資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第六單元 碳和碳的氧化物
單元體系設計
核心素養目標 化學觀念 1.通過對幾種碳單質以及一氧化碳和二氧化碳的學習認識物質的多樣性。 2.通過比較幾種碳單質物理性質的差異以及一氧化碳和二氧化碳性質的差異，認識物質的結構決定物質的性質，物質的性質決定其用途，形成合理利用物質的意識。 3.認識在一定條件下通過化學反應可實現物質轉化。 4.通過二氧化碳的實驗室制取，認識物質的性質決定物質的制備方法。 5.能從物質性質及變化視角初步分析，解決一些簡單的實際問題，發展辯證唯物主義世界觀。
科學思維 1.能運用比較、分類、分析、綜合、歸納等科學方法研究碳的幾種單質，一氧化碳和二氧化碳的性質與用途。 2.能基于實驗事實進行證據推理，認識二氧化碳的性質。 3.歸納實驗室制取氣體的一般思路。 4.在解決與碳及其氧化物相關問題中形成質疑能力、批判能力和創新能力。
科學探究與實踐 1.能設計實驗驗證二氧化碳能與水反應。 2.能設計簡單實驗制取和檢驗二氧化碳。 3.參與社會調查實踐，能基于碳中和理念設計低碳行動方案。
科學態度與責任 1.通過對C60、碳納米管等碳單質的學習，發展對物質結構的好奇心、探究欲，保持對化學學習和科學探究的濃厚興趣。 2.通過對碳單質、一氧化碳和二氧化碳的用途的學習，認識化學學科在促進人類文明和社會可持續發展中的重要價值。 3.初步形成節能低碳、節約資源、保護環境的態度和健康的生活方式。 4.積極參與有關碳達峰、碳中和等社會熱點問題的討論，并能作出合理的價值判斷，初步形成主動參與社會決策的意識。
學習目標 1.能概括金剛石、石墨等常見碳單質和一氧化碳、二氧化碳等碳的氧化物的主要性質，能正確書寫相關反應的化學方程式。 2.把握物質變化及相互轉化規律，學會研究物質的組成、結構、性質、制取、用途等相關知識的方法，建立“物質組成、結構決定物質的性質，物質性質決定物質的用途”的認識思路，能夠應用該思路解決實際問題。 3.以碳單質和一氧化碳、二氧化碳的性質及二氧化碳的制取和檢驗的探究實驗為載體，經歷科學探究的過程，體驗科學探究的思路和方法。 4.初步形成變化觀念和平衡思想的核心素養；另一方面關注碳循環引發的環境問題，關注溫室效應，理解低碳生活的意義。
核心知識
課題1 碳單質的多樣性
本課題包括兩部分。第一部分介紹碳單質，主要介紹了金剛石、石墨的重要物理性質和C60分子的結構特點。在介紹石墨的同時又穿插介紹了木炭、活性炭的吸附性及其用途，使學生了解到化學物質的性質決定用途，用途體現結構這一要點。第二部分通過學生回顧復習引出碳的一個重要化學性質——能與氧氣反應，又通過活動探究理解了碳能與某些氧化物反應，并能根據實驗現象書寫化學方程式，重點分析了木炭還原氧化銅的實驗。
第1課時 碳的單質
課題 碳的單質 課型 新授課
教學目標 知識目標 1.了解金剛石和石墨的物理性質和用途。 2.知道不同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。
能力目標 1.對展示或演示的資料進行分析和歸納。 2.通過對C60的發展及研究的介紹，學會用發展的眼光看問題，樹立物質性質決定用途的觀點。
素養目標 1.以發展的觀點看待碳的單質。 2.樹立物質的性質決定用途的觀點。
教學 重點 金剛石、石墨和C60中原子排列方式的分析。
教學 難點 以人類對碳單質的認識為例，引導學生形成“科學促進發展”的觀點。
教具 準備 教師用具：金剛石、石墨、C60分子模型、玻璃刀、6B鉛筆芯、干電池、石墨電極、投影儀、多媒體課件、防毒面具、導線、燈泡。 學生用具：(1)儀器：小錐形瓶；(2)藥品：紅墨水、烘烤過的木炭(活性炭)、澄清石灰水。
備課筆記
課前預習 1.碳的單質有金剛石、石墨和C60等，其中金剛石是天然存在的最硬的物質，石墨是天然存在的最軟的礦物之一。
2.木炭和活性炭都具有吸附性，是因為它們具有疏松多孔的結構。
3.一個C60分子是由60個碳原子構成的，它形似足球，具有特殊的物理和化學性質
新課導入 ［思考］我們知道不同元素可以組成不同物質，那么，同種元素可以組成不同物質嗎 ［展示］金剛石、石墨、C60分子模型 ［介紹］金剛石、石墨、C60都是由碳元素組成的單質。 ［提問］你們能得到什么結論 ［回答］同種元素可以組成不同的物質。 ［實驗探究］請同學們用小刀將玻璃片割開。 ［提問］為什么用小刀割不開玻璃片？用玻璃刀可以進行玻璃切割？玻璃刀上是一種什么物質？ ［回答］玻璃刀上有金剛石，硬度比玻璃大。
進 行 新 課 知識點一、碳的幾種單質的物理性質及用途 為了方便我們學習，下面列舉幾種常見元素的不同單質： ［講解］不同的元素可以組成不同的單質，例如，氧氣是由氧元素組成的，氫氣是由氫元素組成的。同一種元素也可以組成不同的單質，金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的不同單質。由于碳原子在金剛石、石墨和C60里的排列方式不同，即結構不同，導致它們的性質尤其是物理性質有很大差異。 ［過渡］那么就讓我們來探究金剛石、石墨和C60在物理性質上的差異吧。（1）金剛石 ［展示］多媒體展示金剛石的物理性質和用途。
備課筆記
小組問題討論：
金剛石、石墨都是由碳元素組成的，所以它們混合后仍為純凈物，對嗎？（不對，金剛石和石墨里碳原子的排列方式不同，形成不同的物質，所以二者混合后，雖然只含一種元素，但卻是兩種物質，屬于混合物。）
特別提醒：
石墨在一定條件下可以轉化為金剛石，為化學變化。
進 行 新 課 ［講解］純凈的金剛石是無色透明的固體。天然采集的金剛石經過仔細琢磨后，可以成為璀璨奪目的裝飾品--鉆石。金剛石可用來裁玻璃、切割大理石、加工堅硬的金屬，以及裝在鉆機的鉆頭上，鉆鑿堅硬的巖層等。根據金剛石的用途可以推測金剛石一定很硬。事實上，它是天然存在的最硬的物質。在特殊條件下制備的金剛石薄膜，其透光性好、硬度大，可用作光學窗口和透鏡的涂層；其導熱性好，可用于集成電路基板散熱，提高芯片性能。 （2）石墨 ［引導］同學們，你們手里鉛筆中的鉛芯是鉛嗎？ ［回答］不是。 ［提問］那到底是什么物質？請同學們將剛才削下的黑色粉末用手指輕輕地摸摸，有什么感覺？ ［介紹］由于石墨很軟，所以常用石墨作鉛筆芯，但由于太軟，光用石墨作筆芯，既易斷又易磨損，因此生產上常在石墨粉末中摻進一些粘土粉以增加硬度。最軟的鉛筆是6B，最硬的鉛筆是6H，HB鉛筆則軟硬適中。 ［演示實驗］把一根6B的鉛筆芯和導線連接在一起，接上電池和燈泡，接通電源后，觀察燈泡是否發亮。 ［實驗結果］小燈泡發光。 ［結論］石墨有良好的導電性。 ［提問］石墨還有哪些物理性質和用途？ ［視頻播放］視頻展示石墨的物理性質和用途。學生觀看并討論、將結果歸納匯總到上表中。 （3）C60 ［介紹］隨著科技的發展，新形態的碳單質逐漸被人們發現，其中取得重要進展的是C60分子，另外還有碳納米管。 ［視頻播放］C60分子介紹。觀看視頻后請填表。 ［歸納］C60分子是一種由60個碳原子構成的分子，它的分子形似足球，又名足球烯。獨特結構決定了它具有一些特殊的物理和化學性質，可應用于超導、催化、能源及醫學等領域。
備課筆記
知識拓展：
金剛石與石墨是兩種不同的單質。石墨在一定條件下可轉化為金剛石，為化學變化。
進 行 新 課 ［思考］為什么金剛石、石墨、C60分子是碳的三種單質，但物理性質卻存在很大的差異呢？ ［視頻播放］觀看碳的幾種單質結構圖。 ［回答］因為每種碳單質的碳原子排列方式不同，所以它們的物理性質有很大差異。 ［總結］不同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。金剛石、石墨、C60都是由碳元素組成的單質，但它們的物理性質各不相同，是因為碳原子排列方式不同。 知識點二、木炭和活性炭的吸附性 ［介紹］生活中常接觸到的木炭、活性炭、焦炭、炭黑，它們都是由石墨微小晶體和少量雜質組成的，沒有固定的幾何形狀，所以叫無定形炭。其中木炭、活性炭用途很廣，你想知道它們有什么性質嗎 ［實驗6-1］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，觀察現象。 ［現象］淡紅色的水顏色褪去。 ［分析］木炭具有疏松多孔的結構，表面積大，具有較強的吸附性。另外活性炭的吸附性更強。 ［設問］利用這一性質，活性炭會有什么用途 ［回答］防毒面具里的濾毒罐就是利用活性炭來吸附毒氣的；冰箱的除味劑；制糖工業的脫色劑等都利用了活性炭的吸附性。 ［討論］結合金剛石、石墨和木炭的性質和用途，討論物質的性質和用途之間有什么關系。 ［視頻播放］焦炭、木炭、活性炭、炭黑的物理性質和用途。
備課筆記
規律總結：
“碳”與“炭”的區別：“碳”是指碳元素，是核電荷數為6的同一類原子的總稱，并不是具體指某種物質，如二氧化碳中的碳是指二氧化碳中含有碳元素，而“炭”用于具體的物質的命名——由碳元素形成的單質，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。
要點提示：
木炭和活性炭的吸附性是物理性質，木炭、活性炭對其他物質的脫色過程是物理變化。
教 學 板 書 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 物質具有多樣性。同一種元素可以組成不同的物質，如金剛石、石墨和C60等都是由碳元素組成的單質。 金剛石、石墨和C60 其他含雜質的碳單質 木炭：疏松多孔，具有吸附能力，可作燃料和吸附劑等。 焦炭：冶煉金屬。 活性炭：吸附性比木炭還要強，可用于凈化氣體和液體等。 炭黑：黑鞋油、墨汁等。 注意：碳單質物理性質差異大的原因是碳原子排列方式不同。 4.結構、性質與用途的關系：
課堂 小結 本節課我們學習了碳的單質，認識了幾種不同的碳單質，并了解了它們重要的物理性質和用途。知道不同種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。
備課筆記
教材 習題 解答 練習與應用（P134） D 2. 硬度大 作電極 活性炭 可燃性 3.（1）b （2）在常溫下，碳單質的化學性質不活潑 （3）吸附 4.（1）abe （2）儲氣、作催化劑、生產超導材料等. 6. （1）b （2）在受電弓滑板的研究和應用方面，其材料主要經歷了軟鋼滑板碳滑板、粉末冶金滑板和浸金屬碳滑板等發展過程。近年來，又出現了一些新的受電弓滑板潛在應用材料，如Ti3SiC2材料、碳-金屬纖維和C/C復合材料等。
難 題 解 答 例1下列關于金剛石、石墨、C60、活性炭的說法中，不正確的是( ) A．它們都是電的良導體 B．石墨質軟，可做鉛筆芯 C．金剛石硬度大，可用它切割大理石 D．活性炭具有吸附性，可作防毒面具的濾毒劑 【解析】金剛石不導電，不是電的良導體，A項不正確；石墨質軟可以做鉛筆芯；金剛石硬度大，可以用來切割大理石；活性炭具有吸附性，能吸附有毒的氣體，可以作防毒面具的濾毒劑。 【答案】A 例2下列關于碳的幾種單質的組成和用途的說法錯誤的是（ ） A.璀璨奪目的天然鉆石是由碳元素組成的 B.長期未用而難開啟的鐵鎖，可在鎖孔中加入少量鉛筆芯粉末作潤滑劑 C.鉛筆芯是用鉛和少量炭粉制成的 D.活性炭可作防毒面具的濾毒劑 【解析】這道題目考查的是單質碳的用途。鉛筆芯的主要成分是石墨。其實鉛筆的筆芯是用石墨和黏土按一定比例混合制成的。故正確答案為C。 【答案】C 例3如圖所示，向盛有二氧化氮（NO2）氣體（紅棕色）的燒瓶內投入若干小塊木炭，連接好裝置，稍待片刻，能看到的現象是_____________________， 原因是__________________________________________________。
備課筆記
方法點撥：
結構決定性質，如不同碳單質的碳原子排列方式不同，決定了它們的物理性質有很大的差異；性質又決定用途，如活性炭吸附性強，可用作防毒面具中的濾毒罐，電冰箱中的除臭劑等；反之物質的用途又能反映物質的性質，如根據石墨可作電極可推測出石墨的導電性良好。
【解析】木炭具有疏松多孔的結構，具有吸附能力，它可以吸附有色氣體二氧化氮（NO2）,導致燒瓶內氣體壓強減小，燒杯內的水被壓入燒瓶里。 【答案】燒瓶內紅棕色的氣體顏色逐漸變淺，甚至消失；水從燒杯內沿著導管進入燒瓶內由于木炭具有吸附能力，它可以吸附有色氣體二氧化氮（NO2）,所以瓶內氣體顏色變淺，甚至消失；外界大氣壓大于燒瓶內氣體的壓強，水就被壓入燒瓶內。
布置作業：完成本課時對應練習，并提醒學生預習下一節的內容。
教學反思 聯系實際生活、聯系科學研究進行教學提高學生的學習興趣，運用網上資料拓展學生的學習空間，激發學生學習興趣，引導學生關注生活關注社會。學生應善于觀察身邊的生活，從生活中學習化學，同時將所學化學運用于社會中解決科學問題。
教學過程中老師的疑問：
教師點評和總結：
備課筆記
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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