资源简介

课题1 金刚石、石墨和C60
一、教材分析
本课题主要包括两部分内容，分别是碳的单质和单质碳的化学性质。在介绍碳的单质时，教材注意图文结合，密切联系学生的生活实际，并引导学生体会物质的性质和用途之间的关系，帮助学生形成观念：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途。另外，在介绍碳单质时，教材还注意充分反映科技进展，介绍了碳单质的最近研究进展，使学生了解化学学科的价值。 在介绍单质碳的化学性质时，教材注意联系学生的生活实际和已有知识，如利用古代书画引出常温下碳的化学性质不活泼等。单质碳的化学主要介绍了碳与氧气、碳与某些氧化物的反应，这是本课题的教学重点。
二、学情分析
通过前面的学习，学生已有了由现象推知性质、由性质了解用途的思维，但对于结构与性质的关系还不清楚，例如对于金刚石和石墨由于碳原子的排列方式不同而导致的它们的物理性质和用途的巨大差异性的理解可能会感到有一定的困难。
另外，在本节课的教学中，学生容易感觉比较模糊的两点是：
1．由一种元素组成的物质一定是单质吗？
例如，金刚石和石墨混合在一起，虽然只含有碳元素，但金刚石和石墨不是一种物质，它们混合在一起属于混合物。所以说含有同种元素的物质可能是单质，也可能是混合物。
2．“碳”与“炭”一样吗？
学生在书写物质名称时，常常“碳”“炭”不分。造成这种现象的原因是学生对“碳”是指碳元素，即核电荷数为6的一类原子的总称理解不到位。应告诉学生：在描述物质组成时用“碳”，如二氧化碳、一氧化碳、碳酸钙等；而“炭”是指具体物质，一般指木炭、炭黑、焦炭和活性炭等。
三、课时安排
本课程共分为二课时：课时1 碳的单质
课时2 单质碳的化学性质
课时2 单质碳的化学性质
一、教学目标
1. 通过碳的可燃性的学习，知道单质碳的化学性质，认识到化学变化需要一定条件，条件不同，反应就不同。
2. 通过碳的还原性实验，了解还原反应，发展学生问题意识和探究能力。
3. 初步形成“结构决定性质”“性质决定用途”的学科观念。
二、教学重难点
重点：碳与氧气、某些氧化物的反应。
难点：碳与某些氧化物的反应。
三、教学过程
【知识回顾】上节课我们学习了碳的单质，主要研究了金刚石和石墨的结构、物理性质和用途，以及这三者之间的关系，如金刚石的微观结构是立体网状结构，决定了金属的的硬度非常大，且是正八面体形状的固体，而又由于金刚石的硬度大可以用来裁玻璃，作钻机的钻头等。
【过渡】物质的性质分为物理性质和化学性质，上节课主要探究了单质碳的物理性质，那么单质碳又有哪些化学性质呢？其化学性质又与哪些因素有关呢？本节课我们一起来探究。
【图片展示】古代书画作品：东晋王羲之书法、宋代许道宁《关山密雪图》。
【思考】古代书画家用墨（由炭黑等制成）做的古画、写的书法历经千年而不褪色，现在重要的文件和档案也都要求用碳素墨水书写。这说明了什么？
【总结】墨的主要成分是炭黑，说明碳在常温下化学性质稳定，因此碳单质可以用来制碳素墨水。
【知识回顾】木炭在氧气中燃烧的实验。
【讲解】在实验中我们可以观察到，木炭在空气中点燃后，持续红热，在氧气中点燃后，木炭剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热。这说明的碳的什么性质？
【总结】碳具有可燃性，即C+O2CO2。由此也可说明，当外界条件改变时，物质的性质就会发生改变。
【学生活动】交流讨论：冬天在房间里燃煤、烧炭取暖，常发生中毒现象，你知道是什么原因吗？
【总结】碳在空气中燃烧也有可能生成一氧化碳，反应的化学方程式为2C+O22CO。
【讲解】那什么情况下生成二氧化碳或一氧化碳呢？从化学方程式中可以看出，碳和氧气的微粒个数比是1:1时生成二氧化碳，碳和氧气的微粒个数是2:1时生成一氧化碳。可见，生成的产物和氧气的用量有关。当氧气充足时，碳充分燃烧生成二氧化碳；当氧气不充足时，碳燃烧不充分，就会生成一氧化碳。由此可见：反应物浓度或反应条件不同，会决定反应的进行程度或产物的不同。
【总结】单质碳的化学性质——可燃性。
氧气充足，燃烧充分时，碳燃烧生成二氧化碳，即C+O2CO2
氧气不充足，燃烧不充分时，碳燃烧生成一氧化碳，即2C+O22CO
【注意】描述物质的化学性质时，要注意条件哦。如碳在常温下化学性质稳定；碳充分燃烧生成二氧化碳；不充分燃烧时则生成一氧化碳等。
【补充】但无论是生成二氧化碳还是一氧化碳，反应都会放热，所以自古以来，碳被用作燃料。
【讲解】金刚石是碳单质的一种，其化学性质与其他碳单质类似，如在常温下，金刚石的化学性质很稳定，非常经典的一句广告语：“钻石恒久远，一颗永相传”，也说明了其化学性质的稳定性，另外在高温下，金刚石具有可燃性。
【过渡】单质碳在常温下，化学性质不活泼，在点燃的条件下，能与氧气反应，具有可燃性，如果提升温度，碳的化学性质又如何呢？碳单质在高温的条件下还能和某些氧化物发生反应。
如木炭与氧化铜在高温条件下能发生反应，此实验装置中的酒精灯套了金属网罩，其作用就是集中火焰，提高温度。
【实验探究】木炭与氧化铜的反应。
【学生活动】观看实验视频，观察并分析实验现象。
实验现象 结论
黑色粉末变红色 有Cu生成
澄清石灰水变浑浊 有CO2生成
【问题】上述反应的反应物、生成物、条件都已确定，你能写出反应的化学方程式吗？
【学生练习】2CuO＋C2Cu＋CO2↑
【总结】在该实验中，氧化铜失去氧而变成了单质铜。这种含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。在该反应中，木炭是使氧化铜还原为铜的物质，因此说碳具有还原性。
【总结】该实验中有几个地方需引起大家的注意：
①酒精灯加网罩可使火焰集中并提高温度；
②试管口要略向下倾斜；
③装置的气密性要好；
④实验结束时，先撤出导气管，然后再熄灭酒精灯，防止澄清石灰水倒流入热的试管致使试管破裂。
⑤待试管冷却后再把试管内的粉末倒在纸上，防止生成的铜再被氧化成氧化铜。
【讲解】碳具有还原性，在高温条件下可以与某些氧化物发生反应。
2CuO＋C2Cu＋CO2↑
2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑
C＋CO22CO（吸收热量）
前两个反应中，碳能够与金属氧化物反应产生金属单质，因此工业上利用此原理来冶炼金属，
工业上常用焦炭来炼铁。
【总结】单质碳的化学性质。物质的组成、结构决定性质，性质决定用途。因此碳可以作燃料、冶炼金属等。
【学生活动】交流讨论：
1.为什么金刚石和石墨具有不同的物理性质，化学性质却很相似？
2.为什么常温下金刚石和石墨很稳定，升高温度，可以发生反应？
【总结】1.虽然金刚石和石墨是不同的物质，但它们宏观上都是由碳元素组成的，微观上都是由碳原子构成的，元素的化学性质与原子结构的最外层电子数的关系最密切，因此这些物质的化学性质在很大程度上是相似的。
2.碳原子的最外层有4个电子，在常温下，既不易失去也不易得到电子，所以化学性质比较稳定，升高温度会发生化学反应也是由结构所决定的。
所以，无论是物理性质还是化学性质，都可以体现相应的组成与结构。
【课堂小结】
【课堂练习】略
四、板书设计
课题1 金刚石、石墨和C60
第二课时单质碳的化学性质
1．常温下，碳的化学性质不活泼。
2．高温下，碳能跟多种物质反应。
（1）碳与氧气的反应：
C＋O2CO2（充分燃烧）
2C＋O22CO（不充分燃烧）
（2）碳与某些氧化物的反应
2CuO＋C2Cu＋CO2↑
2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑
C＋CO22CO

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