2020-2021学年课题1 金刚石、石墨和C60教案

课题1 金刚石、石墨和C60

教学目标

【知识与技能】

1.了解金刚石、石墨、C60。

2.了解活性炭的吸附性及与此性质相关的一些用途。

3.通过学习碳的燃烧，知道碳燃烧的产物以及一氧化碳的性质。

【过程与方法】

通过分析金刚石、石墨和C60的结构、性质与用途的关系，能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系，形成“结构决定性质,性质决定用途”的观念。

【情感态度与价值观】

通过对碳燃烧产物的学习，理解煤气中毒的原因，积极关注与化学有关的社会热点问题，能利用所学的知识解决生活中与碳燃烧有关的问题。

教学重难点

【教学重点】

碳单质的化学性质。

【教学难点】  

碳与一些含碳化合物的相互转变关系。

教学过程

一、碳的单质

[导入] 大家已经学过氧和氢两种元素，今天再来学习一种元素——碳，C、H、O这三种元素与人类的关系非常密切，是构成生命的基本元素。目前已知的1000多万种化合物中, 绝大多数都是含碳化合物,碳是为人类提供能量的燃料的主要元素。首先，大家来认识一下碳的几种单质。

[引言]我们知道不同元素可以组成不同物质，那么，同种元素可以组成不同物质吗?

[展示]金刚石、石墨、C60分子模型

[介绍]金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质。

[教师]你能得到什么结论?

[学生总结]同种元素可以组成不同的物质。

[引导]观察金刚石样品，试描述有关物理性质。

[学生观察、讨论、总结]无色透明、正八面体形状。

[展示]玻璃刀

[介绍]刀头上镶有金刚石，用它来裁玻璃。

[设问]你想到了什么?

[学生发言]金刚石很硬，所以可用来裁玻璃。

[过渡]同为碳元素组成的石墨和金刚石相比外表要暗淡许多，看一下课本提供的石墨的图片。同学们有关于石墨的资料吗？

[教师总结、提问]石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的细磷片状固体，很软，具有优良的导电性，很滑腻。石墨的这些性质决定它有哪些用途呢？

[学生回答]石墨很软，可以做铅笔芯；石墨能导电，可以做电极；石墨可以做润滑剂，因为它很滑腻。

[介绍]生活中常接触到的木炭、活性炭、焦炭、炭黑，这些都是由石墨微小晶体和少量杂质构成的。其中木炭、活性炭用途很广，你想知道它们有什么性质吗?

[活动探究]在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色。投入几块烘烤过的木炭(或活性炭)，轻轻振荡，观察现象。

[学生活动]

[交流]我们可以看到淡红色的水颜色褪去。

[讲解]木炭具有疏松多孔的结构，表面积大，具有较强的吸附性。另外活性炭的吸附性更强。

[教师设问]利用这一性质，活性炭会有什么用途?

[学生回答]作防毒面具里的滤毒剂，制糖工业中用其脱色以制取白糖，净化污水、吸附装修产生的有害气体等。

[教师设问]碳还有哪些单质?(归纳出几种无定形碳的特性。从发展的观点看待碳的单质指导学生阅读教材了解C60及其他碳单质 )。

[小结]C60 结构似足球，可作超导体、制备新材料、医学应用等。

教学环节二  单质碳的化学性质

二、碳的化学性质

[投影]资料：我国古代一些书法家、画家用墨书写或绘制的字画能保存很长时间而不变色。

[设问]这说明了什么?

[学生讨论回答]常温下，碳的化学性质不活泼。

[设问]若升高温度，又如何呢?

[回顾提问]写出木炭在氧气中充分燃烧时的化学方程式。

[学生板演]C+O2CO2

[介绍]当碳不充分燃烧时，生成一氧化碳。

[讲解]高温下，碳能跟多种物质反应。

碳跟氧气反应：C+O2CO2(充分燃烧)； 2C+O22CO(不充分燃烧)。

[引导]碳在高温时还有重要的性质。

[活动与探究]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(如图)，用酒精灯(可加网罩以使火焰集中并提高温度)加热混合物几分钟。然后先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析。

[学生活动] 

[交流]现象：澄清石灰水变浑浊，试管粉末中有红色物质。

[分析]产物为二氧化碳、铜。

[设问]上述反应的反应物、生成物、条件都已确定，你能写出反应的化学方程式吗?

[学生板演]

[讲解] 碳跟某些氧化物反应，如 2CuO+C2Cu+CO2↑。

[分析]从分子组成上看CuO转变为Cu，发生了什么变化?是谁导致了这种变化?

[讨论回答]CuO转变为Cu失去了氧，是碳夺走了CuO中的氧。

[讲解]还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。

还原性：能夺走含氧化合物里氧的物质具有还原性。

[练习]焦炭在工业上可用来炼铁：2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑

请问：这个反应是否是还原反应?若属于还原反应，哪种物质具有还原性?

[回答]此反应是还原反应，其中碳具有还原性。

[介绍]工业上常利用碳的还原性，制取多种金属。

[反思]通过本节课的学习，你有何收获?

[课堂小结]本节课我们学习了碳的单质。首先认识了几种不同的碳单质，并了解了它们重要的物理性质和用途。然后重点分析总结了碳的化学性质，最后总结出了还原反应及还原性的概念。

碳的化学性质：

（1）可燃性：

（2）还原性：

板书设计

课题1  金刚石、石墨和C60

一、碳的单质

 1.金刚石很硬，可用来切割玻璃。

 2.石墨很软，有良好的导电性。

 3.木炭、活性炭有强吸附性。

 4.性质用途

二、碳的化学性质

 1.常温下，碳的化学性质不活泼。

 2.高温下，碳能跟多种物质反应。

(1)跟氧气反应：C+O2CO2(充分燃烧)

2C+O22CO(不充分燃烧)

(2)跟某些氧化物反应，2CuO+C2Cu+CO2↑

3.还原反应：含氧化合物内的氧被夺去的反应。

4.还原性：能夺走含氧化合物里氧的物质具有还原性。