课题1 碳单质的多样性
| 课时
| 2
| 授课年级
| 初三
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课标要求
| 学业要求：
1.能通过实验说明碳单质的主要性质，并能用化学方程式表示。
2.能举例说明碳单质的广泛应用，以及性质与用途的关系。
3.能基于碳单质的性质及用途，从辩证的角度，初步分析和评价物质的实际应用。
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教材
分析
| 碳单质的化学性质主要介绍了碳单质与氧气的反应、碳单质与某些氧化物的反应。其中，碳单质与某些氧化物的反应是本课题教学难点。
在介绍碳单质的化学性质时，教科书注意体现中华优秀传统文化，进一步深化物质的性质和用途的关系。例如，教科书首先介绍我国制墨的悠久历史，以及墨的制造和使用对中华文化传承与发展的价值，然后结合问题(我国古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，这是为什么呢？)引出在常温下碳单质的化学性质不活泼。继而提出：如果温度升高，碳单质的活泼性又如何呢?由此引出碳单质的化学性质。在碳单质与某些氧化物的反应中，教科书以木炭与氧化铜反应为例，介绍了还原反应及其在工业生产中的应用等内容，凸显物质化学性质的实际应用价值。
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学情分析
| 通过前面的学习，学生已有了由现象推知性质、由性质了解用途的思维，但对于结构与性质的关系还不清楚，例如对于金刚石和石墨由于碳原子的排列方式不同而导致的它们的物理性质和用途的巨大差异性的理解可能会感到有一定的困难。
另外，在本节课的教学中，学生容易感觉比较模糊的两点是：
1．由一种元素组成的物质一定是单质吗？
例如，金刚石和石墨混合在一起，虽然只含有碳元素，但金刚石和石墨不是一种物质，它们混合在一起属于混合物。所以说含有同种元素的物质可能是单质，也可能是混合物。
2．“碳”与“炭”一样吗？
学生在书写物质名称时，常常“碳”“炭”不分。造成这种现象的原因是学生对“碳”是指碳元素，即核电荷数为6的一类原子的总称理解不到位。应告诉学生：在描述物质组成时用“碳”，如二氧化碳、一氧化碳、碳酸钙等；而“炭”是指具体物质，一般指木炭、炭黑、焦炭和活性炭等。
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教学目标
| 1.了解碳单质的化学性质及应用，深化对“性质决定用途”的认识。
2. 通过碳的可燃性的学习，认识到化学变化需要一定条件，条件不同，反应就不同。
3.通过木炭还原氧化铜的实验，提高观察现象、获取证据、分析推理和评价反思等能力。
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教学重、难点
| 重点：1.碳单质的化学性质。
2. 物质的性质和用途之间的关系。
难点：碳单质与某些氧化物的反应。
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核心素养
| 化学观念：通过对碳单质的化学性质的探究，认识反应条件对化学反应的影响，并了解物质性质决定用途。
科学思维：通过对碳单质与某些氧化物反应的探究，发展基于实验事实进行证据推理并推测物质及其变化的思维能力。
科学探究与实践：通过对碳单质与某些氧化物反应的实验探究，发展学生以实验为主的科学探究能力，在分析研讨中增强与他人沟通交流、合作问题解决的能力。
科学态度与责任：通过对不同温度等条件下碳单质的化学性质的探究，锻炼学生严谨求实的科学态度，发展运用化学知识对生活及社会实际问题作出判断和决策的意识。
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教学过程
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教学环节
| 教学活动
| 设计意图
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环节一、
新课导入
| 【新课导入】文房四宝，是中国独有的书法绘画工具，即笔、墨、纸、砚。
【图片展示】笔、墨、纸、砚。
【问题】同学们写过毛笔字吗？你对写毛笔字时使用的墨有哪些认知呢？
【讲解】墨是我国传统文房用具之一，它是用主要成分为碳单质的炭黑等材料制成。我国制墨具有悠久的历史。墨的制造和使用，促进了中华文化的传承与发展。
| 通过展示我国的文化瑰宝引入本课的主题，弘扬中华优秀传统文化，增强学生的文化自信与民族自豪感
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环节二、
碳单质化学性质不活泼
| 【过渡】我国古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，这是为什么呢？
【图片展示】古代书画作品：东晋王羲之书法、宋代许道宁《关山密雪图》。
【学生活动】阅读教材P132寻找答案。
【总结】墨的主要成分也是碳单质，在常温下，碳单质的化学性质不活泼，所以碳单质受日光照射或与空气、水接触，都不容易发生变化。
【补充】由于碳单质的上述性质，墨一直沿用至今，现代档案文件等重要文字的书写也会要求使用碳素墨水。
【交流讨论】如图为碳原子的结构示意图，试着从碳原子结构的角度分析碳单质化学性质不活泼的原因。
【分析】碳原子的最外层电子数为4，得到或失去4个电子达到稳定结构都不容易，因此常温下，碳单质的化学性质不活泼。
【对应训练】在书写具有保存价值的档案时，最好使用( )
A．铅笔 B．纯蓝墨水笔
C．碳素墨水笔 D．圆珠笔
【答案】C
| 通过自主学习和交流讨论的形式引导学生认识物质的用途是其性质的反映，并尝试建立微观结构与性质的关系
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环节三、
碳单质与氧气反应
| 【过渡】常温下，碳单质的化学性质不活泼，如果温度升高，碳单质的活泼性又如何呢？
【知识回顾】木炭在氧气中燃烧的实验。
【讲解】在实验中我们可以观察到，木炭在空气中点燃后，持续红热，在氧气中点燃后，剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热。这说明碳的什么性质呢？
【交流讨论】冬天在房间里燃煤、烧炭取暖，常发生中毒现象，你知道是什么原因吗？（补充说明：CO具有毒性，浓度过高时，会使人中毒）
【讲解】那什么情况下生成二氧化碳或一氧化碳呢？从化学方程式中可以看出，碳和氧气的微粒个数比是1:1时生成二氧化碳，碳和氧气的微粒个数是2:1时生成一氧化碳。所以生成的产物和氧气的量有关。当氧气充足时，碳充分燃烧生成二氧化碳；当氧气不充足时，碳燃烧不充分，就会生成一氧化碳。由此可见：反应物浓度或反应条件不同，会决定反应的进行程度或产物的不同。
【总结】单质碳的化学性质——可燃性。
【注意】描述物质的化学性质时，要注意条件哦。如碳在常温下化学性质稳定；碳充分燃烧生成二氧化碳；不充分燃烧时则生成一氧化碳等。
【补充】但无论是生成二氧化碳还是一氧化碳，反应都会放热，所以自古以来，碳被用作燃料。这也体现了物质的性质与用途的关系。
【讲解】金刚石是碳单质的一种，其化学性质与其他碳单质类似，如在常温下，金刚石的化学性质很稳定，非常经典的一句广告语：“钻石恒久远，一颗永相传”，也说明了其化学性质的稳定性，另外在高温下，金刚石具有可燃性。
【对应训练1】在生活生产中碳单质的应用广泛。下列有关含碳物质的性质或用途正确的是（ ）
A．活性炭具有吸附性
B．木炭常温下化学性质很活泼
C．金刚石用作电极
D．石墨用作钻探机钻头
【对应训练2】请将合理的解释填在相应的横线上
A. 反应物的量不同 B. 反应物的温度不同
（1）碳的单质有时化学性质很稳定，有时很活泼。这是因为__________。
（2）碳在氧气中燃烧，有时会生成二氧化碳，有时会生成一氧化碳。这是因为_________。
【答案】1.A 2.（1）B （2）A
| 通过知识回顾和设置基于真实情境的
分析任务，引导学生从定性的角度认识碳单质的可燃性，并让学生认识反应物浓度或反应条件对反应的影响
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环节四：碳单质与某些氧化物反应
| 【过渡】单质碳在常温下，化学性质不活泼，在点燃的条件下，能与氧气反应，具有可燃性，如果继续提升温度，碳的化学性质又如何呢？
【讲解】碳单质在高温的条件下还能和某些氧化物发生反应。如木炭与氧化铜在高温条件下能发生反应，此实验装置中的酒精灯套了金属网罩，其作用就是集中火焰，提高温度。下面我们通过实验探究来认识碳与某些氧化物的反应。
【实验探究】木炭与氧化铜的反应。
【学生活动】观看演示视频或教师演示实验，观察并分析实验现象。
实验现象
| 结论
| 1.黑色粉末变红色
| 有Cu生成
| 2.澄清石灰水变浑浊
| 有CO2生成
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【学生活动】上述反应的反应物、生成物、条件都已确定，试着写出反应的化学方程式。
【总结】在该实验中，氧化铜失去氧而变成了单质铜。这种含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。
【交流讨论】
1.上述实验装置中网罩、弹簧夹、澄清石灰水的作用分别是什么？
2. 实验结束时，正确的操作顺序是什么？
【总结】
1. 金属网罩：集中火焰，提高温度；弹簧夹：反应结束时关闭弹簧夹，防止外界空气进入试管中，使灼热的铜重新被氧化为氧化铜；澄清石灰水：检验生成的CO2。
2. 实验结束时，先撤出导管（防倒吸），再停止加热（防生成的铜在热的状态下接触氧气再次反应），并用弹簧夹夹紧乳胶管，等待试管冷却。
【资料】《天工开物》记载：
关于煤炭：“不用风箱鼓扇，以木炭少许引燃，煐炽达昼夜。”
关于炼铁：“凡炉中炽铁用炭，煤炭居十七，木炭居十三”。
【总结】单质碳的化学性质。物质的组成、结构决定性质，性质决定用途。因此碳可以作燃料、冶炼金属等。
【交流讨论】为什么金刚石和石墨具有不同的物理性质，化学性质却很相似？
【总结】虽然金刚石和石墨是不同的物质，但它们宏观上都是由碳元素组成的，微观上都是由碳原子构成的，元素的化学性质与原子结构的最外层电子数的关系最密切，因此这些物质的化学性质在很大程度上是相似的。
【对应训练】按如图所示进行实验，下列分析或结论正确的是（ ）
A.导管口刚有气泡冒出说明反应开始
B.实验结束应立即倒出粉末
C.木炭能将氧化铜还原为铜
D.固体减少的质量一定等于生成CO2的质量
【答案】C
| 通过实验探究和传统文化结合的形式使学生认识碳单质与某些氧化物的反应，并设置实验分析和交流讨论等等活动，培养学生的分析和推理能力，增强文化素养
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课堂总结
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板书
设计
| 课题1 碳单质的多样性
第2课时 碳单质的化学性质
1．常温下，碳的化学性质不活泼。
2．点燃时，碳能与氧气反应（作燃料）
3.高温下，碳与某些氧化物的反应（冶炼金属）
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教学
反思
| 本节课在设计时学生自主学习的内容较少，可在课后设置学生自主学习活动，如完善“碳三角”转化关系模型，深化“物质间可以相互转化”的化学观念；或以关系图的形式梳理碳单质的结构、物理性质、化学性质和用途等。
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