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教学设计
义务教育课程标准实验教科书 化学 九年级 上册(人教版)
第单六元 碳和碳的氧化物
课题1 金刚石、石墨和C60
一、内容与分析
(一)内容:碳的单质——金刚石、石墨和C60;碳的化学性质。
(二)分析:本节课要学的内容碳的单质和碳的化学性质,指的是金刚石、石墨和C60的物理性质及用途、碳的化学性质,其核心是碳元素可组成不同的单质和碳的化学性质,理解它关键就是要理解碳原子构成碳单质,由于碳原子的排列不同,所以构成了不同的单质——金刚石、石墨和C60等。又由于金刚石、石墨和C60的结构不同,所以它们的物理性质有较大差别,从而形成“物质的结构决定物质的性质”的思想。同时还要理解金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成,因此,它们的化学性质相同。学生已经学过物质的性质、分子和原子,本节课的内容碳的单质及其化学性质就是在此基础上的发展。由于它还与“物质的结构与性质”和“反应条件与生成物”有因果关系,所以在本学科有重要的地位,并有渗透同素异形体的作用,是本学科身边化学物质的重要内容。教学的重点是碳的化学性质,解决重点的关键是做好木炭还原氧化铜的实验。
二、教学目标与分析
(一)目标
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1、了解一种元素可以组成多种单质。
2、通过对金刚石、石墨和C60的了解,初步认识结构与性质、性质与用途之间的关系。
3、了解木炭、活性炭的吸附性,知道与此相关的一些用途。
4、通过实验和对实验现象的观察分析,了解碳在常温下的化学稳定性和高温时的化
学活泼性。
(二)分析
1、“了解一种元素可以组成多种单质”,就是要了解碳元素可组成金刚石、石墨和C60等不同的单质。
2、“初步认识结构与性质、性质与用途之间的关系”,只需要了解构成金刚石的碳原子排列是网状,而构成石墨的碳原子排列是层状,因此,金刚石很硬,可以刻划玻璃;石墨有滑腻感,可用作润滑剂等。
3、“了解木炭、活性炭的吸附性”,只需了解木炭、活性炭能吸附色素物质和有异味、有毒气体,同时了解吸附发生的是物理变化。
4、“了解碳的化学性质”,就是要了解碳具有可燃性和还原性。
三、问题诊断分析
1、学生可能会对“碳”和“炭”混淆不清,教学时应讲清楚“碳”是元素的名称,是核电荷数(即核内质子数)为6的一类原子的总称,比如碳单质、含碳化合物、二氧化碳等;而“炭”表示由碳元素组成的某种物质——木炭、活性炭、焦炭等。
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2、同学可能会对同种元素能否组成混合物不能理解。只要指出同一种元素可以形成多种单质,如金刚石和石墨两种不同的单质都是由碳元素组成的,若放在一起,就组成了混合物。所以同种元素可组成混合物。但是,同种元素绝对不能组成化合物。
四、教学过程设计
(一)教学基本流程
碳单质→结构和性质→性质和用途→碳的化学性质。
(二)教学情境
问题1:碳元素可组成哪些单质?
设计意图:让学生初步了解同一种元素可组成不同的单质。
师生活动:研究表明,透明的金刚石、灰色的石墨和足球状的C60都是由碳元素组成的单质,由于它们的原子排列方式不同,因此它们的性质存在着差异。
问题2:金刚石、石墨和C60有哪些物理性质?有哪些主要用途?
设计意图:让学生初步形成“物质的结构决定物质的性质”的思想意识。
师生活动:
⑴、金刚石。金刚石是一种无色透明、正八面体形状的固体,是天然存在的最硬物质。用于钻头、刻刀、装饰品。
⑵、石墨。石墨是一种深灰色不透明细鳞片状固体,有金属光泽、质软、有优良的导电性能。用作电极、铅笔芯、润滑剂等。
⑶、C60。C60分子是一种由60个碳原子构成的分子,这种分子呈足球状。由C60分子构成的物质就叫C60
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,是一种有金属光泽的固体,用于材料科学和超导领域。
【小结】:
1、同一种元素也可以组成不同的物质。金刚石、石墨和C60等都是由碳元素组成的不同单质。
2、金刚石是天然存在的最硬的物质,石墨是较软的物质。原因是构成金刚石和石墨的碳原子排列不同(即结构不同)。
3、物质的结构决定物质的性质,物质的性质决定物质的用途。
问题3:木炭是由什么构成的?其结构怎样?具有什么性质?
设计意图:让学生了解木炭具有吸附性。
师生活动:木炭主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的,具有疏松多孔的结构,因此它们具有吸附能力。
利用木炭的这个性质来吸附一些食品和工业产品里的色素,也可以用它来吸附有异味的物质。
【点拨】:①焦炭、活性炭、炭黑等的构成和结构与木炭类似;②活性炭的吸附作用比木炭还要强,防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的。
问题4:碳有哪些化学性质?
设计意图:培养学生的阅读、归纳和观察能力。
师生活动:
⑴、通过教材第107页图6—6我国古代画家用墨(用炭黑等制成)绘制的画能够保存很久时间而不变色,说明碳在常温下化学性质稳定。
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例如把木制的电线杆在埋入地下前,将其表面烧焦,其目的就是为了让电线杆不易腐烂,可以持久一些。
⑵、碳与氧气的反应(可燃性);
点燃
2C+O2 CO2(氧气充足)
点燃
2C+O2 2CO(氧气不充足)
【点拨】:化学变化中,反应物的量不同,生成物有可能不同。
⑶、碳与某些氧化物的反应(还原性)
教师演示:按教材P107图6—7“用木炭还原氧化铜进行”。
高温条件下碳能跟某些氧化物反应,夺取其中的氧元素,使这些氧化物失去氧而发生还原反应。例如:
高温
2CuO+C 2Cu+CO2↑
高温
CO2+C 2CO
【点拨】:
⑴、碳使氧化物发生还原反应,因此说碳具有还原性。
⑵、单质碳的还原性可用于冶金工业。例如:焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来。
高温
2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑
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小结:碳的化学性质——稳定性(常温下)、可燃性、还原性。
五、课堂小结
1、不同的元素可以组成不同的物质,同一元素也可组成不同的物质。如金刚石、石墨和C60等都是由碳元素组成的单质。
2、木炭和活性炭具有吸附性。
3、在常温下,碳的化学性质很稳定。在高温下,碳能跟很多物质起反应。
4、物质的性质在很大程度上决定物质的用途。
附:目标检测
教材P109习题1至6题。
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