒状固体净化多种气体和液体，做防毒面具，使溶液脱色
炭黑黑色粉末状固体制造油墨、油漆、鞋油、颜料、墨汁及橡胶制品的填料
焦炭浅灰色多孔固体，质地坚硬作燃料，冶金工业还原剂
【思考】木炭、活性炭的吸附性属于物理性质还是化学性质？
二、单质碳的化学性质
★单质碳的物理性质各异，而各种单质碳的化学性质却完全相同。
1、稳定性：“钻石恒久远，一颗永留存。
”常温下的化学性质比较稳定。
【原因】碳原子的最外层电子数是4，既不容易得电子，也不容易失电子，所以化学性质稳定。
例2．“扬州八怪”之一，清代著名画家郑板桥所绘字画至今仍不褪色，是因为墨汁中的碳（）A．具有可燃性B．在常温下性质稳定
C．具有氧化性D．具有还原性
2、可燃性：完全燃烧（氧气充足），生成CO2。
化学方程式：
不完全燃烧（氧气不充足），生成CO。
化学方程式：
3、还原性：C + 2CuO2Cu + CO2↑（置换反应）
现象：
注意：①反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。
②在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。
③配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：防止已经还原的铜被氧气重新氧化。
=冷却后再把试
管里的粉末倒在纸上
④实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的
试管中使试管炸裂。
应用：冶金工业：2C+ Fe3O43Fe + 2CO2↑
3C+ 2Fe2O34Fe + 3CO2↑
【堂上练习】
1．2003年2月1日，美国“哥伦比亚”号航天飞机在空中失事。
有专家分析认为，其原因可能是航天飞
机壳底部的石墨瓦在空中脱落，击中机翼。
航天飞机表面覆盖石墨瓦可以起隔热和保护作用，这主要是因为石墨（）
A．能导电B．熔点高、耐高温，化学性质稳定
C．密度小D．硬度小，有润滑作用
2．下列说法中，正确的是（）
A. 金刚石、石墨都是由碳原子构成的，都很硬
B. 单质碳具有还原性
C. 用活性碳可除去硬水中的氯化钙杂质
D. 木炭燃烧时吸收大量的热
3．下列关于碳单质的说法中正确的是（）
A．C60的相对分子质量为720
B．金刚石、石墨和C60都由碳元素组成，结构相同
C．木炭具有还原性，常温下可以将氧化铜中的铜还原出来
D．石墨很软，不能用于制石墨电极
4．小强、小明和小梅三同学在学习了木炭还原氧化铜的实验后，提出如下问题：“木炭与一氧化铅(化学式为PbO)反应生成铅的同时产生的气体一定全部为二氧化碳吗?”请你和他们一起对产物中气体的成分进行研究，并回答有关问题。
（1）猜想：小强认为：反应产生的气体全部为二氧化碳。
小明认为：反应产生的气体全部为一氧化碳。
小梅认为：反应产生的气体既有二氧化碳又有一氧化碳。
（2）设计实验：根据各自的猜想，他们共同设计了实验，实验装置如右图(他们在实验中进行了规范操作和细致的观察)。
（3）现象与结论：如果小强猜想正确，装置B、C中的实验现象是
；如果小梅猜想正确，装置B、C中的实验现象是。
（4）此实验装置有不足之处，请你对该装置进行改进，具体措施是。
（5）根据上述实验及学习的木炭与CuO、Fe2O3的反应，请你归纳出
单质碳的一项重要用途是。