資源簡(jiǎn)介

第五章 燃料
5.2 組成燃料的主要元素——碳
設(shè)計(jì)說明 通過課件展示金剛石、石墨等碳單質(zhì)用途的圖片，創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生迅速融入學(xué)習(xí)情景中，并且在學(xué)生交流探討過程中，通過語言的表達(dá)，學(xué)生的思想互相“碰撞”，比較好地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。注重培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的體驗(yàn)、探究和參與。作為學(xué)生必備的學(xué)習(xí)用品—鉛筆，其中蘊(yùn)含著豐富的化學(xué)知識(shí)。課堂上教師能緊密的聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際，變演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生主動(dòng)參與的分組探究實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在親身體驗(yàn)的過程中理解石墨的“導(dǎo)電性”，充分體現(xiàn)了新課程的理念和我校化學(xué)組的研究課題：自主、合作、探究，也讓學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)的樂趣。使學(xué)生真正領(lǐng)悟到化學(xué)的無處不在：“生活處處皆化學(xué)”。 教學(xué)目標(biāo) 【知識(shí)與技能】 1.知道石墨、金剛石等碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途。 2.進(jìn)一步認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)與用途的關(guān)系。 3.進(jìn)一步認(rèn)識(shí)物質(zhì)的多樣性。 4.了解碳的單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。 5.知道一氧化碳的可燃性和毒性。 【過程與方法】 通過各種碳單質(zhì)的的性質(zhì)和用途關(guān)系的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生用變化與聯(lián)系的觀點(diǎn)分析化學(xué)現(xiàn)象，解決一些簡(jiǎn)單化學(xué)問題的能力。 【情感、態(tài)度與價(jià)值觀】 1.通過對(duì)碳單質(zhì)、一氧化碳可燃性等的學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。 2.通過對(duì)碳單質(zhì)、一氧化碳可燃性及用途、毒性等的學(xué)習(xí)，使學(xué)生感受化學(xué)與生活和社會(huì)發(fā)展的密切關(guān)系。 3.通過對(duì)一氧化碳用途和危害的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)“一分為二”等辯證唯物主義觀點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生關(guān)注社會(huì)問題意識(shí)、環(huán)保意識(shí)、安全意識(shí)等。 重點(diǎn)難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 常見碳單質(zhì)的物理性質(zhì)、用途；碳的燃燒產(chǎn)物。 教學(xué)難點(diǎn) 碳、二氧化碳、一氧化碳之間的轉(zhuǎn)化、有關(guān)化學(xué)方程式的書寫。 教學(xué)方法 實(shí)物展示、多媒體呈現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)探究、模型展示、對(duì)比歸納、分析推理。 教具、學(xué)具 計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)系統(tǒng)、CAI課件等。 授課時(shí)數(shù) 1課時(shí) 教學(xué)過程 導(dǎo)入新課 【復(fù)習(xí)引入】上一節(jié)課中我們學(xué)習(xí)了氫氣，為什么說氫氣是潔凈、理想的高能燃料？ 【學(xué)生回答】氫氣燃燒的熱值高，燃燒產(chǎn)物是水，無污染。 【設(shè)問】日常生活中用的燃料是氫氣嗎？你能說出日常生活和生產(chǎn)中用到的燃料嗎？ 【學(xué)生思考】常用的燃料有煤油、石油、煤、柴油，天然氣。 【教師小結(jié)】這些燃料中都含有同一種元素——碳。 講授新課 一、幾種碳單質(zhì) 【ppt展示】鉆石、玻璃刀、鉆頭圖片。 【教師講解】這些物件中都含有一種物質(zhì)——金剛石。這些物質(zhì)有什么共同特點(diǎn)呢？ 【學(xué)生回答】硬度大。 【教師講解】金剛石是自然界中最硬的物質(zhì)，可以用來做磨料、地質(zhì)勘探的鉆頭和裁玻璃的刀。金剛石是無色透明的晶體，經(jīng)過琢磨加工，折光性強(qiáng)，光彩奪目，可以制成貴重的金屬制品。 【視頻展示】金剛石的用途 【過渡】金剛石是碳單質(zhì)家庭中最璀璨奪目的、最稀有和昂貴的，同為碳元素組成的單質(zhì)，石墨和金剛石相比外表要暗淡許多，請(qǐng)同學(xué)們觀看石墨的圖片。石墨是深灰色、有金屬光澤、不透明的片狀固體。為什么能用石墨制作鉛筆芯 鉛筆芯里含鉛（Pb）嗎 鉛筆是我們最熟悉的學(xué)習(xí)用品，由于石墨太軟，只用石墨制作鉛筆芯，易斷又易磨損，所以加入黏土。鉛筆里面其實(shí)不含鉛，是石墨和黏土混合而成的。 請(qǐng)用手指在鉛筆芯上研磨幾下后，你有什么感覺？ 【學(xué)生體驗(yàn)并回答】石墨具有滑膩感。 【教師講解】石墨具有滑膩感，因此可以做潤滑劑。如果有一把長(zhǎng)期不用而生銹的鐵鎖，怎樣輕易打開它呢？想一想。 【學(xué)生回答】把鉛筆芯的粉末放到鎖孔里。因?yàn)殂U筆芯的成分里有石墨，石墨具有潤滑性，可以做潤滑劑。 【教師提問】鉛筆芯的成分里含有石墨，鉛筆芯有沒有導(dǎo)電性？ 【演示實(shí)驗(yàn)】將鉛筆芯連接在電路中，觀察小燈泡是否發(fā)光。 【討論小結(jié)】石墨有導(dǎo)電性 【歸納總結(jié)】金剛石和石墨的物理性質(zhì)和用途 碳單質(zhì)物理性質(zhì)用途金剛石無色透明，折光性強(qiáng)鉆石首飾硬度大（自然界中硬度最大）玻璃刀、鉆頭石墨色黑，質(zhì)軟鉛筆芯導(dǎo)電性電極有滑膩感潤滑劑
【設(shè)問】通過小結(jié)發(fā)現(xiàn)金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質(zhì)，但是為什么這兩種物質(zhì)在物理性質(zhì)上卻有著那么大的差異？ 【實(shí)物展示】金剛石、石墨模型 【討論小結(jié)】金剛石和石墨物理性質(zhì)差異大的原因是碳原子的排列方式不同。 【觀察并講述】通過展示金剛石、石墨球棍模型，講解兩者原子之間的排布特點(diǎn)，宏觀體會(huì)兩種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從而初步理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。 【實(shí)物展示】C60模型 【教師講解】C60分子是一種由60個(gè)碳原子構(gòu)成的分子。它形似足球，這種足球結(jié)構(gòu)的碳分子很穩(wěn)定，叫足球烯，也稱富勒烯。C60具有超導(dǎo)性、常態(tài)下不導(dǎo)電等性質(zhì)，可用作新型高效的催化劑、制造光學(xué)材料、高分子材料，以及在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)上有廣泛應(yīng)用：它的衍生物有可能在防治艾滋病的研究上發(fā)揮作用。 【討論交流】通過對(duì)金剛石、石墨和C60的用途、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，他們之間有什么關(guān)系？ 【教師總結(jié)】結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途 【設(shè)問過渡】既然金剛石和石墨都是由碳元素組成的、由碳原子構(gòu)成的物質(zhì)，其物理性質(zhì)方面的差異只是因?yàn)樘荚拥呐帕蟹绞讲煌Ｄ敲茨芊裨O(shè)法通過改變碳原子之間的排列方式，使石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸兀?【閱讀與思考】學(xué)生閱讀教材第131頁知識(shí)視窗第一段內(nèi)容。 【交流總結(jié)】在一定條件下，石墨可以轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸@一過程是化學(xué)變化。 【過渡】金剛石、石墨還有幾位其貌不揚(yáng)，但個(gè)個(gè)身懷絕技的小兄弟，它們就是活性炭、木炭、焦炭、炭黑等。那么這幾種物質(zhì)是不是也和金剛石、石墨一樣，是碳的單質(zhì)，屬于純凈物。 【閱讀自學(xué)】學(xué)生閱讀課本第130頁第三段“無定形碳”的概念。 我們?cè)谒膬艋锾岬竭^活性炭，氧氣的性質(zhì)中提到過木炭，石蠟不充分燃燒會(huì)產(chǎn)生炭黑，是一種黑色的極細(xì)粉末，以及第六章中將要學(xué)習(xí)的冶煉金屬，焦炭的主要用途是冶煉金屬，是工業(yè)上冶煉生鐵的一種原料。 【學(xué)生思考】1、活性炭為什么會(huì)具有吸附性呢？ 2、你認(rèn)為吸附的過程是物理變化，還是化學(xué)變化呢？你的根據(jù)是什么？ 【學(xué)生回答】 1.活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，有很強(qiáng)的吸附能力。 2.吸附過程發(fā)生物理變化，因?yàn)闆]有新物質(zhì)生成。 【歸納小結(jié)】幾種常見無定形碳的比較 名稱顏色、狀態(tài)用途木炭灰黑色多孔固體冶金和生活中的常用燃料活性炭灰黑色多孔顆粒狀固體可作防毒口罩中的濾毒層、防毒面具的濾毒罐、凈水過濾器的吸附材料等焦炭淺灰色固體冶金和生活的常用燃料炭黑極細(xì)的黑色粉末制作墨汁等
【說明】碳與炭的區(qū)別：“碳”表示元素，“炭”表示由碳元素組成的具體物質(zhì)。 【過渡】金剛石和石墨都是碳元素組成的不同單質(zhì)，所以具有相同的化學(xué)性質(zhì)。古代字畫，墨跡歷經(jīng)千年也不變色，大家討論一下，為什么字畫能保存這么長(zhǎng)時(shí)間。 【學(xué)生思考、交流討論】字畫中用的墨是由碳元素組成的，常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。 二、單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì) 1.常溫下的穩(wěn)定性 【小組討論】是什么決定了單質(zhì)碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑呢？能決定元素化學(xué)性質(zhì)的是什么？ 【教師總結(jié)】 碳原子最外層有4個(gè)電子，它要成為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，得4個(gè)電子或失4個(gè)電子都不容易，所以化學(xué)性質(zhì)不活潑。 2.可燃性 【過渡】如果升高溫度，碳是否會(huì)發(fā)生反應(yīng)？回憶木炭在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，說出反應(yīng)的現(xiàn)象。 【學(xué)生回答】木炭在氧氣中充分燃燒的化學(xué)方程式為C+O2CO2，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為發(fā)出白光，放出熱量，生成的氣體能使澄清的石灰水變渾濁。 【教師講解】當(dāng)氧氣不充足時(shí)，碳燃燒就不充分，這時(shí)生成一氧化碳，放出熱量：2C+O22CO。 三、一氧化碳的性質(zhì) 【過渡】你或許見過煤火或炭火上有淺藍(lán)色的火焰，也許聽說過冬天有人用炭火取暖，因不注意通風(fēng)導(dǎo)致昏迷甚至死亡，這就是常說的煤氣中毒，那么你知道這殺手是誰嗎？它就是CO，那么CO是如何產(chǎn)生的？CO有什么特征呢？ 1.一氧化碳的產(chǎn)生 在氧氣供給不足時(shí)，碳不完全燃燒，產(chǎn)物是一氧化碳：2C+O22CO。 在高溫條件下，熾熱的碳可使二氧化碳轉(zhuǎn)變成一氧化碳。反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+CO2 2CO。 2.一氧化碳的物理性質(zhì) 【教師講解】一氧化碳是無色、無味、難溶于水的氣體。因?yàn)橐谎趸紵o氣味，所以一旦發(fā)生煤氣中毒不易察覺。由此說明，平時(shí)聞到的煤氣味不是一氧化碳的氣味。 【教師提問】根據(jù)一氧化碳的物理性質(zhì)，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室應(yīng)怎樣收集它呢？ 【學(xué)生回答】排水集氣法。 【學(xué)考思考】用向下排空氣法行不行？ 【學(xué)生回答】不行，因?yàn)橐谎趸济芏雀諝饨咏乙谎趸紵o色無味，無法知道氣體是否集滿，而且一氧化碳有毒，長(zhǎng)時(shí)間收集可能對(duì)實(shí)驗(yàn)者或環(huán)境有害。 3.一氧化碳的化學(xué)性質(zhì) （1）可燃性 【教師講解】一氧化碳能燃燒，發(fā)出藍(lán)色火焰，放出大量的熱，生成的氣體能使澄清的石灰水變渾濁。燃燒的化學(xué)方程式為2CO+O22CO2。 【注意】一氧化碳與空氣（或氧氣）混合時(shí)，遇明火可能發(fā)生爆炸，所以點(diǎn)燃前必須檢驗(yàn)它的純度。 【小組討論】煤爐中可能發(fā)生的反應(yīng)。 【學(xué)生回答】上方：2CO+O2 2CO2 中部：C+CO2 2CO 下方：C+O2 CO2 （2）毒性 【學(xué)生活動(dòng)】閱讀教材第133頁，交流、討論以下問題。 ①煤氣中毒的生理過程是怎樣的？ ②在什么條件下容易發(fā)生煤氣中毒？ ③有人用煤火取暖，又擔(dān)心煤氣中毒，臨睡前在煤爐上和地面上放兩大盆冷水，這樣做能預(yù)防煤氣中毒嗎？ ④用煤火取暖時(shí)，怎樣預(yù)防煤氣中毒？ 【教師分析】①引起煤氣中毒的原因是一氧化碳跟血液中血紅蛋白結(jié)合的能力很強(qiáng)，使血液失去輸氧能力，發(fā)生煤氣中毒。特別注意：一氧化碳有劇毒。 ②火爐通風(fēng)不良，氧氣供給不足；當(dāng)爐火快熄滅或剛加煤時(shí)，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(huì)產(chǎn)生較多的一氧化碳。因此，我們不宜長(zhǎng)時(shí)間在密閉房間里使用炭火取暖。 ③這種說法不正確。因?yàn)橐谎趸茧y溶于水，也不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 ④打開門窗通風(fēng)，煙囪暢通等。 【學(xué)生討論】煤氣廠為什么常在家用煤氣（主要成分是一氧化碳）中摻入微量具有難聞氣味的氣體？如發(fā)生煤氣泄漏，應(yīng)該怎么辦？ 【教師分析】因?yàn)橐谎趸际菬o色無味的氣體，而一氧化碳有劇毒，所以加入微量具有難聞氣味的氣體來提醒人們煤氣泄漏。如果發(fā)生煤氣泄漏，應(yīng)該立即開窗通風(fēng)并關(guān)閉煤氣閥門。此時(shí)千萬不能開燈檢查泄漏源，因?yàn)殚_燈時(shí)會(huì)產(chǎn)生電火花引爆煤氣。若有人中毒，應(yīng)立即送醫(yī)院搶救。 當(dāng)堂達(dá)標(biāo) 1.下列說法中，錯(cuò)誤的是（　　） A.C60可用作超導(dǎo)材料 B.木炭可用作電池電極 C.石墨可用于制鉛筆芯 D.金剛石可用于裁割玻璃 答案：B 2.金剛石、石墨、C60的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)卻有很大差異。其原因是（　　） A.構(gòu)成它們的原子大小不同 B.構(gòu)成它們的原子數(shù)目不同 C.金剛石、石墨、C60由不同種原子構(gòu)成 D.金剛石、石墨、C60中碳原子的排列方式不同 答案：D 3.石墨炸彈爆炸時(shí)釋放出大量石墨纖維，易造成輸電線、電廠設(shè)備損壞。是由于石墨（ ） A.質(zhì)軟 B.有吸附性 C.能導(dǎo)電 D.易燃易爆 答案：C 4.下列說法中正確的是（　　） A.由一種元素組成的物質(zhì)，一定是純凈物 B.吸附是化學(xué)變化 C.在一定條件下，石墨可轉(zhuǎn)化為人造金剛石，這種變化是化學(xué)變化 D.一種元素只能形成一種單質(zhì) 答案：C 5.我國古代某些畫家、書法家用墨（用炭黑等制成）書寫或繪制的字畫能夠保存至今而不變色的原因是（　　） A.碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑 B.炭黑具有很強(qiáng)的吸附能力 C.部分炭黑轉(zhuǎn)變成了更穩(wěn)定的物質(zhì) D.碳單質(zhì)不溶于水 答案：A 6.下列關(guān)于碳單質(zhì)的說法中正確的是（　　） A. C60是由碳原子構(gòu)成的　　 B.金剛石、石墨和C60都由碳元素組成，結(jié)構(gòu)相同 C.木炭具有還原性，高溫下可以將氧化銅中的銅還原出來　　 D.石墨很軟，不能用于制石墨電極 答案：C 7.如圖為金剛、石墨和C60的結(jié)構(gòu)模型圖，圖中小球代表碳原子。下列說法不正確的是（　　） 金剛石　　　　　　　石墨 C60 A.原子的排列方式改變，則構(gòu)成的物質(zhì)種類改變 B.相同元素組成的不同物質(zhì)，在足量的氧氣中完全燃燒，產(chǎn)物相同 C.相同元素組成的不同物質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)相同 D.在特定的條件下，石墨既可轉(zhuǎn)化為金剛石，也可轉(zhuǎn)化為C60 答案：C 8.下列有關(guān)CO的性質(zhì)中，不屬于物理性質(zhì)的是（　　） A.無色 B.無味 C.可燃燒 D.不溶于水 答案：C 9.在盛有冷水的燒杯中放入少量品紅，一段時(shí)間后，燒杯中的水逐漸變?yōu)榧t色，而在盛有熱水的燒杯中則迅速變紅，這是因?yàn)開__________________；然后再向燒杯中放幾塊木炭，稍等片刻之后，發(fā)現(xiàn)__________________ _________，說明木炭具有_____作用。 答案：溫度高，分子運(yùn)動(dòng)速率快 紅色逐漸變淺甚至消失 吸附 板書設(shè)計(jì) 5.2 組成燃料的主要元素——碳 一、碳的單質(zhì) （一）金剛石——最硬的礦物 1、性質(zhì)：無色透明、不傳熱、不導(dǎo)電、硬度大 2、用途：玻璃刀、鉆頭、鉆石 （二）石墨——最軟的礦物 1、性質(zhì)：灰黑色、能導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐高溫 2、用途：鉛筆芯、電極、潤滑劑 石墨和金剛石物理性質(zhì)差異的原因是：碳原子的排列方式不同 （三）無定形碳 活性炭——防毒面罩——吸附能力強(qiáng) 炭黑——字、畫——常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 二、碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 1、常溫下，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 2、可燃性：O2不足：2C+O22CO O2充足：C+O2CO2 三、CO的性質(zhì) 1、物理性質(zhì)：無色無味，難溶于水，密度比空氣略大 2、化學(xué)性質(zhì)：①可燃性：2CO+O22CO2 ②毒性：和血液中的血紅蛋白結(jié)合，使人中毒 3、煤爐中的三個(gè)反應(yīng)：下層：C+O2CO2 中間：C+CO2CO 上層：2CO+O22CO2 教學(xué)反思

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