鲁科版高中化学必修一 3.1.1多种多样的碳单质　广泛存在的含碳化合物 教学设计

1、.第3章 自然界中的元素第1节 碳的多样性第1课时 多种多样的碳单质广泛存在的含碳化合物三维目的1. 知识目的1通过介绍各种碳单质，使学生理解同素异形体的概念，知道碳有三种同素异形体，它们的物理性质有较大的差异，导致物理性质相异的主要原因是碳原子的排列不同。2知道含碳元素的化合物种类繁多，一般分为含碳的无机化合物和有机化合物两大类，通过活动探究认识碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质，初步体会它们性质的差异。3根据消费、生活中的碳元素转化的实例，理解碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的转化，从而进一步理解它们的性质。使学生可以解释与含碳化合物有关的现象和解决简单问题，如水垢的形成与消除、木

2、炭燃烧的现象、工业上炼铁的原理等，体会化学在人类消费、生活中的应用，激发学生学习化学的兴趣。2. 才能目的1通过探究碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质，进一步熟悉研究物质性质的根本程序，培养学生利用实验科学探究的才能。2体会将自然界中的转化与实验室中的转化统一起来的科学思维方法。3. 情感目的1通过实验探究激发学生探究化学的兴趣，发扬合作学习的精神，养成严谨科学的学习习惯。2理解人们经常利用科学知识实现碳元素的转化，体会化学科学的伟大，增强求知欲望。3通过介绍人类的活动破坏了自然界中碳转化的平衡所造成的后果，激发学生应用化学知识，维护生态平衡的热情和责任。教学重点同素异形体的概念及判断，碳酸钠和碳酸氢

3、钠的性质。教学难点碳酸钠和碳酸氢钠的有关性质。教学过程一、教材分析一知识脉络碳及其化合物在自然界中的广泛存在以及在我们的消费、生活中的广泛应用与碳的多样性严密相关。本节教材在初中化学知识的根底上，通过介绍、归纳金刚石、石墨、C60、碳纳米管的物理性质和用处，表达碳单质的多样性；通过探究碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质，认识碳酸盐与碳酸氢盐这些含碳化合物的性质及转化关系,表达碳的化合物的多样性；通过介绍自然界和消费、生活中碳及其化合物间的转化，认识碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的转化，表达碳元素转化的多样性。二知识框架在初中我们接触过碳，知道碳既是构成生物体的根本元素，又是构成地壳中

4、岩石和化石燃料的主要元素。碳以多种形态存在于自然界中。今天，我们一起来感受碳的多样性。二、多种多样的碳单质通过初中的学习和刚刚的阅读，你已获得了有关碳单质的哪些内容？你还有哪些疑问？该部分内容由学生归纳，老师点评已经理解的知识和可能提出的问题归纳如下：1三者的构造特点。简单介绍碳原子的排列情况2同素异形体的概念。由同一种元素组成的性质不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体3碳的各种单质的物理性质相异的主要原因。碳原子的排列不同，在这里可以采用比喻的方法，把碳原子比喻为建筑用的砖，把金刚石、石墨、C60比喻成用砖盖成的建筑物，用一样的砖但不同的方式盖成的建筑物，其外型不同，结实程度可能会存在较大

5、差异4碳的各种单质化学性质是否一样？为什么？一样。因为由同种元素组成5如何证明石墨、金刚石都是由碳元素组成？介绍史实：1797年英国化学家钱南为了测出金刚石的成分，做了一个非常昂贵的实验。他将金刚石放在密闭的、充满氧气的箱子里进展燃烧箱子是纯金制的，结果却令人非常意外箱子里的气体成分竟然是二氧化碳6【考虑】为了证明金刚石是由碳元素组成的，钱南测出生成气体的成分是CO2后，还需测定其他数据吗？7理解C60、碳纳米管的相关知识。过渡 尽管碳元素有多种同素异形体，但它在自然界主要是以化合物的形式存在的。例如：蛋白质、淀粉、天然气等有机化合物；CO2、碳酸盐等无机化合物。下面，我们一起来讨论有着重要用

6、处的两种含碳化合物。方法导引 你已经知道了碳酸钙的化学性质，碳酸钠和碳酸氢钠是否具有类似的化学性质呢？引导学生通过比照类似物质性质的方法来预测和设计实验方案，防止实验的盲目性三、广泛存在的含碳化合物1种类繁多的有机物：蛋白质，淀粉、纤维素、天然气、煤、石油等。2碳的氧化物：CO、CO23碳酸盐：CaCO3、ZnCO3、MgCO3、Na2CO3、NaHCO3、CaHCO32等。阅读课本P64图活动探究碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质。实验药品：碳酸钠、碳酸氢钠、盐酸、澄清石灰水、BaOH2溶液、BaCl2溶液、氢氧化钠溶液。1考虑：碳酸钠与碳酸氢钠分别属于什么类型的化合物？预测它们能与哪些物质反响？2

7、方法引导：回忆碳酸钙的有关性质。3学生讨论并设计实验方案，分组讨论。4交流讨论设计方案。5分组实验：要求记录实验现象并写出有关反响的化学方程式及离子方程式。6各组汇报实验结果。7整合：碳酸钠纯碱、苏打Na2CO3碳酸氢钠小苏打NaHCO3物理性质白色粉末白色细小晶体与酸反响H+ CO= HCOH+ HCO =H2O+CO2H+ HCO=H2O+CO2与碱反响与OH-不反响OH-+ HCO=H2O+COCa2+OH-+ HCO=CaCO3+H2O与盐反响Ba2+ CO=BaCO3不反响水溶液与CO2反响CO+H2O+CO2=2HCO不反响热稳定性稳定2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2提问

8、通以上探究，考虑Na2CO3 与NaHCO3间的互相转化关系。 Na2CO3NaHCO3讨论、归纳1如何鉴别一种无色溶液是Na2CO3溶液还是NaHCO3溶液？常见方法：往溶液中滴加氯化钙溶液。2如何证明NaHCO3与碱有发生反响？常见方法：检验反响后溶液中的CO。板书设计一、教材分析二、多种多样的碳单质同素异形体的概念：由同一种元素组成的性质不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体。三、广泛存在的含碳化合物碳酸钠纯碱、苏打Na2CO3碳酸氢钠小苏打NaHCO3物理性质白色粉末白色细小晶体与酸反响H+ CO= HCOH+ HCO =H2O+CO2H+ HCO=H2O+CO2与碱反响与OH-不反响

9、OH-+ HCO=H2O+COCa2+OH-+ HCO=CaCO3+H2O与盐反响Ba2+ CO=BaCO3不反响水溶液与CO2反响CO+H2O+CO2=2HCO不反响热稳定性稳定2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2学习小结1同素异形体的判断要注意三个要点1必须由同一元素组成；2必须是不同的单质；3必须构造不同。例如：金刚石、石墨与C60；O2与O3；白磷与红磷等。2Na2CO3和NaHCO3的鉴别与除杂1鉴别状态鉴别方法Na2CO3NaHCO3固态加热无明显变化分解产生无色气体CO2溶液逐滴滴加盐酸开场无明显现象，一段时间后有气体产生一滴加就有气体产生滴加CaCl2溶液产生白色沉淀Ca

10、CO3无明显变化2除杂括号内为杂质Na2CO3NaHCO3NaHCO3Na2CO3固体加热2NaHCO3Na2CO3H2OCO2加水制成饱和溶液，通入足量CO2，结晶过滤溶液加适量NaOH溶液NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O通入CO2 Na2CO3H2OCO2 = 2NaHCO3注意：1区别Na2CO3和NaHCO3不能用BaOH2或CaOH2溶液，原因是二者均能产生沉淀，Na2CO3BaOH2=BaCO32NaOH,2NaHCO3BaOH2=BaCO3Na2CO32H2O。2除杂或鉴别时，要特别注意二者的互相转化：当堂检测1. 以下说法中，正确的选项是A仅由碳元素组成的物质一定是纯洁

11、物B金刚石、石墨、足球烯C60互为同素异形体C同素异形体之间的转化属于物理变化D金刚石和石墨的物理性质不同，化学性质也不一样【解析】碳元素的单质有金刚石、石墨、C60等，金刚石是纯洁物，但金刚石与石墨组成的物质就是混合物；同素异形体间的转化，由于反响物与生成物不同，应属化学变化；金刚石、石墨、C60是碳元素的三种同素异形体，它们的物理性质有差异，但化学性质是一样的。【答案】B2. 以下说法中正确的选项是A金刚石、石墨和C60性质不同的根本原因是所含碳原子的数目不同B金刚石、石墨和C60在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳CC60和P4互为同素异形体DH2O和H2O2互为同素异形体 【解析】金刚石、石

12、墨和C60性质不同是由于它们的构造不同，A错误。三者均由碳元素组成，完全燃烧都生成CO2，B正确。同素异形体是同种元素组成的不同单质，C中C60和P4组成元素不同，D中H2O和H2O2均为化合物，故C、D错误。【答案】B3. 以下关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中正确的选项是A碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠B与盐酸反响放出等量的二氧化碳消耗碳酸钠的质量小于碳酸氢钠C与等浓度的盐酸反响，碳酸氢钠反响的速率快D等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反响，碳酸钠消耗盐酸少【答案】C4. 现有两瓶白色固体化学药品，一瓶为Na2CO3，另一瓶为NaHCO3。无法将其鉴别开来的方法是A加热B两者分别与同浓度的稀盐酸反响C溶

13、于水，参加CaCl2溶液D两者分别参加氢氧化钠溶液或BaOH2溶液【解析】加热时，试管内壁有较多水珠生成，且生成使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3，A项正确。与同浓度的稀盐酸反响，可根据产生气泡的速度不同鉴别，B项正确。Na2CO3与CaCl2反响生成沉淀，NaHCO3与CaCl2不反响，C项正确。两者与氢氧化钠溶液混合后均没有明显现象，与BaOH2都能反响生成白色沉淀，现象完全一样，D项不能鉴别。【答案】D5. 如下图，往某Na2CO3溶液中滴入稀盐酸产生CO2的过程。1写出a点以前发生反响的离子方程式：_。2写出a点到b点发生反响的离子方程式：_。3假设某Na2CO3溶液中含m mol Na2CO3，滴入一定量的稀盐酸，恰好使溶液中Cl和HCO的物质的量之比为21，那么滴入稀盐酸的物质的量等于_mol用m表示。【解析】1a点以前无CO2产生，发生的反响：Na2CO3HCl=NaCl