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6.1 金刚石 石墨和 C60 (第二课时)
——单质碳的化学性质
一、教学目标:
1、知道碳单质常温下化学性质的稳定性和高温下的活泼性,说
明稳定和活泼都是相对的、有条件的;
2、通过实验掌握碳单质的可燃性,以及其与某些氧化物发生的
氧化-还原反应(碳的还原性)。
二、情感目标:
1、学会尊重客观事实,学会用一分为二的观点来看待问题,比
如在不同的条件下,相同的反应物发生化学反应后产物不相同。从而
培养学生实事求是的科学精神和一丝不苟的学习态度。
2、在教学过程中,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,物尽所用、人尽其才。
三、学情分析:
通过第一课时的学习,我们已经了解到单质碳的物理性质,由于
碳原子排列方式的不同,也就是结构不同,其化学性质也不同,当然
用途也不同;我们也已经明确知道物质的结构决定物质的性质,物质
的性质决定物质的用途,物质的用途反映物质的性质,
四、教学重、难点:
重点:碳与氧气及某些氧化物的反应——碳的可燃性和还原性。
难点:碳与某些氧化物的反应——碳的还原性。
五、教学过程:
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(一)碳的稳定性
活动一:观察与思考
(引言)我们经常会注意到某某画家或者书法家的作品,又拍出了高
价,下面这一幅就是古代留下的珍贵字画。请看屏幕(一幅古画):
问:1、为什么这幅作品历经多年而依然笔峰清晰,保存到现在依然
不褪色呢?
2、画家是用什么来绘制的?
3、墨汁又是用什么制成的?
活动二:交流
问:4、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?
——常温下,碳的化学性质不活泼(稳定性)。
问:5、我们学习过,在点燃条件下,碳能与氧气发生化学反应。这
又说明了什么?
——高温下,碳的化学性质是活泼的。
也就是说,碳单质的化学性质是稳定还是活泼是有条件的。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。
问:6、关于碳在常温下的稳定性,在实际生活中有着广泛的应用。
你知道有哪些应用吗?(讨论)
——木电线杆、铁轨的枕木等
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问:7、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?
——最外层电子数(碳原子的结构示意图——由学生到黑板前画出)
问:8、在化学反应中,它要成为稳定结构,有几种途径?
——可以得到 4 个电子或失去 4 个电子使最外层达到稳定结构。这两
种可能对于碳原子来讲都难以实现,因此,碳在常温下化学性质不活
泼。
问:9、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?
——结构决定性质。
(二)碳与氧气的反应——碳的可燃性
问:1、请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。
点燃
(请同学到黑板前书写化学方程式:C+O2 === CO2)
现象:剧烈燃烧,发出白光,放出热量;生成能使澄清石灰水变浑浊
的气体。
问:2、如果氧气的量不充足,碳燃烧就不充分,这时生成的不再是
二氧化碳,而是一氧化碳,同时放出热量。
点燃
(请同学上黑板前书写化学方程式:2C+O2 === 2CO )
问:3、从上述内容中,你有什么重要发现?
——碳具有可燃性。
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——在不同条件下,燃烧的产物也不同。
的确,反应条件对物质所发生的化学反应是有重要影响的。条件
不同,生成物可能也不相同。所以,冬天里烧煤烤火时应该特别注意
的是:一定要注意通风,防止因煤燃烧不充分生成有毒的一氧化碳。
(三)碳跟某些氧化物的反应——碳的还原性
引导:碳不仅可以与氧气反应,在较高温度时它还能和某些氧化物反
应。
活动三: 观察与思考
(播放教材 p107 实验 6-2 木炭粉还原氧化铜的视频)
引导:学生观察实验装置、实验操作及实验现象;通过分析实验现象,
掌握该反应的实质。
问:1、该装置中的酒精灯有什么特别之处?这样做有什么好处?
——上面加了一个网罩,集中火焰,提高温度。
问:2、这说明碳与氧化铜反应的条件是什么?试管口为什么要略向
下倾斜?
问:3、实验中我们观察到有哪些现象发生?
——黑色粉末逐渐变成光亮的红色;澄清石灰水变浑浊。
问:4、该反应中生成了什么物质?依据是什么?
(交流讨论,请学生发言)
高温
(请同学上黑板前书写反应的方程式:C + 2CuO === 2Cu + CO2↑)
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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
问:5、这个实验在操作上还有哪些要注意的地方?为什么实验完毕
后要先撤导管,后灭酒精灯?
问:6、再观察这个化学方程式有什么特点?(讨论)
——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。
——在这个反应里,氧化铜失去了氧变成了单质铜,碳得到了氧化铜
里的氧变成了二氧化碳,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。
问:7、利用碳的还原性,说说碳具有哪些重要应用?
——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。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,请同学们写出这个反应的化学方程式。
(请两同学到黑板前书写)
小结:通过本节课的学习,大家有哪些收获和体会?
1.物质化学性质的活泼与稳定是相对的、有条件的。
2.由于碳具有可燃性,可利用煤炭烧火做饭、取暖;
3.碳还原氧化铜,碳是还原剂,具有还原性;氧化铜是氧化剂,
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具有氧化性。
化学方程式是: 高温
C + 2CuO === 2Cu + CO2↑
利用碳的还原性,在工业上可以用来冶炼金属。
六、练习:(见课件)
七、课外作业:
教材 p109 习题第 2 题(4)(5)(6),第 4 题和第 6 题。