資源簡介

課題1 金剛石、石墨和C60
第1課時 碳的單質
1．知識與技能：
(1)了解金剛石和石墨的物理性質和主要用途。
(2)初步了解物質的結構與性質的辯證關系。
2．過程與方法：
能認真觀察實驗現象，并會對現象分析歸納，得出科學的結論。
3．情感態度與價值觀：
用辯證的眼光看待物質的性質、結構、用途之間的關系。
重點：通過對金剛石、石墨和C60中碳原子排列方式的分析，體會物質的結構、性質和用途之間的關系。
難點：物質結構與性質、性質與用途之間的關系。
預習贈送的小冊子。
一、情景導入
鉛筆伴你從小到大，你一定不陌生。你也許還見過名貴的鉆石，但你知道它們其實是“一家人”嗎？化學世界就是這么神奇！
【投影】
二、合作探究
碳的單質
(一)金剛石
【提出問題】通過前面的學習，我們知道不同的元素可以組成不同的物質，如氧氣是由氧元素組成的，氫氣是由氫元素組成的，那么，同種元素可以組成不同的物質嗎？
【歸納總結】同種元素可以組成不同的物質，如氧氣和臭氧(O3)都是由氧元素組成的，紅磷和白磷都是由磷元素組成的。
【過渡】金剛石、石墨和C60是龐大的碳家族成員，它們均是由碳元素組成的單質。
【投影展示】
【歸納總結】純凈的金剛石是無色透明、正八面體形狀的固體。金剛石是天然存在的最硬的物質，故其可用來裁玻璃、切割大理石、加工堅硬的金屬等。
(二)石墨
【過渡】金剛石對光有折射和散射作用，但同樣由碳元素組成的石墨和金剛石相比，外表要暗淡許多。閱讀教材第107頁石墨的相關內容，歸納出石墨的相關性質。
【歸納總結】石墨是一種深灰色的有金屬光澤而不透明的細鱗片狀固體，質軟，有滑膩感。
【提出問題】生活中可能會接觸到木炭、活性炭、焦炭、炭黑等物質，這些物質的主要成分也是碳單質，它們的結構與石墨類似，它們都具有哪些主要性質呢？
【演示實驗】如圖所示，在盛有半瓶水的小錐形瓶里，加入一滴紅墨水，使水略顯紅色。投入幾塊烘烤過的木炭(或活性炭)，輕輕振蕩錐形瓶，觀察現象。
【歸納總結】
現象 水的顏色逐漸變淺，最終褪為無色
分析 木炭(或活性炭)具有吸附性，吸附了水中的色素，色素減少，導致水的顏色逐漸變淺直至無色
【討論交流】物質的性質決定用途，根據木炭(或活性炭)具有很強吸附性這一性質，你能推測出木炭(或活性炭)有哪些用途嗎？
【歸納總結】木炭可用來吸附食品或工業產品里的色素，也可以吸附異味。活性炭的吸附作用比木炭強，主要用途如下：①作防毒面具里的濾毒罐；②冰箱的除味劑；③制糖工業的脫色劑。
【演示實驗】將一根2B鉛筆的鉛筆芯和導線連接在一起，接上電池和燈泡，電路接通后，觀察燈泡是否發亮。
【提出問題】結合物理學中的相關知識，想一想燈泡為什么會發亮？
【歸納總結】石墨具有良好的導電性。
【討論交流】石墨具有良好的導電性，在生產、生活中用途很廣。列舉出生活中利用石墨導電性的一些實例。
(三)C60
【過渡】隨著科技的發展，新形態的碳單質逐漸被人們發現，其中發現較早并已在研究中取得重要進展的是C60。
【歸納總結】每個C60分子由60個碳原子構成，形似足球，又被稱為足球烯。
【拓展延伸】金剛石、石墨和C60的性質比較及用途：
物質 金剛石 石墨 C60
物理性質 外形 無色透明、正八面體形狀的固體 深灰色、不透明的細鱗片狀固體 形似足球
光澤 加工研磨后有璀璨奪目光澤 有金屬光澤 /
硬度 天然存在的最硬的物質 很軟
用途 裁玻璃、做鉆頭、做裝飾品等 做鉛筆芯、電極、潤滑劑等 做超導體、制備新材料等
碳單質物理性質差異的原因
【提出問題】金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質，但它們的物理性質卻存在很大的差異，這是為什么呢？
【投影展示】金剛石、石墨和C60的微觀結構模型。
【歸納總結】金剛石、石墨和C60的物理性質存在很大差異的原因是碳原子的排列方式不同。
【討論交流】結合金剛石、石墨、木炭、活性炭及C60的性質和用途，討論物質的性質與用途之間的關系。
【歸納總結】
物質的結構性質用途。
課題1 金剛石、石墨和C60
第1課時 碳的單質
完成課件中隨堂練習。
本節課在教學設計上充分挖掘教材的各方面資源，利用圖片、圖表等豐富的教學手段調動了學生的學習興趣和熱情。教學過程中，把教學活動設計成師生對話的形式，從學生熟悉的事物入手，如鉛筆芯中的石墨、電池中的碳棒、凈水用的活性炭等，引出學生對相關物質的性質與用途關系的探究，可謂水到渠成。教學過程中尊重學生的生活經驗和認知水平，突出學生的主體地位。
不足之處是學生的生活經驗較少，聯系的生活實例不夠豐富。
1第2課時 單質碳的化學性質
1．知識與技能：
掌握碳在常溫下的穩定性和高溫時的化學活動性(可燃性和還原性)。
2．過程與方法：
會對演示或展示的資料進行分析、歸納；引導學生通過討論、探究等方式得出實驗結果。
3．情感態度與價值觀：
以發展的眼光看待碳單質；樹立物質的組成、結構決定性質、性質決定用途的觀點。
重點：碳的化學性質和用途。
難點：碳的還原性及還原反應。
預習贈送的小冊子。
一、情景導入
我國是一個具有悠久歷史文化的文明古國，在燦爛的歷史長河中，涌現出了一大批赫赫有名的書畫家，他們留下的傳世之作經過幾百年甚至上千年的洗禮，成為我國文化中的瑰寶。為什么古代的作品歷經幾百年甚至上千年依然筆鋒清晰，《清明上河圖》保存到現在仍色澤鮮艷而不褪色呢？古代一些書法家、畫家是用什么來書寫或繪制字畫的呢？
二、合作探究
穩定性
【過渡】古代字畫(用墨書寫或繪制，墨用炭黑等制成)保存至今，紙或布都已經開始腐爛或破損，但墨色依然不變，是因為常溫下碳的化學性質不活潑，即使受日光照射或與空氣、水分接觸，都不容易發生變化。
【提出問題】為什么碳在常溫下化學性質不活潑呢？
【投影展示】碳原子的結構示意圖：
【歸納總結】元素的化學性質與其原子的核外電子排布，特別是最外層電子的數目有關。碳原子的最外層電子數為4，在化學反應中既不容易失去電子，也不容易得到電子，因此，常溫下，碳單質的化學性質不活潑。
可燃性
【知識回顧】回憶木炭在氧氣中燃燒的實驗，寫出木炭在氧氣中充分燃燒時的化學方程式。
【歸納總結】(1)木炭在氧氣中劇烈燃燒，發出白光，放出大量的熱，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體，反應的化學方程式為C＋O2CO2。
(2)當木炭燃燒不充分時，生成一氧化碳，放出熱量，反應的化學方程式為2C＋O22CO。
還原性
【過渡】碳除了能與氧氣反應外，在高溫時還能與某些氧化物發生反應。
【演示實驗】完成教材第110頁實驗6－2，適時指導學生觀察并記錄實驗現象。
【歸納總結】(1)實驗現象：黑色粉末逐漸變為紅色，澄清石灰水變渾濁。
(2)反應的化學方程式：C＋2CuO2Cu＋CO2↑。
【特別提醒】(1)為了防止盛有澄清石灰水的試管中的液體倒流至盛有CuO和C的試管中，使試管炸裂，實驗結束時應先將導管從澄清石灰水中撤出，再停止加熱。
(2)實驗時所用的木炭應過量，可使氧化銅充分反應，也可防止生成的銅被重新氧化。
【提出問題】從分子組成上看，CuO轉變為Cu，發生了什么變化？是什么導致了這種變化？
【歸納總結】
(1)
(2)木炭是使氧化銅還原為銅的物質，它具有還原性。
【討論交流】碳具有還原性，結合“物質的性質決定用途”說一說碳具有哪些應用？
【歸納總結】(1)碳的還原性可用于冶金工業，如焦炭可以把鐵從它的氧化物礦石里還原出來：2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑。
(2)在高溫條件下，碳還能使二氧化碳轉變成一氧化碳，反應的化學方程式為CO2＋C2CO。
課題1 金剛石、石墨和C60
第2課時 單質碳的化學性質
1．穩定性：
2．可燃性：
(1)O2充足時，完全燃燒：C＋O2CO2；
(2)O2不充足時，不完全燃燒：2C＋O22CO 。
3．還原性：
(1)C＋2CuO2Cu＋CO2↑。
(2)CO2＋C2CO。
完成課件中隨堂練習。
本堂課在教學中盡可能多地結合實例，激發學生學習的興趣，引導學生思考，以學生為主體，教師為主導，講練結合。教學中注重對學生學習方法的指導，能關注學生對知識的掌握情況。通過學生的親身體驗和實踐，進一步培養學生的操作技巧、觀察能力和分析思維能力，通過師生交流、同學交流，充分發展學生的智力，挖掘學生的潛能，使學生的個性得到張揚，使學生形成良好的情感、態度與價值觀。
不足之處是教材中對碳的用途資料偏少，缺少學生自主查閱資料的環節。
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