课题1 金刚石、石墨和C60教学设计第一课时

第五节

碳及其化合物

燃料和能量(2课时)

考点1.了解碳及其化合物的性质和用途

考点2.了解燃烧及其条件、缓慢氧化和爆炸

考点3.知道灭火方法

考点4.知道化石燃料(煤、石油、天然气)

一、碳的单质

1.由碳元素组成的单质有

金刚石

、

石墨

、

，但由于

它们的

碳原子排列方式

不同，因此它们的

性质

存在着明显差异。

2.金刚石是天然存在的

最硬

的物质，可用来

制钻石、裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属以及装在钻探机的钻头上、钻凿坚硬的岩层等

；石墨是自然界中

最软

的矿物之一，有优良的

导电性

，有滑腻感，可用于制铅笔芯、电极、作润滑剂等。

3.木炭、活性炭具有

吸附性

，因为它们都具有

疏松多孔的特征

，利用这一性质，木炭可除去食品和工业产品里的色素，

活性炭

可作防毒面具的滤毒剂。

4.

是由

分子构成。一个

分子是由

60个碳原子

构成的，这种分子性质很

稳定

。有可能广泛应用于超导、催化、材料、医药及生物等领域。

二、碳的化学性质

1.碳的化学性质

常温下

在点燃条件下

具有

可燃性

时：

2CO

。

上述两反应都

放热

碳的化学性质较

稳定

(1)氧气充足时：

。 (2)氧气不充足(选填“吸热”或“放热”)，说明了相同反应物在不同的条件下反应产物可能不同

在高温下具

有

还原木炭和CuO反应：

C+2CuO性

↑

。

现象：

黑色粉末逐渐变成红色，生成一种能使澄清石灰

水变浑浊的气体

2.在高温下，碳能跟氧化铜反应，夺取氧化铜里的

氧

，使氧化铜

还原

为铜，这说明碳具有

还原

性。

3.碳具有可燃性，碳通常

可用作燃料

，碳在高温下具有还原性，碳可用于

冶炼金属

。

三、二氧化碳

二氧化碳和一氧化碳都是由

碳

元素和

氧

元素组成的化合物，但其性质差异很大，其原因是

分子构成不同

。

1.物理性质

通常状况下，二氧化碳是

无色无味

的气体，密度比空气

大

，

能

溶于水。降温条件下，会变为

固

体，称作“

干冰

”。

2.化学性质

(1)一般情况下

既

不能

燃烧，也

不支持

燃烧，不能供给呼吸。

与水反应：如果将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，紫色石蕊溶液会变成

红

色，这是因为二氧化碳与

水

反应生成

碳酸

，

碳酸

使石蕊变成

红

色，其反应的化学方程式为

═

；加热此溶液，溶液的颜色由

红

色变成

无

色，说明碳酸不稳定，受热

易分解

，其反应的化学方程式为

。

与澄清石灰水的反应：二氧化碳通入澄清的石灰水中，澄清的石灰水变

浑浊

，这是因为二氧化碳与

氢氧化钙

反应，生成了

碳酸钙

沉淀，其反应的化学方程式为

═

↓

。该反应的用途：

检验二氧化碳气体

。

与灼热的碳反应：

2CO

(

吸热

反应)，既

是

化合反应

，又是氧化还原反应，

是氧化剂，

C

是还原剂。

3.二氧化碳的用途和对环境的影响

(1)二氧化碳对生活和环境的影响

用途

灭火剂

相关性质

密度比空气

一般不能燃烧也不支持燃烧，

干冰作制冷剂，保存食物，人工降雨

升华吸热

作温室的气体肥料

化工原料

能促进植物的光合作用

能与其他物质反应

(2)引起温室效应的气体

二氧化碳、臭氧、甲烷、氟利昂等

。

(3)怎样防止温室效应

植树造林，使用新能源

。

四、一氧化碳(CO) 1.物理性质

一氧化碳在通常状况下是

无

色

无

味的气体，密度比空气

小

，

难

溶于水。

2.化学性质

(1)可燃性：

。

生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体

。现象：

发出淡蓝色火焰，

(2)还原性：

CuO+CO

。

生成一种能使澄清石灰水变浑浊的现象：

黑色粉末逐渐变成红色，气体

。

(3)毒性：

极易与血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好地跟氧气结合，造成生物体内缺氧

。

3.用途：利用

可燃性

可作燃料；利用

还原性

来

冶炼金属

。

五、燃料和能量

1.燃烧的条件

(1)燃烧的概念：可燃物与

氧气

发生的一种

发光

、

放热

的剧烈的

氧化反应

。

(2)燃烧的条件：

可燃物

、

氧气(或空气)

、

达到燃烧所需的最低温度(也叫着火点)

。(注：三个条件必须同时满足才能发生燃烧)

2.灭火的原理和方法

(1)灭火的原理和方法：破坏燃烧的条件，从而达到灭火的目的。其方法为：

清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离

、

隔绝氧气(或空气)

、

使温度降到着火点以下

。(注：三者只需选其一就可达到灭火的目的) (2)常用的灭火方法及其原理

①用水灭火，原理是水变成水蒸气能吸收热量，从而

降低可燃物的温度到该物质的着火点以下

，同时也能使可燃物与

空气隔绝

。

②酒精灯打翻引起酒精洒在桌面上失火时，可用湿抹布扑灭，原理是

隔绝空气

。

③熄灭酒精灯用灯帽盖灭，原理是

隔绝空气

。

④油锅失火时，可用锅盖盖灭，原理是使其与

空气隔绝

。

⑤电器着火时，应先切断电源，然后再用不导电的物质如四氯化碳扑灭，原理是使其与

空气隔绝

。

⑥油着火时，可以使用干粉灭火器，也可用沙土盖灭，原理是

隔绝空气

。

⑦森林、草原等着火时，常围绕火场打一圈防火道(或隔离带)，原理是

清除可燃物

。

3.影响燃烧的因素：可燃物的性质、

氧气的浓度

、

与氧气的接触面积

。

4.三大化石燃料

(1)当今世界上最重要的三大化石燃料分别是

煤

、

石油

、

天然气

，均为

不可再生

能源，它们均为

混合物

。

(2)煤和石油

①煤是“工业的粮食”(主要含

碳

元素)。煤的综合利用措施主要有煤的气化、煤的焦化和煤的液化等，煤隔绝空气加强热使之分解，此过程为

化学

变化。

②石油是“工业的血液”(主要含

碳

、

氢

元素)。石油的炼制是利用石油中各成分的

沸点

不同，将它们分离，此过程为

物理

变化。

(3)天然气：天然气的主要成分是

甲烷

，其化学式为

。它的密度比空气

小

，

难

溶于水，具有

可燃性

，燃烧时发

明亮的蓝色出

火焰，其化学方程式为

。

(4)“可燃冰”：主要含有

甲烷水合物

，可能成为未来的新能源。

5.化学反应中的能量变化

(1)任何物质在发生化学反应的同时，都伴随着

能量

的变化，该变化通常又以

热量

的变化来表现，即有

放热

和

吸热

现象的发生。三大化石燃料的燃烧、镁与盐酸的反应、缓慢氧化等都

放热

。

(2)化石燃料均为不可再生能源，要想办法提高燃料的

利用

率，从而使其充分燃烧，但需考虑两点：

燃烧时要有足够多的空气

、

燃料与空气要有足够大的接触面积

。

6.使用和开发新的燃料及能源

化石燃料资源有限，且作为燃料对环境影响很大，故人们正在开发乙醇和氢气等新型燃料。

(1)乙醇：俗称

酒精

，化学式为

OH

，是

可

再生能源，又被称为绿色能源。它具有

可燃性

，燃烧的化学方程式为

。

(2)氢气：氢气是

最清洁

的燃料。它极易燃烧，其产物为

水

，

燃烧的化学方程式为

。实验室中制取氢气

═

稀硫酸锌用

和

，化学方程式为

↑

。

(3)随着社会的发展，化学反应提供的能量已不能满足人类的需求，人们正在开发和利用新能源，如

太阳能

、

核能

、

风能

、

地热能

和

潮汐能

等。