資源簡介

第六單元　碳和碳的氧化物
課題1　碳單質的多樣性
第1課時　碳的單質
1．核心素養
(1)了解金剛石和石墨的物理性質和主要作用。
(2)知道不同的元素可以組成不同的物質，同一種元素也可以組成不同的物質。
(3)以碳的單質為載體，引導學生形成觀念：①物質的性質在很大程度上決定了物質的用途；②科學發展是無止境的。
2．教學重點
金剛石、石墨、木炭和活性炭的物理性質和用途。
3．教學難點
物質的結構與性質、性質與用途的關系。
4．教學建議
【建議1】有關物質的結構與性質、性質與用途的關系。
(1)觀察下列圖片，總結物質的結構與性質的關系。
(2)石墨為什么能作干電池的電極？石墨為什么可制鉛筆芯？用金剛石制玻璃刀利用了它的什么性質？
(3)通過對問題(2)的理解，請你總結一下物質的性質和用途的關系。
(4)你知道為什么食品包裝用氮氣作保護氣，金屬銅能作導線，H2O和H2O2的組成元素相同而性質卻不同嗎？
【建議2】比較木炭和活性炭吸附性的強弱。
教師演示木炭吸附性實驗，同時做一個活性炭吸附性的對比實驗：取兩個50 mL的燒杯，各加入20 mL蒸餾水，然后各滴入2滴紅墨水，分別放入相同質量的木炭和活性炭，比較溶液中紅色褪去所需的時間，進而確定兩者吸附性的強弱。
教學過程
一、情景導入
【師講解】物質是由元素組成的。例如氧氣是由氧元素組成的，氫氣是由氫元素組成的，水是由氫、氧兩種元素組成的。不同的元素組成不同的物質。那么，有沒有同一種元素組成不同種物質的例子呢？
【師問】氧元素能組成哪些單質？
【師問】磷元素能組成哪些單質？
【師問】由此說明什么？
【師講解】碳元素能不能組成不同的單質呢？研究表明：金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質。今天，我們就來學習金剛石、石墨和C60。
二、合作探究
探究點①　碳的單質
(1)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。
(2)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。同樣是由碳元素組成的，石墨會有哪些不同的性質呢？同學們請用鉛筆刀削點鉛筆芯粉末，用手觸摸一下有何感覺？
【課堂實驗】驗證石墨的導電性。
【提供器材】利用實驗材料(2B鉛筆芯、干電池、導線、小燈泡)設計實驗，探究石墨的導電性。(教師巡視指導)
【思考】通過實驗和閱讀教材，完成下表。
物質性質 用途
石墨
顏色 形狀 硬度 導電性
　　【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作冰箱的除味劑；③作制糖工業的脫色劑。
【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。
(3)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
探究點②　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。
板書設計
課題1　碳單質的多樣性
第1課時　碳的單質
課堂檢測
完成相關的練習。
教學反思
成功之處 本堂課在教學中設法把課堂練習融入社會生活，將學生引入廣闊的生活實踐，培養學生用化學的眼光來觀察世界、實踐生活，在生活中學化學，使學生真正體驗到知識的價值，提升學生課堂學習的自覺性和主動性。
不足之處 學生生活的經驗較少，聯系的生活實例不夠豐富。
第2課時　碳單質的化學性質
1．核心素養
(1)了解碳在常溫與高溫下表現出的不同化學性質。
(2)熟悉碳在不同條件下的燃燒產物。
(3)通過對碳的不同單質有不同用途的討論，體會物盡所用、人盡其才的道理。
2．教學重點
碳的化學性質——可燃性、還原性。
3．教學難點
碳跟氧化銅等金屬氧化物的反應表明碳具有還原性。
教學過程
一、情景導入
廣告詞“鉆石恒久遠，一顆永流傳”的出現，使鉆戒成了婚禮的必備，成了愛意和忠誠的象征。雖然鉆石實際上也會被損傷或者掉色，但依然被稱為永恒完美品質。所以鉆石被當作浪漫愛情的象征。你知道這是為什么嗎？這說明單質碳有哪些化學性質呢？
【講解】上述現象與碳的化學性質有關，說明了在常溫下，碳的化學性質不活潑。
二、合作探究
探究點①　單質碳的穩定性
【提問】是什么決定了碳在常溫下化學性質不活潑呢？能決定元素化學性質的是什么？
【總結】碳原子最外層有4個電子，它要成為相對穩定結構，得4個電子或失4個電子都不容易，所以化學性質不活潑。
探究點②　單質碳的可燃性
【過渡】如果升高溫度，碳是否會發生反應？回憶木炭在氧氣中燃燒的實驗，寫出發生反應的化學方程式，說出反應的現象。
【思考】冬季有些人為了抵御嚴寒，常將門窗緊閉，用煤爐取暖，經常發生煤氣中毒事件。你知道這是為什么嗎？
【點撥】當氧氣不充足時，碳燃燒就不充分，這時生成一氧化碳，放出熱量。反應的化學方程式為2C＋O22CO，這是碳的化學性質之一——可燃性
【總結】氧氣不充足，碳不完全燃燒生成有毒的氣體CO。反應物的含量決定了生成物的種類，例如碳在氧氣充足和不充足情況下燃燒產物是不一樣的。
探究點③　木炭還原氧化銅的實驗
【過渡】碳與氧氣反應，既可生成CO2，又可生成CO。那么，碳能否與氧化物(氧化銅)反應，即碳能否奪得氧化銅中的氧呢？
按照教材的方法演示實驗6－2。
實驗現象
　　【問題探究】哪些現象證明木炭和氧化銅發生了化學反應？反應生成了什么物質？
【歸納總結】實驗中黑色粉末變為紅色，說明生成了新物質銅；澄清石灰水變渾濁，說明生成了二氧化碳。發生反應的化學方程式為C＋2CuO2Cu＋CO2↑。
【繼續探究1】實驗中酒精燈火焰上加網罩起什么作用？實驗完畢后為什么要先撤出導氣管，后熄滅酒精燈。
【歸納總結】酒精燈加網罩是為了使火焰集中并提高溫度；先撤出導管，后熄滅酒精燈，是為了防止石灰水倒吸入熱的試管中，使試管炸裂。
【繼續探究2】在碳與氧化銅反應的過程中表現出碳的什么化學性質。
【歸納提升】在碳與氧化銅的反應中，氧化銅失去氧而變成單質銅。這種含氧化合物里的氧被奪去的反應，叫做還原反應。木炭是使氧化銅還原為銅的物質，它具有還原性。碳還能還原氧化鐵和二氧化碳，化學方程式分別為2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑、C＋CO22CO。利用碳的還原性，在工業上可以冶煉金屬。
【課堂小結】碳的原子結構決定碳在常溫下化學性質的穩定，隨著溫度的升高，碳的活潑性增強，具有可燃性和還原性。重點掌握碳的還原性及有關實驗裝置。
板書設計
課題1　碳單質的多樣性
第2課時　單質碳的化學性質
教學反思
成功之處 本堂課在教學中盡可能多結合實例，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。教學中注重對學法的指導，關注學生對知識的掌握情況。
不足之處 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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