学习必备欢迎下载第一节碳的几种单质（教学设计）教学目标1使学生了解金刚石、石墨和木炭等碳的单质的物理性质和用途。2通过金刚石与石墨组成元素相同而性质不同的分析，使学生加深理解结构与性质的关系。3培养学生阅读自学能力。重点和难点金刚石、石墨在物理性质方面的特性与用途的对应关系教学方法自学与讲解相结合教学过程【复习引入】请同学们判断一下原子结构示意图表示的是什么原子？（碳原子）；它属于金属元素、非金属元素还是稀有气体元素？（非金属元素），你的依据是什么？（因为碳原子的最外层电子数为4）。种类有限的元素构成数不清的物质，你们知道哪种元素形成的物质种类最多吗？这种元素是第六号元素碳，在新的一章里我们要学习的就是碳和碳的化合物。【板书】第五章 碳和碳的化合物【阅读】碳元素可以说是一种神奇的元素，神在哪里？奇在何处？大家打开课本 P78，阅读完本章的章图和章绪就有个大致的了解。【归纳】由碳元素组成的物质占世界所有物质的90%以上，已超过二千万种， 是化学世界里最庞大的家族。 而且随着化学科学的发展， 每年还新研制合成大量的新物质，其中大部分也还是含碳的化合；世界上千万种生物中无不含有碳，人们的衣食住行都离不开碳。 可见碳元素与我们人类生活、 生产有多么重要和密切联系。这节课我们先学习碳元素所形成的几种单质。【板书】第一节碳的几种单质【实验】1用铅笔在玻璃上划一下，然后用布擦一下。2用玻璃刀裁玻璃。+6 2 4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页学习必备欢迎下载【引言】 从实验可见，铅笔芯的主要成份石墨与玻璃刀上的金刚石不光“长相”不同，它们的“脾气”也不一样， 表面上看石墨和金刚石是两种不相干的物质，然而它们的组成元素却是相同的，都是由碳元素组成的单质。【讲述】人们很难想象价值连城的的金刚石和黑不溜秋的石墨会都是有碳元素组成的单质。 这究竟是怎么一回事？请同学们结合思考题阅读本节内容。（本节课阅读自学，提出阅读要求、范围，并用小黑板写明自学思考题。）一、由碳元素所形成的单质主要有金刚石 和石墨。二、 1. 金刚石与石墨金刚石石墨外 形无色、透明正八面体形状的固体深灰色，细鳞片状固体光 泽加工琢磨后有夺目光泽略有金属光泽硬 度天然存在最硬的物质最软的矿物质之一熔 点很高很高导 电不导电优良传 热不传热优良用 途装饰品，钻探机钻头，刻刀等电极，铅笔芯，润滑剂等组 成碳（ C ）碳（ C）2. 金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是碳原子的排列不同。3. 在氧气中燃烧， 都只得到唯一的产物二氧化碳，由此证明金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质。三、无定形碳1. 无定形碳通常指木炭、活性炭、焦炭、炭黑。2. 吸附性是 指某固体物质能把气体或染料等微小粒子吸附在它的表面的性质。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页学习必备欢迎下载3. 木炭具有吸附性的原因是木炭具有疏松多孔的结构。4. 无定形碳的用途木炭活性炭炭黑焦炭用途燃料，制黑火药，制活性炭，吸附剂净化气体或液体，吸附毒气制油墨、油漆和颜料，橡胶制品填料冶炼生铁【阅读】学生阅读课本。【讲述】学生围绕思考题做阅读汇报，教师讲评补充并板书【板书】1金刚石与石墨比较【提问】1什么事实说明金刚石很硬？石墨很软？2生锈的铁锁难以打开， 把少许铅笔芯粉末放进锁眼，钥匙转动几下即可打开，说明石墨有何性质？这与它的结构是否相关？与什么结构有关？3高温下工作的机器，常用石墨粉末作润滑剂，这都利用了石墨的哪些性质？【实验】1用玻璃刀裁玻璃。 2学生自己刮一点铅笔芯，用手捻一下。【提问】上面的实验说明什么？根据这个性质可在哪些方面应用？【讲述】 金刚石坚硬无比，经琢磨成许多面，成为璀璨夺目、很贵重的装饰品，因而自古以来不计其数的人对其垂涎三尺，为争夺她而进行殊死搏斗， 然而，在1977年我国山东省临沐县岌山公社常林大队女社员魏振芳在自己玉米地里拾到一颗至今我国最大的天然金刚石常林钻石，她毅然交给了国家。人们很难想象璀璨夺目、珍贵无比的金刚石和黑不溜秋、其貌不扬的石墨，并且物理性质差别很大，却是由同种元素碳元素所组成的单质。【讨论】根据已学过的知识，试设计一个实验方案，用来证实金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质。学生讨论，教师引导分析得出结果。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页学习必备欢迎下载【板书】在氧气中燃烧，都只得到唯一的产物二氧化碳。【设问】金刚石、石墨都是碳元素组成的单质，为什么两种物质在物理性质方面有那么大的差异呢？【讲解】我们知道结构决定性质，性质不同结构显然不同，它们在结构上的不同，是由于 碳原子排列的方式不同 ，就好比用同样的砖块可以建造不同风格的建筑物。也可以看作性格、 脾气截然不同的同胞兄弟。 至于碳原子怎样排列形成的就是金刚石，怎样排列就形成石墨将在今后的学习中再研究。【板书】金刚石和石墨物理性质不同的原因碳原子排列不同【引言】金刚石、石墨还有几位其貌不扬，但个个身怀绝技的小兄弟，它们就是木炭、焦炭、炭黑和活性炭等通常称作无定形碳。在小结这部分知识前，先来观察两个实验。【实验】1木炭吸附二氧化氮2木炭吸附红色颜料【提问】红棕色的二氧化氮和红色颜料到哪去了？木炭为什么可吸附这些物质？吸附时是否发生了化学变化？【引言】通过实验我们知道了木炭有吸附性能，木炭是无定形碳中的一种，别的物质是否也具有吸附性？除吸附性外，还有什么性质？各自的主要用途是什么？请一名同学来小结。【说明】学生小结时，教师板书“碳”是指碳元素，是核电荷数为6 的同一类原子的总称，在描述物质组成时用“碳”如二氧化碳，碳酸，碳酸钙等。“炭”是指碳元素形成的部分单质，主要有木炭、活性炭、焦炭和炭黑等。【拓展】近年来，科学家发现，除金刚石、石墨外，还有一些新的以单质形式存在的碳。其中发现较早并已在研究中取得重要进展的是C60分子。【小结】学生谈对本节课的收获【练习】1把性质与所决定的用途用直线连起来精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页学习必备欢迎下载2选择(1) 金刚石是（）A单质B化合物C纯净物D混合物(2) 金刚石粉末与石墨粉末混合在一起，对所得物质描述正确的是（）A所得物质因为是由同种元素组成的，所以是纯净物。B它们是两种不同的物质，各自保持自己的性质，所以是混合物。C它们是混合物，所以元素种类不止一种。D把它们完全灼烧，所得产物只有二氧化碳。【作业】P82 1 、2、3 典型例题【例 1】 怎样证明金刚石和石墨都是由碳元素组成的？分析与解答将石墨和金刚石分别在氧气里燃烧均生成二氧化碳一种产物，从而证明金刚石和石墨都是由碳元素组成， 只不过由于碳原子的排列不同，所以形成两种不同的单质。【例 2】 下列各物质的用途是利用了该物质的哪些性质？(1)活性炭能脱色，因为 _。(2)石墨可作干电池里的电极，因为_。(3)金刚石可以作切玻璃刀，因为_。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页学习必备欢迎下载分析与解答物质的用途是由它的性质决定的。(1)活性炭之所以能脱色，是因为它有疏松多孔的结构，增大了表面积能吸附大量气体或色素。制糖工业就是利用活性炭来除去糖浆里的色素。(2)石墨可以作电极，是因为它具有优良的导电性能。(3)金刚石的硬度特别大，它是天然存在的最硬的物质，所以可以用来切割玻璃等。【例 3】 简要回答“碳”和“炭”所表示的意义有什么不同？分析与解答“碳”是指碳元素，是核电荷数为6 的同一类原子的总称，在描述物质组成时用“碳”如二氧化碳，碳酸，碳酸钙等。“炭”是指碳元素形成的部分单质，主要有木炭、活性炭、焦炭和炭黑等。【例 4】 下列说法正确的是( ) A金刚石和石墨都是由碳元素组成的，所以两者混合在一起形成的是纯净物B金刚石和石墨燃烧后都能生成CO2，证明它们都是仅由碳元素组成的C石墨能导电，木炭有吸附能力D金刚石和石墨的物理性质的差异是由于两物质的组成元素不同分析 金刚石和石墨是由碳元素组成的不同单质，不同物质混合形成的是混合物，A 错；金刚石、石墨燃烧能生成CO2，但没有说明是否还能生成别的物质，因此不足以证明金刚石和石墨仅由碳元素组成，B 错；金刚石和石墨物理性质的差异是由于碳原子的排列方式不同造成的，D 错。答案： C。【例 5】 有何实验能证明金刚石和石墨都是碳元素构成的单质？分析 远在 17 世纪，意大利佛罗伦萨科学院的院士们，用取火镜把日光聚焦在金刚石上，金刚石被烧红，体积缩小但不熔化，最后消失了。俄国科学家也曾在阳光下用放大镜照射金刚石， 最后金刚石也变成了一缕青烟，金刚石不见了。 后来拉瓦锡又在玻璃罩内重复了燃烧金刚石的实验，并将得到的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑了，与木炭燃烧结果一样，证明金刚石的成分是碳。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页学习必备欢迎下载金刚石太珍贵了，我们难以做金刚石燃烧的实验， 有科学家的实验证实就可以了。燃烧石墨的实验人人都可以做， 同样把燃烧产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑，也就证明了石墨也是由碳元素构成的碳单质。另外，由无定形碳可以制造石墨， 由石墨可以人工合成金刚石，这些事实也证明了金刚石和石墨都是由碳元素构成的碳单质。答案： 见分析。【例 6】 已知二氧化氮（ NO2）是一种红棕色气体，现在盛有二氧化氮气体的圆底烧瓶中投入少许木炭， 按图装置好。试说明为什么红棕色消失， 水会进入烧瓶？分析： 本题结合新实验，迁移考查木炭的性质。答案： 因为木炭有吸附性，烧瓶中红棕色NO2气体被木炭吸附，导致烧瓶内压强减小，所以红棕色消失，在大气压作用下，水就从导管上升进入烧瓶。【例 7】 最近科学家发现了一种新分子， 它具有类似足球的结构， 化学式是 C60。对 C60有下列几种说法： C60是一种新型的化合物； C60和金刚石、石墨是由碳元素组成的三种不同的单质；C60用于制造良好的超导材料； C60的相对分子质量是 720。其中正确的叙述是 ( ) ABCD分析：本题向同学们提出了四个问题：什么是单质？什么是化合物？用定义判断一下 C60是单质还是化合物。 C60、金刚石、石墨是不是同一种物质？C60有哪些重要的用途？怎样计算物质的式量？解决了这四个问题，就能找出本题应选择的正确答案。由定义可知： 由同种元素组成的纯净物叫单质，由不同种元素组成的纯净物叫化合物。对比 C60的化学式可知，它是由60个碳原子构成的分子，所以是单质，题中的叙述是错误的。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页学习必备欢迎下载C60、金刚石、石墨都是仅由碳元素组成的单质，但结构不同：C60有类似足球的结构，金刚石晶体是正四面体，石墨晶体则是层状结构。结构不同、性质必然不同。所以它们是由碳元素组成的不同单质。题中的叙述正确。C60是近年来科学家在研究中发现的一种奇特的大分子，在C60中掺以少量某些金属后具有超导性， 它可用于制造良好的超导材料。题中的叙述正确。 由此也启示我们，不能只埋头死记课本知识， 应该关心当今飞速发展的科学技术的新成就、新信息。根据 C60的化学式可知，它的相对分子质量为6012=720，题中的叙述正确。答案： C。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页