第1课时 碳的单质
【学习目标】
1．了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途。
2．知道不同的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。
【学习重点】金刚石、石墨和C60的结构、物理性质和用途;物质的结构、性质和用途。
【学习难点】物质的结构、性质和用途之间的联系。
【学习过程】
一、自主学习
1．碳的单质有金刚石、石墨和C60等，其中金刚石是天然存在的最硬的物质，石墨是天然存在的最软的矿物之一。
2．木炭和活性炭都具有吸附性，是因为它们具有疏松多孔的结构。
3．一个C60分子是由60个碳原子构成的，它形似足球，被广泛应用于超导方面的研究。
二、新知导学
知识点一：碳的单质
【引导自学】阅读课本P104-106，补充下方表格：
金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，它们的物理性质和用途对比如下:
物理性质
结构
用途
差异原因
颜色
形状
硬度
导电性
金刚石
无色
正八面体形状
硬度大
不导电
每个碳原子都与四个碳原子相连,在空间构成连续的、坚固的骨架结构
裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属、作钻头等
因为碳原子的
排列方式不同
石墨
深灰色
细鳞片状固体
质软
优良的导电性
碳原子呈平面层状排列
制铅笔芯、石墨电极、
润滑剂、石墨电刷等
C60
形似足球
超导、催化、材料、医学及生物等领域
(
决定
)
(
决定
)
(
反映
)【小结】物质结构、性质和用途之间的关系：结构性质用途
知识点二 无定形碳
无定形碳包括木炭、焦炭、活性炭、炭黑等，主要成分是碳单质，结构与石墨相似。?
1．探究木炭(或活性炭)的吸附性
【师生合作】完成教材P105实验6-1
实验步骤
现象
结论
盛有红墨水的锥形瓶加烘烤过的木炭
液体颜色由红色逐渐变为无色
木炭具有吸附性
【小组讨论】为什么木炭、活性炭会具有吸附性呢？
答：木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有吸附性，能吸附色素和异味。活性炭的吸附性比木炭更强。
温馨提醒
1．木炭、活性炭的吸附性属于物理性质。吸附过程中发生的变化属于物理变化。
2．“碳”和“炭”的区别：“碳”是元素名称，指元素；“炭”是指具体的物质，由碳元素组成的部分单质。如：木炭(或活性炭)。二氧化碳由碳和氧两种元素组成。
三、我的收获
四、当堂检测
1．金刚石、石墨、C60物理性质有很大差异的原因是(
C
)
A．原子种类不同
B．原子大小不同
C．原子排列方式不同 D．原子数目不同
3．活性炭能净水，主要是因为它具有(
C
)
A．难溶性
B．稳定性
C．吸附性
D．可燃性
3．下列有关金刚石、石墨的说法正确的是( A )
A．都是由碳元素组成
B．都是黑色固体
C．都能导电
D．硬度都很大
4．测得某物质中只含有碳元素，这种物质
(?
D
?)
A．一定是一种单质??B．一定是石墨?
C．可能是化合物?D．可能是一种单质，也可能是几种碳的单质的混合物
5．最近科学家制得一种新的分子，它是由碳元素组成的，具有空心的类似足球状结构的一种分子，化学式是C60。下列说法中不正确的是（A）
A．C60是一种新型的化合物
B．C60和石墨是不同的碳单质
C．C60是一种新的碳单质
D．C60的相对分子质量是720
6．请从①石墨、②活性炭、③金刚石、④氢气、⑤氧气、⑥炭黑中，选取相应物质的序号填空。
（1）最清洁的燃料是④。
（2）可用于冰箱除异味的是②。?
（3）自然界中最硬的是③。
（4）用于急救病人的气体是⑤。?
（5）可作干电池电极的是①。
（6）做耐高温润滑剂的是①。?
（7）作油墨用的是⑥。?
五、布置作业
2第1课时 碳的单质
三维目标要求
知识与技能
1．了解金刚石和石墨的物理性质和用途。
2．了解C60分子的结构特点。
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。
4．知道木炭和活性炭具有吸附作用。
过程与方法
1．通过对金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式的分析，使学生懂得物质结构、性质和用途之间的关系。
2．通过木炭、活性炭对红墨水的吸附实验，让学生学会用对比实验的方法来解决实际问题。
情感、态度与价值观
1．通过对C60、碳纳米管的发现及研究的介绍，学会用发展的眼光看问题，提高学生的科学素养。
2．帮学生树立物质的性质决定用途的观点。
教学重点和难点
教学重点
金刚石、石墨、木炭和活性炭的性质和用途。
教学难点
使学生知道物质的结构与性质、性质与用途的关系。
情境导入
“碳氏三兄弟”
一天碳氏家族的三个兄弟在表功，老大说：“我是天然矿物质中最硬的，我能破石开山”；老二说：“我是天然矿物质中最软的，我很滑，能导电，但我过后留有痕迹”；老三说：“我在当前社会上广泛应用于高科技材料”。你能总结出它们性质的特点吗？
合作探究
探究点一 碳的单质
提出问题金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，为什么它们的物理性质有很大差异？
讨论交流阅读教材归纳总结。
归纳总结
1．碳的几种单质：金刚石、石墨和C60。
2．金刚石、石墨和C60的性质比较及用途：
名称
金刚石
石墨
C60
外观
无色透明、正八面体形状的固体，有璀璨夺目的光泽
深灰色不透明的细鳞片状的固体，有金属光泽
C60分子形似足球
导电性
几乎不导电
良好
硬度
天然存在的最硬的物质
质软(最软的矿物之一)
导热性
很差
良好
很差
续表
名称
金刚石
石墨
C60
用途
钻头、刻刀、装饰品等
电极、铅笔芯、润滑剂等
超导、催化、材料、医学及生物等领域
物理性质不同的原因
碳原子的排列方式不同
课堂讨论
1．金刚石和石墨是同一种物质吗？由石墨制造金刚石是物理变化还是化学变化？
2．一种元素只能组成一种单质吗？这些碳单质的性质和用途为什么不同？
知识拓展
1．一种元素可以组成不同种单质。例如：金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的不同单质；白磷、红磷都是由磷元素组成的不同单质；氧气和臭氧都是由氧元素组成的不同单质；同种元素可以组成不同单质。因此，我们不能说“由同种元素组成的物质叫单质”。
2．石墨在一定条件下可以转化为金刚石，该变化属于化学变化。
探究点二 无定形碳
提出问题无定形碳是碳的单质吗？它是一种物质还是一类物质呢？
讨论交流阅读教材归纳总结。
归纳总结木炭、焦炭、活性炭和炭黑主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。因为它们没有固定的几何形状，所以叫无定形碳。
(1)木炭具有吸附性，可以吸附气体、色素，可用来作冰箱的去味剂。
(2)活性炭的吸附能力比木炭强，可以用在防毒面具中吸收毒气、制糖工业中脱色制白糖、处理水等。
(3)焦炭用于冶金工业，作还原剂。
(4)炭黑用于制造油墨、油漆、鞋油、橡胶工业的填充剂等。
探究实验
实验步骤
实验现象
结论
在盛有品红溶液的烧杯中加入几块烧烤过的木炭(或活性炭)，轻轻振荡，观察现象
红色褪去，溶液变成无色
木炭(或活性炭)有吸附能力，此变化属于物理变化
板书设计
课题1 金刚石、石墨和C60
第1课时 碳的单质
碳的单质金刚石——自然界中最硬的物质
石墨——质软、有导电性、耐高温、
润滑性
C60——“足球烯”形似足球碳原子排
列方式不
同，物理
性质不同
无定形碳——木炭、焦炭、活性炭和炭黑
成功之处
本堂课在教学中设法把课堂学习融入社会生活，将学生引入广阔的生活实践，培养学生用化学的眼光来观察世界，实践生活，在生活中学化学，使学生真正体验到知识的价值，提升学生课堂学习的自觉性和主动性
不足之处
学生生活的经验较少，联系的生活实例不够丰富
3第2课时 碳的化学性质
【学习目标】
1．了解常温下碳的稳定性。
2．掌握不同条件下碳与氧气的反应。
3．掌握碳与某些氧化物的反应，认识碳的还原性。
【学习重点】掌握单质碳的化学性质，理解碳的还原性的实质和还原反应的含义。
【学习难点】理解碳的还原性的实质、还原反应的实质和还原反应的含义。
【学习过程】
一、自主学习
1．碳的单质在常温下化学性质不活泼。
2．可燃性：①碳在氧气中充分燃烧C＋O2CO2；
②碳在氧气中不充分燃烧2C＋O22CO。（填化学方程式）
3．还原性：碳在高温条件下能够还原CuO，反应的化学方程式为C＋2CuO2Cu＋CO2↑。
二、新知导学
知识点一：碳的化学性质
【引导自学】阅读课本P110，请概括出碳的化学性质。
1．常温下，碳的化学性质不活泼。?从原子结构的角度分析，碳原子核内质子数为6，原子结构示意图为，最外层有6个电子，化学性质不活泼。?
2．碳的可燃性
①氧气充足时：C＋O2CO2；（请写化学方程式）
②氧气不充足时：2C＋O22CO。这两个反应都属于化合反应（填反应类型）。
3．碳的还原性：木炭还原氧化铜的实验探究
【师生合作】观察教师演示P107实验6-2，并记录实验现象。
实验装置
实验现象
实验结论
黑色粉末变为光亮的红色
说明生成了铜，在反应中，氧化铜被还原，失去氧
澄清石灰水变浑浊
说明生成了二氧化碳，在反应中，碳夺取了氧化铜中的氧，化学反应方程式为C＋2CuO2Cu＋CO2↑
【小组讨论】围绕上述实验，回答相关问题：
1．实验中在酒精灯上加一个金属网罩的作用是使火焰集中，提高温度。?
2．将碳和氧化铜粉末混合均匀的目的是增大反应物的接触面积，提高反应速率。?
3．停止加热时，应先将导管从溶液中拿出，再熄灭酒精灯。?
4．实验结束后，应待试管冷却后才能将试管里的粉末倒出，防止热的铜被氧化为氧化铜。?
5．碳和金属氧化物反应的规律：C
+
金属氧化物金属+CO2。
三、我的收获
四、当堂检测
1．古代字画能长期保存，是由于单质碳在常温下具有（A）
A．稳定性
B．氧化性
C．还原性
D．助燃性
2．一定质量的木炭与过量的氧气在密闭的容器内加热使其充分反应。如图中能正确反映容器内有关的量随时间变化的关系图象是( C )
A
B
C
D
3．用木炭还原氧化铜的实验如左下图。
（1）酒精灯加灯罩的目的使火焰集中，提高温度；
（2）刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是试管①中的空气受热膨胀进入试管②中,产生气泡；
（3）继续加热，观察到石灰水逐渐变浑浊，黑色粉末中出现红色物质。请你写出带点部分的化学方程式：
C＋2CuO2Cu＋CO2↑、Ca(OH)2+CO2===CaCO3
↓+H2O；
（4）停止加热时，应先将导管从试管②中撤出，并用弹簧夹夹紧橡皮管，待试管①冷却后再把试管里的粉末倒出。这样操作的原因是防止石灰水倒吸，防止热的铜被氧化为氧化铜。
五、布置作业
3第2课时 碳的化学性质
三维目标要求
知识与技能
1．了解碳在常温与高温下表现出不同的化学性质。
2．熟悉碳在不同条件下的燃烧产物。
过程与方法
通过古人用碳或墨作的字画久不褪色的事实和升高温度碳也能发生化学反应的实验探究，使学生明白物质化学性质的活泼与稳定都是相对的。
情感、态度与价值观
使学生领悟内因是变化的依据，外因是变化的条件，使学生再一次理解结构、性质、用途三者间的辩证关系，培养学生归纳整理、寻找规律的能力。
教学重点和难点
教学重点
碳的化学性质——可燃性、还原性。
教学难点
碳跟氧化铜等金属氧化物的反应表明碳具有还原性。
情境导入
钻戒(如图)是婚礼的必备，是爱意和忠诚的象征。虽然钻石实际上也会被损伤或者掉色，依然有着永恒完美品质。所以钻石作为浪漫爱情的象征。
合作探究
探究点 碳的化学性质
提出问题古代书画家用墨写的字画，为什么能完好地保存至今不褪色呢？
讨论交流阅读教材归纳总结。
归纳总结
1．稳定性：碳原子核内质子数为6，原子结构示意图为，最外层有4个电子，得失电子达到稳定结构时比较困难，所以常温下碳单质很稳定，受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化。所以古代用墨写的字经久不褪色。
2．可燃性：在点燃的条件下，碳可以在氧气(或空气)中燃烧，放出热量。
(1)O2充足时，完全燃烧：C＋O2点燃CO2。
(2)O2不充足时，不完全燃烧：2C＋O2点燃2CO。
由此证明反应物的浓度不同，产物也不同。
3．还原性：
探究实验
【实验装置】碳还原氧化铜的实验如图所示。
【实验操作】把经过烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管，并将试管固定在铁架台上，试管口装有通入澄清石灰水的导管，用酒精灯(最好用喷灯，可加网罩以使火焰集中并提高温度)加热混合物少许几分钟后，先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象。
【实验现象】导出气体使澄清石灰水变浑浊；黑色粉末逐渐变成光亮的红色固体。
【实验分析】在反应中氧化铜失去氧变为铜，黑色粉末变成红色。同时碳夺得氧化铜中的氧变为二氧化碳，二氧化碳气体使澄清石灰水变浑浊。
【实验结论】碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳：C＋2CuO高温2Cu＋CO2↑。
课堂讨论
1．火焰上罩网罩的作用是什么？
2．实验结束时，为什么要先从石灰水中取出导气管再熄灭酒精灯？
知识拓展
高温下碳能跟某些氧化物反应，夺取某些氧化物中的氧元素，使这些氧化物失去氧而发生还原反应。例如：2CuO＋C高温2Cu＋CO2↑，在该反应中，碳得到氧，被氧化生成二氧化碳，碳是还原剂。氧化铜失去氧，被还原成铜，是氧化剂。碳在高温条件下，还能使二氧化碳变成一氧化碳：CO2＋C高温2CO。
板书设计
第2课时 碳的化学性质
一、稳定性：
二、可燃性：
1．O2充足时，完全燃烧：C＋O2点燃CO2。
2．O2不充足时，不完全燃烧：2C＋O2点燃2CO。
三、还原性：
1．C＋2CuO高温2Cu＋CO2↑。
2．CO2＋C高温2CO。
成功之处
本堂课在教学中尽可能多结合实例，为了激发学生学习的兴趣，引导学生思考，以学生为主体，教师为主导，讲练结合。教学中注重对学法的指导，关注学生对知识的掌握情况
不足之处
教材中对碳的用途资料偏少，缺少学生自主查阅资料的环节
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