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2019-2020年高中化學 第3章 自然界中的元素 第1節(jié) 碳的多樣性教案 魯科版必修1 【引入】在初中我們接觸過碳，知道碳既是構(gòu)成生物體的基本元素，又是構(gòu)成地殼中巖石和化石燃料的主要元素。碳以多種形態(tài)存在于自然界中。今天，我們一起來感受碳的多樣性。 【指導閱讀】 閱讀P60第一部分：多種多樣的碳單質(zhì)。 【展示模型】 展示C60、石墨、金剛石的球棍模型 【設(shè)問】 通過初中的學習和剛才的閱讀，你已獲得了有關(guān)碳單質(zhì)的哪些內(nèi)容？你還有哪些疑問？（該部分內(nèi)容由學生歸納，老師點評） 已經(jīng)了解的知識和可能提出的問題歸納如下： 1、 三者的結(jié)構(gòu)特點（簡單介紹碳原子的排列情況）； 2、 同素異形體的概念。（由同一種元素組成的性質(zhì)不同的幾種單質(zhì)，叫做該元素的同素異形體）。 3、 碳的各種單質(zhì)的物理性質(zhì)相異的主要原因是什么？（碳原子的排列不同，在這里可以采用比喻的方法，把碳原子比喻為建筑用的磚，把金剛石、石墨、C60比喻成用磚蓋成的建筑物，用相同的磚但不同的方式蓋成的建筑物，其外型不同，牢固程度可能會存在較大差異。） 4、 碳的各種單質(zhì)化學性質(zhì)是否相同？為什么？（相同。因為由同種元素組成。） 5、 如何證明石墨、金剛石都是由碳元素組成？（介紹史實：1797年英國化學家錢南為了測出金剛石的成分，做了一個非常昂貴的實驗。他將金剛石放在密閉的、充滿氧氣的箱子里進行燃燒（箱子是純金制的），結(jié)果卻令人非常意外—箱子里的氣體成分竟然是二氧化碳。） <思考>：為了證明金剛石是由碳元素組成的，錢南測出生成氣體的成分是CO2后，還需測定其他數(shù)據(jù)嗎？ 6、了解C60、碳納米管的相關(guān)知識。建議課前布置任務，課堂上讓學生交流。老師做好表現(xiàn)性評價記錄。 【過渡】 盡管碳元素有多種同素異形體，但它在自然界主要是以化合物的形式存在的。例如：蛋白質(zhì)、淀粉、天然氣等有機化合物；CO2、碳酸鹽等無機化合物。下面，我們一起來探討有著重要用途的兩種含碳無機化合物——碳酸鈉、碳酸氫鈉。 【方法導引】 你已經(jīng)知道了碳酸鈣的化學性質(zhì)，碳酸鈉和碳酸氫鈉是否具有類似的化學性質(zhì)呢？（引導學生通過對比類似物質(zhì)性質(zhì)的方法來預測和設(shè)計實驗方案，避免實驗的盲目性。） 【活動探究】 Na2CO3 和 NaHCO3 的化學性質(zhì)。 <實施步驟>： 1、分組（將學生每四人分為一組，建議提前完成分組） 2、提出假設(shè) 3、探討實驗方案 4、實驗并做好記錄 5、找兩個小組匯報活動成果，教師做好表現(xiàn)性評價。 【歸納點評】根據(jù)匯報成果由學生歸納Na2CO3 和 NaHCO3的化學性質(zhì)，教師點評并板書。 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 加熱 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O 2NaHCO3======Na2CO3+H2O+CO2↑ <練習>：寫出相關(guān)反應的離子方程式。 【問題討論】 （1） 如何鑒別一種固體物質(zhì)是Na2CO3還是NaHCO3？ （2） 碳酸鹽和碳酸氫鹽之間如何轉(zhuǎn)化？ 碳酸氫鹽 H2CO3 加熱，加堿 碳酸鹽 （3）Na2CO3 和 NaHCO3化學性質(zhì)不同的原因是什么？ 【活動探究建議】教師需要充分預計到探究活動中出現(xiàn)的各種情況以及解決的方法，試劑、儀器的準備要為學生的探究提供完全開放的環(huán)境。例如： 1、 實驗藥品應多提供幾種常見的酸供學生選擇，應提供一些鹽（如氯化鋇等）溶液。 2、 提供的Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、鹽酸的物質(zhì)的量濃度應該有相同，有不同，供學生做對比實驗時選擇。（例如：學生可能會做實驗對比生成氣體的速率，進而討論生成氣體速率不同的原因。） 3、 因為NaHCO3溶液與NaOH溶液的反應無明顯現(xiàn)象，故應設(shè)計實驗進行證明。 4、 對上述各項有進行或進行得較好的小組或個人給予充分的肯定并記錄在檔案袋中。 第二課時 【復習提問】 Na2CO3 和 NaHCO3的化學性質(zhì)有哪些？ 【引入新課】通過前面的學習，我們知道碳及其化合物間可以相互轉(zhuǎn)化。那么，在自然界和生產(chǎn)、生活中碳及其化合物間是怎樣轉(zhuǎn)化的呢？ 【指導閱讀】 閱讀P64-66 自然界中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化。 【討論交流】學生交流，教師點評并做好表現(xiàn)性評價。 （1）CO2是通過哪些途徑進入大氣中的？ （2）海水中的含碳物質(zhì)是從哪里來的？ （3）若大氣中沒有CO2會怎么樣？CO2過量又會怎么樣？ 【過渡】 碳的化合物在自然界中的轉(zhuǎn)化創(chuàng)造了許多奇跡，自然界中美妙的石筍、鐘乳石和石柱的形成，都與這種轉(zhuǎn)化密切相關(guān)（展示一些有關(guān)溶洞的圖片）。下面，我們用實驗來模擬溶洞的形成。 【活動探究】 通過閱讀材料，討論溶洞形成的原因，設(shè)計和實施簡單的實驗--模擬溶洞的形成。 <實施步驟>： 1、指導閱讀P65-模擬溶洞的形成。 2、討論溶洞形成的原因 3、設(shè)計模擬實驗的方案 4、實施模擬實驗 5、完成下列表格 實驗內(nèi)容 實驗現(xiàn)象 有關(guān)的化學方程式 （或離子方程式） 6、通過模擬實驗進一步體會鐘乳石、石柱的形成過程。 【指導閱讀】 閱讀P66-67 -生產(chǎn)和生活中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化。 【交流研討】 學生通過交流、研討，回答下列問題： 1、描述高爐煉鐵過程中碳元素所發(fā)生的化學變化，寫出相關(guān)反應的化學方程式。 2、用化學反應方程式描述下面轉(zhuǎn)化過程，指出所發(fā)生的氧化還原反應的氧化劑和還原劑。 C CO CO2 3、水垢的主要成分是什么？它是怎樣形成的？如何除去水壺中的水垢？寫出相關(guān)反應的化學方程式 4、在生產(chǎn)和生活中還有哪些碳及其化合物間轉(zhuǎn)化的實例？ 【概括整合】 學生自主完成P68的概括??整合。 【布置作業(yè)】P69 1、2、3、4。 【研究性學習課題】 查找氮循環(huán)的資料，小組合作畫出氮循環(huán)圖示，寫出短文。重點說明氮循環(huán)中涉及到哪些含氮元素的物質(zhì)，它們是如何轉(zhuǎn)化的？