資源簡(jiǎn)介

第六單元 碳和碳的氧化物
課題1 金剛石、石墨和C60
教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
1、知道金剛石和石墨的主要物理性質(zhì)及相關(guān)的用途。
2、記住單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)及對(duì)應(yīng)的用途。
3、知道同種元素可以組成不同的物質(zhì),以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途的關(guān)系,且能以發(fā)展的觀點(diǎn)看待碳的單質(zhì)。
教學(xué)重難點(diǎn)
1、重點(diǎn)：金剛石、石墨的物理性質(zhì)和用途以及碳與氧氣及某些氧化物的反應(yīng)。
2、難點(diǎn)：通過(guò)學(xué)習(xí)初步認(rèn)識(shí)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、性質(zhì)與用途的關(guān)系。
教學(xué)過(guò)程
一、導(dǎo)入新課
[投影]展示美麗奪目的鉆石。
[師]一位化學(xué)家說(shuō)：我可以把價(jià)格低廉的木炭變成價(jià)值連城的鉆石，如果你是投資商，你會(huì)投資贊助化學(xué)家的研究嗎？
[生]會(huì)，因?yàn)殂@石是金剛石經(jīng)過(guò)仔細(xì)研磨后得到的，金剛石的成分就是碳。
[導(dǎo)入]金剛石是由碳元素組成的單質(zhì)，碳元素在自然界里的含量不是最多的，但它形成物質(zhì)的種類(lèi)卻是最多的。我們今天開(kāi)始學(xué)習(xí)第六單元“碳和碳的氧化物”，碳元素能否組成不同的單質(zhì)？研究表明：金剛石、石墨和C60，都是由碳元素組成的單質(zhì)。
二、新課講授
知識(shí)點(diǎn)一 碳的單質(zhì)
[拓展知識(shí)]金剛石的化學(xué)成分是碳，它是正八面體結(jié)構(gòu)，它的結(jié)晶發(fā)生在高溫、高壓條件下，是巖漿作用的產(chǎn)物。早在羅馬時(shí)代，就有人把金剛石雕刻成印章，這是最早的金剛石的“工業(yè)用途”。事實(shí)上人們從自然界里開(kāi)采出來(lái)的絕大多數(shù)金剛石是用于工業(yè)的。長(zhǎng)期以來(lái)，金剛石大多數(shù)的工業(yè)用途是利用它特別硬、不易磨損的特性。金剛石可以用于切割玻璃，制作鉆頭用于地質(zhì)鉆探、開(kāi)采石油和打井等，還可以切割水泥，甚至大理石等建筑材料。至今，只有用金剛石車(chē)刀才能加工超硬的陶瓷，尚無(wú)其他代用品。金剛石還是優(yōu)質(zhì)的磨料，金剛石砂輪用來(lái)磨削硬質(zhì)合金，比碳化硅耐用一萬(wàn)倍。
[過(guò)渡]金剛石是碳單質(zhì)家庭中最璀璨奪目的、最稀有和最昂貴的，而同為碳元素組成的石墨和金剛石相比外表要暗淡許多，不信我們看一下課本提供的石墨的圖片（學(xué)生看書(shū)），同學(xué)們有關(guān)于石墨的資料嗎？
[學(xué)生展示]石墨的化學(xué)成分是碳，它是層狀結(jié)構(gòu)，灰色，有金屬光澤，硬度為1~2；比重為2.21~2.26；有滑感，易污手；具有導(dǎo)電性。由于熔點(diǎn)高、抗腐蝕性等特點(diǎn)，可用于高溫增潤(rùn)；由于具有滑感，可用于機(jī)械工業(yè)的潤(rùn)滑劑；由于其具有導(dǎo)電性，又可制作電極。
[學(xué)生展示]跟金剛石相反，石墨是自然界中最軟的礦物之一。用石墨在紙上劃過(guò)，會(huì)留下深灰色的痕跡。鉛筆芯就是用石墨粉和黏土混合制成的。由于石墨的熔點(diǎn)高，所以石墨潤(rùn)滑劑可以在高溫下使用，而普通潤(rùn)滑劑則不能。
[師]石墨是深灰色、有金屬光澤、不透明的細(xì)鱗片狀固體，很軟，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，很滑膩。石墨的這些性質(zhì)決定了它有哪些用途呢？
[生]石墨很軟，可以制鉛筆芯。
[生]石墨能導(dǎo)電，可以作電極。
[生]石墨可以作潤(rùn)滑劑，因?yàn)樗芑仭?br/>[師]請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本P106~107，并根據(jù)剛剛對(duì)金剛石和石墨的了解，補(bǔ)充學(xué)案表格。
[歸納]比較金剛石 、石墨的物理性質(zhì)和用途
金剛石 石墨
物理性質(zhì) 外觀 無(wú)色透明正八面體 深灰色細(xì)鱗片狀固體
光澤 有光澤 有金屬光澤
硬度 天然存在的最硬物質(zhì) 很軟
導(dǎo)電性 無(wú) 有
用途 裝飾品 電池的電極、鉛筆芯
[過(guò)渡]除了金剛石與石墨外，生活中我們還常常接觸到木炭、活性炭、焦炭、炭黑等，它們都是由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成的，我們把它們叫做無(wú)定形碳。　　　　　　
[投影]展示木炭的圖片。
[講解]木炭是一種黑色多孔的固體。在隔絕空氣的條件下加熱木材，可以制得木炭。因?yàn)槟咎烤哂惺杷啥嗫椎慕Y(jié)構(gòu)，表面積很大，能把氣體或溶液中的一些物質(zhì)吸附在它的表面，可作吸附劑。
[投影]展示活性炭的圖片。
[講解]活性炭是黑色粉末狀和顆粒狀的固體。把木炭在隔絕空氣的情況下加強(qiáng)熱，并不斷通入水蒸氣，便可得到活性炭。活性炭具有比木炭更優(yōu)良的吸附性能，可用來(lái)凈化各種氣體或液體。例如，活性炭可用作電冰箱的去味劑和制糖工業(yè)的脫色劑。防毒面具的濾毒罐里裝的活性炭，可吸附毒氣，使純凈的空氣通過(guò)。
[投影]展示炭黑的圖片。
[師]炭黑是一種黑色的極細(xì)粉末，由含碳的有機(jī)化合物不完全燃燒或加強(qiáng)熱分解制得。蠟燭就是一種含碳的有機(jī)物，讓它不完全燃燒，能不能制得炭黑呢？
[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]收集炭黑。點(diǎn)燃一支蠟燭，把冷碟子放在火焰的上方。
[師]看到什么現(xiàn)象？生：有黑色物質(zhì)生成。
[師]這就是炭黑，可用于制造油墨、油漆、鞋油、顏料以及橡膠輪胎的填料。大家回去后也可做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。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，我們?cè)诤竺娴膯卧飳?huì)學(xué)到它。
現(xiàn)在，我們小結(jié)一下剛才學(xué)過(guò)的幾種含碳的物質(zhì)。
[歸納總結(jié)]
木炭：吸附一些食品和工業(yè)產(chǎn)品的色素，吸附有異味的物質(zhì)。
活性炭：吸附能力比木炭強(qiáng)，能吸附毒氣，在制糖工業(yè)里脫色制白糖炭黑：制造油墨、油漆、鞋油和顏料，還可以增加輪胎制品的耐磨性。
焦炭：冶煉金屬。
[思考]結(jié)合金剛石、石墨和木炭的性質(zhì)和用途，討論物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途之間有什么關(guān)系？
[生]結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)又決定用途（學(xué)生一邊回答，教師一邊板書(shū)）
[師]大家認(rèn)為“碳”和“炭”有什么區(qū)別呢？
[講解]“碳”指的是碳元素，它是核電荷數(shù)為6的同一類(lèi)原子的總稱(chēng)，有廣泛的、概括的含義，如碳原子、碳元素、碳單質(zhì)、碳的化合物等；“炭”指的是具體物質(zhì)，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。
[過(guò)渡]科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，除了金剛石、石墨外，還有一些新的以單質(zhì)形式存在的碳。其中，發(fā)現(xiàn)較早并在研究中取得重要進(jìn)展的是C60分子。
[投影]C60的分子結(jié)構(gòu)
[師]大家看C60的分子結(jié)構(gòu)和什么相似？
[生]和足球相似。
[講解]C60是由60個(gè)碳原子構(gòu)成的一個(gè)分子，結(jié)構(gòu)類(lèi)似足球，又名足球烯。C60性質(zhì)穩(wěn)定，在材料科學(xué)、超導(dǎo)體方面有廣闊的前景。
[提問(wèn)]金剛石、石墨和C60是不同物質(zhì)及物理性質(zhì)存在差異的原因是什么？
[生]都是它們的微觀結(jié)構(gòu)中碳原子的排列方式不同。
[強(qiáng)調(diào)]金剛石、石墨是由原子構(gòu)成的物質(zhì)，C60是由分子構(gòu)成的物質(zhì)。
知識(shí)點(diǎn)二 單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)
[投影]展示古代名人字畫(huà)。
[師]古代名畫(huà)歷經(jīng)幾百年甚至幾千年而依然色澤鮮艷不褪色，你知道其中的原因嗎？
[講解]碳原子的核外電子排布第一層有2個(gè)電子,第二層(最外層)有4個(gè)電子,因此常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。
[師]回憶木炭在氧氣中充分燃燒的現(xiàn)象。
[生]發(fā)出白光，放出熱量， 生成一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體。
[板書(shū)]碳的可燃性
(1)氧氣充足時(shí):C+O2CO2
(2)氧氣不充足時(shí):2C+O22CO。
[提問(wèn)]如何證明金剛石、石墨都是由碳元素組成的？
[討論]高溫下將純凈的金剛石和石墨燃燒。檢驗(yàn)產(chǎn)物：唯一性、產(chǎn)物是CO2。
[實(shí)驗(yàn)探究]碳還原氧化銅。
[學(xué)生活動(dòng)]觀察實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題。
[師]1.試管為什么要略向下傾斜？
[生]防止冷凝的水流到熱的試管底部使試管炸裂。
[師]2.火焰上罩網(wǎng)罩的作用是什么？
[生]因?yàn)槟咎颗c氧化銅反應(yīng)的溫度要求較高，用網(wǎng)罩使火焰集中，提高溫度。
[師]3.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，為什么要先從石灰水中取出導(dǎo)氣管再熄滅酒精燈？
[生]防止石灰水倒吸入熱的試管使試管炸裂。
[師]4.反應(yīng)的現(xiàn)象
[生]試管粉末中有紅色的物質(zhì)出現(xiàn)；澄清的石灰水變渾濁。
[得出結(jié)論]碳單質(zhì)具有還原性。
板書(shū)設(shè)計(jì)
課題1 金剛石、石墨和C60
一、碳的單質(zhì)
1、金剛石、石墨
2、無(wú)定形碳
3、新型碳單質(zhì)
二、單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)
1、碳的穩(wěn)定性
2、碳的可燃性
3、碳的還原性
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