第六单元《碳和碳的氧化物》教案

第六单元碳和碳的氧化物

在引导学生走进化学世界，从化学角度认识了身边的物质，初步了解了物质构成的奥秘，学习了一些基本的化学概念和化学技能之后，本单元开始深入、细致地研究碳和碳的氧化物。

本单元包括三个课题。课题1主要介绍碳的几种单质：金刚石、石墨和C60等。课题2引导学生探究实验室中制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳。课题3探究二氧化碳和一氧化碳的性质。

在《课程标准》中，关于碳和碳的氧化物是分散提出的。例如，知道二氧化碳的主要性质和用途；初步学习在实验室制取二氧化碳；了解自然界中的碳循环；知道某些物质(如一氧化碳……)有损人体健康；认识物质的多样性等等。本单元根据全书体系结构的设计，采取了集中编排、集中处理的方式。这样安排主要基于以下设计思想：

第一，碳单质非常重要，有必要介绍。

无论是从教材内容现代化、反映化学学科发展的角度，还是从物质组成多样性的角度都应该介绍碳的单质：金刚石、石墨和C60等。

第二，碳的化合物种类繁多，尤其是有机化合物在国民经济发展中起着非常重要的作用。而碳的氧化物(CO和CO2)不仅与学生的日常生活密切相关，同时也是初中化学元素化合物知识中非常重要的一部分：初中化学的许多反应都与碳和碳的氧化物有关。因此，本单元课题3介绍二氧化碳和一氧化碳的性质和用途，可为学生后续阶段化学的学习打基础。

第三，课程改革倡导科学探究。化学实验是进行科学探究的重要方式，学生具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础和保证。制取气体的实验技能是初中化学实验的重点和难点。本单元课题2二氧化碳制取的研究，在学生已学过的氧气的制取的基础上，探究气体的制备问题。

本单元教材具有以下特点：

1．注意采用体验学习与探究学习的方式。例如，课题2在给出了实验室中制取二氧化碳的反应原理以后，引导学生在制取氧气的基础上，探究实验室中制取二氧化碳的装置。

2．教材内容在呈现方式上注意教学情境的创设和联系学生的生活实际。例如，在介绍金刚石和石墨的用途时，注意联系学生生活中用到或见到的物质，如玻璃刀、铅笔芯和无轨电车等。

3．紧密联系社会和高新科技。例如，教材中介绍了人造金刚石和金刚石薄膜、C60、管碳和温室效应等内容。

4．图文并茂；教材中许多内容是以图代文，有利于激发学生的学习兴趣。

课题1金刚石、石墨和C60

知识与技能

1．了解金刚石和石墨的物理性质和用途。

2．知道碳单质的化学性质。

过程与方法

通过对金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式的分析，懂得物质结构、性质和用途之间的关系。

情感、态度与价值观

通过对C60的发现及研究的介绍，学会用发展的眼光看问题，树立物质性质决定用途的观点。

重点金刚石、石墨和C60中原子排列方式的分析以及碳单质的化学性质。

难点碳跟某些氧化物的反应。

仪器：金刚石的分子模型、石墨的分子模型、C60的分子模型、玻璃刀、铅笔芯、干电池、石墨电极、导线、灯泡、小锥形瓶、试管(大小各1个)、铁架台、酒精灯、网罩、带导管的塞子、足球药品：红墨水、烘烤过的木炭(活性炭)、木炭粉、CuO粉末、澄清石灰水

一、导入新课

师：我佃知道不同元素可以组成不同物质，同种元素能组成单质，那么同种元素能否组成不同

的物质呢？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(展示玻璃刀、C60的分子模型、铅笔)。它们之间有什么联系呢？这就是我们今天要学习的内容。

二、推进新课

碳的单质

1．金刚石

师：展示金刚石及模型：

生：学生观察金刚石样品后，尝试描述有关金刚石的物理性质：

金刚石是无色透明的固体，呈现正八面体结构。

师：金刚石可以用来切割玻璃、水泥，甚至大理石等建筑材料，制作钻头用于地质钻探、开采石油和打井等。金刚石是自然界中存在的最硬物质。

2．石墨

师：金刚石对光有折射和散射作用，但是同为碳元素组成的石墨，和金刚石相比外表要暗淡许多。

师：展示石墨及模型：

师：(1)用手触摸一下石墨，有什么感觉？(2)用石墨在纸上划一下，会有什么现象？

生：(1)石墨很软、有滑腻感。

(2)留下深灰色的痕迹。

师：石墨是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体，常用石墨作铅笔芯。此外，石墨还具有优良的导电性能，用来制作石墨电极。

师：展示石墨的用途。投影课本上图6－2。

实验探究1：木炭和活性炭的吸附性

在两个盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色，将研细的木炭倒入其中一个小锥形瓶里，塞上塞子，充分振荡后过滤，注意观察带红色的水中颜色的变化。再与另一个小锥形瓶中未加木炭的原溶液对比。

现象：红色消失，液体变无色。

结论：红墨水颜色的褪去是因为木炭的吸附作用。

师：木炭具有疏松多孔的结构，表面积大，具有较强的吸附性，因此能吸附一些食品和工业产品里的色素。活性炭的吸附作用比木炭还强。

师：利用这一性质，活性炭会有什么用途？

生：制作防毒面具。

师：展示防毒面具图片(滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的)。

师：木炭和活性炭的吸附作用还有哪些用途呢？

生：冰箱的除味剂、制糖工业的脱色剂、净水器等。 3．C 60

师：随着科技的发展，新形态的碳单质逐渐被人们发现，其中取得重要进展的是C 60分子，另外还有碳纳米管。

师：展示C 60分子模型：

师：(1)C 60的分子结构和什么相似？ (2)C 60是单质还是化合物？ (3)C 60中60表示什么？

生：(1)C 60分子结构和足球相似。 (2)它是一种单质。

(3)一个C 60分子中含有60个碳原子。

师：这种足球结构的碳分子很稳定。目前，人们正在迸一步地研究C 60分子的结构和性质，以及其在材料科学、超导体等方面的应用。

师：出示资料：C 60在以下几个方面也具有广泛的应用前景：①气体的贮存；②有感觉功能的传感器；③增强金属的强度；④新型的催化剂；⑤光学应用等。

随着科学技术的发展，碳单质不断被发现，碳单质的用途也将不断扩大。除C 60外，一些新的单质碳也相继被发现，如：C 70、C 240、C 540等。20世纪90年代初，科学家又致力于一种新型的纳米材料——纳米碳管的研究。

师：金刚石、石墨和C 60都是由碳元素组成的单质，物理性质为什么有这么大的差异呢？ 生：三种碳的单质中碳原子的排列不同造成了性质上的差异。

物质的结构

决定反映

物质的性质

决定反映

物质的用途

单质碳的化学性质——常温下不活泼

师：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。 师：这说明了什么？

生：常温下，碳的化学性质不活泼。 师：若升高温度，又如何呢？

师：写出木炭在氧气中充分燃烧时的化学方程式。 生：C ＋O 2=====点燃

CO 2

师：当碳不充分燃烧时，生成一氧化碳。 师：跟氧气反应：C ＋O 2=====点燃

CO 2(充分燃烧)

2C ＋O 2=====点燃

2CO(不充分燃烧)

师：碳在高温时还有重要的性质。

师：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(如下图)，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。