DOC《金刚石、石墨和C60 教案 B》

金刚石、石墨和C60 教案 B 活动一:观察与思考 师:(引言)我国是一个具有悠久历史文化的文明古国,在灿烂的历史长河中,涌现出了一大批赫赫有名的书画家,他们留下的传世之作经过几百甚至上千年的洗礼,流传于世幸存下来的已不多见,成为我国文化中的瑰宝.

下面两幅就是古代留下的珍贵字画.请看屏幕: 【屏幕投影】学生欣赏二幅古代字画图片: 明代:董其昌 国画:漓江烟雨图(元朝) (学生对这两幅字画品头论足,交头接耳,赞不绝口.) 生:老师,我有一个问题,为什么明代董其昌的作品历经四百余年而依然笔峰清晰,漓江烟雨图保存到现在色泽鲜艳而不褪色呢? 师:问得好!你们知道古代一些书法家、画家是用什么来书写或绘制字画的? 生:(异口同声)墨汁! 师:墨汁又是用什么制成的? 生:用炭黑来制成的. 活动

二、与交流 师:炭黑的主要成分是碳.古代字画保存几百年乃至上千年,纸或布都已开始腐烂破损,但墨色依然不变,这说明碳具有怎样的化学性质?猜猜看. 【点评】 导入由欣赏字画开始,好像与化学无关,实则新颖别致,独树一帜,吸引学生的眼球,从欣赏中发现问题,提出问题.教师此时并不直接向同学们解释,而是用学生提出的问题进行点拨,根据学生已有的知识经验,猜想碳单质的化学性质,引导学生进行探究. 生:我想碳单质的化学性质应该是很稳定的. 师:都同意他的观点吗? (大部分同学点头同意) 生:(立即反驳)不对,木炭可以在氧气中燃烧,怎么说它的化学性质稳定呢?我觉得应该是活泼的. 师;

其实,这两位同学说得都有道理,但不够准确. 生:我们说碳单质的化学性质是稳定还是活泼应该是有条件的.在常温下,碳的化学性质不活泼.但在点燃条件下,碳能与氧气发生化学反应. 师:这位同学分析正确,我们在分析问题得出结论时,一定要注意将条件和结论有机地联系起来,辩证地看待问题,才不至于犯以偏概全的错误.关于碳单质常温下的稳定性,在实际生活中有着广泛的应用.你知道还有哪些应用吗?大家讨论. 生:我发现铁路枕木和街上木制电线杆表面都被烧焦碳化,我想这也是利用了碳单质常温下的稳定性.枕木和木制电线杆表面碳化处理后,经得起日晒、风吹和雨打,都不容易起变化,可以有效地防止木头腐烂,虽然表面变得黑不溜秋,也不美观,但增加了使用的年限. 师:那么是什么决定了碳在常温下化学性质不活泼呢?元素的化学性质与元素原子结构中的哪部分关系最为密切? 生:(齐声)最外层电子数. 【屏幕投影】碳原子的结构示意图. 师:分析原子结构示意图,你有哪些发现? 生:碳原子核内有6个质子,核外有两个电子层,最外层上有4个电子. 师:在化学反应中,它要成为稳定结构,有几种途径? 生;

可以得到4个电子或失去4个电子使最外层都达到稳定结构.我猜想,这两种可能对于碳原子来讲都难于实现,所以,碳化学性质常温下不活泼. 师:这也体现了上节课我们所讲的结构和性质之间存在什么关系? 生;

结构决定性质. 【投影】

二、碳的化学性质――常温下的稳定性、高温下的活泼性. 师:回忆木炭在氧气中燃烧的实验,写出木炭在氧气中充分燃烧时的化学方程式,并说出你所看到的实验现象. (一同学上台书写化学方程式:C+O2===CO2) 生:剧烈燃烧,发出白光,放出热量.燃烧后生成的无色气体能使澄清的石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成. 师:如果氧气的量不充足,碳燃烧就不充分,这时生成一氧化碳,同时放出热量. (一同学上台书写化学方程式:2C+O2=====2CO) 师:上述两个反应,在以煤为燃料的煤炉里也经常发生.煤的主要成分是碳.当空气充足、炉火很旺时,煤燃烧充分,主要生成二氧化碳;

当空气不充足、炉火不旺时,煤燃烧不充分,生成较多量的一氧化碳.从上述内容的学习,你能得到哪些重要的发现. 生;

说明碳具有可燃性. 生:在不同条件下,其燃烧的产物也不相同. 师:的确,反应条件对物质所发生的化学反应是有重要的影响的.条件不同,主要的产物可能也不相同(强调主要产物,防止误解成只有一种产物).所以,冬天里烧煤烤火时应该特别注意的是―― 生:(反应迅速)一定要注意通风,防止因煤燃烧缺氧生成有毒的一氧化碳而引起中毒. 【投影】]

1、碳跟氧气的反应――碳的可燃性. 燃烧条件 化学方程式 结论 启示 在氧气中充分燃烧 C+O2====CO2 碳具有可燃性;

条件不同,燃烧主要产物可能也不相同 书写化学方程式一定要注明反应条件;

冬天用煤取暖一定要注意通风. 燃烧不充分 2C+O2====2CO 师:碳不仅可以和氧气反应,在较高温度时它还能和某些氧化物反应. 【点评】 尊重客观事实,用一分为二的观点来看待在不同的条件下,相同的反应物发生化学反应后产物可能也不相同.从而培养学生实事求是的科学精神和一丝不苟的科学态度.此处不仅让学生通过对比、归纳获得结论,更重要的是运用已掌握的知识解决实际问题,主动参与社会决策,关注生命,体现人文关怀,培养学生的安全意识. 活动三: 【投影】

2、碳跟某些氧化物的反应 (教师演示教材P107实验6-2木炭粉还原氧化铜.引导学生观察实验装置、实验操作及实验现象.引导学生通过实验现象,分析该反应的实质.) 师:该装置中的酒精灯有什么特别之处? 生:上面加了一个铁丝网罩,我家里的燃气灶上也放了一个类型的网罩. 师:你知道这样做的好处吗? 生:这样会使火焰集中,从而提高温度. 师:这说明碳与氧化铜反应的条件是什么? 生:(异口同声)高温. 师:实验中我们观察到哪些现象? 生:黑色粉末逐渐变成光亮的红色;

澄清的石灰水变成白色浑浊. 师:该反应中生成了什么物质?谁能分析一下. (交流讨论,学生纷纷举手发言.) 活动

四、与交流 生:石灰水变浑浊,这是二氧化碳与石灰水的特征反应,说明碳和氧化铜反应生成了二氧化碳气体.黑色粉末变成红色物质,说明有铜生成.理由有二:一是铜为红色金属,该反应中只有一种金属元素;

二是根据质量守恒定律可知,元素的种类在化学反应前后不变,所以另一种产物只可能是铜. (一同学上台书写化学方程式:C+CuO====Cu+CO2↑) 【投影】 现象 结论 澄清石灰水变成白色浑浊 有二氧化碳生成 黑色粉末变成红色物质 有铜生成 师:分析很好!这个实验中在操作上还有哪些要注意的地方? 生:为什么实验完毕后要先撤出导气管? 生:这个实验装置与用高锰酸钾制取氧气的装置几乎相同,先撤导气管是为了防止试管中的气体因冷却压强减小而使石灰水倒吸,这样会导致热试管因骤冷而炸裂. 生:老师,为什么要待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上观察? 师:要回答这个问题,请看下面的补充实验,仔细观察实验现象. (教师补充做铜丝在酒精灯了灼烧的实验.) 生:红色的铜丝表面变成黑色.说明在加热条件下,铜能被空气中的氧气氧化,生成黑色的氧化铜.如果未等试管冷却就将试管里的粉末倒在纸上,生成的红色铜在灼热条件下,又和空气中的氧气反应生成氧化铜,从而观察不到红色铜的生成. 师:完全正确!再观察这个化学方程式有什么特点? 生:反应物是一种单质和一种化合物,而生成物也是一种单质和一种化合物. 生:我发现在这个反应里,氧化铜失去了氧而变成了单质铜,碳得到了氧化铜里的氧而变成了二氧化碳. 师:像氧化铜这种含氧化合物里的氧被夺去的反应,叫做还原反应.氧化铜因失去氧变成铜,我们就说氧化铜被还原.是木炭使氧化铜失去了氧,木炭是使氧化铜还原为铜的物质,我们就说木炭具有还原性. 【投影】(补充)

2、碳跟某些氧化物的反应――碳的还原性 师:利用碳的还原性,说明碳具有哪项重要应用? 生:在工业上,可以用它来冶炼金属,即将金属氧化物里的金属还原出来. 师:这是冶炼金属的一种方法.例如,焦炭可以在高温下把铁从它的氧化物矿石里还原出来,也可以将三氧化钨(WO3)还原为钨.请同学们写出这两个反应的化学方程式. (两学生上台书写.) 【投影】 2Fe2O3 + 3C 4Fe + 3CO2↑ 2WO3 +3 C 2W +3 CO2↑ 活动

五、 师;

通过本节课的学习,你有哪些收获和体会? 生:知道了物质化学性质的活泼与稳定是相对的、有条件的. 生:实验仍然是化学的灵魂.通过实验探究,观察实验现象,可以推知生成物的元素组成. 生:由于碳具有可燃性,可利用煤、木炭燃烧时放出大量热量来做饭、取暖;

利用碳的还原性,在工业上可以用来冶炼金属.再一次说明了物质的性质在很大程度上决定了物质的用途. 师:同学们总结得很好.下面请做课后练习. (学生练习:教材P109习题第2题(4)(5)(6),第4题和第6题.练习后当堂订正.) 活动

六、课外作业 【屏幕投影】 碳是不平凡的,也是奇妙的元素.人类在远古时代就知道了碳.碳的打拉丁文名称是指煤炭.现在,人们已发现的元素有100多种(包括人造元素),而碳只不过是其中的一种罢了.全世界已经发现的化合物种类超过了1000万种,不含碳的化合物还不到10万种,碳的化合物几乎是不含碳的化合物的100位. 碳这一家子 说得上是物质世界最庞大的家族了. 请你根据上面提供的信息,课后广泛地搜集并查找相关资料,以 不平凡的碳 为题目(也可自拟题目),写一篇介绍碳单质及碳的化合物的小论文,要求通俗易懂,琅琅上口.拿来与同学交流,也可登录人教网 中学化学交流中心学生专栏 进行交流(

网址:http://www.pep.com.cn/92xszl/92.htm). 附案例:以下是宜昌市七中祝燕来同学撰写的《孪生兄弟比高低》一文,小作者将碳氏家族孪生兄弟金刚石和石墨的性质以故事形式娓娓道来.我们不妨看一看: 【屏幕投影】 孪生兄弟比高低 不知何年何月,碳家庭养育了一对孪生兄弟.老大名叫金刚石,生得通体透亮,膀阔腰圆,英俊之气咄咄逼人;

老二名叫石墨,长得黑不溜秋,柔软无比,毫无男儿阳刚之气. 自古孪生七分似,怎乃这对兄弟犹如天壤之别.让人好生狐疑. 其实,兄弟俩的身份千真万确,容不得怀疑.金刚石和石墨都是由碳元素形成的单质,兄弟俩的性格之所以不同,只是由于组成它们的碳原子的排列方式不同而已.金刚石是结晶碳,每个碳原子周围有4个碳原子,距离都是相等的,原子之间组成一个强有力的整体.而石墨内部的碳原子同相邻的碳原子提的距离是不相等的.离得较远的两个原子之间的拉力较弱,容易断裂分手,这样,金刚石和石墨就出现了硬和软的不同 个性 . 在化学王国里,像金刚石和石墨这种由一种元素(即碳元素)形成的不同性质的物质,叫做同素异形体.其实,金刚石和........