课题1 金刚石、石墨和C60优质课一等奖

第六单元

碳和碳的氧化物

课题1

金刚石、石墨和C60

第二课时

【教学目标】

1、

对比认识碳单质物理性质差异较大和化学性质相似的原因。

2、

通过分析古人用墨汁写字、作画永不褪色的实例与生活中木炭用于烧烤的事实，认识到物质化学性质的活泼与稳定是相对的，是有一定前提条件的。

3、

通过木炭在氧气中充分燃烧的实验和不充分燃烧引发中毒的事例，了解燃料充分燃烧的重要意义，并认识到化学反应中，当反应物种类和反应条件相同，但反应物浓度不同时，生成物也可能不同。

4、

在观看木炭还原氧化铜的实验中熟悉实验步骤和操作规范，在探寻反应原理的过程中认识氧化反应与还原反应并非独立存在，而是有机结合为一体，统称为氧化还原反应。

5、

阅读资料了解先祖冶炼金属铜的历程，了解现代可用焦炭还原铁的氧化物的方法来炼铁，尝试写出反应的化学方程式。

6、

了解碳与水、二氧化碳的反应，小结含碳物质之间的转化途径。

7、

根据碳单质的化学性质，说出其不同用途，增强物质的性质决定物质的用途的化学思维。

【教学重难点】重点：碳的化学性质——常温的稳定性、可燃性、还原性

难点：碳跟氧化铜等金属氧化物的反应表明碳具有还原性

认识氧化还原反应

【教学准备】木炭还原氧化铜的装置[药品、铁架台、大小试管、带导管的胶塞、酒精喷灯、火柴、酒精、木块、澄清石灰水] 【教学过程】

教师活动

【复习引入】上节课我们学习了由碳元素组成的几种单质——金刚石、石墨和C60等，通过对比发现碳单质的物理性质和对应的用途存在较大差异，原因是什么？科学研究表明碳单质的化学性质相似，其原因又是什么呢？

金刚石和石墨是由碳原子直接构成的，C60分子也只含有碳原子，由于碳原子的核外电子排布是相同的，都是

+6 2 4

学生活动

回忆回答

由于碳原子的排列方式不同

设计意图

由旧知引

入新知，比

较学习便

于理解物

质性质不

同的原因。

记录、理解掌握

排列方式不同碳单质的物理性质不同

碳原子最外层电子数相同碳单质的化学性质相似议论

【讲述】这节课我们学习碳单质的化学性质。

【投影】1972年在湖南长沙马王堆一号汉墓，科学家们发现

了一具女尸，据测定已有千年历史，但女尸却未腐烂，肌肉

【强调】元素的化学性质主要取决于原子的最外层电子数，所以由碳元素组成的各种单质具有相似的化学性质，如金刚石、石墨、C60都能在纯氧中充分燃烧，生成二氧化碳。

【小结】由考古新

闻和古代

史实引入，

激发学生

探究兴趣。

仍有弹性，头上青丝依旧。为什么千年女尸能保存如此完好呢？科学家发现在女尸棺材周围埋有一米厚的木炭，因为木炭耐酸、耐碱和耐腐蚀，常温下不易和其他物质发生化学反应，起到了防腐剂的作用。

我国古代一些书法家、画家用墨汁书写或绘制的字画，虽然纸都发黄了，但字画却历历在目，一点没褪色。（东晋王羲之的字、清代郑板桥的竹子、北宋张择端的《清明上河图》等）。以及广告词：“钻石恒久远，一颗永流传”等例子都说明了常温下，碳的化学性质不活泼。事实上，碳受日光照射或跟空气、水接触，都不容易

起化学变化。

【板书】1、常温下，碳具有稳定性

（即常温下化学性质不活泼）

【提问】1、碳在任何情况下都这么稳定吗？

2、烧烤时使用木炭说明了什么？

【讲述】烧烤时利用木炭燃烧放出的热量使食物变熟。木炭燃烧是和空气中的氧气反应。我们也曾经做过木炭在氧气中燃烧的实验。这些都说明随着温度的升高，碳原子获得了能量，活动性大大增强，在点燃或高温的条件下，碳能与很多物质起反应。

【板书】2、升温时，碳能和氧气反应（可燃性）

【插问】木炭在氧气中燃烧的实验的实验现象？

（1）碳充分（或完全）燃烧

CO2

【过渡】冬季来临，天气寒冷，北方很多居民都紧密门窗，烘烤木炭来取暖，时常发生CO中毒的事件。同学们知道CO这个无色无味的杀手是怎么产生的吗？

【板书】（2）碳不充分（不完全）燃烧

倾听，了解。

C + O2（充足）点燃

2CO（有剧毒）

【小结】碳燃烧时，由于氧气的量不同而生成两种不

同的生成物CO和CO2。可见，化学反应中，反应物种

类相同，反应条件相同，但反应物浓度不同时，生成

物可能不同。

【强调】这两个反应既属于基本反应类型中的化合

反应，也属于氧化反应。

2C + O2（不足）点燃

回忆复述木炭燃烧的现象：发出白光，生成使澄清石灰水变浑浊的气体

讨论交流

预设答案：由于门窗紧密，屋内空气中的氧气不断消耗，当氧气不足时，碳发生不完全燃烧，每个碳原子只能结合1个氧原子，从而生成CO。

结合生活实例和实验事实燃烧碳燃烧的不同产物，了解燃料充分燃烧的重要意义

【讲述】碳不仅能夺取氧气中的氧元素，还能夺取某

些氧化物中的氧元素，比如CuO。请猜测反应产物是

什么？如何检验生成物？

【演示】课本111实验6—2：木炭粉末和氧化铜粉末

混合共热的实验。（药品量少易于实验较快完成）

已装好极少量两种黑色粉末（C和CuO）的试管固

定在铁架台上，试管口装有通入澄清石灰水的导管，用酒精作出猜测，可能生成铜和二氧化碳或一氧化碳

培养观察

能力和思

维分析能

力

喷灯加热混合物几分钟，然后先把导管撤离液面，再停止加热。（酒精喷灯的使用：在凹槽中加满酒精，点燃，利用其燃烧放出的热量使容器里的酒精变成蒸气后喷出燃烧，提供高温，可达1300℃）

【教师活动】把黑色粉末和产物给全班学生观看比较

【板书】实验现象及分析

【板书】3、高温时，碳能与某些氧化物反应(还原性) 观察实验，描述现象并记录：

黑色粉末变红，澄清石灰水变浑浊

分析结论：C与CuO在高

高温

C+2CuO2Cu+CO2↑

温下反应生（是置换反应也是氧化还原反应）

成了Cu和【分析】从得氧失氧的角度来看，在这个反应中，氧化铜失CO2

去氧变成铜，发生还原反应，是氧化剂，有氧化性；碳夺

取了氧化铜中的氧变成二氧化碳，发生氧化反应，是还原剂，

具有还原性。

氧化反应和还原反应肯定同时发生，所以反应总称为氧化还

原反应。（就像做买卖，有买肯定有卖）

【投影】应用

【讲述】单质碳的还原性可用于冶金工业，可把一些金属从

它们的氧化物矿石中还原出来，如焦炭可把铁从氧化铁中还

原出来。

高温

【练习书写】

3C ＋

2Fe2O3

4Fe + 3CO2↑

【讲述】炽热的碳不仅可以夺取金属氧化物中的氧，还可以预设答案：保夺取非金属氧化物二氧化碳中的氧，使二氧化碳还原成一氧存文物，墨汁化碳。

作画书写，碳素墨水书写

高温

【板书】

C ＋

CO2

2CO （吸热反应）

档案材料，做【小结】碳单质作还原剂时一般需要大量的热量，

燃料提供热属于吸热反应，反应条件一般为高温。

能，作还原剂【提问】结合碳单质的性质，考虑它可能有什么用途？

冶炼金属【小结】本节课的学习内容

等……

【课堂检测】

【分析】碳原子最外层电子数为4，不易得失电子形成稳定结构，表现为常温时化学性质稳定；当温度升高，碳原子获得能量，与别的原子相遇结合，化学性质变得活泼。

【板书设计】二、碳的化学性质

1、常温下，碳具有稳定性

2、升温时，碳能与氧气反应（可燃性）

（1）充分燃烧

C + O2（充足）（2）不充分燃烧

2C + O2（不足）

点燃

培养书写正确化学方程式的能力

联系实际

理解所学

知识

思考解答

学以致用

CO2

2CO（有剧毒）

3、高温时，碳能与某些氧化物反应(还原性)

点燃

氧化还原反应

生的反应（35页）氧化反应：物质与氧发中的氧被夺去的反应(111页)还原反应：含氧化合物高温

3C ＋

2Fe2O3

4Fe + 3CO2↑

C ＋

CO2

高温

2CO （吸热反应）