九年級化學 第六單元碳和碳的氧化物教案 人教新課標版（通用）

第六單元 碳和碳的氧化物課題1 金剛石、石墨和C60教學目的；1：了解金剛石、石墨、C60的物理性質(zhì)，并聯(lián)系性質(zhì)了解它們的主要用途。通過單質(zhì)的性質(zhì)學習有關(guān)實驗，培養(yǎng)學生的觀察能力和思維能力。思想教育：通過對金剛石、石墨和C60的學習，對學生 進行共性、個性關(guān)系的認識人和學習方法的培養(yǎng)與教育。2：使學生初步掌握碳的化學性質(zhì)穩(wěn)定性、可燃性、還原性。進一步培養(yǎng)學生的觀察能力和思維能力。思想教育：通過碳與氧在不同條件下反應(yīng)的產(chǎn)物不同，滲透物質(zhì)所發(fā)生的化學反應(yīng)既決定于物質(zhì)本身的性質(zhì)，又決定于反應(yīng)條件的學習方法的指導(dǎo)。重點： 金剛石、石墨和C60的重要物性和用途；金剛石和石墨物性差異很大的原因。碳的化學性質(zhì)-穩(wěn)定性、可燃性、還原性難點：金剛石、石墨和C60的重要物性，碳的化學性質(zhì)-穩(wěn)定性、可燃性、還原性教學過程： 提問 我們都見過晶瑩璀燦的金剛石，也經(jīng)常使用鉛筆、碳棒，冬日里還可用木炭取暖，可你們知道它們各是由什么成份組成的？它們有什么聯(lián)系嗎？講解 鉛筆芯、碳棒的主要成份是石墨，金剛石、石墨、木炭，還有活性炭、焦炭等都是由碳元素組成的不同單質(zhì)。這節(jié)課主要學習金剛石、石墨及木炭的物理性質(zhì)和用途。閱讀 課本金剛石和石墨的物理性質(zhì)。一、金剛石、石墨和C60的成份、物理性質(zhì)及用途講解 金剛石和石墨物理性質(zhì)上的差異決定了用途上的差異。1利用金剛石硬度大、耐高溫可做鉆探機的鉆頭；利用硬度大，可做玻璃刀；由于金剛石對光有折射散射作用，可做裝飾品。2利用石墨質(zhì)軟可做鉛筆芯；利用石墨滑膩、耐高溫，可做耐高溫的潤滑劑。3石墨可導(dǎo)電，可以做電極，又耐高溫可做高溫電爐的電極。4利用石墨傳熱性能好，并在溫度驟然升高時不易炸裂，可做石墨坩堝。5利用石墨耐酸堿的耐腐蝕性強，可做化工管道，耐酸槽、耐堿槽等。小結(jié) 金剛石和石墨都是由碳元素組成的不同單質(zhì)，性質(zhì)上有如此大的差異是由于二者中碳原子的排列順序不同，即結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途。講解 在碳元素組成的單質(zhì)中，還有一類單質(zhì)是無定形碳，包括木炭、焦炭、活性炭及炭黑等。（交待：“炭”與“碳”的不同寫法） 下面著重介紹木炭。演示 1將一個裝有半瓶帶淺紅色水的錐形瓶，配上膠塞。把兩塊木炭放入帶紅色的水中后，塞上塞子再搖動錐形瓶，注意觀察帶紅色的水中顏色的變化。2把木炭放入盛滿NO2氣體的錐形瓶，塞好塞子，搖動片刻，觀察現(xiàn)象。再加熱錐形瓶，紅棕色氣體NO2又重出現(xiàn)，說明什么問題。（討論實驗后，得出結(jié)論）小結(jié) 木炭能吸附紅色和棕紅色物質(zhì)，說明木炭具有吸附性，能把大量氣體或染料小微粒吸附在其表面。加熱后，紅棕色又出現(xiàn)，說明以上過程屬于物理變化。為什么活性炭可用作防毒面具？ 木炭、骨炭等的許多用途是它們對于氣體或溶解物質(zhì)吸附性能的利用。具有高吸附能力的炭稱為活性炭。吸附性是指各種氣體、蒸氣以及溶液里的溶質(zhì)被吸在固體或液體物質(zhì)表面上的現(xiàn)象。具有吸附性質(zhì)的物質(zhì)叫吸附劑，被吸附的物質(zhì)叫吸附質(zhì)。吸附作用實際是吸附劑對吸附質(zhì)質(zhì)點的吸引作用。吸附性能的大小是由吸附劑的性質(zhì)、吸附劑表面的大小、吸附質(zhì)的性質(zhì)和濃度的大小、溫度高低而決定的。因為吸附作用既然是表面作用，所以吸附劑的表面積愈大、吸附量也愈高。一定重量物體表面積的大小決定于其粒子的粗細或其孔隙的多寡。棱長1cm的立方體如分裂為棱長1mm的立方粒子，面積就由6cm2增大為6000m2。活性炭由于孔性充分發(fā)展，1g中的總面積可達7000m2。故粉末狀和多孔性活性炭常有很高的吸附能力。 防毒面具主要分面罩、呼吸管和濾毒罐三部分。濾毒罐里起主要作用的有活性炭層、化學吸附層和防煙濾層。在不同濾毒罐里各層排列順序不盡相同?；钚蕴繉又饕糜谖蕉練?。由于活性炭具有巨大的表面積，吸附能力很強，所以用于防毒面具?；钚蕴颗c防毒面具 防毒面具作為一種防御性的保護器具問世幾十年來，不僅廣泛應(yīng)用于軍事上，而且也是我們科學實驗在某險惡環(huán)境中從事工作的一個不可缺少的工具。說起它的誕生，還有一段有趣的故事呢！早在第一次世界大戰(zhàn)的1915年，歐洲各參戰(zhàn)國軍事力量相差無幾，使戰(zhàn)爭表面上處于相持狀態(tài)。德帝國主義為了在軍事上取得進展，首先在戰(zhàn)場上施放了一種有毒氣體-氯氣，使英法兩國軍隊吃虧不小。為了懲罰德軍的這種行徑，英法兩國就以同樣的方法"回敬"了德軍，一時間整個歐洲戰(zhàn)場毒氣滾滾，一場化學戰(zhàn)就這樣開始了。怎樣使自己的士兵不被毒氣傷害而更有效地消滅敵人呢？這一嚴重而又急迫的問題擺在各國軍隊的指揮者面前。能否找到一種物質(zhì)來同時對付多種毒氣以減輕士兵的負擔而贏得戰(zhàn)爭的勝利呢？各國化學家都在致力研究。俄國化學家謝寧斯基首先想到了制糖工業(yè)中用來吸附雜質(zhì)和色素的木炭。他冒著生命危險進行了實驗。他用裝有木炭的布包堵住自己的呼吸道，鉆進充滿氯氣和光氣實驗室，他的兩個助手屏住呼吸守候在門邊，只要聽見門鈴響，說明他們的導(dǎo)師已堅持不住了，應(yīng)趕快搶救出來，然而鈴卻遲遲未想響。"該不是他已經(jīng)出事了吧？"一個助手已沉不住氣了。"不會的，若是那樣，他早該拉鈴了。"另一個與教授共事多年的助手不相信有那回事。可是，鈴，還是一動不動！正在兩位助手都感到害怕而欲打開房門時，門開了，謝寧斯基舉著兩只被木炭染黑的手高興地跑出來，"成功了，成功了"興奮地與兩位助手擁抱成一團。用活性炭作吸附劑的輕型防毒面具就這樣誕生了，它的樣子雖說不中看，可是每當敵人施放毒氣時，俄國士兵就立即戴上它在毒氣中打退敵人的一次次沖鋒。今天的防毒面具和它問世的時候不大一樣，它主要由橡皮面罩、呼吸管、濾毒罐三部分組成。面罩上有眼鏡，橡皮管內(nèi)有兩個通道，一根吸氣管受入氣活瓣的控制，只能吸氣不能呼氣，另一根呼氣管剛好相反，受出氣活瓣控制，只供出氣而不能吸氣。濾毒罐內(nèi)有活性炭層、化學吸收層及過濾層。活性炭主要用于吸附毒氣，化學層用來中和毒氣，過濾層用多層紗布做成，用于清除空氣中的塵埃?；钚蕴渴翘嫉牧硪环N形式，它具有多孔性，有很大的內(nèi)表面，其表面積可以高達2000米2/克。這個很大的表面積使活性炭可用來吸附液體的或氣體的實物。活性炭可以由各種各樣含碳物料制得，這些物料先要進行干餾。用來吸附氣體的活性炭必須具有微孔結(jié)構(gòu)，椰子和其它堅果是制取這類活性炭的最好原料?；钚蕴繗怏w吸附劑被用在防毒面具中；它也用在工業(yè)生產(chǎn)過程中以回收揮發(fā)性溶劑的蒸氣和除去氣體中的雜質(zhì)；還可以用來除去辦公室、餐館、劇場等大型空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中環(huán)流空氣中的氣味；也常用在人們的日常生活中。用于吸附液相中的雜質(zhì)的活性炭，可用于食品和化學產(chǎn)品加工過程中，被用來精制蔗糖、甜菜糖和玉米糖漿；它也用于城市生活用水和工業(yè)用水的水處理中，以吸附會給水帶來討厭氣味和味道的的有害物料和雜質(zhì)。 木炭可作燃料、黑火藥、制鉛筆和做吸附劑等。 黑火藥爆發(fā)時主反應(yīng)之一是：2KNO3+3C+S點燃 K2S+N2+3CO2C60分子C60分子是作為閱讀材料出現(xiàn)的。因此，從教材內(nèi)容現(xiàn)代化、及時反映化學學科的發(fā)展趨勢的角度應(yīng)該介紹碳元素的三種單質(zhì)：金剛石、石墨和C60。C60的超導(dǎo)性、C60的命名和C60的潛在應(yīng)用前景，以及碳單質(zhì)研究的新進展等資料，這些資料是拓展教師視野的， 金剛石、石墨和C60的比較：名稱金剛石石墨C60外觀純凈的金剛石是一種無色透明、正八面體形狀的晶體石墨是一種深灰色有金屬光澤不透明的細磷片狀的固體。質(zhì)軟，有滑膩感，分子形似足球狀。有金屬光澤，其徵晶粉末呈黃色。導(dǎo)電性幾乎不導(dǎo)電良好幾乎不導(dǎo)電硬度天然存在的最硬物質(zhì)質(zhì)軟質(zhì)脆導(dǎo)熱性很差良好很差用途鉆頭、刻刀、裝飾品電極、鉛筆芯、潤滑劑制備新材料、新配件、醫(yī)學應(yīng)用物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)物質(zhì)的性質(zhì)物質(zhì)的用途二：碳的化學性質(zhì)復(fù)習提問：請寫出氫氣還原氧化銅的化學方程式：常溫下：（講解）在常溫下碳的化學性質(zhì)穩(wěn)定（閱讀書上圖66說明碳在常溫下的穩(wěn)定性）點燃或高溫的條件下：、可燃性：提問：回憶木炭在氧氣中燃燒的實驗現(xiàn)象，并寫出相關(guān)的化學方程式講述：木炭充分燃燒時生成二氧化碳（C + O2 點燃 CO2），如氧氣不足時，則會生成一氧化碳（點燃）小結(jié)：碳和氫氣一樣，都具有可燃性，但在不同的條件下，其生成的產(chǎn)物不同2：還原性演示實驗67（提醒學生注意觀察現(xiàn)象）講解：現(xiàn)象是黑色固體變紅色，并有使澄清的石灰水變渾濁的氣體產(chǎn)生板書：CCuO高溫Cu+CO2講解：在該反應(yīng)中，碳得到氧、被氧化生成二氧化碳，碳是還原劑。氧化銅失去氧、被還原成銅，是氧化劑 單質(zhì)碳的還原性可用于冶煉金屬焦炭可以把鐵從它們的氧化物中還原出來：2C+ Fe3O4 高溫 3Fe + 2CO23：一氧化碳和二氧化碳的相互轉(zhuǎn)化及熱量變化（討論）在燃燒的很旺的煤爐里，添上新煤后，溫度為什么會降低？且會有煤氣產(chǎn)生？講解： 熾熱的碳還能使二氧化碳還原為一氧化碳 C+CO2點燃2CO（吸收熱量） C+O2點燃CO2 （放出熱量）化學變化放出的熱量是一種重要的能源，可以供人取暖，也可以轉(zhuǎn)變其他能量。 “碳”是元素的名稱，是所有核電荷數(shù)為6的原子的總稱，元素符號為C。常在書寫碳元素的單質(zhì)及含有碳元素的化合物名稱時使用。如碳元素、碳-60、一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸鈣、碳氫化合物等?！疤俊眱H在書寫由碳元素組成的無定形碳的名稱時使用，如木炭、活性炭、焦炭、炭黑等。課題2 二氧化碳制取的研究目的要求：1使學生掌握實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理、實驗裝置和操作方法，提高學生分析和解決實際問題的能力。2：學會實驗儀器的選擇。重點：實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理、實驗裝置和操作方法難點：從實驗室制取氣體的設(shè)計思路出發(fā)，研討實驗室制取二氧化碳氣體的方法。教學過程：在化學課程改革中倡導(dǎo)科學探究，要和化學學科的特點即實驗緊密結(jié)合起來。化學實驗是進行科學探究的重要方式，學生具備基本的化學實驗技能是學習化學和進行探究活動的基礎(chǔ)和保證。制取氣體實驗技能是初中化學實驗的重點和難點。根據(jù)標準，H2的制取實驗不要求了，初中的氣體制取實驗只有O2和CO2。O2的制取在第二單元中已介紹過，所以本單元安排課題2二氧化碳制取的研究，在學生已學過的O2的制取的基礎(chǔ)上，探究氣體的制備問題。CO2和H2的制取無論是從反應(yīng)物的狀態(tài)，還是從反應(yīng)條件等都有許多相似之處。由于H2的制取實驗不要求，所以完全讓學生探究CO2的制取是有困難的。因此，教材給出了實驗室中制取二氧化碳的化學反應(yīng)原理、確定氣體發(fā)生裝置和收集裝置時應(yīng)考慮的因素、CO2和O2制取實驗及相關(guān)性質(zhì)比較，在此基礎(chǔ)上，給出了一些儀器，由學生自己來組裝制取二氧化碳的裝置，并利用裝置制取二氧化碳。因此，課題2重在讓學生掌握實驗室中制取氣體的思路和方法。思考：寫出制取二氧化碳的反應(yīng)式：C + O2 點燃 CO2C+ 2CuO 高溫 2Cu + CO2 2C+ Fe3O4 高溫 3Fe + 2CO2問：實驗室制取氧氣的反應(yīng)原理是什么？生答后總結(jié)實驗室制取氧氣的原理是利用高錳酸鉀在加熱條件下得到氧氣或用過氧化氫（用二氧化錳做催化劑）制取氧氣。當用固體反應(yīng)，需要加熱產(chǎn)生氣體時，可采用高錳酸鉀在加熱條件下制取氧氣的裝置；當用固體與液體反應(yīng)，不需加熱生成氣體時，可采用制取什么樣的的裝置。一：實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理：常用大理石或石灰石和稀鹽酸制取。反應(yīng)原理：碳酸鹽跟酸反應(yīng)，生成二氧化碳。CaCO3+2HCl= CaCl2+H2O+CO2(1) 石灰石跟稀鹽酸反應(yīng)，現(xiàn)象：塊狀固體不斷溶解，產(chǎn)生大量氣泡。(石灰石跟稀硫酸反應(yīng)，開始有氣體產(chǎn)生，過一會兒氣泡逐漸減少，以至反應(yīng)停止。)(2)碳酸鈉跟稀鹽酸反應(yīng)十分劇烈，迅速產(chǎn)生大量氣體。石灰石跟稀鹽酸反應(yīng)比碳酸鈉緩和，也能生成大量氣體。用硫酸代替鹽酸跟石灰石反應(yīng)，雖能產(chǎn)生二氧化碳，但是生成的硫酸鈣微溶于水。它會覆蓋在塊狀石灰石表面，阻止碳酸鈣跟硫酸接觸。而碳酸鈉跟鹽酸反應(yīng)太快，生成的二氧化碳不容易收集。因此，實驗室里通常是用石灰石跟稀鹽酸反應(yīng)來制取二氧化碳的。二：實驗室制取二氧化碳的裝置：討論1怎樣確定制取氣體的裝置？為什么可以用這樣的裝置制取二氧化碳？2為什么只采用向上排空氣法收集二氧化碳？3裝置中的長頸漏斗能否用普通漏斗代替？可用其他儀器代替錐形瓶嗎？講解1實驗室制取氣體的裝置是根據(jù)所需藥品的狀態(tài)，反應(yīng)條件來確定的。制取二氧化碳的反應(yīng)物石灰石（或大理石）是固體，鹽酸是液體，反應(yīng)是在常溫下進行的。反應(yīng)前可以將固體置于錐形瓶中，液體在制取時從長頸漏斗中注入，液體與固體接觸時生成的氣體經(jīng)導(dǎo)氣管導(dǎo)入集氣瓶中。2由于二氧化碳的密度大于空氣又能溶解于水，所以用這樣的裝置來收集二氧化碳。3為了避免產(chǎn)生的氣體從漏斗中逸出，必須使長頸漏斗的管口在液面以下，而普通漏斗頸太短不合適。錐形瓶在裝置中作為容器，可以用其他（如大試管、燒瓶、廣口瓶）口徑大小適宜的容器代替1：制二氧化碳可選用 收集氣體可選用 。2：長頸漏斗為什么要插入液面？3：這個裝置的氣體發(fā)生部分可以用來制取氫氣，因為制氫氣用的藥品狀態(tài)與制二氧化碳的相同，反應(yīng)也不需要加熱。但收集方法不同，因為氫氣的密度小于空氣，又難溶于水 討論1長頸漏斗可否用普通漏斗代替？2錐形瓶可否用別的儀器代替？3能否用濃鹽酸或稀硫酸代替稀鹽酸來制取二氧化碳？為什么？4根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)，可以采用什么方法收集二氧化碳？5如何檢驗二氧化碳是否收滿？(講解)練1不能用普通漏斗代替長頸漏斗，因為普通漏斗頸太短，產(chǎn)生的二氧化碳氣體會從漏斗處逸出。長頸漏斗下端管口必須在液面以下才能達到密封的效果。2錐形瓶可以用大試管、廣口瓶等玻璃儀器代替。3濃鹽酸具有較強的揮發(fā)性，使得收集到的二氧化碳氣體中含有氯化氫而不純。稀硫酸和碳酸鈣反應(yīng)，發(fā)生如下反應(yīng)：CaCO3H2SO4CaSO4H2OCO24因為氣體的收集方法主要取決于氣體的密度及其在水中的溶解性。二氧化碳可溶于水并生成碳酸，故不宜用排水法收集。二氧化碳比空氣重，故可采用向上排氣法收集。5根據(jù)二氧化碳不能燃燒，不支持燃燒的性質(zhì)，可以將燃著的木條放在集氣瓶口，如火焰熄滅，則二氧化碳已收滿。實驗室制取氧氣、二氧化碳比較氧氣二氧化碳反應(yīng)原理2KMnO4 加熱 K2MnO4 + MnO2 + O22H2O2 2H2O +O2CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2發(fā)生裝置 A B C制取氧氣（用高錳酸鉀在加熱）可用A，用過氧化氫制取可用B，制CO2用C收集方法向上排空氣法、排水法向上排空氣法檢驗方法用帶火星木條伸入集氣瓶中，若木條復(fù)燃該氣體是氧氣將氣體通入澄清石灰水中，若石灰水變渾濁說明該氣體是CO2課題3 二氧化碳和一氧化碳教學目標：1通過實驗分析，了解二氧化碳的物理性質(zhì)，掌握二氧化碳的化學性質(zhì)，根據(jù)它的性質(zhì)解釋一些日常生活的問題。2：掌握一氧化碳的可燃性和還原性，并了解它的用途。3：初步培養(yǎng)學生對實驗裝置的評價、選擇和設(shè)計能力。4：比較一氧化碳、氫氣和二氧化碳性質(zhì)的異同點，引導(dǎo)學生掌握正確的學習方法和思維方重點：1：二氧化碳的化學性質(zhì)。2：一氧化碳的可燃性和還原性難點：1：二氧化碳與水和石灰水反應(yīng)的原理。2：一氧化碳的可燃性和還原性教學過程：碳的化合物種類繁多，尤其是有機化合物在國民經(jīng)濟的發(fā)展中起著非常重要的作用。而碳的氧化物（CO和CO2）不僅與學生的日常生活密切相關(guān)，同時也是初中化學元素化合物知識中非常重要的一部分：碳和碳的氧化物是以后學生學習許多化學反應(yīng)的基礎(chǔ)，初中化學的許多反應(yīng)都與碳和碳的氧化物有關(guān)。因此，本單元課題3介紹CO2和CO的性質(zhì)和用途，為學生后續(xù)階段化學的學習打下堅實的基礎(chǔ)。 一：二氧化碳： 二氧化碳只占空氣總體積的03%，假如從空氣中除去這些二氧化碳，自然界的生命活動還能進行下去嗎？人和其他動物呼吸作用呼出的是什么氣體？植物進行光合作用消耗的又是什么氣體？若沒有這種氣體，自然界的生命活動還能進行下去嗎？ 幾個關(guān)于二氧化碳性質(zhì)的實驗：實驗現(xiàn)象原因或反應(yīng)式傾倒CO2實驗6-13燒杯底下的蠟燭先熄滅CO2的密度比空氣大。不能燃燒，也不支持燃燒。CO2 溶解性實驗實驗6-14塑料瓶子會變形CO2能溶于水，壓強減少CO2與水反應(yīng)實驗實驗6-15紫色石蕊的花會變紅，加熱后又變紫色H2O + CO2= H2CO3H2CO3 = H2O + CO2二氧化碳與水的反應(yīng)比較抽象，是課題3教學難點之一。舊教材中的實驗，學生往往認為是二氧化碳使石蕊變成紅色。為突破這個教學難點，這個實驗設(shè)計為五步：() 向干燥的紫色石蕊小花（紙花）噴稀醋酸；() 向干燥的紫色石蕊小花噴水；() 直接把干燥的紫色石蕊小花放入二氧化碳中；() 將干燥的紫色石蕊小花噴水后放入二氧化碳中；() 將()中的小花取出后小心加熱。() 、()、()是獨立的，是為（)作鋪墊的，目的是使學生認識到是二氧化碳與水反應(yīng)生成的碳酸使紫色石蕊變成紅色，() 是說明碳酸的不穩(wěn)定性。通過觀察實驗現(xiàn)象，可以得出以下結(jié)論：(1) 石蕊是一種色素，遇酸變成紅色。(2) 水不能使紫色石蕊變成紅色，二氧化碳也不能使紫色石蕊變成紅色。(3) 二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊變成紅色。(4) 碳酸不穩(wěn)定，容易分解成二氧化碳和水。該實驗除教材中的設(shè)計以外，還可作如下改進：() 把干燥的紫色石蕊小花放入二氧化碳中；() 將()中的小花噴水，觀察，然后將其放入二氧化碳中；() 向干燥的紫色石蕊小花（紙花）噴稀醋酸； () 將(II)中的小花取出后小心加熱。 二氧化碳的化學性質(zhì)：1：一般情況下，二氧化碳不能燃燒，也不支持燃燒不供給呼吸。2：二氧化碳跟水反應(yīng)生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊試液變紅色。CO2+H2O=H2CO3（紫變紅）碳酸不穩(wěn)定，很容易分解成水和二氧化碳，所以紅色石蕊試液又變成紫色，H2CO3=H2O+CO2（紅變紫） 3：二氧化碳跟石灰水反應(yīng)：CO2+Ca(OH)2=CaCO3H2O（清變濁） 二氧化碳的用途：二氧化碳不支持燃燒，不能燃燒，且比空氣重，可用它來滅火。(簡介滅火器原理)，干冰升華時吸收大量熱，可用它做致冷劑或用于人工降雨。工業(yè)制純堿和尿素，植物光合作用。綠色植物吸收太陽能，同化二氧化碳和水，合成有機物質(zhì)并釋放出氧的過程，叫做光合作用?？偡磻?yīng)式可表示為：6(CH2O)C6H12O6（葡萄糖）由葡萄糖出發(fā)，還能進一步合成脂肪、氨基酸及蛋白質(zhì)等。光合作用是地球上利用太陽能最重要的過程，也是規(guī)模最大的由二氧化碳和水等無機物制造碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等有機物的過程。光合作用包括光反應(yīng)（光所誘發(fā)的化學反應(yīng)）和暗反應(yīng)（若干酶所催化的化學反應(yīng)）兩大部分。根據(jù)現(xiàn)有資料，認為光合作用大致按下列四個過程進行：一般條件下，二氧化碳不支持燃燒且比空氣重，將二氧化碳覆蓋在燃著的物體表面，可使物體跟空氣隔絕而停止燃燒，因此二氧化碳可用滅火，是常用的滅火劑。在化學工業(yè)上，二氧化碳是一種重要的原料，大量用于生產(chǎn)純堿(Na2CO3)、小蘇打(NaHCO3)、尿素CO(NH2)2、碳酸氫銨(NH4HCO3)、顏料鉛白Pb(OH)2·2PbCO3等。在輕工業(yè)上，生產(chǎn)碳酸飲料、啤酒、汽水等都需要二氧化碳。在現(xiàn)代化倉庫里常充入二氧化碳，防止糧食蟲蛀和蔬菜腐爛，延長保存期。固態(tài)的二氧化碳即“干冰”，主要用作致冷劑，用飛機在高空噴撒“干冰”，可以使空氣中水蒸氣冷凝，形成人工降雨；在實驗室里，“干冰”與乙醚等易揮發(fā)液體混合，可以提供77C左右的低溫浴?！案杀边€可以做食品速凍保鮮劑。在農(nóng)業(yè)上，溫室里直接施用二氧化碳作肥料，利用植物根部吸收二氧化碳，可以增進植物的光合作用。促進農(nóng)作物生長，增加產(chǎn)量。在自然界，二氧化碳保證了綠色植物進行光合作用和海洋中浮游植物呼吸的需要。貯藏糧食、水果、蔬菜。用二氧化碳貯藏的食品由于缺氧和二氧化碳本身的抑制作用，可有效地防止食品中細菌、霉菌、蟲子生長，避免變質(zhì)和有害健康的過氧化物產(chǎn)生，并能保鮮和維持食品原有的風味和營養(yǎng)成分。二氧化碳不會造成谷物中藥物殘留和大氣污染。用二氧化碳通入大米倉庫24h，能使99的蟲子死亡。作為萃取劑。國外普遍利用二氧化碳進行食品、飲料。油料、香料、藥物等加工萃取。用二氧化碳與氫氣做原料，可生產(chǎn)甲醇、甲烷、甲醚、聚碳酸酯等化工原料和新燃料。作為油田注入劑?？捎行У仳?qū)油和提高石油的采油率。注入地下難于開采的煤層，使煤層氣化，獲得化工所需的合成氣體和居間物。保護電弧焊接，既可避免金屬表而氧化，又可使焊接速度提高大約9倍。有的科學家認為，大氣中二氧化碳加倍，將使糧食平均增產(chǎn)超過30，棉花增長80以上，小麥和水稻一類作物增產(chǎn)36。在烹飪中用發(fā)酵粉或蘇打的日的是為付了產(chǎn)生微小的二氧化碳氣泡。這些氣泡使面包、糕點或發(fā)面膨脹，吃起來松軟適口。在制造面包時使用酵母，其作用與此相同，只是時間長些而已。發(fā)酵粉（或碳酸氫鈉）與一種酸（如從酸牛奶產(chǎn)生的乳酸）作用而產(chǎn)生二氧化碳。市售“發(fā)酵粉”中常含有固態(tài)酸，在潮濕時，它與碳酸氫鈉發(fā)生作用，也產(chǎn)生二氧化碳。溫室效應(yīng)的危害性后果是：1冰川融化和海平面上升。事實上，冰川融化已經(jīng)開始，發(fā)展下去，海面將升高，一些沿海城市將被海水淹沒；2頻繁、嚴重的旱災(zāi)；3更多更利害的塵暴；4更頻繁更厲害的颶風；5更頻繁更嚴重的森林火災(zāi)；6野生動物瀕臨滅絕。具有溫室效應(yīng)的氣體不只是二氧化碳，還有甲烷、氟里昂等氣體。 1溫室效應(yīng)試驗實驗步驟：取兩只250ml的錐形瓶。一只裝滿制得的二氧化碳氣體，另一只內(nèi)是空氣。用連有溫度計的單孔橡皮塞塞住瓶口，把它們彼此靠近地置于實驗桌上，錐形瓶底部放置一塊面積大于兩個錐形瓶瓶底面積的黑色的木板或紙板。在錐形瓶上方用功率為100w的反射燈泡均勻地照射，觀察瓶內(nèi)溫度升高的情況。溫度開始1分鐘2分鐘3分鐘5分鐘空氣二氧化碳實驗結(jié)論： 人工降雨1932年諾貝爾化學獎的得主、美國化學家兼物理學家蘭茂爾，一生進行過有益的研究，但他在科學上實現(xiàn)的最大突破還是人工降雨。在獲得諾貝爾獎后，他就和化學家射弗等人共同進行了人工降雨的研究。在他的研究室里保存著小小的人工云，它就是充斥在電冰箱里的水蒸氣。蘭茂爾一邊降低冰箱里的溫度，一邊加入各種塵埃微粒進行降雨實驗。1946年7月 的一天，天氣異常炎熱，由于實驗裝置出了故障，裝有人工云的電冰箱里的溫度一直降不下來，蘭茂爾只好臨時用固態(tài)二氧化碳（干冰）來降溫。當他則把一塊干冰放進冰箱里，這時奇跡出現(xiàn)了：水蒸氣立即變成了許多小冰粒，在冰箱里盤旋飛舞，人工云化為了霏霏飄雪。這一奇特現(xiàn)象使他明白塵埃微粒對降雨并非絕對必要，只要將溫度降到零下40度以下，水蒸汽就會變成冰而降落下來。蘭茂爾高興地去找射弗，商量怎樣把這一想法付諸現(xiàn)實。接著便出現(xiàn)了振奮人心的一幕：1946年的一天，一架飛機在云海上飛行，蘭茂爾和射弗將干冰撒播在云層里，30分鐘后就開始了降雨。第一次真正的人工降雨獲得了成功。后來，美國通用電氣公司的本加特又對蘭茂爾的人工降雨方法進行了改良，他用碘化銀微粒取代干冰，使人工降雨更加簡便易行。蘭茂爾在1957年去世時，終于滿意地看到人工降雨已發(fā)展成為一項大規(guī)模的事業(yè)。人工降雨的發(fā)明，標志著氣象科學發(fā)展到了一個新的水平，但遺憾的是，它也曾被用于非正義的戰(zhàn)爭。如19671972年，美國在侵越戰(zhàn)爭中出動了2600架次飛機進行人工降雨，目的在于截斷"胡志明小道"運輸線，結(jié)果造成山洪暴發(fā)，交通堵塞，其破壞效果超過了常規(guī)轟炸。當然，美國政府這種濫用人工降雨的行徑受到了世界輿論的譴責。為了保護臭氧層，人類簽訂了以減少并逐步停止生產(chǎn)和使用氟氯代烷為目標的保護臭氧層維也納公約、關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書等國際公約 氟氯代烷：氟氯代烷就是人們熟悉的“氟利昂”，氟利昂是英文“Freon”的音譯。由于“Freon”是現(xiàn)今仍保留專利注冊的外國商品名，所以“氟利昂”在教材中不宜使用。氟利昂實際是一類多鹵代烴，主要是含氟和氯的烷烴衍生物，其中最常用的是一氟三氯甲烷（CCl3F，商品名叫氟利昂-11）和二氟二氯甲烷（CCl2F2，商品名叫氟利昂-12）等。因此教材中把氟利昂改稱為學名氟氯代烷。 需要注意的是，破壞臭氧層是氟氯代烷中的氯，而不是氟。氟氯代烷的化學性質(zhì)很穩(wěn)定，它進入大氣后隨氣流上升，在平流層中受紫外線的照射，發(fā)生分解產(chǎn)生氯原子，氯原子可引發(fā)損耗臭氧的反應(yīng)。 氯原子破壞臭氧層的反應(yīng)為：Cl+O3=ClO+O2 ClO+O=Cl+O2 總反應(yīng)為：O+O3=2O2 在反應(yīng)中，Cl原子并沒有消耗，而臭氧分子變成了氧氣分子，Cl原子在其中起了催化劑的作用，每個Cl原子能參與大量的破壞臭氧分子的反應(yīng)。因此，即使逸入平流層中的氟氯代烷不多，但由它們分解出來的Cl原子可長久地起著破壞臭氧的作用。 二：一氧化碳【引言】碳元素有+2和+4價，所以碳的氧化物有一氧化碳和二氧化碳兩種。前面我們已經(jīng)學過二氧化碳的性質(zhì)和制法，今天開始學習有關(guān)一氧化碳的知識?！景鍟恳谎趸紟煟何覀兿葘W習一氧化碳的物理性質(zhì)。【板書】1：一氧化碳的物理性質(zhì)師：同學們一定聽說過煤氣中毒的事例，煤氣中毒實際就是指一氧化碳中毒。它有沒有顏色？有沒有氣味？能否溶于水？生：沒有顏色，但有氣味，不清楚是否溶于水。【展示】盛滿一氧化碳氣體的集氣瓶。（觀察氣體的顏色和狀態(tài)。）生：一氧化碳是無色氣體。【演示】操作：(1)把兩支分別盛滿一氧化碳和二氧化碳的試管倒置在水槽中，用投影儀演示，讓學生觀察水面是否上升。(2)用拇指按住盛一氧化碳的試管口，從水槽中取出試管，松開手指讓一位學生聞氣體氣味（提示用正確的操作方法聞氣味），(3)按(2)同樣操作從水槽中取出另一試管，滴入2滴3滴石蕊試液。【講述】把兩支盛滿氣體的試管倒置在水槽中。如果氣體能溶于水，試管內(nèi)的氣壓減小，大氣壓會把水壓入管內(nèi)，引起液面上升。如果氣體不溶于水，液面不會有變化。你們通過實驗得出什么結(jié)論？生甲：一氧化碳不溶于水，無氣味。二氧化碳能溶于水。生乙：二氧化碳溶于水后，跟水反應(yīng)生成碳酸，使石蕊試液變紅。師：由此說明，平時聞到的煤氣味并不是一氧化碳的氣味。下面請大家填寫下表。顏色氣味狀態(tài)溶解性密廢（與空氣比）COCO2H2（氣體的密度跟空氣的比較可以通過比較氣體的相對分子質(zhì)量和空氣的平均相對分子質(zhì)量29得到。）師：根據(jù)一氧化碳的物理性質(zhì)，我們在實驗室應(yīng)怎樣收集它呢？生：排水集氣法或向下排氣法。師：用向下排氣法行不行？不行，因為一氧化碳無色，無法知道氣體是否集滿，而且一氧化碳有毒，長時間收集會使實驗者中毒?！景鍟?：一氧化碳的毒性和對空氣的污染【講述】之所以引起煤氣中毒，是因為一氧化碳被人吸進肺中，跟血液里血紅蛋白結(jié)合。一氧化碳跟血紅蛋白的結(jié)合能力比氧氣大200倍300倍，造成機體急性缺氧。當一氧化碳在空氣中濃度為002時，人在2 h3h后就會出現(xiàn)頭暈惡心的癥狀；濃度達008時，2h即昏迷；濃度再高，將危及生命。【提問】用化學方程式表示生成CO的兩種途徑。在什么情況下容易發(fā)生一氧化碳中毒？生：2CO22CO，CO2十C2CO學生討論，教師小結(jié)：(1)火爐通風不良，氧氣供給不足。(2)當爐火快熄滅或剛加煤時，火爐里中下層煤炭燃燒產(chǎn)生的二氧化碳向上通過灼熱煤炭會產(chǎn)生較多一氧化碳。因此，我們不宜長時間在密閉房間里使用炭火取暖。師：有人用爐火取暖，為了防止發(fā)生煤氣中毒，在火爐上放一盆水，這樣做行嗎？為什么？生：不行，因為一氧化碳難溶于水。師：有人說只要一聞到煤氣味就把火爐搬出去，就不會造成煤氣中毒這種說法對嗎？為什么？生：不對，因為一氧化碳沒有氣味?！局v述】煤氣中毒的預(yù)防措施和急救措施?！景鍟?：一氧化碳的化學性質(zhì)（1）可燃性師：用煤爐燒水時，水開時常會溢出來，灑在通紅的煤上，會發(fā)生什么現(xiàn)象？ 生：會聽到“嗞”的聲響，同時火苗竄得很高。師：對。這是因為發(fā)生下列反應(yīng)：CH2OCOH2，產(chǎn)生的一氧化碳和氫氣都能燃燒，發(fā)出藍色火焰?！景鍟?CO+O22CO2師：在實驗中看到什么現(xiàn)象？生：一氧化碳能燃燒，發(fā)出藍色火焰，放出大量的熱。生：生成氣體能使澄清的石灰水變渾濁。師：應(yīng)該怎樣鑒別一氧化碳和氫氣？生：把干冷潔凈的燒杯分別罩在兩種點燃氣體的火焰上方，燒杯上有水珠的原氣體是氫氣，另一瓶是一氧化碳。生：也可將沾有石灰水的燒杯分別罩在兩種點燃氣體的火焰上方，燒杯上有白色斑痕的原氣體是一氧化碳，另一瓶是氫氣。評注：認識一氧化碳的可燃性，既能聯(lián)系生活實際，又能從跟氫氣的可燃性和燃燒產(chǎn)物作比較中學活新知識，使舊知識得到復(fù)習、鞏固、深化?！拘〗Y(jié)】由此說明，我們可以利用一氧化碳和氫氣的可燃性，根據(jù)它們?nèi)紵a(chǎn)物不同來鑒別。那么能不能用這一性質(zhì)鑒別一氧化碳和二氧化碳？【板書】（2）一氧化碳的還原性【講述】一氧化碳不僅跟氫氣一樣，有可燃性，也有還原性。原因是它們都奪取含氧化合物中的氧，使其還原?！景鍟緾OCuOCO2Cu師：前面我們已學過氫氣和碳還原氧化銅的兩套實驗裝置。這些裝置是否適用于一氧化碳呢？為什么？用氫氣和碳分別還原氧化銅的實驗裝置圖（學生討論后回答）生：用碳還原氧化銅的裝置不行，因為不能把一氧化碳氣體先裝在試管里跟氧化銅反應(yīng)。用氫氣還原氧化銅的裝置可以。生：用氫氣還原氧化銅的裝置也不行，因為氫氣無毒，一氧化碳有毒，多余氫氣可放出，多余的一氧化碳會使人中毒。師：對。我們要把氫氣還原氧化銅裝置中盛裝氧化銅的試管換成硬質(zhì)玻管（閱讀課本中的實驗圖）。師：從圖中看到把反應(yīng)生成的氣體通入澄清石灰水，生成白色沉淀，證明生成了二氧化碳。但是怎樣證明一氧化碳不能使澄清石灰水變渾濁呢？生：在氣體進入硬質(zhì)玻管前先通入澄清石灰水。師：一氧化碳有毒，因此可用氣球收集尾氣一氧化碳。那么能不能利用燃燒一氧化碳來除去尾氣呢？應(yīng)在盛有石灰水洗氣瓶的導(dǎo)氣管口處安置燃著的酒精燈，使一氧化碳變成二氧化碳?！狙菔尽堪锤倪M意見安裝好CO還原CuO裝置。師：在用氫氣還原氧化銅實驗中，我們必須注意“兩先兩后”，即先通氣再點燃，先熄燈后停氣。一氧化碳也應(yīng)這樣，請敘述理由。生：先通入一氧化碳，趕出試管內(nèi)空氣，避免一氧化碳跟管內(nèi)的空氣混合，受熱而引起爆炸。停止反應(yīng)后，先熄滅酒精燈，仍繼續(xù)通一氧化碳，防止灼熱的銅遇到進入管內(nèi)空氣又生成氧化銅?！狙菔尽恳谎趸歼€原氧化銅的實驗師：實驗中看到哪些現(xiàn)象？生：黑色固體變成紅色固體，生成的氣體能使澄清的石灰水變渾濁。討論(1)此裝置和H2、C還原氧化銅有什么不同？(2)反應(yīng)后生成的紅色粉末是什么？講述】物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途?！景鍟克摹⒁谎趸嫉挠猛編煟阂谎趸伎勺鳉怏w燃料和用來冶煉金屬，請分別說明利用一氧化碳的哪些化學性質(zhì)。【板書】1作氣體燃料（可燃性）2冶煉金屬（還原性）師：工業(yè)上利用一氧化碳的還原性，在煉鐵廠把鐵礦石還原成鐵。完成一氧化碳跟氧化鐵反應(yīng)的化學方程式。生：Fe2O33CO2Fe3CO2小結(jié)】通過本節(jié)學習，我們了解一氧化碳的各種性質(zhì)，它既可能危害人類，又能造福于人民。我們只有掌握物質(zhì)的性質(zhì)，才能合理利用資源，防止污染，保護環(huán)境。一氧化碳、二氧化碳性質(zhì)比較： 對此物項目CO2（有反應(yīng)的寫方程式）CO（有反應(yīng)的寫方程式）備注物理性質(zhì)化學性質(zhì)跟水反應(yīng)跟石灰水反應(yīng)可燃性驗純點燃還原性氧化性CO2 C高溫2CO無毒性不供呼吸，空氣中含量超 10能使人死亡，無毒有劇毒、空氣中1也會死亡