《第一节 碳的单质》学习任务单

《第一节碳的单质》学习任务单班级：姓名：小组：层次代号：教师评价：【课程标准与考试要求】在初中化学的学习中，碳的单质是非常重要的内容。学生需要了解碳单质的多样性，包括金刚石、石墨和C₆₀等常见碳单质的结构、性质和用途。能够解释不同碳单质性质差异的原因，理解结构决定性质、性质决定用途的化学观念。在考试中，会考查碳单质的物理性质、化学性质以及相关的化学反应方程式等内容。【学习目标】1、知识与技能-能说出金刚石、石墨和C₆₀等碳单质的物理性质，例如颜色、硬度、导电性等。-理解碳单质物理性质差异的原因是它们的原子排列方式不同。-能够列举出金刚石、石墨和C₆₀等碳单质的常见用途。-知道碳单质在常温下化学性质稳定，在高温下具有可燃性和还原性。2、过程与方法-通过对碳单质结构模型的观察和分析，培养空间想象能力和逻辑思维能力。-通过对比不同碳单质的性质和用途，学会归纳总结的学习方法。-能够设计简单实验验证碳单质的化学性质。3、情感、态度与价值观-感受化学与生活的紧密联系，激发学习化学的兴趣。-体会结构决定性质、性质决定用途的辩证关系，树立辩证唯物主义的世界观。【学习重点】1、金刚石、石墨和C₆₀等碳单质的物理性质和用途。2、碳单质化学性质的理解和应用。【学习难点】1、理解碳单质物理性质差异的微观原因。2、碳单质还原性的实验探究和化学方程式的书写。【知识链接】1、元素和单质的概念-元素是具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。-单质是由同种元素组成的纯净物。碳元素可以组成多种单质，这是因为碳原子的排列方式不同。2、微观粒子的结构与性质的关系-在化学中，物质的结构决定其性质。原子的排列方式不同，物质的性质就会有很大差异。就像同样是碳元素组成的金刚石和石墨，它们的性质却截然不同。【自主学习案】一、走进碳的单质家族1、金刚石的奥秘-观察金刚石的图片或者实物（如果有的话），描述金刚石的外观。它看起来亮晶晶的，就像那种超级闪耀的钻石，对，没错，钻石就是金刚石经过加工后的产物。-查阅资料或者根据已有的知识，了解金刚石的硬度。哇，金刚石的硬度可大了，它是自然界中最硬的物质呢。你可以想象一下，要是拿它去划玻璃，就像用刀划豆腐一样轻松，当然这只是个夸张的比喻啦。那你能想到金刚石这么硬，在生活中有什么用途吗？比如用来切割玻璃、做钻探机的钻头之类的。-思考一下，金刚石这么硬的性质和它的结构有什么关系呢？这就需要我们去探究一下它的原子排列方式啦。2、石墨的独特之处-同样先观察石墨的图片或者实物。石墨看起来是那种黑乎乎的，有点像我们用的铅笔芯，实际上铅笔芯就是用石墨和黏土混合制成的。-了解石墨的物理性质。石墨很软，摸起来滑溜溜的。而且它还有一个很神奇的性质，就是能导电。这就很有趣了，你看，同样是碳元素组成的，和金刚石差别可真大。那石墨这么软又能导电，在生活中有哪些应用呢？比如说可以做电极，在电池里就有石墨电极呢。-探究石墨的结构和它的性质之间的联系。为什么石墨这么软还能导电呢？这和它的原子排列方式肯定有关系，那到底是怎样的排列方式呢？3、神秘的C₆₀-认识C₆₀这种碳单质。C₆₀是一种很奇特的碳单质，它的分子形状像足球一样，所以也被叫做足球烯。你看，碳元素可真神奇，能组成这么多种不同形状的单质。-了解C₆₀的一些性质和用途。虽然它不像金刚石和石墨那么常见的应用在我们日常生活中，但是在科学研究等方面可是有很大的潜力呢。二、碳单质物理性质差异的微观探究1、对比金刚石、石墨和C₆₀的结构模型-如果有结构模型的话，就仔细观察它们。你会发现金刚石中的碳原子是正四面体结构排列的，每个碳原子都和四个其他的碳原子相连，这种紧密的排列方式使得金刚石非常坚硬。-再看石墨，石墨是层状结构，就像一层层的鳞片叠在一起。在每一层里，碳原子是六边形的平面网状结构，而且层与层之间的作用力比较小，所以石墨很容易滑动，这就是它软的原因。同时，层内有自由电子，这就是它能导电的原因。-C₆₀呢，它是由60个碳原子组成的球状结构，这种独特的结构也决定了它有一些特殊的性质。2、总结结构与性质的关系-从对这三种碳单质的结构和性质的研究中，我们可以得出结论：结构决定性质。不同的原子排列方式，就会导致物质有不同的性质。就像我们人一样，不同的生活环境和成长经历（类比结构）会让我们有不同的性格和能力（类比性质）。三、碳单质的化学性质1、常温下的稳定性-思考一下，我们平时用的木制桌椅，里面含有碳元素，为什么它们不会轻易地发生化学反应呢？这就是因为碳在常温下化学性质很稳定。-找一找生活中还有哪些例子能说明碳在常温下的稳定性。比如古代的字画，很多都是用墨（主要成分是碳）写的或者画的，经过了那么多年还能保存下来，就是因为碳的稳定性。2、高温下的可燃性-回忆一下，家里烧的木炭在燃烧的时候会发生什么现象呢？木炭燃烧会发红光，产生热量，还会生成二氧化碳或者一氧化碳。-写出碳燃烧的化学方程式。当氧气充足的时候，碳完全燃烧生成二氧化碳，化学方程式是C+O₂点燃CO₂；当氧气不充足的时候，碳不完全燃烧生成一氧化碳，化学方程式是2C+O₂点燃2CO。-思考一下，如果在一个密闭的空间里烧木炭，可能会有什么危险呢？因为木炭燃烧可能会产生一氧化碳，一氧化碳是有毒气体，会让人中毒，所以在使用木炭取暖等的时候一定要注意通风。3、高温下的还原性-了解什么是还原性。还原性就是物质能够夺取含氧化合物里的氧元素的性质。碳在高温下就具有还原性。-想象一下碳和氧化铜在高温下反应的情景。碳把氧化铜里的氧夺走了，自己变成了二氧化碳，氧化铜就被还原成了铜。这个反应的化学方程式是C+2CuO高温2Cu+CO₂↑。-如果要设计一个实验来验证碳的还原性，需要哪些实验仪器和药品呢？可以用到试管、酒精灯、带导管的单孔橡皮塞、木炭、氧化铜等。那这个实验的步骤应该是怎样的呢？首先把木炭和氧化铜按照一定的比例混合均匀，放进试管里，然后用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管，把试管固定在铁架台上，用酒精灯加热。要注意观察试管里的现象，当看到黑色的氧化铜变成红色的铜，同时有气体产生，这个气体能使澄清石灰水变浑浊，就说明反应发生了。【自学反思】我的收获：-我知道了金刚石、石墨和C₆₀等碳单质的物理性质和用途，原来同样是碳元素组成的单质，它们的性质可以有这么大的差别。-理解了碳单质物理性质差异是因为原子排列方式不同，这让我对结构决定性质有了更深的认识。-学会了碳单质化学性质的相关知识，像常温下的稳定性、高温下的可燃性和还原性，还能写出相关的化学方程式呢。我的疑问：-除了金刚石、石墨和C₆₀，还有没有其他特殊的碳单质呢？-在碳的还原性实验中，如果反应不完全会有什么影响呢？【互动探究案】1、小组讨论-讨论不同碳单质在未来可能有哪些新的用途。比如说，随着科技的发展，C₆₀可能会在医药领域有更多的应用，那具体可能会有哪些应用呢？大家可以各抒己见。-探讨碳单质的性质还有哪些方面可以深入研究。比如碳单质在特殊环境下的性质，像在太空环境或者深海环境中。2、全班交流-每个小组派代表分享小组讨论的结果。其他小组可以进行补充或者提出不同的意见。-针对大家提出的关于碳单质的新用途或者新的研究方向，一起讨论其可行性和可能遇到的困难。【巩固训练案】1、选择题-下列关于金刚石和石墨的说法正确的是（）A.都是黑色固体B.硬度都很大C.都能导电D.碳原子排列方式不同答案：D-下列物质的用途主要利用其化学性质的是（）A.石墨做电极B.金刚石切割玻璃C.用炭黑制作墨汁D.焦炭用于炼铁答案：D2、填空题-碳在常温下化学性质______，在高温下具有______性和______性。答案：稳定；可燃；还原-写出碳不完全燃烧的化学方程式______。答案：2C+O₂点燃2CO3、简答题-请简述金刚石和石墨物理性质差异很大的原因。答案：金刚石中的碳原子是正四面体结构排列，每个碳原子与四个其他碳原子相连，结构紧密，所以硬度大；石墨是层状结构，层内是六边形平面网状结构，层与层之间作用力小，且层内有自由电子，所以石墨很软且能导电。二者原子排列方式不同导致物理性质差异很大。【学习反思】我的收获：-通过互动探究和巩固训练，我对碳的单质的知识掌握得更牢固了。-在小组讨论和全班交流中，我学会了从不同的角度思考问题，还了解了其他同学的想法，拓宽了自己的思维。-做巩固训练题让我发现了自己还存在的一些问题，也知道了怎么去改进。我的疑问：-在碳的还原性实验中，如果改变反应物的用量比例，反应结果会有很大的变化吗？-碳的这些性质在工业生产中还有哪些特殊的应用呢？【教师反馈】1、对学生自主学习的评价-根据学生在自主学习案中的完成情况，对学生的知识掌握程度进行评价。如果学生对碳单质的物理性质和用途描述准确，对结构与性质的关系理解到位，对化学性质的相关知识掌握较好，就给予肯定的评价。-如果学生存在一些问题，比如对某些物理性质的描述不准确，化学方程式书写错误等，要指出问题所在，并给予正确的指导。2、对互动探究环节的评价-观察学生在小组讨论和全班交流中的表现。如果学生积极参与讨论，提出有创意的想法，能够认真倾听他人的意见并进行补充或反驳，就给予表扬。-如果有学生参与度不高，要鼓励他们积极参与，告诉他们在互动探究中可以学到很多书本上学不到的知识。3、对巩固训练结果的评价-根据学生在巩固训练案中的答题情况进行评价。如果学生正确率较高，说明对知识掌握得比较好，可以建议他们做一些拓展性的学习；如果学生错误较多，要针对具体的错误题目进行讲解，帮助学生找出错误原因，加强对相关知识的理解。【自我评估方法及标准】1、自我评估方法-回顾自己在整个学习过程中的表现，包括自主学习、互动探究和巩固训练等环节。-检查自己对知识的掌握程度，可以通过重新做一些练习题或者向同学提问的方式来检验。-思考自己在学习过程中遇到的问题是否得到了解决，如果还有疑问，要及时向老师或者同学请教。2、评估标准-知识掌握-如果能够准确说出金刚石、石墨和C₆₀等碳单质的物理性质、用途以及化学性质，并且能够正确书写相关的化学方程式，说明知识掌握得很好。-如果对部分知识存在模糊或者错误的认识，比如对某种碳单质的用途不太清楚，或者化学方程式书写有小错误，说明知识掌握得一般，需要进一步复习巩固。-如果对很多知识都不了解，或者存在大量的错误，说明知识掌握得较差，需要重新认真学习。-学习过程表现-在自主学习中，如果能够积极主动地去探究知识，按照要求完成各项学习任务，并且能够提出自己的疑问和思考，说明自主学习能力较强。-如果是在老师或者同学的督促下完成学习任务，自主学习能力一般。-如果自主