PAGE《金剛石、石墨和C60》課堂教學實錄【教學目標】知識與技能1．了解金剛石和石墨的物理性質和用途。2．知道碳單質的化學性質。過程與方法通過對金剛石、石墨和C60中碳原子排列方式的分析，懂得物質結構、性質和用途之間的關系。情感、態度與價值觀通過對C60的發現及研究的介紹，學會用發展的眼光看問題，樹立物質性質決定用途的觀點?！窘虒W重點和難點】重點：金剛石、石墨和C60中原子排列方式的分析以及碳單質的化學性質。難點：碳跟某些氧化物的反應。【教學準備】儀器：金剛石的分子模型、石墨的分子模型、C60的分子模型、玻璃刀、鉛筆芯、干電池、石墨電極、導線、燈泡、小錐形瓶、試管(大小各1個)、鐵架臺、酒精燈、網罩、帶導管的塞子、足球藥品：紅墨水、烘烤過的木炭(活性炭)、木炭粉、CuO粉末、澄清石灰水【教學進程】一、導入新課師：我佃知道不同元素可以組成不同物質，同種元素能組成單質，那么同種元素能否組成不同的物質呢？研究表明，透明的金剛石、灰色的石墨和足球狀的C60都是由碳元素組成的單質(展示玻璃刀、C60的分子模型、鉛筆)。它們之間有什么聯系呢？這就是我們今天要學習的內容。二、推進新課碳的單質1．金剛石師：展示金剛石及模型：生：學生觀察金剛石樣品后，嘗試描述有關金剛石的物理性質：金剛石是無色透明的固體，呈現正八面體結構。師：金剛石可以用來切割玻璃、水泥，甚至大理石等建筑材料，制作鉆頭用于地質鉆探、開采石油和打井等。金剛石是自然界中存在的最硬物質。2．石墨師：金剛石對光有折射和散射作用，但是同為碳元素組成的石墨，和金剛石相比外表要暗淡許多。師：展示石墨及模型：師：(1)用手觸摸一下石墨，有什么感覺？(2)用石墨在紙上劃一下，會有什么現象？生：(1)石墨很軟、有滑膩感。(2)留下深灰色的痕跡。師：石墨是一種深灰色的有金屬光澤而不透明的細鱗片狀固體，常用石墨作鉛筆芯。此外，石墨還具有優良的導電性能，用來制作石墨電極。師：展示石墨的用途。投影課本上圖6－2。實驗探究1：木炭和活性炭的吸附性在兩個盛有半瓶水的小錐形瓶里，加入一滴紅墨水，使水略顯紅色，將研細的木炭倒入其中一個小錐形瓶里，塞上塞子，充分振蕩后過濾，注意觀察帶紅色的水中顏色的變化。再與另一個小錐形瓶中未加木炭的原溶液對比。現象：紅色消失，液體變無色。結論：紅墨水顏色的褪去是因為木炭的吸附作用。師：木炭具有疏松多孔的結構，表面積大，具有較強的吸附性，因此能吸附一些食品和工業產品里的色素?；钚蕴康奈阶饔帽饶咎窟€強。師：利用這一性質，活性炭會有什么用途？生：制作防毒面具。師：展示防毒面具圖片(濾毒罐就是利用活性炭來吸附毒氣的)。師：木炭和活性炭的吸附作用還有哪些用途呢？生：冰箱的除味劑、制糖工業的脫色劑、凈水器等。3．C60師：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。師：展示C60分子模型：師：(1)C60的分子結構和什么相似？(2)C60是單質還是化合物？(3)C60中60表示什么？生：(1)C60分子結構和足球相似。(2)它是一種單質。(3)一個C60分子中含有60個碳原子。師：這種足球結構的碳分子很穩定。目前，人們正在迸一步地研究C60分子的結構和性質，以及其在材料科學、超導體等方面的應用。師：出示資料：C60在以下幾個方面也具有廣泛的應用前景：①氣體的貯存；②有感覺功能的傳感器；③增強金屬的強度；④新型的催化劑；⑤光學應用等。隨著科學技術的發展，碳單質不斷被發現，碳單質的用途也將不斷擴大。除C60外，一些新的單質碳也相繼被發現，如：C70、C240、C540等。20世紀90年代初，科學家又致力于一種新型的納米材料——納米碳管的研究。師：金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質，物理性質為什么有這么大的差異呢？生：三種碳的單質中碳原子的排列不同造成了性質上的差異。物質的結構eq\o(,\s\up7(決定),\s\do5(反映))物質的性質eq\o(,\s\up7(決定),\s\do5(反映))物質的用途單質碳的化學性質——常溫下不活潑師：投影資料：我國古代一些書法家、畫家用墨書寫或繪制的字畫能保存很長時間而不變色。師：這說明了什么？生：常溫下，碳的化學性質不活潑。師：若升高溫度，又如何呢？師：寫出木炭在氧氣中充分燃燒時的化學方程式。生：C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2師：當碳不充分燃燒時，生成一氧化碳。師：跟氧氣反應：C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2(充分燃燒)2C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2CO(不充分燃燒)師：碳在高溫時還有重要的性質。師：把經過烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻，小心地鋪放進試管，并將試管固定在鐵架臺上，試管口裝有通入澄清石灰水的導管(如下圖)，用酒精燈(可加網罩以使火焰集中并提高溫度)加熱混合物幾分鐘。然后先撤出導氣管，待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上。觀察現象并分析。生：交流現象：澄清石灰水變渾濁，試管粉末中有紅色物質。分析得出產物為二氧化碳、銅。師：上述反應的反應物、生成物、條件都已確定，你能寫出反應的化學方程式嗎？生：2CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑師：從分子組成上看CuO轉變為Cu，發生了什么變化？是誰導致了這種變化？生：CuO轉變為Cu失去了氧，是碳奪走了CuO中的氧。師：還原反應：含氧化合物里的氧被奪去的反應。還原性：能奪走含氧化合物里氧的物質具有還原性。練習：焦炭在工業上可用來煉鐵：2Fe2O3＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))4Fe＋3CO2↑師：這個反應是否是還原反應？若屬于還原反應，哪種物質具有還原性？生：此反應是還原反應，其中碳具有還原性。師：工業上常利用碳的還原性，制取多種金屬?！景鍟O計】第六單元碳和碳的氧化物課題1金剛石、石墨和C60一、碳的單質1．金剛石很硬，可用來切割玻璃2．石墨很軟，有良好的導電性3．C60物質的結構、性質和用途之間的關系：結構eq\o(,\s\up7(決定),\s\do5(體現))性質eq\o(,\s\up7(決定),\s\do5(體現))用途二、單質碳的化學性質1．高溫下，碳能跟多種物質反應。(1)跟氧氣反應：C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2(充分燃燒)2C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2CO(不充分燃燒)(2)跟某些氧化物反應：2Fe2O3＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))4Fe＋3CO2↑2．還原反應：含氧化合物里的氧被奪去的反應。還原性：能奪走含氧化合物里氧的物質具有還原性。eq\a\vs4\al(3.\x(\a\al(碳,的,化,學,性,質))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(穩定性：常溫下，碳的化學性質不活潑,可燃性\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(跟氧氣反應：C＋O2\o(=,\s\up7(點燃))CO2,（充分燃燒）,跟氧氣反應：2C＋O2\o(=,\s\up7(點燃))2CO,（不充分燃燒）)),還原性\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2CuO＋C\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑,CO2＋C\o(=,\s\up7(高溫))2CO,2Fe2O3＋3C\o(=,\s\up7(高溫))4Fe＋3CO2↑)))))【教學反思】本節課以碳的知識為載體，激發學生學習化學的興趣，培養學生學會用發展的眼光看待問題。本節課采用的是探究法進行教學，讓學生感受到探究的樂趣，充分調動學生的積極性，發揮其主體作用；從不同的角度引導，進而提出結構、性質、用途之間的關系，以及一種元素能形成多種單質。課堂學習氣氛濃厚，較好地完成了教學任務?！督饎偸?、石墨和C60》導學案第1課時碳的單質【學習目標】1．了解金剛石、石墨和C60都是碳元素形成的單質及各自的物理性質和用途。2．了解木炭、活性炭的吸附性?！局攸c難點】1．認識物質性質和用途的關系。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物質。學習內容一金剛石、石墨和C60【學習指導】閱讀課本第106頁－108頁的有關內容，完成下列填空。1．填表。物質金剛石石墨C60組成都是由碳元素組成的單質物理性質外觀無色透明、正八面體形狀的固體深灰色不透明鱗片狀固體，有金屬光澤形似足球狀硬度最硬質軟導電性不導電導電幾乎不導電導熱性無良好用途劃玻璃、鉆頭、裝飾品電極、鉛筆芯、潤滑劑材料科學、超導體2.同一種元素可以組成不同的單質。碳元素組成的單質有金剛石、石墨、C60，氧元素組成的單質有O2、O3，磷元素組成的單質有白磷、紅磷。3．金剛石、石墨、C60它們物理性質存在差異的原因是碳原子的排列方式不同。4．物質的組成和結構決定了它的性質，物質的用途在很大程度上取決于物質的性質。5．用石墨制取金剛石是化學變化。6．C60的一個分子是由60個碳原子構成的，C60的相對分子質量是720?！居懻摻涣鳌?．元素和單質之間有什么關系？2．碳元素形成的各單質物理性質不同的原因?！緶剀包c撥】1．一種元素可形成多種單質，多種單質可由一種元素組成；即同種元素組成的物質可能為單質，也可能為混合物。2．金剛石、石墨、C60的物理性質不同的原因：碳原子的排列方式不同。金剛石、石墨、C60的物理性質如同建筑物的穩固程度，其材料一樣，但材料組合方式不同，其穩固程度就不同。【名師歸納】1．自然界中最硬的物質為金剛石。2．鉛筆芯中不含鉛，而是含石墨。3．物質的性質決定用途，用途體現性質?！痉答伨毩暋?．近年來，科學家研制出一種新物質，它具有空心的類似足球狀結構，化學式為C60，下列說法正確的是(B)A．它是一種新型的化合物B．它與金剛石、石墨都是碳的單質C．該物質是由金剛石和石墨構成的D．該物質的相對分子質量為602．下列關于碳的幾種單質的組成和用途的說法錯誤的是(D)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便于開啟C．活性炭可用作防毒面具的濾毒劑D．鉛筆芯主要是用鉛和少量炭粉制成的3．只含有碳元素的物質(C)A．一定是純凈物B．一定是金剛石C．可能是純凈物，也可能是混合物D．一定是炭黑4．金剛石、石墨在氧氣中充分燃燒都生成唯一的產物CO2，且這一產物里所含氧的質量等于參加反應的氧氣的質量，由此證明它們是由碳元素組成的不同單質。5．在石墨、活性炭和金剛石等碳的單質中，硬度最大的是金剛石；軟而滑膩的是石墨；導電性能好的是石墨；能使集氣瓶中紅棕色的二氧化氮顏色消失的是活性炭，發生的變化是物理變化(填“物理”或“化學”)。6．輕軌電車是一種快速便捷的交通工具，當輕軌電車開動時，輕軌電車與架空電線的接觸點由于高速摩擦會產生高溫，因此接觸點上的材料應該具有耐高溫、不易氧化、能導電的性質。你認為接觸點的材料應選用(B)A．金剛石B．石墨C．鋁D．錫學習內容二木炭、焦炭、活性炭、炭黑【學習指導】閱讀課本107－108頁的有關內容，完成下列填空。1．在日常生活和工農業生產中，常用到木炭、焦炭、活性炭和炭黑等，這些物質的主要成分也是碳單質，它們的結構與石墨類似。2．木炭、焦炭、活性炭、炭黑都具有疏松多孔的結構，因此它們都具有吸附性?；钚蕴坑米鞅淙ノ秳?，炭黑用作制墨汁，焦炭用于冶金工業，活性炭用來除去食品和工業產品里的色素，活性炭用于制造防毒面具里的濾毒罐，炭黑加入到橡膠里增強輪胎的耐磨性。在這幾種物質中，活性炭的吸附能力最強?！居懻摻涣鳌俊疤肌焙汀疤俊庇惺裁磪^別？【溫馨點撥】碳指的是碳元素；而炭指由碳元素組成且含有少量雜質的具體物質，因此書寫時一定要注意?！久麕煔w納】1．木炭的吸附性是物理性質。2．木炭、焦炭、活性炭、炭黑的性質、用途比較。木炭、焦炭、活性炭、炭黑等的類別混合物(由石墨微小晶體和少量雜質構成)木炭、焦炭、活性炭、炭黑等的結構疏松多孔木炭和活性炭的性質吸附性木炭和活性炭的用途去異味、吸附毒氣、脫色等【反饋練習】1．重慶天原化工廠發生氯氣泄漏事故，救援人員使用了防毒面具，以下適用于填充防毒面具并吸附毒氣的是(C)A．金剛石B．炭黑C．活性炭D．石墨2．碳和炭這兩個字表示的意義是不同的。下面關于這兩個字的具體用法中，正確的是①②③⑤(填序號)。①碳單質②木炭粉③活性炭④一氧化碳⑤碳酸鈉3．現有A.木炭；B.石墨；C.活性炭；D.焦炭；E.金剛石五種物質，按下列要求選擇填空(只填序號)。①用于制黑火藥的是A；②裝在鉆探機鉆頭上的是E；③用來作電極的是B；④用作裝飾品的是E；⑤填充濾毒罐的是C。第2課時單質碳的化學性質【學習目標】1．掌握單質碳的化學性質。2．理解氧化還原反應的實質。3．能運用單質碳的化學性質解決實際問題?！局攸c難點】1．掌握單質碳的化學性質。2．理解氧化還原反應的實質。學習內容一單質碳的化學性質【學習指導】閱讀課本第110－111頁的有關內容，完成下列填空。1．常溫下，碳的穩定性：原子最外層電子數決定了元素的化學性質。碳原子的最外層電子數是4，既不容易得到電子，也不容易失去電子，所以碳的化學性質比較穩定。古代字畫能長久保存，就是利用了碳的穩定性。2．木制的電線桿在埋入地下前，將其表面燒焦的目的是什么？把電線桿燒焦后木頭變成木炭，由于碳的穩定性，所以可以保存較長的時間。3．可燃性：(1)回憶木炭在氧氣中充分燃燒的實驗，反應的化學方程式為C＋O2CO2。實驗現象：劇烈燃燒，發白光。如何檢驗產物：向集氣瓶里倒入澄清的石灰水，澄清的石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成。(2)在密閉的室內用煤爐燒煤取暖，如果使用不慎，就會發生“煤氣”中毒事件，猜測一下“煤氣”是CO。“煤氣”是怎樣產生的？煤不完全燃燒產生的。(3)碳燃燒的化學方程式為C＋O2CO2、2C＋O22CO。4．還原性：(1)木炭還原氧化銅的實驗中，CuO是黑色的，木炭是黑色的。此實驗的反應物是固體，反應條件需要加熱，該反應的發生裝置是固固加熱型。酒精燈加網罩的目的是集中火焰，提高溫度。做該實驗時因為有氣體生成，所以必須先檢查裝置的氣密性。反應結束后，先撤導氣管，后撤酒精燈。(2)分小組實驗，在實驗中看到黑色的氧化銅變成了紅色，澄清的石灰水變渾濁。紅色的固體是銅，澄清的石灰水變渾濁說明有二氧化碳生成。寫出該反應的化學方程式C＋2CuO2Cu＋CO2↑?！久麕煔w納】1．在常溫下，碳的化學性質穩定。2．木炭還原氧化銅的實驗，反應中看到試管中黑色固體逐漸變為紅色物質，說明CuO變成了Cu；試管中有氣泡產生且澄清石灰水變渾濁，證明有CO2生成?！痉答伨毩暋?．古代的字畫經久不變色，其原因是(C)A．顏料質量好B．字畫保存得好C．碳的化學性質在常溫下穩定D．因為是黑色的2．常溫下，碳的化學性質穩定，隨著溫度的升高，碳的活動性增強。3．碳燃燒可以生成兩種氧化物，二氧化碳和一氧化碳；其中碳元素的化合價分別為＋4和＋2。4．下列符號，既能表示一種元素，又能表示該元素的一個原子，還能表示一種單質的是(D)A．O2B．NC．2HD．C5．下列性質中，不屬于碳的化學性質的是(B)A．穩定性B．吸附性C．可燃性D．還原性6．碳的某種氧化物中，碳元素和氧元素的質量比為3∶8，該氧化物中碳原子和氧原子的個數比為1∶2，該氧化物的化學式為CO2。學習內容二氧化還原反應【學