4.2 碳的單質(zhì)

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1、4.2 碳的單質(zhì) 一、教材分析 1、課時(shí)內(nèi)容 本課時(shí)的主要內(nèi)容飽含：碳的同素異形體、無定形碳及活性炭的吸附性、單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì) 2、教學(xué)要求 在學(xué)生學(xué)習(xí)了與人們?nèi)粘Ｉ铌P(guān)系最為密切的氧氣、水之后,再學(xué)習(xí)本章碳和碳的化合物。因?yàn)樘己吞嫉幕衔锸侨藗兩钪杏鲆娮疃嗟奈镔|(zhì)，所以學(xué)生比較了解它們的性質(zhì)和用途，再此基礎(chǔ)上要對(duì)這些繁雜的知識(shí)加以整合和歸納，并為學(xué)習(xí)碳酸鹽與酸反應(yīng)、學(xué)習(xí)高中的有機(jī)物準(zhǔn)備。本節(jié)內(nèi)容通過介紹碳的幾種單質(zhì)主要是金剛石、石墨和木炭不僅可以提高學(xué)生對(duì)有關(guān)物質(zhì)的較完整的認(rèn)識(shí)，如比較熟悉的鉆石、鉛筆、防毒面具等。而且，對(duì)于進(jìn)一步學(xué)習(xí)二氧化碳、一氧化碳、碳酸鈣和甲烷等打下基礎(chǔ)。

2、 3、教材分析 一級(jí)主題 二級(jí)主題 學(xué)習(xí)內(nèi)容 學(xué)習(xí)水平 說明 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 身邊的化學(xué)物質(zhì) 碳的單質(zhì) 碳的同素異形體 B A B 1、同素異形現(xiàn)象、碳的同素異形體 無定形碳及活性炭的吸附性 A A B 2、無定形碳 單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì) B A B 3、單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì) 二、學(xué)情分析 ? ?在學(xué)習(xí)了氧氣性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)室制取方法，初步了解了單質(zhì)碳的組成和結(jié)構(gòu)之后，學(xué)習(xí)碳的化學(xué)性質(zhì)知識(shí)跨度并不大。對(duì)于碳的單質(zhì)，學(xué)生比較熟悉，在日常生活和教材的前幾章里，學(xué)生已經(jīng)獲得了不少有關(guān)碳和碳的氧化物的知識(shí)。耳熟能詳?shù)膹V告：“鉆石恒久遠(yuǎn)一顆永流 ，有利于學(xué)

3、生理解常溫下碳的穩(wěn)定性；學(xué)習(xí)氧氣性質(zhì)時(shí)，親身探究過木炭具有可燃性；這個(gè)班級(jí)的學(xué)生在年級(jí)里比較優(yōu)秀，都具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，對(duì)于同素異形體的概念一點(diǎn)即通。因此，雖然本節(jié)課課時(shí)容量比較大，但是還是把碳單質(zhì)的兩個(gè)化學(xué)性質(zhì)也提到了這節(jié)課中，在學(xué)生已經(jīng)理解并知道的基礎(chǔ)上加以鞏固。 三、教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能 （1）知道金剛石、石墨、C60的物理性質(zhì)，主要用途； （2）知道同素異形現(xiàn)象、同素異形體概念； （3）知道木炭、活性炭等無定形碳的吸附性與用途； （4）理解碳的化學(xué)性質(zhì)──穩(wěn)定性、可燃性。 2、過程與方法 （1）初步學(xué)會(huì)運(yùn)用比較、歸納等方法對(duì)獲取的信息進(jìn)行加工；

4、 （2）通過實(shí)驗(yàn)探究過程，提高實(shí)驗(yàn)的觀察與分析能力。 （3）通過對(duì)金剛石、石墨和C60的學(xué)習(xí)， 初步認(rèn)識(shí)共性、個(gè)性關(guān)系。 3、情感態(tài)度與價(jià)值觀 （1）感受物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)美，進(jìn)一步體會(huì)化學(xué)使生活更美好，提高學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣； （2）能以發(fā)展的觀點(diǎn)看待碳的單質(zhì)，領(lǐng)悟物質(zhì)的多樣性和復(fù)雜性，體會(huì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途的化學(xué)學(xué)科思想。 （3）通過木炭、活性炭吸附作用的實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)生活與環(huán)保離不開化學(xué)，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。 四、教學(xué)重、難點(diǎn) 從碳與氧的親和性角度理解高溫時(shí)碳的化學(xué)性質(zhì) 五、教學(xué)用品 1、多媒體、黑板； 2、實(shí)驗(yàn)儀器：鐵架臺(tái)、漏斗、燒杯、玻璃棒。 實(shí)驗(yàn)藥品：活性炭、

5、紅墨水。 六、教學(xué)流程 (1)創(chuàng)設(shè)情景 引入新課 (3)了解碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途 實(shí) 驗(yàn) (2)介紹無定形碳，體驗(yàn)活性炭的吸附性 (6)討論碳單質(zhì)結(jié)構(gòu)的相同點(diǎn)引出碳的化學(xué)性質(zhì) (5)同素異形體概念的歸納和辨析 模 型 (4)討論：為什么三種碳單質(zhì)的性質(zhì)存在差異？ (9)情景一氧化碳中毒慘劇，引出碳的不充分燃燒 (10)小結(jié) 情 景 (7) 創(chuàng)設(shè)情景，強(qiáng)調(diào)常溫下碳穩(wěn)定，高溫時(shí)才易與氧結(jié)合 (8)總結(jié)碳在高溫時(shí)的化學(xué)性質(zhì) 七、教學(xué)案例 1、教學(xué)過程 教學(xué)內(nèi)容 教師活動(dòng)

6、 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 課題引入 【師】2016里約奧運(yùn)會(huì)成功舉辦，作為一名化學(xué)老師，我用化學(xué)的視角去觀察世界，感受世界。我發(fā)現(xiàn)一個(gè)龐大的家族在其中大顯身手，它是誰的家族呢？ 【幻燈】圖片 【師】現(xiàn)在同學(xué)們可以告訴我這都是哪一個(gè)元素的家族嗎？ 【師】這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)碳氏家族，作為化學(xué)王國(guó)的無冕之王，碳氏家族不僅有著各種化合物，它所率領(lǐng)的單質(zhì)也非常的豐富，今天我們就來領(lǐng)略一下他們的神奇之處。 【觀看】 【答】碳的家族 激發(fā)興趣引入課題 碳 同素異形體 【板書】4.2.1碳 同素異形體 一、無定形碳 【幻燈】直飲水凈化系統(tǒng)中活性炭活躍的身影 【

7、師】活性炭有什么作用呢？ 【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】在盛有紅墨水的燒杯中加活性炭，并進(jìn)行過濾操作，觀察溶液顏色變化 【師】活性炭的內(nèi)部疏松多孔，使得它的表面積非常大， 1克活性炭表面積大概是多少呢？ 【師】有半個(gè)足球場(chǎng)之大，所以它能捕捉到固體雜質(zhì)或氣體。在防毒面具中就有活性炭。 活性炭的來歷——活性炭中含有雜質(zhì) 【幻燈】火桶、徽墨和燒烤等圖片 【師】燒烤用的燃料時(shí)什么物質(zhì)呢？ 【師】這些種種的炭和我們平時(shí)所說的碳有什么區(qū)別？ 【師】這種炭是含有雜質(zhì)的碳，被人們統(tǒng)稱為無定形碳。 【講解】 在碳元素組成的物質(zhì)中，還有一類無定形碳，包括木炭、焦炭、活性炭及炭黑等。（交待：“炭”與“碳”的不同寫法

8、） “碳”是元素的名稱，元素符號(hào)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(shí)使用。如碳元素、碳-60、一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸鈣、碳?xì)浠衔锏??！疤俊眱H在書寫由碳元素組成的無定形碳的名稱時(shí)使用，如木炭、活性炭、焦炭、炭黑等，它們都是混合物。 【過渡】純凈的碳單質(zhì)有金剛石、石墨和C60。 【板書】二、碳的單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途 【師】金剛石在生活中有哪些用途呢？ 【幻燈】金鑲玉獎(jiǎng)牌 【師】金鑲玉獎(jiǎng)牌就是用金剛石刀具切割而成的，金剛石為什么能夠切割堅(jiān)硬的鋼化玻璃呢？ 【師】石墨有什么用途呢？ 【幻燈】射箭圖片 【師】這反映了石墨的什么性質(zhì)？ 【幻燈】無軌

9、電車 【師】為了響應(yīng)綠色世博的理念世博期間上海市內(nèi)重新啟用了多路無軌電車，在電車與電路連接的部位就有石墨滑塊，這利用了它的什么性質(zhì)呢？ 【提問】請(qǐng)你根據(jù)以上例舉的實(shí)例歸納兩種碳單質(zhì)的性質(zhì)和用途 【幻燈】?jī)煞N碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途 【師】物質(zhì)的性質(zhì)和用途之間有什么關(guān)系呢？ 【師】請(qǐng)大家閱讀書上107頁(yè)有關(guān)足球系的介紹?？茖W(xué)家在1985年發(fā)現(xiàn)了一種新的碳單質(zhì)C60，它的應(yīng)用前景很廣泛。 【師】富勒烯還有一個(gè)別名叫——足球烯，展示足球系的結(jié)構(gòu)模型。 【講解】這只球很小，它的中間是空的，但它的中空卻早就了可以填充其他分子的特點(diǎn)，成為一種超導(dǎo)材料。我國(guó)在C60的研究方面也取得了不少的成就

10、。 【提問】金剛石和石墨的物理性質(zhì)差異如何，你有沒有什么疑問？ 【提問】看著足球烯的結(jié)構(gòu)模型，想想老師介紹的用途與它的結(jié)構(gòu)的關(guān)系，你認(rèn)為這種石墨和金剛石的這種差異來自于什么因素？ 【幻燈】展示金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)模型 【提問】結(jié)構(gòu)使得他們表現(xiàn)除了不同的物理性質(zhì)，剩下的兩種模型，哪個(gè)是石墨的，哪個(gè)是金剛石的，哪個(gè)更容易破壞？ 【師】石墨每一層上都有如此對(duì)稱的正六邊形連在一起在平面上無限延伸，而層與層之間結(jié)合得不牢固容易滑動(dòng)所以石墨才很滑很軟容易磨損。 【師】金剛石內(nèi)部的碳原子排列得有規(guī)律嗎？ 【師】金剛石的這種正四面體的結(jié)構(gòu)使得它非常穩(wěn)固——就像金字塔一樣（有學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)

11、），因此表現(xiàn)出來硬度非常大的特性 【師】物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)間有什么關(guān)系嗎？ 【幻燈】關(guān)系 【師】金剛石、石墨和碳60都是由碳元素組成的單質(zhì)，我們稱他們?yōu)橥禺愋误w，誰能總結(jié)通俗異形體的定義，并列舉出一些熟悉的同素異形體 【板書】三、同素異形體 【展示】國(guó)內(nèi)外將逝去的寵物的骨灰制成鉆石的案例 【練習(xí)】石墨和金剛石的轉(zhuǎn)換是什么變化？ 【答】吸附性 【參與實(shí)驗(yàn)并觀察】 紅墨水變無色 【聯(lián)系前景知識(shí)】自來水凈化過程中利用了活性炭的吸附性除去自來水中的色素和氣體。 【答】木炭 【答】略 【聆聽并思考】

12、 【答】飾品、切割玻璃等等…… 【答】金剛石硬度大——它是天然界存在的硬度最大的物質(zhì)。 【答】略 【答】石墨很軟，滑膩 【答】石墨不僅滑膩，還具有良好的導(dǎo)電性 【思考、討論】 以小組的形式歸納總結(jié) 【思考、討論】 性質(zhì)決定用途，用途反映性質(zhì)。 【閱讀、思考、觀察、交流】 它們都是同一種元素組成的單質(zhì)，為什么性質(zhì)差異這么大呢？ 由足球烯的微觀模型的認(rèn)識(shí)，結(jié)合教師對(duì)其性質(zhì)的介紹，提出結(jié)構(gòu)與性質(zhì)相關(guān)的猜想。 回答問題 【聆聽、觀察、思考】

13、 【答】氧氣和臭氧、紅磷和白磷（有學(xué)生提出了水和雙氧水）教師強(qiáng)化同種元素的概念——同素異形體必定都是單質(zhì)。 【答】化學(xué)變化 通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)與用途之間的聯(lián)系 鍛煉閱讀、歸納能力 通過自主觀察，規(guī)范化學(xué)用語(yǔ) 通過金剛石、石墨、C60的組成、性質(zhì)、用途的認(rèn)識(shí)，理解同素異形體的概念 通過實(shí)驗(yàn)了解木炭的吸附作用和用

14、途，感受化學(xué)的魅力 學(xué)會(huì)類比的學(xué)習(xí)方法。 通過細(xì)致地分析石墨與金剛石的微觀結(jié)構(gòu)模型，真正從微觀的角度認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的化學(xué)思想。 激發(fā)學(xué)生興趣，也讓學(xué)生切實(shí)理解同素異形體是不同的物質(zhì)，轉(zhuǎn)化是化學(xué)變化。 碳的化學(xué)性質(zhì) 【提問】剛才從碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)中找到了不同點(diǎn)，他們的結(jié)構(gòu)里有沒有相同點(diǎn)呢？ 【過度】他們的結(jié)構(gòu)中都含有碳原子的，所以他們具有一些相同的化學(xué)性質(zhì)。 【板書】四、碳的化學(xué)性質(zhì) 【師】既然，碳很愿意結(jié)合氧為什么人們還要用這樣的語(yǔ)言贊美他們呢？ 【幻燈】鉆石恒久遠(yuǎn)，一顆永流傳，國(guó)畫恒久遠(yuǎn)，

15、一幅永流傳？ 【師】這反映了常溫下碳具有什么樣的性質(zhì)？ 【板書】1、常溫下穩(wěn)定性 【提問】你能說說碳的這一穩(wěn)定性在生活中的體現(xiàn)嗎？ 【師】碳在常溫時(shí)具有穩(wěn)定性，什么情況下喜歡結(jié)合氧？ 【師】木炭能夠燃燒，金剛石能燃燒嗎？ 【視頻】金剛石燃燒的視頻 【師】金剛石燃燒生成什么呢？ 【生】二氧化碳 【師】是金子就能發(fā)光，是碳就能燃燒！ 【情景】貴州五男生在垃圾桶點(diǎn)火取暖，致死亡。 【師】使他們死亡的真正元兇是誰？說明碳和氧氣燃燒還會(huì)產(chǎn)生什么？ 【師】氧氣不足的情況下會(huì)產(chǎn)生可燃的有劇毒的一氧化碳?xì)怏w。碳與氧氣的質(zhì)量比不同，產(chǎn)物也不同。這體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科中的量變引起質(zhì)變。碳與

16、氧結(jié)合的反應(yīng)一定要注意反應(yīng)的條件。 氧氣充足時(shí) 【板書】2、可燃性： 氧氣不足時(shí) 【師】這節(jié)課我們運(yùn)用對(duì)比的方法找到了碳單質(zhì)結(jié)構(gòu)中的不同點(diǎn)，知道了同一種元素可以形成不同的單質(zhì)，而且他們的性質(zhì)和用途也是豐富多彩的，結(jié)構(gòu)中的相同點(diǎn)也使得碳單質(zhì)具有一些相同的化學(xué)性質(zhì)。物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途是化學(xué)研究的主旋律。 【小結(jié)】 物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)物質(zhì)的性質(zhì) 物質(zhì)的用途 【答】都由碳原子構(gòu)成 【聯(lián)系事例】 列舉生活中的事例，領(lǐng)會(huì)碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。 【思考并回答】 【猜測(cè)】

17、 【聯(lián)系實(shí)際并回答】產(chǎn)生了一氧化碳，它有毒， 【練習(xí)】 C ＋ O2 CO2 2C ＋ O2 2CO 【談收獲】 通過事例認(rèn)識(shí)碳的穩(wěn)定性 探究金剛石能否燃燒的實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的興趣。 理解條件對(duì)物質(zhì)所發(fā)生的變化的影響 2、板書設(shè)計(jì) 4.2.1碳 同素異形體 一、無定形碳：含有雜質(zhì)的炭、活性炭的吸附性 二、碳的單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途 三、同素異形體 四、碳的化學(xué)性質(zhì) 1、常溫下穩(wěn)定性 氧氣充足時(shí) 2、可燃性：

18、 氧氣不足時(shí) 八、教學(xué)反思 本節(jié)課以今年召開的南京青奧會(huì)為大背景，引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)重點(diǎn)碳單質(zhì)和和同素異形體的內(nèi)容，并時(shí)刻緊扣這個(gè)主題，環(huán)環(huán)都與化學(xué)知識(shí)在生活中的應(yīng)用相扣，目的就是時(shí)刻抓住學(xué)生的興趣和注意力。教學(xué)中用學(xué)生感興趣的圖片、資料引入課題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情；通過簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)、閱讀教材內(nèi)容、交流，既幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與用途之間的聯(lián)系，又鍛煉閱讀、分析、歸納能力，還體驗(yàn)了學(xué)習(xí)化學(xué)的魅力。 教學(xué)中通過列舉生活中使用碳單質(zhì)的事例，組織學(xué)生討論單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)，同時(shí)配置適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)裝置、操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)，認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)，幫助形式

19、建立新的概念，這樣由學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，層層推進(jìn)的方法，符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，學(xué)生學(xué)得比較輕松，效果良好。 不足之處：七班同學(xué)普遍學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，而金剛石和石墨的相關(guān)知識(shí)在自然科學(xué)課上也已經(jīng)學(xué)習(xí)過了。而我在教學(xué)過程中又有點(diǎn)著急，急于替學(xué)生回答，沒有預(yù)留出充足的時(shí)間讓學(xué)生思考并回答，課堂上回答問題的氣氛不夠熱烈。以后的教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)將學(xué)生已經(jīng)了解和熟知的知識(shí)加以縮減，更加偏重到新的知識(shí)點(diǎn)上，應(yīng)用學(xué)生的“已知”引出這節(jié)課的未知，從而起到訓(xùn)練學(xué)生知識(shí)遷移能力的作用。 在課堂鞏固練習(xí)方面，可以再放慢一點(diǎn)節(jié)奏，給足學(xué)生思考的時(shí)間。問題設(shè)計(jì)方面，應(yīng)該將重點(diǎn)內(nèi)容——同素異形體的概念和理解挖得更深一點(diǎn)，設(shè)計(jì)一些能夠引發(fā)學(xué)生思考和討論的有效問題，預(yù)留足夠的時(shí)間進(jìn)行討論，真正激活課堂氣氛，使每一個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)和同學(xué)或者老師交流。 課后的結(jié)束語(yǔ)和課堂鞏固練習(xí)的位置應(yīng)該調(diào)換一下，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣的結(jié)束語(yǔ)結(jié)束整節(jié)課，使課堂的完整性更好。