4.2 碳的单质

4.2 碳的单质一、教材分析1、课时内容本课时的主要内容饱含：碳的同素异形体、无定形碳及活性炭的吸附性、单质碳的化学性质2、教学要求在学生学习了与人们日常生活关系最为密切的氧气、水之后,再学习本章碳和碳的化合物。因为碳和碳的化合物是人们生活中遇见最多的物质，所以学生比较了解它们的性质和用途，再此基础上要对这些繁杂的知识加以整合和归纳，并为学习碳酸盐与酸反应、学习高中的有机物准备。本节内容通过介绍碳的几种单质主要是金刚石、石墨和木炭不仅可以提高学生对有关物质的较完整的认识，如比较熟悉的钻石、铅笔、防毒面具等。而且，对于进一步学习二氧化碳、一氧化碳、碳酸钙和甲烷等打下基础。3、教材分析一级主题二级主题学习内容学习水平说明身边的化学物质碳的单质碳的同素异形体BAB1、同素异形现象、碳的同素异形体无定形碳及活性炭的吸附性AAB2、无定形碳单质碳的化学性质BAB3、单质碳的化学性质二、学情分析 在学习了氧气性质及实验室制取方法，初步了解了单质碳的组成和结构之后，学习碳的化学性质知识跨度并不大。对于碳的单质，学生比较熟悉，在日常生活和教材的前几章里，学生已经获得了不少有关碳和碳的氧化物的知识。耳熟能详的广告：“钻石恒久远一颗永流 ，有利于学生理解常温下碳的稳定性；学习氧气性质时，亲身探究过木炭具有可燃性；这个班级的学生在年级里比较优秀，都具有较强的学习能力，对于同素异形体的概念一点即通。因此，虽然本节课课时容量比较大，但是还是把碳单质的两个化学性质也提到了这节课中，在学生已经理解并知道的基础上加以巩固。三、教学目标 1、知识与技能（1）知道金刚石、石墨、C60的物理性质，主要用途；（2）知道同素异形现象、同素异形体概念； （3）知道木炭、活性炭等无定形碳的吸附性与用途；（4）理解碳的化学性质稳定性、可燃性。 2、过程与方法 （1）初步学会运用比较、归纳等方法对获取的信息进行加工； （2）通过实验探究过程，提高实验的观察与分析能力。（3）通过对金刚石、石墨和C60的学习， 初步认识共性、个性关系。3、情感态度与价值观（1）感受物质的微观结构美，进一步体会化学使生活更美好，提高学习化学的兴趣； （2）能以发展的观点看待碳的单质，领悟物质的多样性和复杂性，体会结构决定性质、性质决定用途的化学学科思想。 （3）通过木炭、活性炭吸附作用的实验，体验生活与环保离不开化学，增强环保意识。四、教学重、难点从碳与氧的亲和性角度理解高温时碳的化学性质五、教学用品1、多媒体、黑板；2、实验仪器：铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒。实验药品：活性炭、红墨水。六、教学流程(1)创设情景引入新课(3)了解碳单质的物理性质和用途实验(2)介绍无定形碳，体验活性炭的吸附性(6)讨论碳单质结构的相同点引出碳的化学性质(5)同素异形体概念的归纳和辨析模型(4)讨论：为什么三种碳单质的性质存在差异？(9)情景一氧化碳中毒惨剧，引出碳的不充分燃烧(10)小结情景(7) 创设情景，强调常温下碳稳定，高温时才易与氧结合(8)总结碳在高温时的化学性质七、教学案例1、教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图课题引入【师】2016里约奥运会成功举办，作为一名化学老师，我用化学的视角去观察世界，感受世界。我发现一个庞大的家族在其中大显身手，它是谁的家族呢？【幻灯】图片【师】现在同学们可以告诉我这都是哪一个元素的家族吗？【师】这节课我们就来学习碳氏家族，作为化学王国的无冕之王，碳氏家族不仅有着各种化合物，它所率领的单质也非常的丰富，今天我们就来领略一下他们的神奇之处。【观看】【答】碳的家族激发兴趣引入课题碳 同素异形体【板书】4.2.1碳 同素异形体一、无定形碳【幻灯】直饮水净化系统中活性炭活跃的身影【师】活性炭有什么作用呢？【学生实验】在盛有红墨水的烧杯中加活性炭，并进行过滤操作，观察溶液颜色变化【师】活性炭的内部疏松多孔，使得它的表面积非常大， 1克活性炭表面积大概是多少呢？【师】有半个足球场之大，所以它能捕捉到固体杂质或气体。在防毒面具中就有活性炭。活性炭的来历活性炭中含有杂质【幻灯】火桶、徽墨和烧烤等图片【师】烧烤用的燃料时什么物质呢？【师】这些种种的炭和我们平时所说的碳有什么区别？【师】这种炭是含有杂质的碳，被人们统称为无定形碳。【讲解】 在碳元素组成的物质中，还有一类无定形碳，包括木炭、焦炭、活性炭及炭黑等。（交待：“炭”与“碳”的不同写法） “碳”是元素的名称，元素符号为C。常在书写碳元素的单质及含有碳元素的化合物名称时使用。如碳元素、碳-60、一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸钙、碳氢化合物等。“炭”仅在书写由碳元素组成的无定形碳的名称时使用，如木炭、活性炭、焦炭、炭黑等，它们都是混合物。【过渡】纯净的碳单质有金刚石、石墨和C60。【板书】二、碳的单质的物理性质和用途【师】金刚石在生活中有哪些用途呢？【幻灯】金镶玉奖牌【师】金镶玉奖牌就是用金刚石刀具切割而成的，金刚石为什么能够切割坚硬的钢化玻璃呢？【师】石墨有什么用途呢？【幻灯】射箭图片【师】这反映了石墨的什么性质？【幻灯】无轨电车【师】为了响应绿色世博的理念世博期间上海市内重新启用了多路无轨电车，在电车与电路连接的部位就有石墨滑块，这利用了它的什么性质呢？【提问】请你根据以上例举的实例归纳两种碳单质的性质和用途【幻灯】两种碳单质的物理性质和用途【师】物质的性质和用途之间有什么关系呢？【师】请大家阅读书上107页有关足球系的介绍。科学家在1985年发现了一种新的碳单质C60，它的应用前景很广泛。【师】富勒烯还有一个别名叫足球烯，展示足球系的结构模型。 【讲解】这只球很小，它的中间是空的，但它的中空却早就了可以填充其他分子的特点，成为一种超导材料。我国在C60的研究方面也取得了不少的成就。【提问】金刚石和石墨的物理性质差异如何，你有没有什么疑问？【提问】看着足球烯的结构模型，想想老师介绍的用途与它的结构的关系，你认为这种石墨和金刚石的这种差异来自于什么因素？【幻灯】展示金刚石和石墨的结构模型【提问】结构使得他们表现除了不同的物理性质，剩下的两种模型，哪个是石墨的，哪个是金刚石的，哪个更容易破坏？【师】石墨每一层上都有如此对称的正六边形连在一起在平面上无限延伸，而层与层之间结合得不牢固容易滑动所以石墨才很滑很软容易磨损。【师】金刚石内部的碳原子排列得有规律吗？【师】金刚石的这种正四面体的结构使得它非常稳固就像金字塔一样（有学生观察发现），因此表现出来硬度非常大的特性【师】物质的结构与性质间有什么关系吗？【幻灯】关系【师】金刚石、石墨和碳60都是由碳元素组成的单质，我们称他们为同素异形体，谁能总结通俗异形体的定义，并列举出一些熟悉的同素异形体【板书】三、同素异形体【展示】国内外将逝去的宠物的骨灰制成钻石的案例【练习】石墨和金刚石的转换是什么变化？【答】吸附性【参与实验并观察】红墨水变无色【联系前景知识】自来水净化过程中利用了活性炭的吸附性除去自来水中的色素和气体。【答】木炭【答】略【聆听并思考】【答】饰品、切割玻璃等等【答】金刚石硬度大它是天然界存在的硬度最大的物质。【答】略【答】石墨很软，滑腻【答】石墨不仅滑腻，还具有良好的导电性【思考、讨论】以小组的形式归纳总结【思考、讨论】性质决定用途，用途反映性质。【阅读、思考、观察、交流】它们都是同一种元素组成的单质，为什么性质差异这么大呢？由足球烯的微观模型的认识，结合教师对其性质的介绍，提出结构与性质相关的猜想。回答问题【聆听、观察、思考】【答】氧气和臭氧、红磷和白磷（有学生提出了水和双氧水）教师强化同种元素的概念同素异形体必定都是单质。【答】化学变化通过实验，认识物质性质与用途之间的联系锻炼阅读、归纳能力通过自主观察，规范化学用语通过金刚石、石墨、C60的组成、性质、用途的认识，理解同素异形体的概念通过实验了解木炭的吸附作用和用途，感受化学的魅力学会类比的学习方法。通过细致地分析石墨与金刚石的微观结构模型，真正从微观的角度认识到结构决定性质的化学思想。激发学生兴趣，也让学生切实理解同素异形体是不同的物质，转化是化学变化。碳的化学性质【提问】刚才从碳单质的结构中找到了不同点，他们的结构里有没有相同点呢？【过度】他们的结构中都含有碳原子的，所以他们具有一些相同的化学性质。【板书】四、碳的化学性质【师】既然，碳很愿意结合氧为什么人们还要用这样的语言赞美他们呢？ 【幻灯】钻石恒久远，一颗永流传，国画恒久远，一幅永流传？【师】这反映了常温下碳具有什么样的性质？【板书】1、常温下稳定性 【提问】你能说说碳的这一稳定性在生活中的体现吗？【师】碳在常温时具有稳定性，什么情况下喜欢结合氧？【师】木炭能够燃烧，金刚石能燃烧吗？【视频】金刚石燃烧的视频【师】金刚石燃烧生成什么呢？【生】二氧化碳【师】是金子就能发光，是碳就能燃烧！【情景】贵州五男生在垃圾桶点火取暖，致死亡。【师】使他们死亡的真正元凶是谁？说明碳和氧气燃烧还会产生什么？【师】氧气不足的情况下会产生可燃的有剧毒的一氧化碳气体。碳与氧气的质量比不同，产物也不同。这体现了化学学科中的量变引起质变。碳与氧结合的反应一定要注意反应的条件。氧气充足时【板书】2、可燃性： 氧气不足时【师】这节课我们运用对比的方法找到了碳单质结构中的不同点，知道了同一种元素可以形成不同的单质，而且他们的性质和用途也是丰富多彩的，结构中的相同点也使得碳单质具有一些相同的化学性质。物质的结构、性质和用途是化学研究的主旋律。【小结】 物质的组成结构物质的性质物质的用途【答】都由碳原子构成【联系事例】列举生活中的事例，领会碳在常温下化学性质稳定。【思考并回答】【猜测】【联系实际并回答】产生了一氧化碳，它有毒，【练习】C O2 CO22C O2 2CO【谈收获】通过事例认识碳的稳定性探究金刚石能否燃烧的实验激发学生的兴趣。理解条件对物质所发生的变化的影响2、板书设计4.2.1碳 同素异形体一、无定形碳：含有杂质的炭、活性炭的吸附性二、碳的单质的物理性质和用途三、同素异形体四、碳的化学性质1、常温下稳定性 氧气充足时 2、可燃性：氧气不足时 八、教学反思本节课以今年召开的南京青奥会为大背景，引出本节课的学习重点碳单质和和同素异形体的内容，并时刻紧扣这个主题，环环都与化学知识在生活中的应用相扣，目的就是时刻抓住学生的兴趣和注意力。教学中用学生感兴趣的图片、资料引入课题，激发学生学习热情；通过简单的实验、阅读教材内容、交流，既帮助学生认识物质组成结构、性质与用途之间的联系，又锻炼阅读、分析、归纳能力，还体验了学习化学的魅力。教学中通过列举生活中使用碳单质的事例，组织学生讨论单质碳的化学性质，同时配置适当的实验，引导学生观察实验装置、操作及实验现象，通过实验现象，分析化学反应实质，认识氧化还原反应，帮助形式建立新的概念，这样由学生的经验出发，层层推进的方法，符合学生的认知特点，学生学得比较轻松，效果良好。不足之处：七班同学普遍学习能力较强，而金刚石和石墨的相关知识在自然科学课上也已经学习过了。而我在教学过程中又有点着急，急于替学生回答，没有预留出充足的时间让学生思考并回答，课堂上回答问题的气氛不够热烈。以后的教学过程中应当将学生已经了解和熟知的知识加以缩减，更加偏重到新的知识点上，应用学生的“已知”引出这节课的未知，从而起到训练学生知识迁移能力的作用。在课堂巩固练习方面，可以再放慢一点节奏，给足学生思考的时间。问题设计方面，应该将重点内容同素异形体的概念和理解挖得更深一点，设计一些能够引发学生思考和讨论的有效问题，预留足够的时间进行讨论，真正激活课堂气氛，使每一个学生都有机会和同学或者老师交流。课后的结束语和课堂巩固练习的位置应该调换一下，以激发学生学习化学兴趣的结束语结束整节课，使课堂的完整性更好。