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1、
《金剛石、石墨和C60》
◆ 教材分析
本課題主要學習金剛石、石墨和C60,其主旨是在學習這三種單質(zhì)物理性質(zhì)的過程中,激發(fā)學生學習化學的興趣,使學生認識到化學在促進社會發(fā)展和提高人類生活質(zhì)量方面的重要作用,知道一種元素可以組成多種物質(zhì),為以后學習同素異形體打下基礎(chǔ)。教材內(nèi)容在呈現(xiàn)方式上注意把教學情境和學生生活實際相聯(lián)系, 既介紹了日常生活中常見的含碳物質(zhì),如玻璃刀、鉛筆芯、電車電刷等,又引入了一些高新科技材料,如人造金剛石、金剛石薄膜和納米碳管等,同時還引入諸如“溫室效應(yīng)”等社會關(guān)注的問題。教材圖文并茂,為開展教學提供了良好的依據(jù)和條件。
學生已有的生活經(jīng)驗使他們已經(jīng)獲得了一些有
2、關(guān)碳單質(zhì)的感性認識,通過 前面五個單元的學習,基本形成了由現(xiàn)象分析性質(zhì),由性質(zhì)推演用途的邏輯思維方式。然而,學生對于物質(zhì)的性質(zhì)與其內(nèi)在結(jié)構(gòu)的關(guān)系尚不十分清楚,因此,使學生建立“結(jié)構(gòu)——性質(zhì)——用途”三者之間的關(guān)系即構(gòu)成本課題的重要認知目標。在技能方面,學生已有一定的基本操作能力,并能設(shè)計簡單的探究實驗,通過本課題的學習,可以強化他們已有的知識和技能,激發(fā)其學習興趣,使之真正把化學和生活聯(lián)系起來。
本著“教學應(yīng)從學生已有的經(jīng)驗出發(fā),讓學生在熟悉的生活情景中感受化學的重要性,了解化學與日常生活的密切關(guān)系”的基本理念。本課題教學從國畫的顏料“墨”入手,引導學生進入學習和探究的角色,展開對課題:金剛
3、石、石墨和C60的學習。由金剛石的用途經(jīng)師生共同分析,總結(jié)其性質(zhì)。然后以同樣的手法展示石墨的用途,引導學生預測石墨的物理性質(zhì),并通過實驗予以驗證。由這兩種單質(zhì)迥然不同的性質(zhì),結(jié)合教師提供的金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)圖,引導學生認識并理解“結(jié)構(gòu)——性質(zhì)——用途”之間的關(guān)系。再通過鞏固性練習,加深學生對結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途之間關(guān)系的理解。最后通過展示C60分子的神奇結(jié)構(gòu)以及碳的新型材料,使學生獲取信息,認知結(jié)構(gòu),激發(fā)興趣,逐步形成科學的思維方式和創(chuàng)新意識,培養(yǎng)學生學習化學的科學素養(yǎng)。
◆ 教學目標
【知識與能力目標】
1、了解金剛石、石墨等碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途 ;
2、知道同一元素可以組成不
4、同的物質(zhì);
3、知道碳單質(zhì)的化學性質(zhì)。
【過程與方法目標】
1、通過對碳的幾種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途的學習,建構(gòu)“結(jié)構(gòu)—性質(zhì)—用途”三 者之間思維關(guān)系模型;
2、通過對碳的物理性質(zhì)的探究,激發(fā)學生的創(chuàng)新意識,并形成以發(fā)展的眼光來看待碳的單質(zhì)的觀點。
【情感態(tài)度價值觀目標】
1、使學生感受科學探究的樂趣,樹立科學觀念;
2、通過對碳單質(zhì)用途的學習,使學生感受化學與生活息息相關(guān)、處處離不開化學,進一步增強他們學習化學的興趣。
◆ 教學重難點
◆
【教學重點】
碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途。
【教學難點】
碳的幾種單質(zhì)性質(zhì)不同的原因。
◆ 課前準備
◆
5、
石墨棒、木炭、活性炭、小刀、導線、干電池、鉛筆芯、小燈泡、紅 墨水、燒杯、藥匙、多媒體投影儀。
◆ 課時安排
◆
2課時
◆ 教學過程
第一課時
【引言】同學們:水墨畫所用的主要顏料——墨,是碳氏家族的主要成員。大家看到的下面這幅畫是宋代的《清明上河圖》,它的主顏料就是墨,其色彩至今保持完好,清晰逼真,這跟墨的性質(zhì)有著緊密的關(guān)系,那么,墨的化學組成是什么?它到底有哪些性質(zhì)呢?這就是老師今天要和大家共同學習的內(nèi)容:金剛石、石墨和C60。
【教師講解】金剛石、石墨和C60是碳氏家族重要的三種單質(zhì),它們都是由碳元素組成
6、的。大家想一想,它們的性質(zhì)會相同嗎?
【學生活動】討論交流。
【教師講解】下面 ,我們一起來認識這幾種單質(zhì),首先學習金剛石。同學們見過金剛石嗎? 能舉出一些金剛石的例子嗎?
【學生討論】玻璃刀上有金剛石,鉆探機鉆頭,還有鉆石等。
【教師活動】同學們列舉的很好,老師這里也收集了一些資料,我們來看一下。
投影展示金剛石圖片:
【教師講解】從大家列舉的例子和老師給大家看到的資料中,大家能總結(jié)出金剛石有什么基本的性質(zhì)呢?下面大家按小組討論金剛石的性質(zhì)、用途,請參照下表進行總結(jié)。
性質(zhì)
用途
色透明、正八面體形狀的固體 (色澤外觀)
經(jīng)仔細琢磨后,成為裝飾品——鉆石。
自
7、然界中存在的最硬物質(zhì)。(硬度)
劃玻璃、切割大理石、加工堅硬的金屬,裝在鉆探機的鉆頭鉆鑿堅硬的巖層。
【學生活動】根據(jù)討論結(jié)果對表格進行填寫。
【教師活動】同學們總結(jié)得很好,上面列舉的金剛石的用途利用的都是它的物理性質(zhì)。那么,大家想一想石墨會不會有類似的性質(zhì)呢?我們來根據(jù)實驗推測一下石墨的性質(zhì)。
【學生活動】實驗用品:石墨棒、木炭、活性炭、小刀、導線、干電池、鉛筆芯、小燈泡、紅墨水、燒杯、藥匙。
問題1:石墨的外觀是什么樣的,它的硬度怎么樣?
問題2:石墨的導電性怎么樣?
問題3:活性炭有什么性質(zhì)?
問題4:凈水器中為什么要使用活性炭?
學生可能的假設(shè):石墨具有深灰色鱗片狀固
8、體;較軟;能夠?qū)щ?;活性炭能使滴有紅墨水的水褪色。
學生可能的實驗設(shè)計方案:方案1:用小刀切割石墨棒,觀察它的顏色。方案2:用導線將干電池,鉛筆芯和小燈泡連起來,觀察小燈泡的發(fā)光情況。方案3:滴有紅墨水的水加入活性炭后,觀察顏色變化。
(學生做驗證實驗,教師進行巡回指導。)
【學生總結(jié)】石墨是深灰色鱗片狀固體;略有金屬光澤;質(zhì)軟;能導電;活性碳能使滴有紅墨水的水顏色褪去。
(各小組基本上可以將石墨物理性質(zhì)總結(jié)出來,如有不嚴密的地方,老師幫助補充完整。)
【教師總結(jié)】石墨的物理性質(zhì):
外觀:深灰色細鱗片狀固體;
光澤:有金屬光澤;
硬度:較軟;
導電性:能導電。
【提問】
9、通過這個練習,請同學們對比一下金剛石和石墨的這些性質(zhì),從中能夠發(fā)現(xiàn)什么 明顯的區(qū)別嗎?
【學生活動】對比并回答問題。
【教師講解】同學們總結(jié)的很好。那么我們思考一下,為什么同樣是碳的單質(zhì),但性質(zhì)卻差這么多呢?先來看屏幕上的兩幅結(jié)構(gòu)圖。
【教師講解】這兩幅圖是金剛石和石墨的原子結(jié)構(gòu)示意圖,大家通過上面我們總結(jié)出來的性質(zhì)結(jié)合這兩副圖,能夠推演出什么樣的關(guān)系嗎?
引導學生得出:
1、金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)不同所以它們的性質(zhì)也不同;
2、石墨結(jié)構(gòu)是一層一層的,所以質(zhì)軟;
3、石墨結(jié)構(gòu)是層狀的,所以能夠?qū)щ姡?
4、金剛石的結(jié)構(gòu)中原子之間相互交錯相連,所以它很硬;
5、金剛石穩(wěn)
10、定也是它結(jié)構(gòu)穩(wěn)定導致的;
6、木炭的結(jié)構(gòu)決定了它具有吸附性質(zhì),所以可以用在凈水器中。
……
結(jié)構(gòu)決定?反映性質(zhì)決定?反映用途
連接下列性質(zhì)和用途:
性質(zhì)
用途
1、不透明細鱗片狀固體
2、天然存在最硬的物質(zhì)
3、很軟、有滑膩感
4、深灰色、有金屬光澤
5、正八面體形狀固體
6、優(yōu)良的導電性能
7、無色透明
8、多孔結(jié)構(gòu)
1、鉛筆芯
2、鉆石
3、電車電刷
4、電爐電極
5、玻璃刀
6、鉆井鉆頭
7、燃燒
8、凈水器
9、防毒面具
【教師活動】其實,碳氏家族的單質(zhì)中還有很多神奇的結(jié)構(gòu)
11、,這些結(jié)構(gòu)導致它們具有不同的性質(zhì)和特殊的性質(zhì)。C60其中一種。
【小結(jié)】這就是本節(jié)課我們共同學習的主要內(nèi)容。
1、金剛石、石墨的物理性質(zhì)及用途。
2、碳的不同單質(zhì)物理性質(zhì)不同的原因是因為構(gòu)成它們的碳原子的排列方式不同。
3、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途之間的關(guān)系。
第二課時
【導入】
1、利用多媒體展示幾幅古畫或古人真跡。這些字畫都已幾百年乃至幾千年,紙或布都已破損,但黑色(墨中含有碳)仍然不變,這說明了什么問題?
2、利用多媒體展示被火將表面燒成黑色的柱子。
【學生活動】討論這反映了碳的什么化學性質(zhì)?引導學生思考碳分別在常溫和高溫下的性質(zhì)區(qū)別。
【教師講解】上述兩
12、個現(xiàn)象都與碳的化學性質(zhì)有關(guān),說明了在常溫下,碳的化學性質(zhì)不活潑。經(jīng)得起風吹、日曬、雨淋。但升高溫度,碳就會發(fā)生反應(yīng)。
一、 碳的化學性質(zhì)
1、穩(wěn)定性
常溫下,化學性質(zhì)不活潑(用于繪制書畫和檔案填寫)
2、可燃性
碳具有可燃性,但碳在不同條件下燃燒,其產(chǎn)物相同嗎?(引導學生思考并討論)
(1)充分燃燒:生成二氧化碳
C+O2點燃= CO2
(2)不充分燃燒:生成一氧化碳
2C+O2點燃= 2CO
除此之外碳還有還原性。
3、還原性
C+2CuO高溫= 2Cu+CO2↑
3C+2Fe2O3高溫= 4Fe+3CO2↑
在這兩個反應(yīng)里,氧化銅的氧被
13、碳奪取,這種反應(yīng)是還原反應(yīng),碳具有還原性。碳是重要的元素,利用它的還原性,可以應(yīng)用于工業(yè)冶金。焦碳在高溫條件下可以將鐵的氧化物還原,得到金屬鐵。此外,在高溫條件下,碳能使二氧化碳轉(zhuǎn)變成一氧化碳:
CO2 + C 高溫= 2CO
注意:
1、碳單質(zhì)物理性質(zhì)差異大——原因:碳原子排列方式不同;
2、碳單質(zhì)化學性質(zhì)類似,燃燒均生成二氧化碳——原因:都有碳元素組成。
【小結(jié)】
總結(jié):碳和氫氣化學性質(zhì)比較
碳
氫氣
常溫下
化學性質(zhì)穩(wěn)定
化學性質(zhì)穩(wěn)定
可燃性
(1)充分燃燒:生成二氧化碳
C+O2點燃= CO2
(2)不充分燃燒:生成一氧化碳
2C+O2點燃= 2CO
2H2+O2點燃= 2H2O
還原性
C+2CuO高溫= 2Cu+CO2↑
3C+2Fe2O3高溫= 4Fe+3CO2↑
H2+CuO加熱= Cu+H2O
◆ 教學反思
略。
我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài),需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式,改變粗放式增長模式,不斷優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu),實現(xiàn)經(jīng)濟健康可持續(xù)發(fā)展進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展,推進新型城鎮(zhèn)化,推動城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因:我國經(jīng)濟發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實挑戰(zhàn)。