初中化学人教版九年级上册碳和碳的氧化物金刚石石墨和C60 微课

金刚石、石墨和C60一、教学目标知识与技能1、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。2、知道不同种元素可以组成不同种物质，同一种元素也可以组成不同种物质，能以发展的观点看待碳的单质，领悟物质的多样性和复杂性。3、了解木炭、活性炭的吸附性，知道与此相关的一些用途。4、了解碳单质的化学性质，并能根据碳单质的性质认识其不同用途。过程与方法1、会对展示或演示的资料分析、归纳。2、通过探究实验主动的获得知识。3、通过实验事实明白碳的化学性质的活泼和稳定都是相对的。情感态度与价值观1、以发展的观点看待碳的单质。2、通过对金刚石石墨和C60的学习，加深学生对共性与个性之间的关系的认识3、通过对碳的不同单质有不同用途的探讨探究，体会性质决定用途，用途反映性质的学科思想。二、教学重点与难点：重点：物质的结构、性质和用途之间的相互关系。碳与氧气及某些氧化物的反应——碳的可燃性和还原性。难点：1、认识结构决定性质2、碳与某些氧化物的反应。三、教学过程：教师活动学生活动教学意图【引入】什么叫单质？举出几种单质。不同种元素可以组成不同种单质，例如铁元素可以组成铁这种物质，硫元素可以组成硫单质。氢元素组成氢气，氮元素组成氮气。【问】那么同一种元素能否组成不同种单质呢？如果能请举例说明。讲述：氧气和臭氧，红磷和白磷结论：一种元素可以组成多种单质。【实物展示】木炭、干电池中的碳棒（石墨）问：你知道木炭、石墨是由什么元素组成的吗？回忆所学知识讨论回答观察思考通过复习所学的知识，使学生认识到同种元素可以组成多种单质。然后迁移到本节所学的碳单质。【讲述】早在公元一世纪的文献中就有了关于金刚石的记载，然而人们一直不知道金刚石的成分是什么，直到18世纪法国化学家拉瓦锡等人进行在氧气中燃烧金刚石的实验，结果发现得到的气体是二氧化碳，而且碳就是来自于金刚石。终于知道了金刚石的组成元素就是碳元素。图片展示：金刚石、石墨、C60一、金刚石和石墨的物理性质、用途【问】通过课前预习，你对这两种物质的物理性质有哪些认识？你认为他们的物理性质有哪些不同？【问】你知道金刚石有哪些主要的用途？这些用途与它的哪些性质有关？举例说明【PPT】金刚石的用途【问】你知道石墨有哪些主要用途吗？这些用途与什么性质有关？举例说明。【PPT】石墨的用途【介绍】2H、2B、HB等铅笔型号及用途。金刚石和石墨的物理性质的比较【PPT】物质名称金刚石石墨组成元素CC外观无色透明正八面体状晶体深灰色不透明细鳞片状固体硬度天然最硬较软导电性不导电导电性良好用途装饰品钻石——对光发生折射划玻璃——硬度大钻探机的钻头——硬度大铅笔芯——软，留下痕迹电极、电刷——导电性好润滑剂——软，滑腻感提问：为什么金刚石和石墨的物理性质有这么大差异呢？【PPT】两者的结构图【分析】从图中可以看出，金刚石中碳原子呈连续、坚固的骨架结构，所以坚硬。而石墨中碳原子呈平面层状结构，层与层之间作用力小，易滑动，所以石墨较软，有滑腻感。可见物理性质差别较大的原因是它们中碳原子排列方式不同。【介绍】C60的结构、用途。特殊的电子材料，超导材料。观察思考思考思考填写练习理解微观结构对比介绍金刚石和石墨的元素组成通过学生在生活中对金刚石和石墨的了解，总结金刚石和石墨的物理性质上的差异以及它们的主要用途。对比掌握物质的性质与用途从三种物质的微观结构图示，分析三种物质性质不同的原因。使学生理解结构决定性质。金刚石和石墨都属于碳单质，他们的物理性质差别很大，原因是碳原子的排列方式不同。它们的化学性质是否也有较大差异呢？为什么？问：碳单质在常温下化学性质是否活泼？试从原子结构角度分析。【分析】碳原子的最外层电子数为4，既不易失去电子，也不易得到电子，化学性质相对不活泼。【问】生活中有哪些例子可以说明碳单质在常温下化学性质不活泼？【举例】用碳素墨水书写的字迹不易褪色，所以档案材料用碳素墨水书写。古代字画历经千年不褪色。归纳思考思考，举例结构决定性质，从碳原子的核外电子排布分析，找出常温下稳定的原因。三、碳单质的化学性质常温下，碳单质化学性质不活泼【问】如果改变温度条件，碳单质的化学性质是否会有不同呢？回忆碳燃烧实验：【问】为何要先将木炭在酒精灯上加热？加热后为何发红？在充足氧气中燃烧产物是什么？如何检验？说明碳单质有什么化学性质？⑴可燃性：点燃C+O2====CO2点燃2C+O2=====2CO【问】含碳的物质燃烧可以生成CO2，也可以生成CO，从环保和经济的角度考虑，你希望发生哪一个反应？为什么？【指出】煤炉中燃料是煤炭，主要成分是C。当打开风门时，O2充足，C完全燃烧，生成CO2；当关闭风门时，O2不足；C不完全燃烧会生成CO。【问】：冬季为了取暖，有人在室内生煤炉，但往往会发生煤气中毒事件，这是为什么？怎样预防中毒事故？【小结】注意室内通风，安装密封性好的烟囱。【问】金刚石和石墨都是碳单质，也都有可燃性，你能否据此证明金刚石、石墨都是由碳元素组成的？设计实验。【讲解】利用碳单质的可燃性，可以将其作为燃料使用，但它燃烧后会生成二氧化碳，导致温室效应加剧，所以应当合理使用含碳的燃料。【问】该实验应选择哪种发生装置？为什么导管要通入澄清石灰水？【问】在实验中看到哪些现象？从现象可以推测可能生成哪些物质？试管中剩余的黑色固体可能成分是什么？做完实验后要结束实验应按进行怎样顺序操作？【小结】黑色固体中出现红色物质，澄清石灰水变浑浊。说明生成了铜和二氧化碳。【布置练习】：请根据产物写出反应的化学方程式。【板书】⑵还原性高温C+2CuO=====2Cu+CO2↑【分析】在反应中氧化铜失去氧变成铜，所以黑色粉末中出现红色物质。同时在反应中碳夺得氧化铜中的氧变成二氧化碳，所以生成的气体使石灰水变浑浊。对比H2+CuOCu+H2O，在这两个反应中，CuO都是失去了氧，C和H2都是得到了氧。我们将物质得到氧发生的反应叫氧化反应，含氧化合物中的氧被夺去的反应叫还原反应。所以此反应也叫氧化还原反应。像CuO这样在反应中提供氧的物质，叫氧化剂。像C和H2这样的在反应中夺取氧的物质叫还原剂。【举例】利用C的还原性，可以冶炼金属。【问】以上反应中哪种物质是氧化剂，哪种物质是还原剂？哪种物质发生氧化反应，哪种物质发生还原反应？【本节小结】碳单质的性质【练习】学案回忆思考练习思考理解学会应用观察思考猜测推理练习理解练习应用从学生熟悉的碳燃烧出发，引出碳完全燃烧和不完全燃烧两种情况，再从燃烧后的产物对环境的影响分析，应当使碳充分燃烧。学生已经知道了化学反应前后元素种类不变，也大致可以猜到碳与氧化铜反应后的产物，教师要引导学生如何检验反应产物即可。让学生知道具有还原性的物质是反应中的还原剂板书设计一、金刚石和石墨的物理性质、用途物质名称金刚石石墨组成元素CC外观无色透明正八面体状晶体深灰色不透明细鳞片状固体硬度天然最硬较软导电性不导电导电性良好用途装饰