4.2 碳的單質(zhì)

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1、4.2 碳的單質(zhì) 一、教材分析 1、課時(shí)內(nèi)容 本課時(shí)的主要內(nèi)容飽含：碳的同素異形體、無(wú)定形碳及活性炭的吸附性、單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì) 2、教學(xué)要求 在學(xué)生學(xué)習(xí)了與人們?nèi)粘Ｉ铌P(guān)系最為密切的氧氣、水之后,再學(xué)習(xí)本章碳和碳的化合物。因?yàn)樘己吞嫉幕衔锸侨藗兩钪杏鲆娮疃嗟奈镔|(zhì)，所以學(xué)生比較了解它們的性質(zhì)和用途，再此基礎(chǔ)上要對(duì)這些繁雜的知識(shí)加以整合和歸納，并為學(xué)習(xí)碳酸鹽與酸反應(yīng)、學(xué)習(xí)高中的有機(jī)物準(zhǔn)備。本節(jié)內(nèi)容通過(guò)介紹碳的幾種單質(zhì)主要是金剛石、石墨和木炭不僅可以提高學(xué)生對(duì)有關(guān)物質(zhì)的較完整的認(rèn)識(shí)，如比較熟悉的鉆石、鉛筆、防毒面具等。而且，對(duì)于進(jìn)一步學(xué)習(xí)二氧化碳、一氧化碳、碳酸鈣和甲烷等打下基礎(chǔ)。

2、 3、教材分析 一級(jí)主題 二級(jí)主題 學(xué)習(xí)內(nèi)容 學(xué)習(xí)水平 說(shuō)明 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 身邊的化學(xué)物質(zhì) 碳的單質(zhì) 碳的同素異形體 B A B 1、同素異形現(xiàn)象、碳的同素異形體 無(wú)定形碳及活性炭的吸附性 A A B 2、無(wú)定形碳 單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì) B A B 3、單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì) 二、學(xué)情分析 ? ?在學(xué)習(xí)了氧氣性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)室制取方法，初步了解了單質(zhì)碳的組成和結(jié)構(gòu)之后，學(xué)習(xí)碳的化學(xué)性質(zhì)知識(shí)跨度并不大。對(duì)于碳的單質(zhì)，學(xué)生比較熟悉，在日常生活和教材的前幾章里，學(xué)生已經(jīng)獲得了不少有關(guān)碳和碳的氧化物的知識(shí)。耳熟能詳?shù)膹V告：“鉆石恒久遠(yuǎn)一顆永流 ，有利于學(xué)

3、生理解常溫下碳的穩(wěn)定性；學(xué)習(xí)氧氣性質(zhì)時(shí)，親身探究過(guò)木炭具有可燃性；這個(gè)班級(jí)的學(xué)生在年級(jí)里比較優(yōu)秀，都具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，對(duì)于同素異形體的概念一點(diǎn)即通。因此，雖然本節(jié)課課時(shí)容量比較大，但是還是把碳單質(zhì)的兩個(gè)化學(xué)性質(zhì)也提到了這節(jié)課中，在學(xué)生已經(jīng)理解并知道的基礎(chǔ)上加以鞏固。 三、教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能 （1）知道金剛石、石墨、C60的物理性質(zhì)，主要用途； （2）知道同素異形現(xiàn)象、同素異形體概念； （3）知道木炭、活性炭等無(wú)定形碳的吸附性與用途； （4）理解碳的化學(xué)性質(zhì)──穩(wěn)定性、可燃性。 2、過(guò)程與方法 （1）初步學(xué)會(huì)運(yùn)用比較、歸納等方法對(duì)獲取的信息進(jìn)行加工；

4、 （2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，提高實(shí)驗(yàn)的觀察與分析能力。 （3）通過(guò)對(duì)金剛石、石墨和C60的學(xué)習(xí)， 初步認(rèn)識(shí)共性、個(gè)性關(guān)系。 3、情感態(tài)度與價(jià)值觀 （1）感受物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)美，進(jìn)一步體會(huì)化學(xué)使生活更美好，提高學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣； （2）能以發(fā)展的觀點(diǎn)看待碳的單質(zhì)，領(lǐng)悟物質(zhì)的多樣性和復(fù)雜性，體會(huì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途的化學(xué)學(xué)科思想。 （3）通過(guò)木炭、活性炭吸附作用的實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)生活與環(huán)保離不開化學(xué)，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。 四、教學(xué)重、難點(diǎn) 從碳與氧的親和性角度理解高溫時(shí)碳的化學(xué)性質(zhì) 五、教學(xué)用品 1、多媒體、黑板； 2、實(shí)驗(yàn)儀器：鐵架臺(tái)、漏斗、燒杯、玻璃棒。 實(shí)驗(yàn)藥品：活性炭、

5、紅墨水。 六、教學(xué)流程 (1)創(chuàng)設(shè)情景 引入新課 (3)了解碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途 實(shí) 驗(yàn) (2)介紹無(wú)定形碳，體驗(yàn)活性炭的吸附性 (6)討論碳單質(zhì)結(jié)構(gòu)的相同點(diǎn)引出碳的化學(xué)性質(zhì) (5)同素異形體概念的歸納和辨析 模 型 (4)討論：為什么三種碳單質(zhì)的性質(zhì)存在差異？ (9)情景一氧化碳中毒慘劇，引出碳的不充分燃燒 (10)小結(jié) 情 景 (7) 創(chuàng)設(shè)情景，強(qiáng)調(diào)常溫下碳穩(wěn)定，高溫時(shí)才易與氧結(jié)合 (8)總結(jié)碳在高溫時(shí)的化學(xué)性質(zhì) 七、教學(xué)案例 1、教學(xué)過(guò)程 教學(xué)內(nèi)容 教師活動(dòng)

6、 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 課題引入 【師】2016里約奧運(yùn)會(huì)成功舉辦，作為一名化學(xué)老師，我用化學(xué)的視角去觀察世界，感受世界。我發(fā)現(xiàn)一個(gè)龐大的家族在其中大顯身手，它是誰(shuí)的家族呢？ 【幻燈】圖片 【師】現(xiàn)在同學(xué)們可以告訴我這都是哪一個(gè)元素的家族嗎？ 【師】這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)碳氏家族，作為化學(xué)王國(guó)的無(wú)冕之王，碳氏家族不僅有著各種化合物，它所率領(lǐng)的單質(zhì)也非常的豐富，今天我們就來(lái)領(lǐng)略一下他們的神奇之處。 【觀看】 【答】碳的家族 激發(fā)興趣引入課題 碳 同素異形體 【板書】4.2.1碳 同素異形體 一、無(wú)定形碳 【幻燈】直飲水凈化系統(tǒng)中活性炭活躍的身影 【

7、師】活性炭有什么作用呢？ 【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】在盛有紅墨水的燒杯中加活性炭，并進(jìn)行過(guò)濾操作，觀察溶液顏色變化 【師】活性炭的內(nèi)部疏松多孔，使得它的表面積非常大， 1克活性炭表面積大概是多少呢？ 【師】有半個(gè)足球場(chǎng)之大，所以它能捕捉到固體雜質(zhì)或氣體。在防毒面具中就有活性炭。 活性炭的來(lái)歷——活性炭中含有雜質(zhì) 【幻燈】火桶、徽墨和燒烤等圖片 【師】燒烤用的燃料時(shí)什么物質(zhì)呢？ 【師】這些種種的炭和我們平時(shí)所說(shuō)的碳有什么區(qū)別？ 【師】這種炭是含有雜質(zhì)的碳，被人們統(tǒng)稱為無(wú)定形碳。 【講解】 在碳元素組成的物質(zhì)中，還有一類無(wú)定形碳，包括木炭、焦炭、活性炭及炭黑等。（交待：“炭”與“碳”的不同寫法

8、） “碳”是元素的名稱，元素符號(hào)為C。常在書寫碳元素的單質(zhì)及含有碳元素的化合物名稱時(shí)使用。如碳元素、碳-60、一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸鈣、碳?xì)浠衔锏取！疤俊眱H在書寫由碳元素組成的無(wú)定形碳的名稱時(shí)使用，如木炭、活性炭、焦炭、炭黑等，它們都是混合物。 【過(guò)渡】純凈的碳單質(zhì)有金剛石、石墨和C60。 【板書】二、碳的單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途 【師】金剛石在生活中有哪些用途呢？ 【幻燈】金鑲玉獎(jiǎng)牌 【師】金鑲玉獎(jiǎng)牌就是用金剛石刀具切割而成的，金剛石為什么能夠切割堅(jiān)硬的鋼化玻璃呢？ 【師】石墨有什么用途呢？ 【幻燈】射箭圖片 【師】這反映了石墨的什么性質(zhì)？ 【幻燈】無(wú)軌

9、電車 【師】為了響應(yīng)綠色世博的理念世博期間上海市內(nèi)重新啟用了多路無(wú)軌電車，在電車與電路連接的部位就有石墨滑塊，這利用了它的什么性質(zhì)呢？ 【提問】請(qǐng)你根據(jù)以上例舉的實(shí)例歸納兩種碳單質(zhì)的性質(zhì)和用途 【幻燈】?jī)煞N碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途 【師】物質(zhì)的性質(zhì)和用途之間有什么關(guān)系呢？ 【師】請(qǐng)大家閱讀書上107頁(yè)有關(guān)足球系的介紹?？茖W(xué)家在1985年發(fā)現(xiàn)了一種新的碳單質(zhì)C60，它的應(yīng)用前景很廣泛。 【師】富勒烯還有一個(gè)別名叫——足球烯，展示足球系的結(jié)構(gòu)模型。 【講解】這只球很小，它的中間是空的，但它的中空卻早就了可以填充其他分子的特點(diǎn)，成為一種超導(dǎo)材料。我國(guó)在C60的研究方面也取得了不少的成就

10、。 【提問】金剛石和石墨的物理性質(zhì)差異如何，你有沒有什么疑問？ 【提問】看著足球烯的結(jié)構(gòu)模型，想想老師介紹的用途與它的結(jié)構(gòu)的關(guān)系，你認(rèn)為這種石墨和金剛石的這種差異來(lái)自于什么因素？ 【幻燈】展示金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)模型 【提問】結(jié)構(gòu)使得他們表現(xiàn)除了不同的物理性質(zhì)，剩下的兩種模型，哪個(gè)是石墨的，哪個(gè)是金剛石的，哪個(gè)更容易破壞？ 【師】石墨每一層上都有如此對(duì)稱的正六邊形連在一起在平面上無(wú)限延伸，而層與層之間結(jié)合得不牢固容易滑動(dòng)所以石墨才很滑很軟容易磨損。 【師】金剛石內(nèi)部的碳原子排列得有規(guī)律嗎？ 【師】金剛石的這種正四面體的結(jié)構(gòu)使得它非常穩(wěn)固——就像金字塔一樣（有學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)

11、），因此表現(xiàn)出來(lái)硬度非常大的特性 【師】物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)間有什么關(guān)系嗎？ 【幻燈】關(guān)系 【師】金剛石、石墨和碳60都是由碳元素組成的單質(zhì)，我們稱他們?yōu)橥禺愋误w，誰(shuí)能總結(jié)通俗異形體的定義，并列舉出一些熟悉的同素異形體 【板書】三、同素異形體 【展示】國(guó)內(nèi)外將逝去的寵物的骨灰制成鉆石的案例 【練習(xí)】石墨和金剛石的轉(zhuǎn)換是什么變化？ 【答】吸附性 【參與實(shí)驗(yàn)并觀察】 紅墨水變無(wú)色 【聯(lián)系前景知識(shí)】自來(lái)水凈化過(guò)程中利用了活性炭的吸附性除去自來(lái)水中的色素和氣體。 【答】木炭 【答】略 【聆聽并思考】

12、 【答】飾品、切割玻璃等等…… 【答】金剛石硬度大——它是天然界存在的硬度最大的物質(zhì)。 【答】略 【答】石墨很軟，滑膩 【答】石墨不僅滑膩，還具有良好的導(dǎo)電性 【思考、討論】 以小組的形式歸納總結(jié) 【思考、討論】 性質(zhì)決定用途，用途反映性質(zhì)。 【閱讀、思考、觀察、交流】 它們都是同一種元素組成的單質(zhì)，為什么性質(zhì)差異這么大呢？ 由足球烯的微觀模型的認(rèn)識(shí)，結(jié)合教師對(duì)其性質(zhì)的介紹，提出結(jié)構(gòu)與性質(zhì)相關(guān)的猜想。 回答問題 【聆聽、觀察、思考】

13、 【答】氧氣和臭氧、紅磷和白磷（有學(xué)生提出了水和雙氧水）教師強(qiáng)化同種元素的概念——同素異形體必定都是單質(zhì)。 【答】化學(xué)變化 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)與用途之間的聯(lián)系 鍛煉閱讀、歸納能力 通過(guò)自主觀察，規(guī)范化學(xué)用語(yǔ) 通過(guò)金剛石、石墨、C60的組成、性質(zhì)、用途的認(rèn)識(shí)，理解同素異形體的概念 通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解木炭的吸附作用和用

14、途，感受化學(xué)的魅力 學(xué)會(huì)類比的學(xué)習(xí)方法。 通過(guò)細(xì)致地分析石墨與金剛石的微觀結(jié)構(gòu)模型，真正從微觀的角度認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的化學(xué)思想。 激發(fā)學(xué)生興趣，也讓學(xué)生切實(shí)理解同素異形體是不同的物質(zhì)，轉(zhuǎn)化是化學(xué)變化。 碳的化學(xué)性質(zhì) 【提問】剛才從碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)中找到了不同點(diǎn)，他們的結(jié)構(gòu)里有沒有相同點(diǎn)呢？ 【過(guò)度】他們的結(jié)構(gòu)中都含有碳原子的，所以他們具有一些相同的化學(xué)性質(zhì)。 【板書】四、碳的化學(xué)性質(zhì) 【師】既然，碳很愿意結(jié)合氧為什么人們還要用這樣的語(yǔ)言贊美他們呢？ 【幻燈】鉆石恒久遠(yuǎn)，一顆永流傳，國(guó)畫恒久遠(yuǎn)，

15、一幅永流傳？ 【師】這反映了常溫下碳具有什么樣的性質(zhì)？ 【板書】1、常溫下穩(wěn)定性 【提問】你能說(shuō)說(shuō)碳的這一穩(wěn)定性在生活中的體現(xiàn)嗎？ 【師】碳在常溫時(shí)具有穩(wěn)定性，什么情況下喜歡結(jié)合氧？ 【師】木炭能夠燃燒，金剛石能燃燒嗎？ 【視頻】金剛石燃燒的視頻 【師】金剛石燃燒生成什么呢？ 【生】二氧化碳 【師】是金子就能發(fā)光，是碳就能燃燒！ 【情景】貴州五男生在垃圾桶點(diǎn)火取暖，致死亡。 【師】使他們死亡的真正元兇是誰(shuí)？說(shuō)明碳和氧氣燃燒還會(huì)產(chǎn)生什么？ 【師】氧氣不足的情況下會(huì)產(chǎn)生可燃的有劇毒的一氧化碳?xì)怏w。碳與氧氣的質(zhì)量比不同，產(chǎn)物也不同。這體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科中的量變引起質(zhì)變。碳與

16、氧結(jié)合的反應(yīng)一定要注意反應(yīng)的條件。 氧氣充足時(shí) 【板書】2、可燃性： 氧氣不足時(shí) 【師】這節(jié)課我們運(yùn)用對(duì)比的方法找到了碳單質(zhì)結(jié)構(gòu)中的不同點(diǎn)，知道了同一種元素可以形成不同的單質(zhì)，而且他們的性質(zhì)和用途也是豐富多彩的，結(jié)構(gòu)中的相同點(diǎn)也使得碳單質(zhì)具有一些相同的化學(xué)性質(zhì)。物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途是化學(xué)研究的主旋律。 【小結(jié)】 物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)物質(zhì)的性質(zhì) 物質(zhì)的用途 【答】都由碳原子構(gòu)成 【聯(lián)系事例】 列舉生活中的事例，領(lǐng)會(huì)碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。 【思考并回答】 【猜測(cè)】

17、 【聯(lián)系實(shí)際并回答】產(chǎn)生了一氧化碳，它有毒， 【練習(xí)】 C ＋ O2 CO2 2C ＋ O2 2CO 【談收獲】 通過(guò)事例認(rèn)識(shí)碳的穩(wěn)定性 探究金剛石能否燃燒的實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的興趣。 理解條件對(duì)物質(zhì)所發(fā)生的變化的影響 2、板書設(shè)計(jì) 4.2.1碳 同素異形體 一、無(wú)定形碳：含有雜質(zhì)的炭、活性炭的吸附性 二、碳的單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途 三、同素異形體 四、碳的化學(xué)性質(zhì) 1、常溫下穩(wěn)定性 氧氣充足時(shí) 2、可燃性：

18、 氧氣不足時(shí) 八、教學(xué)反思 本節(jié)課以今年召開的南京青奧會(huì)為大背景，引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)重點(diǎn)碳單質(zhì)和和同素異形體的內(nèi)容，并時(shí)刻緊扣這個(gè)主題，環(huán)環(huán)都與化學(xué)知識(shí)在生活中的應(yīng)用相扣，目的就是時(shí)刻抓住學(xué)生的興趣和注意力。教學(xué)中用學(xué)生感興趣的圖片、資料引入課題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情；通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)、閱讀教材內(nèi)容、交流，既幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與用途之間的聯(lián)系，又鍛煉閱讀、分析、歸納能力，還體驗(yàn)了學(xué)習(xí)化學(xué)的魅力。 教學(xué)中通過(guò)列舉生活中使用碳單質(zhì)的事例，組織學(xué)生討論單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)，同時(shí)配置適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)裝置、操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)，認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)，幫助形式

19、建立新的概念，這樣由學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，層層推進(jìn)的方法，符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，學(xué)生學(xué)得比較輕松，效果良好。 不足之處：七班同學(xué)普遍學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，而金剛石和石墨的相關(guān)知識(shí)在自然科學(xué)課上也已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了。而我在教學(xué)過(guò)程中又有點(diǎn)著急，急于替學(xué)生回答，沒有預(yù)留出充足的時(shí)間讓學(xué)生思考并回答，課堂上回答問題的氣氛不夠熱烈。以后的教學(xué)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)將學(xué)生已經(jīng)了解和熟知的知識(shí)加以縮減，更加偏重到新的知識(shí)點(diǎn)上，應(yīng)用學(xué)生的“已知”引出這節(jié)課的未知，從而起到訓(xùn)練學(xué)生知識(shí)遷移能力的作用。 在課堂鞏固練習(xí)方面，可以再放慢一點(diǎn)節(jié)奏，給足學(xué)生思考的時(shí)間。問題設(shè)計(jì)方面，應(yīng)該將重點(diǎn)內(nèi)容——同素異形體的概念和理解挖得更深一點(diǎn)，設(shè)計(jì)一些能夠引發(fā)學(xué)生思考和討論的有效問題，預(yù)留足夠的時(shí)間進(jìn)行討論，真正激活課堂氣氛，使每一個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)和同學(xué)或者老師交流。 課后的結(jié)束語(yǔ)和課堂鞏固練習(xí)的位置應(yīng)該調(diào)換一下，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣的結(jié)束語(yǔ)結(jié)束整節(jié)課，使課堂的完整性更好。