资源简介

第六单元　碳和碳的氧化物
课题1　碳单质的多样性
第1课时　碳的单质
1．核心素养
(1)了解金刚石和石墨的物理性质和主要作用。
(2)知道不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质。
(3)以碳的单质为载体，引导学生形成观念：①物质的性质在很大程度上决定了物质的用途；②科学发展是无止境的。
2．教学重点
金刚石、石墨、木炭和活性炭的物理性质和用途。
3．教学难点
物质的结构与性质、性质与用途的关系。
4．教学建议
【建议1】有关物质的结构与性质、性质与用途的关系。
(1)观察下列图片，总结物质的结构与性质的关系。
(2)石墨为什么能作干电池的电极？石墨为什么可制铅笔芯？用金刚石制玻璃刀利用了它的什么性质？
(3)通过对问题(2)的理解，请你总结一下物质的性质和用途的关系。
(4)你知道为什么食品包装用氮气作保护气，金属铜能作导线，H2O和H2O2的组成元素相同而性质却不同吗？
【建议2】比较木炭和活性炭吸附性的强弱。
教师演示木炭吸附性实验，同时做一个活性炭吸附性的对比实验：取两个50 mL的烧杯，各加入20 mL蒸馏水，然后各滴入2滴红墨水，分别放入相同质量的木炭和活性炭，比较溶液中红色褪去所需的时间，进而确定两者吸附性的强弱。
教学过程
一、情景导入
【师讲解】物质是由元素组成的。例如氧气是由氧元素组成的，氢气是由氢元素组成的，水是由氢、氧两种元素组成的。不同的元素组成不同的物质。那么，有没有同一种元素组成不同种物质的例子呢？
【师问】氧元素能组成哪些单质？
【师问】磷元素能组成哪些单质？
【师问】由此说明什么？
【师讲解】碳元素能不能组成不同的单质呢？研究表明：金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。今天，我们就来学习金刚石、石墨和C60。
二、合作探究
探究点①　碳的单质
(1)金刚石
【提出问题】通过前面的学习，我们知道不同的元素可以组成不同的物质，如氧气是由氧元素组成的，氢气是由氢元素组成的，那么，同种元素可以组成不同的物质吗？
【归纳总结】同种元素可以组成不同的物质，如氧气和臭氧(O3)都是由氧元素组成的，红磷和白磷都是由磷元素组成的。
【过渡】金刚石、石墨和C60是庞大的碳家族成员，它们均是由碳元素组成的单质。
【投影展示】
【归纳总结】纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体。金刚石是天然存在的最硬的物质，故其可用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属等。
(2)石墨
【过渡】金刚石对光有折射和散射作用，但同样由碳元素组成的石墨和金刚石相比，外表要暗淡许多。同样是由碳元素组成的，石墨会有哪些不同的性质呢？同学们请用铅笔刀削点铅笔芯粉末，用手触摸一下有何感觉？
【课堂实验】验证石墨的导电性。
【提供器材】利用实验材料(2B铅笔芯、干电池、导线、小灯泡)设计实验，探究石墨的导电性。(教师巡视指导)
【思考】通过实验和阅读教材，完成下表。
物质性质 用途
石墨
颜色 形状 硬度 导电性
　　【提出问题】生活中可能会接触到木炭、活性炭、焦炭、炭黑等物质，这些物质的主要成分也是碳单质，它们的结构与石墨类似，它们都具有哪些主要性质呢？
【演示实验】如图所示，在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色。投入几块烘烤过的木炭(或活性炭)，轻轻振荡锥形瓶，观察现象。
【归纳总结】
现象 水的颜色逐渐变浅，最终褪为无色
分析 木炭(或活性炭)具有吸附性，吸附了水中的色素，色素减少，导致水的颜色逐渐变浅直至无色
　　【讨论交流】物质的性质决定用途，根据木炭(或活性炭)具有很强吸附性这一性质，你能推测出木炭(或活性炭)有哪些用途吗？
【归纳总结】木炭可用来吸附食品或工业产品里的色素，也可以吸附异味。活性炭的吸附作用比木炭强，主要用途如下：①作防毒面具里的滤毒罐；②作冰箱的除味剂；③作制糖工业的脱色剂。
【演示实验】将一根2B铅笔的铅笔芯和导线连接在一起，接上电池和灯泡，电路接通后，观察灯泡是否发亮。
【提出问题】结合物理学中的相关知识，想一想灯泡为什么会发亮？
【归纳总结】石墨具有良好的导电性。
【讨论交流】石墨具有良好的导电性，在生产、生活中用途很广。列举出生活中利用石墨导电性的一些实例。
(3)C60
【过渡】随着科技的发展，新形态的碳单质逐渐被人们发现，其中发现较早并已在研究中取得重要进展的是C60。
【归纳总结】每个C60分子由60个碳原子构成，形似足球，又被称为足球烯。
【拓展延伸】金刚石、石墨和C60的性质比较及用途：
物质 金刚石 石墨 C60
物理性质
外形 无色透明、正八面体形状的固体 深灰色、不透明的细鳞片状固体 形似足球
光泽 加工研磨后有璀璨夺目光泽 有金属光泽
硬度 天然存在的最硬的物质 很软
用途 裁玻璃、做钻头、做装饰品等 做铅笔芯、电极、润滑剂等 做超导体、制备新材料等
探究点②　碳单质物理性质差异的原因
【提出问题】金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，但它们的物理性质却存在很大的差异，这是为什么呢？
【投影展示】金刚石、石墨和C60的微观结构模型。
【归纳总结】金刚石、石墨和C60的物理性质存在很大差异的原因是碳原子的排列方式不同。
【讨论交流】结合金刚石、石墨、木炭、活性炭及C60的性质和用途，讨论物质的性质与用途之间的关系。
【归纳总结】
物质的结构性质用途。
板书设计
课题1　碳单质的多样性
第1课时　碳的单质
课堂检测
完成相关的练习。
教学反思
成功之处 本堂课在教学中设法把课堂练习融入社会生活，将学生引入广阔的生活实践，培养学生用化学的眼光来观察世界、实践生活，在生活中学化学，使学生真正体验到知识的价值，提升学生课堂学习的自觉性和主动性。
不足之处 学生生活的经验较少，联系的生活实例不够丰富。
第2课时　碳单质的化学性质
1．核心素养
(1)了解碳在常温与高温下表现出的不同化学性质。
(2)熟悉碳在不同条件下的燃烧产物。
(3)通过对碳的不同单质有不同用途的讨论，体会物尽所用、人尽其才的道理。
2．教学重点
碳的化学性质——可燃性、还原性。
3．教学难点
碳跟氧化铜等金属氧化物的反应表明碳具有还原性。
教学过程
一、情景导入
广告词“钻石恒久远，一颗永流传”的出现，使钻戒成了婚礼的必备，成了爱意和忠诚的象征。虽然钻石实际上也会被损伤或者掉色，但依然被称为永恒完美品质。所以钻石被当作浪漫爱情的象征。你知道这是为什么吗？这说明单质碳有哪些化学性质呢？
【讲解】上述现象与碳的化学性质有关，说明了在常温下，碳的化学性质不活泼。
二、合作探究
探究点①　单质碳的稳定性
【提问】是什么决定了碳在常温下化学性质不活泼呢？能决定元素化学性质的是什么？
【总结】碳原子最外层有4个电子，它要成为相对稳定结构，得4个电子或失4个电子都不容易，所以化学性质不活泼。
探究点②　单质碳的可燃性
【过渡】如果升高温度，碳是否会发生反应？回忆木炭在氧气中燃烧的实验，写出发生反应的化学方程式，说出反应的现象。
【思考】冬季有些人为了抵御严寒，常将门窗紧闭，用煤炉取暖，经常发生煤气中毒事件。你知道这是为什么吗？
【点拨】当氧气不充足时，碳燃烧就不充分，这时生成一氧化碳，放出热量。反应的化学方程式为2C＋O22CO，这是碳的化学性质之一——可燃性
【总结】氧气不充足，碳不完全燃烧生成有毒的气体CO。反应物的含量决定了生成物的种类，例如碳在氧气充足和不充足情况下燃烧产物是不一样的。
探究点③　木炭还原氧化铜的实验
【过渡】碳与氧气反应，既可生成CO2，又可生成CO。那么，碳能否与氧化物(氧化铜)反应，即碳能否夺得氧化铜中的氧呢？
按照教材的方法演示实验6－2。
实验现象
　　【问题探究】哪些现象证明木炭和氧化铜发生了化学反应？反应生成了什么物质？
【归纳总结】实验中黑色粉末变为红色，说明生成了新物质铜；澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳。发生反应的化学方程式为C＋2CuO2Cu＋CO2↑。
【继续探究1】实验中酒精灯火焰上加网罩起什么作用？实验完毕后为什么要先撤出导气管，后熄灭酒精灯。
【归纳总结】酒精灯加网罩是为了使火焰集中并提高温度；先撤出导管，后熄灭酒精灯，是为了防止石灰水倒吸入热的试管中，使试管炸裂。
【继续探究2】在碳与氧化铜反应的过程中表现出碳的什么化学性质。
【归纳提升】在碳与氧化铜的反应中，氧化铜失去氧而变成单质铜。这种含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有还原性。碳还能还原氧化铁和二氧化碳，化学方程式分别为2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑、C＋CO22CO。利用碳的还原性，在工业上可以冶炼金属。
【课堂小结】碳的原子结构决定碳在常温下化学性质的稳定，随着温度的升高，碳的活泼性增强，具有可燃性和还原性。重点掌握碳的还原性及有关实验装置。
板书设计
课题1　碳单质的多样性
第2课时　单质碳的化学性质
教学反思
成功之处 本堂课在教学中尽可能多结合实例，激发学生学习的兴趣，引导学生思考，以学生为主体，教师为主导，讲练结合。教学中注重对学法的指导，关注学生对知识的掌握情况。
不足之处 教材中对碳的用途资料偏少，缺少学生自主查阅资料的环节。

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