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1、2022年高中化學(xué) 第3章 自然界中的元素 第1節(jié) 碳的多樣性教案 魯科版必修1
【引入】在初中我們接觸過碳,知道碳既是構(gòu)成生物體的基本元素,又是構(gòu)成地殼中巖石和化石燃料的主要元素。碳以多種形態(tài)存在于自然界中。今天,我們一起來感受碳的多樣性。
【指導(dǎo)閱讀】 閱讀P60第一部分:多種多樣的碳單質(zhì)。
【展示模型】 展示C60、石墨、金剛石的球棍模型
【設(shè)問】 通過初中的學(xué)習(xí)和剛才的閱讀,你已獲得了有關(guān)碳單質(zhì)的哪些內(nèi)容?你還有哪些疑問?(該部分內(nèi)容由學(xué)生歸納,老師點(diǎn)評)
已經(jīng)了解的知識和可能提出的問題歸納如下:
1、 三者的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(簡單介紹碳原子的排列情況);
2、 同素異形體的概念
2、。(由同一種元素組成的性質(zhì)不同的幾種單質(zhì),叫做該元素的同素異形體)。
3、 碳的各種單質(zhì)的物理性質(zhì)相異的主要原因是什么?(碳原子的排列不同,在這里可以采用比喻的方法,把碳原子比喻為建筑用的磚,把金剛石、石墨、C60比喻成用磚蓋成的建筑物,用相同的磚但不同的方式蓋成的建筑物,其外型不同,牢固程度可能會存在較大差異。)
4、 碳的各種單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)是否相同?為什么?(相同。因?yàn)橛赏N元素組成。)
5、 如何證明石墨、金剛石都是由碳元素組成?(介紹史實(shí):1797年英國化學(xué)家錢南為了測出金剛石的成分,做了一個非常昂貴的實(shí)驗(yàn)。他將金剛石放在密閉的、充滿氧氣的箱子里進(jìn)行燃燒(箱子是純金制的),結(jié)果卻令
3、人非常意外—箱子里的氣體成分竟然是二氧化碳。)
<思考>:為了證明金剛石是由碳元素組成的,錢南測出生成氣體的成分是CO2后,還需測定其他數(shù)據(jù)嗎?
6、了解C60、碳納米管的相關(guān)知識。建議課前布置任務(wù),課堂上讓學(xué)生交流。老師做好表現(xiàn)性評價記錄。
【過渡】 盡管碳元素有多種同素異形體,但它在自然界主要是以化合物的形式存在的。例如:蛋白質(zhì)、淀粉、天然氣等有機(jī)化合物;CO2、碳酸鹽等無機(jī)化合物。下面,我們一起來探討有著重要用途的兩種含碳無機(jī)化合物——碳酸鈉、碳酸氫鈉。
【方法導(dǎo)引】 你已經(jīng)知道了碳酸鈣的化學(xué)性質(zhì),碳酸鈉和碳酸氫鈉是否具有類似的化學(xué)性質(zhì)呢?(引導(dǎo)學(xué)生通過對比類似物質(zhì)性質(zhì)的方法來預(yù)
4、測和設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案,避免實(shí)驗(yàn)的盲目性。)
【活動探究】 Na2CO3 和 NaHCO3 的化學(xué)性質(zhì)。
<實(shí)施步驟>:
1、分組(將學(xué)生每四人分為一組,建議提前完成分組)
2、提出假設(shè)
3、探討實(shí)驗(yàn)方案
4、實(shí)驗(yàn)并做好記錄
5、找兩個小組匯報活動成果,教師做好表現(xiàn)性評價。
【歸納點(diǎn)評】根據(jù)匯報成果由學(xué)生歸納Na2CO3 和 NaHCO3的化學(xué)性質(zhì),教師點(diǎn)評并板書。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
加熱
NaHCO3+
5、NaOH=Na2CO3+H2O
2NaHCO3======Na2CO3+H2O+CO2↑
<練習(xí)>:寫出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式。
【問題討論】
(1) 如何鑒別一種固體物質(zhì)是Na2CO3還是NaHCO3?
(2) 碳酸鹽和碳酸氫鹽之間如何轉(zhuǎn)化?
碳酸氫鹽
H2CO3
加熱,加堿
碳酸鹽
(3)Na2CO3 和 NaHCO3化學(xué)性質(zhì)不同的原因是什么?
【活動探究建議】教師需要充分預(yù)計到探究活動中出現(xiàn)的各種情況以及解決的方法,試劑、儀器的準(zhǔn)備要為學(xué)生的探究提供完全開放的環(huán)境。例如:
1、 實(shí)驗(yàn)藥品應(yīng)多提供幾種常
6、見的酸供學(xué)生選擇,應(yīng)提供一些鹽(如氯化鋇等)溶液。
2、 提供的Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、鹽酸的物質(zhì)的量濃度應(yīng)該有相同,有不同,供學(xué)生做對比實(shí)驗(yàn)時選擇。(例如:學(xué)生可能會做實(shí)驗(yàn)對比生成氣體的速率,進(jìn)而討論生成氣體速率不同的原因。)
3、 因?yàn)镹aHCO3溶液與NaOH溶液的反應(yīng)無明顯現(xiàn)象,故應(yīng)設(shè)計實(shí)驗(yàn)進(jìn)行證明。
4、 對上述各項有進(jìn)行或進(jìn)行得較好的小組或個人給予充分的肯定并記錄在檔案袋中。
第二課時
【復(fù)習(xí)提問】 Na2CO3 和 NaHCO3的化學(xué)性質(zhì)有哪些?
【引入新課】通過前面的學(xué)習(xí),我們知道碳及其化合物間可以相互轉(zhuǎn)化。那么,在自然界和生產(chǎn)、生活中碳及其化合物間是怎
7、樣轉(zhuǎn)化的呢?
【指導(dǎo)閱讀】 閱讀P64-66 自然界中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化。
【討論交流】學(xué)生交流,教師點(diǎn)評并做好表現(xiàn)性評價。
(1)CO2是通過哪些途徑進(jìn)入大氣中的?
(2)海水中的含碳物質(zhì)是從哪里來的?
(3)若大氣中沒有CO2會怎么樣?CO2過量又會怎么樣?
【過渡】 碳的化合物在自然界中的轉(zhuǎn)化創(chuàng)造了許多奇跡,自然界中美妙的石筍、鐘乳石和石柱的形成,都與這種轉(zhuǎn)化密切相關(guān)(展示一些有關(guān)溶洞的圖片)。下面,我們用實(shí)驗(yàn)來模擬溶洞的形成。
【活動探究】 通過閱讀材料,討論溶洞形成的原因,設(shè)計和實(shí)施簡單的實(shí)驗(yàn)--模擬溶洞的形成。
<實(shí)施步驟>:
1、指導(dǎo)閱讀P65-
8、模擬溶洞的形成。
2、討論溶洞形成的原因
3、設(shè)計模擬實(shí)驗(yàn)的方案
4、實(shí)施模擬實(shí)驗(yàn)
5、完成下列表格
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
有關(guān)的化學(xué)方程式
(或離子方程式)
6、通過模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步體會鐘乳石、石柱的形成過程。
【指導(dǎo)閱讀】 閱讀P66-67 -生產(chǎn)和生活中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化。
【交流研討】 學(xué)生通過交流、研討,回答下列問題:
1、描述高爐煉鐵過程中碳元素所發(fā)生的化學(xué)變化,寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。
2、用化學(xué)反應(yīng)方程式描述下面轉(zhuǎn)化過程,指出所發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的氧化劑和還原劑。
C
CO CO2
3、水垢的主要成分是什么?它是怎樣形成的?如何除去水壺中的水垢?寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式
4、在生產(chǎn)和生活中還有哪些碳及其化合物間轉(zhuǎn)化的實(shí)例?
【概括整合】 學(xué)生自主完成P68的概括??整合。
【布置作業(yè)】P69 1、2、3、4。
【研究性學(xué)習(xí)課題】 查找氮循環(huán)的資料,小組合作畫出氮循環(huán)圖示,寫出短文。重點(diǎn)說明氮循環(huán)中涉及到哪些含氮元素的物質(zhì),它們是如何轉(zhuǎn)化的?