第六单元 课题1 碳单质的多样性（第1、2课时） 教案 2024-2025学年人教版九年级化学上册

课题1　碳单质的多样性
第1课时　碳的单质
◇教学目标◇
知识目标
1.了解金刚石和石墨的物理性质及主要用途。
2.知道木炭和活性炭具有吸附性。
3.知道不同元素可以组成不同的物质,同一种元素也可以组成不同的物质。
能力目标
1.通过对金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式及空间结构的分析,知道物质的结构、性质和用途之间的相互关系。
2.通过木炭(或活性炭)吸附作用演示实验的探究,让学生知道对比实验是研究问题的常用方法。
素养目标
通过对碳的不同单质具有不同用途的探究,树立物质的性质决定其用途的观点。
◇教学重难点◇
教学重点
金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式的分析。
教学难点
金刚石、石墨和C60的物理性质存在差异的原因。
◇教学过程◇
一、导入新课
你们一定见过普通的铅笔,又或许见过名贵的钻石,但你们知道铅笔芯和钻石其实是“一家人”吗 化学世界就是这么神奇!
二、推进新课
1.金刚石
[提出问题]通过前面的学习,我们知道不同的元素可以组成不同的物质,如氧气是由氧元素组成的,氢气是由氢元素组成的,那么,同种元素可以组成不同的物质吗
[过渡]金刚石、石墨和C60是庞大的碳家族成员,均是由碳元素组成的单质。
[投影展示]
[归纳总结]纯净的金刚石是无色透明的固体。金刚石是天然存在的最硬的物质,故其可用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属等。
2.石墨
[过渡]和金刚石相比,同样由碳元素组成的石墨的外表要暗淡许多。阅读教材第129页石墨的相关内容,归纳出石墨的相关性质。
[归纳总结]石墨是一种灰黑色、有金属光泽的固体,质软,有滑腻感,熔点高,有优良的导电性能。
[演示]用导线将一根6B铅笔的铅笔芯、电池和灯泡连接,接通电源后,观察灯泡是否发光。
[提出问题]灯泡为什么会发光
[归纳总结]石墨具有良好的导电性。
[讨论交流]列举出生活中利用石墨导电性的一些实例。
[投影展示]石墨的用途。
[提出问题]木炭、活性炭、焦炭、炭黑等物质的主要成分也是碳单质,它们的结构与石墨类似,它们都具有哪些主要性质呢
[演示实验]实验6-1,观察实验现象并分析。
[归纳总结]
现象 水的颜色逐渐变浅,最终褪为无色
分析 木炭(或活性炭)具有疏松多孔的结构,因而具有吸附性,吸附了水中的色素,导致水的颜色逐渐变浅直至无色
　　[讨论交流]根据木炭(或活性炭)具有吸附性这一性质,你能推测出木炭(或活性炭)有哪些用途吗
[归纳总结]木炭可用来吸附食品或工业产品里的色素,也可以吸附异味。活性炭的吸附作用比木炭强,主要用途如下:①用于防毒面具里的滤毒罐;②作冰箱的除味剂;③作制糖工业的脱色剂等。
3.C60
[过渡]随着科技的发展,新形态的碳单质逐渐被人们发现,其中发现较早的是C60。
[归纳总结]每个C60分子由60个碳原子构成,形似足球,又被称为足球烯。
[提出问题]金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质,但它们的物理性质却存在很大的差异,这是为什么呢
[投影展示]金刚石、石墨和C60的微观结构模型。
[归纳总结]金刚石、石墨和C60的物理性质存在很大差异的原因是碳原子的排列方式不同。
[讨论交流]结合金刚石、石墨、木炭、活性炭及C60的性质和用途,讨论物质的性质与用途之间的关系。
[归纳总结]物质的结构性质用途。
◇板书设计◇
第六单元　碳和碳的氧化物
课题1　碳单质的多样性
第1课时　碳的单质
一、金刚石、石墨、C60
碳单质
二、其他碳单质
木炭和活性炭具有疏松多孔的结构,具有吸附性。
◇教学反思◇
本节课从学生熟悉的事物入手,如铅笔芯中的石墨、电池中的碳棒、净水用的活性炭等,引出学生对相关物质的结构、性质与用途关系的探究,可谓水到渠成。教学过程中尊重学生的生活经验和认知水平,突出学生的主体地位。
第2课时　碳单质的化学性质
◇教学目标◇
知识目标
知道碳单质的化学性质——稳定性、可燃性、还原性。
能力目标
1.通过实验事实理解碳单质的活泼性和稳定性都是相对的。
2.通过演示实验,学会对实验现象进行分析、归纳和总结。
素养目标
通过对碳单质化学性质的探究和逻辑推理,帮助学生建立崇尚科学的观念,树立辩证唯物主义观点。
◇教学重难点◇
教学重点
碳单质的化学性质。
教学难点
碳单质的还原性及还原反应。
◇教学过程◇
一、导入新课
为什么古代的作品历经几百年甚至上千年依然笔锋清晰,《清明上河图》保存到现在仍色泽鲜艳而不褪色呢
二、推进新课
[过渡]古代字画(用炭黑等制成的墨书写或绘制)保存至今,纸或布都已经开始腐烂或破损,但墨色依然不变,是因为常温下碳单质的化学性质不活泼,即使受日光照射或与空气、水分接触,都不容易变化。
[提出问题]为什么碳单质在常温下化学性质不活泼呢
[投影展示]碳原子的结构示意图。
[归纳总结]元素的化学性质与其原子的核外电子排布,特别是最外层电子的数目有关。碳原子的最外层电子数为4,在化学反应中不易得失电子,因此常温下,碳单质的化学性质不活泼。
[提出问题]常温下,碳单质的化学性质不活泼,若升高温度,碳单质的活泼性将如何变化呢
[知识回顾]回忆木炭在氧气中燃烧的实验,写出木炭在氧气中充分燃烧时的化学方程式。
[归纳总结]①木炭在氧气中剧烈燃烧,发出白光,放出大量的热,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,反应的化学方程式为C+O2CO2。
②当木炭燃烧不充分时,生成一氧化碳,放出热量,反应的化学方程式为2C+O22CO。
[过渡]碳除了能与氧气反应外,在高温时还能与某些氧化物发生反应。
[演示实验]实验6-2,适时指导学生观察并记录实验现象。
[归纳总结]①实验现象:黑色粉末逐渐变为红色,澄清石灰水变浑浊。
②化学方程式:2CuO+C2Cu+CO2↑。
[特别提醒]①实验结束时应先将导管从澄清石灰水中撤出,再停止加热,防止液体倒吸,使试管炸裂。
②实验时所用的木炭应过量,可使氧化铜充分反应;待试管冷却后再把试管里的粉末倒出,可防止生成的铜被重新氧化。
[提出问题]CuO转变为Cu,发生了什么变化 是什么导致了这种变化
[归纳总结]①。
②木炭是使氧化铜还原为铜的物质,它具有还原性。
[讨论交流]碳单质具有还原性,结合物质的性质决定用途说一说碳单质具有哪些用途
[归纳总结]①碳单质的还原性可用于冶金工业,如焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来:2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑。
②在高温条件下,碳单质还能使二氧化碳转变成一氧化碳,反应的化学方程式为CO2+C2CO。
◇板书设计◇
第2课时　碳单质的化学性质
一、碳单质的化学性质
1.稳定性
2.可燃性
3.还原性
二、还原反应
含氧化合物里的氧被夺去的反应。
◇教学反思◇
　　本节课采用探究法进行教学,让学生感受到探究的乐趣,充分调动学生的积极性,发挥其主体作用,从不同的角度进行引导,进而提出性质、用途之间的关系。课堂学习气氛浓厚,较好地完成了教学任务。