6.1碳单质的多样性-2024-2025学年九年级化学人教版（2024）上册

第六单元　碳和碳的氧化物 课题1　碳单质的多样性 【教学目标】 1.了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途;知道不同的元素可以组成不同的物质,同一种元素也可以组成不同的物质。 2.通过碳的可燃性的学习,知道单质碳的化学性质,认识到化学变化需要一定条件,条件不同,反应就不同。 3.通过碳的还原性实验,了解还原反应,发展学生问题意识和探究能力。 4.通过对金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式及空间结构的分析,知道物质结构、性质和用途三者之间的关系;通过活性炭(或木炭)吸附作用演示实验的探究,让学生知道对比实验是研究问题的常用方法。 【教学重点及难点】 重点:金刚石、石墨、木炭的重要物性和用途,物质的结构、性质和用途之间的关系。 难点: (1)物质的结构、性质和用途之间的关系是本课时的难点。 (2)碳与某些氧化物的反应——碳的还原性。 【教学方法】调查、阅读、实验、探究、交流 【学法指导】自主学习,合作探究 【教学媒体】多媒体 【教具准备】教学设备:计算机投影仪、录像机 教师用具:金刚石、石墨、C60分子模型、玻璃刀、6B铅笔芯、干电池、石墨电极、防毒面具、导线、灯泡。 学生用具:(1)仪器: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;(2)化学试剂:红墨水、烘烤过的木炭(活性炭)、木炭粉、CuO粉末、澄清石灰水。 【授课教案】 教学内容及问题情境 学生活动 设计意图 【新课引入】模式一:展示一些碳元素的存在形式,如煤炭、石墨笔、钻石等,引出碳的不同单质形式。 【图片展示】 模式二:【视频】请同学们看一段视频并思考以下问题: 1.石墨是由什么元素组成的? 2.“石墨炸弹”有如此大的威力,是利用了石墨的什么性质? 【提出问题】我们已经知道,物质由元素组成,由同种元素组成的纯净物叫做什么? 【追问】由不同种元素可以组成不同种单质,同一种元素可以组成不同的单质吗?大家讨论。能举例说明吗? 【小结】同种元素可能组成不同的单质。 【设问】碳元素能否组成不同的单质?研究表明:金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。 【实物投影】展示玻璃刀上的金刚石。 【设问】金刚石其他的性质是怎样的?它有何用途?自主学习教材128页。 【总结归纳】引导学生归纳金刚石的物理性质和相应用途,填写板书表格。 学生观看视频并回答问题。 回答:单质 思考讨论,说出见解。可以举例:氧元素就能组成氧气和臭氧两种单质。磷元素可以组成白磷和红磷。 激发学生学习的激情,提高学习兴趣,同时引出课题和学习目标。 从理论上明确同种元素可以组成不同的单质。 续表　 教学内容及问题情境 学生活动 设计意图 【活动探究】布置学生将铅笔削好并刮下一些粉末,告诉学生铅笔芯是由石墨和黏土制成。指导学生观察粉末,用手捻搓。并思考由此得到石墨的哪些性质和用途。 【提问】金刚石可用来切割玻璃,体现了金刚石的什么性质? 回答:金刚石非常坚硬,所以可以用来裁割玻璃。带着问题、自主学习。 通过让学生观察玻璃刀,让学生领悟金刚石的“坚硬”性。有利于激发学生的学习愿望和参与动机。 【演示实验】铅笔芯导电实验。 【总结】引导学生总结石墨的物理性质和相应用途填写板书表格。 【视频】石墨性质和用途录像。(火箭的通风管、石墨坩埚等) 【投影】比较金刚石和石墨的性质和用途 【设问】金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,物理性质为什么差异这么大呢? 【投影】金刚石和石墨的微观结构模型 【讲解】金刚石的碳原子在空间构成连续、坚固的骨架结构,所以坚硬。石墨的碳原子呈平面层状结构,层与层之间的作用力小,所以很软,能导电,有滑感。 【结论】物质的结构决定其性质。 【过渡】在日常生活和工农业生产中,我们常常要用到木炭、焦炭、活性炭和炭黑等。这些物质的主要成分也是碳单质,而它们的结构则与石墨类似。 【展示实物】 【提问】“碳”和“炭”有何区别? 【演示实验】实验6-1。(留出对比液体) 1.描述你看到的现象。 2.结合实际和教材内容分析为什么木炭和活性炭具有吸附色素的能力呢? 3.这种性质叫什么?属什么变化? 【展示】防毒面具(滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的)。 小组交流P130思考与讨论 总结　性质用途 【讲述】科学家发现一些新的以单质形式存在的碳,发现较早并在研究中取得最重要进展的是C60分子。大家看书,C60的分子结构和什么相似? 【提问】猜测这种足球结构的碳分子性质是否稳定?为什么?C60中60表示什么?C60是单质还是化合物? 归纳金刚石的物理性质、用途活动探究,体会观察,得出结论。 观察实验、得出结论。 总结石墨的物理性质和对应用途。 师生一起通过表格进行对比。 思考。 观看。 理解。 在教师引导下得出结论。 观察几种物质。 分析比较,会区分二者。 描述现象:液体颜色变浅。 阅读、讨论回答:疏松多孔的结构。 吸附性,属物理变化。 认识防毒面具。 补充知识,学以致用,激发兴趣。 培养学生的归纳总结能力,体会性质决定用途的思想。 初步体会结构和性质间的关系。 通过木炭(或活性炭)吸附作用演示实验的探究,让学生知道对比实验是研究问题的常用方法。 体会炭黑的存在,认识它的用途。 非重点内容简单介绍让学生了解。 进一步说明物质的结构决定其性质。 拓宽知识面,激发学生涉猎课外知识的兴趣。 续表　 教学内容及问题情境 学生活动 设计意图 【讲述】目前,人们正在进一步研究C60分子的结构和性质,以及在材料科学、超导体等方面的应用。C60具有广泛的应用前景,谁能说说这方面的信息吗? 【播放视频】介绍C60短片 【总结】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。通过对几种碳单质的结构性质和用途的学习,总结三者的关系(见板书) 【投影展示】两幅古代字画图片 【设问】为什么古代的作品历经几百上千年依然笔锋清晰,漓江烟雨图保存到现在色泽鲜艳而不褪色呢?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?墨汁又是用什么制成的? 讨论与交流 【提问】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? 【总结】碳常温下化学性质不活泼。 思考与讨论 物质 物理性质 用途 金刚石 无色透明的固体、硬度大 钻头、裁玻璃、装饰品 金刚石 薄膜 透光性好、硬度大、导热性好 光学窗口和透镜的涂层、用于集成电路基板散热,提高芯片散热 石墨 灰黑色、有金属光泽固体,质软,有滑腻感,熔点高,导电性好 电极、铅笔芯、润滑剂、受电弓滑板等 木炭、 活性炭 吸附性 防毒面具、冰箱除味、饮用水净化等 回答:和足球相似。 思考回答:很稳定,由其结构决定。一个C60分子中含有60个碳原子。是单质 个别学生说出知道的信息。 观看。 分析讨论。 总结得出结构、性质与用途的关系。 观看字画 回答:(异口同声)墨汁! 用炭黑来制成的。 猜想、讨论 知道物质结构、性质和用途三者之间的相互关系。 激发兴趣,了解前沿科学。 通过对几种碳单质的碳原子排列方式及空间结构的分析,知道物质结构、性质和用途三者之间的相互关系。 增强学生民族自豪感。 导入由欣赏字画开始,吸引学生的眼球,从欣赏中发现问题,提出问题。 【提出问题】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? 【屏幕投影】碳原子的结构示意图。 【提问】分析原子结构示意图,你有哪些发现? 【追问】在化学反应中,它要成为稳定结构,有几种途径?较最外层电子比4多或少的原子,碳原子容易达到稳定结构吗?得出什么结论? 【追问】这也体现了我们所讲的结构和性质之间存在什么关系? 回答:(齐声)最外层电子数。 回答: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。 回答: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。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。 回答:结构决定性质。 叙述现象,写化学方程式 书写化学方程式 2C+O22CO 提高学生分析问题的能力。 增强对实验的理解,同时培养分析问题的能力。 续表　 教学内容及问题情境 学生活动 设计意图 【投影】碳的化学性质——常温下的稳定性、高温下的活泼性。 【提问】回忆木炭在氧气中燃烧实验,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。 【适时点拨】如果氧气的量不充足,碳燃烧就不充分,这时生成一氧化碳(有毒),同时放出热量。 【投影】1.碳单质与氧气的反应——碳的可燃性。 【可燃性应用】碳具有可燃性,利用这点性质它有什么用途? 【投影】2.碳单质与某些氧化物的反应 【演示实验】(教师演示教材P133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。) 【提问】由实验装置、现象,说说得到什么结论?试着写出化学方程式。 【强调实验注意事项】 【分析反应实质】 提问:观察这个化学方程式有什么特点? 【总结】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。氧化铜因失去氧被还原。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】3.碳跟某些氧化物的反应—还原性 【还原性的应用】利用碳的还原性,说明碳具有哪项重要应用? 思考、讨论、回答: 1.说明碳具有可燃性。 2.在不同条件下,其燃烧的产物也不相同。 讨论回答:作燃料。 观察实验装置、实验操作及实验现象。 C+2CuO2Cu+CO2↑ 回答生成物是什么,反应条件。 思考、回答。 分析、回答。 倾听、理解。 调控反应 加强理论联系实际的意识。再度明确性质决定用途。 整理,加深印象。 新颖的作业能提高学生学习兴趣。 发展学生问题意识和探究能力 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。在高温的条件下,碳单质还能使二氧化碳转化成一氧化碳。写出反应的化学方程式。 思考回答:在工业上,可以用它来冶炼金属。 书写化学方程式。 2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ C+CO22CO 培养类推能力 续表　 板书设计 课题1　碳单质的多样性 一、碳的单质 1.金刚石、石墨和C60 物质 金刚石 石墨 C60 物理性质 无色透明的固体、硬度大 灰黑色、有金属光泽固体,较软,有滑腻感,熔点高,导电性好 — 用途 钻头、裁玻璃、装饰品 电极、铅笔芯、润滑剂、受电弓滑板等 材料科学、超导等 得到启示:结构性质用途 2.木炭、活性炭、焦炭、炭黑 　　(冶金) 二、碳单质的化学性质 1. 　 2.还原反应:含氧化合物里的氧被夺去的反应。 学科网（北京）股份有限公司 $$