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2019-2020年高中化學(xué)《碳的多樣性》教案1 魯科版必修1 一、教學(xué)目標(biāo) （一）知識與技能目標(biāo) 1、通過介紹各種碳單質(zhì)，使學(xué)生了解同素異形體的概念，知道碳有三種同素異形體，它們的物理性質(zhì)有較大的差別，導(dǎo)致物理性質(zhì)相異的主要原因是碳原子的排列不同。 2、知道含碳元素的化合物種類繁多，一般分為含碳的無機(jī)化合物和有機(jī)化合物兩大類，通過活動探究認(rèn)識碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質(zhì)，初步體會它們性質(zhì)的差異。 3、根據(jù)生產(chǎn)、生活中的碳元素轉(zhuǎn)化的實例，了解碳單質(zhì)、一氧化碳、二氧化碳、碳酸鹽、碳酸氫鹽之間的轉(zhuǎn)化，從而進(jìn)一步了解它們的性質(zhì)。使學(xué)生能夠解釋與含碳化合物有關(guān)的現(xiàn)象和解決簡單問題，如水垢的形成與消除、木炭燃燒的現(xiàn)象、工業(yè)上煉鐵的原理等，體會化學(xué)在人類生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。 （二）過程與方法目標(biāo) 1、通過探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質(zhì)，進(jìn)一步熟悉研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序，培養(yǎng)學(xué)生利用實驗科學(xué)探究的能力。 2、體會將自然界中的轉(zhuǎn)化與實驗室中的轉(zhuǎn)化統(tǒng)一起來的科學(xué)思維方法。 （三）情感態(tài)度與價值觀目標(biāo) 1、通過實驗探究激發(fā)學(xué)生探究化學(xué)的興趣，發(fā)揚合作學(xué)習(xí)的精神，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。 2、了解人們經(jīng)常利用科學(xué)知識實現(xiàn)碳元素的轉(zhuǎn)化，為人們服務(wù)的案例，體會化學(xué)科學(xué)的偉大，增強(qiáng)求知的欲望。 3、通過介紹人類的活動破壞了自然界中碳轉(zhuǎn)化的平衡所造成的后果，激發(fā)學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識，維護(hù)生態(tài)平衡的熱情和責(zé)任。 二、重點、難點 （一）知識上重點、難點 重點：碳元素之間的轉(zhuǎn)化，碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)。 難點：碳元素之間的轉(zhuǎn)化，碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)。 （二）方法上重點、難點 通過探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質(zhì)，進(jìn)一步熟悉研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序，培養(yǎng)學(xué)生利用實驗科學(xué)探究的能力。 三、教學(xué)準(zhǔn)備 （一）學(xué)生準(zhǔn)備 1、 預(yù)習(xí) 第一節(jié) 碳的多樣性 2、 查閱資料，了解C60、碳納米管的用途，大膽想像，對于C60 這種結(jié)構(gòu)獨特的物質(zhì)，化學(xué)家們可能進(jìn)行哪些研究工作？ 3、 設(shè)計活動探究方案 （二）教師準(zhǔn)備 1、 將學(xué)生每四人編為一組； 2、 編制“活動探究”活動報告及評價表； 3、 針對學(xué)生設(shè)計的活動探究方案配合實驗老師準(zhǔn)備實驗器材與藥品。 【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(dǎo)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(xué)習(xí)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(xué)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(xué)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(xué)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(jìn)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(wù)，課堂上讓學(xué)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(jī)化合物；CO2、碳酸鹽等無機(jī)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(jī)化合物——碳酸鈉、碳酸氫鈉。 【方法導(dǎo)引】 你已經(jīng)知道了碳酸鈣的化學(xué)性質(zhì)，碳酸鈉和碳酸氫鈉是否具有類似的化學(xué)性質(zhì)呢？（引導(dǎo)學(xué)生通過對比類似物質(zhì)性質(zhì)的方法來預(yù)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(xué)性質(zhì)。 <實施步驟>： 1、分組（將學(xué)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(xué)生歸納Na2CO3 和 NaHCO3的化學(xué)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(xí)>：寫出相關(guān)反應(yīng)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(xué)性質(zhì)不同的原因是什么？ 【活動探究建議】教師需要充分預(yù)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(zhǔn)備要為學(xué)生的探究提供完全開放的環(huán)境。例如： 1、 實驗藥品應(yīng)多提供幾種常見的酸供學(xué)生選擇，應(yīng)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(yīng)該有相同，有不同，供學(xué)生做對比實驗時選擇。（例如：學(xué)生可能會做實驗對比生成氣體的速率，進(jìn)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(yīng)無明顯現(xiàn)象，故應(yīng)設(shè)計實驗進(jìn)行證明。 4、 對上述各項有進(jìn)行或進(jìn)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。 【復(fù)習(xí)提問】 Na2CO3 和 NaHCO3的化學(xué)性質(zhì)有哪些？ 【引入新課】通過前面的學(xué)習(xí)，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(dǎo)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(xué)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(jìn)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(dǎo)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(xué)方程式 （或離子方程式） 6、通過模擬實驗進(jìn)一步體會鐘乳石、石柱的形成過程。 【指導(dǎo)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(xué)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(xué)變化，寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 2、用化學(xué)反應(yīng)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(yīng)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(yīng)的化學(xué)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(xué)生自主完成P68的概括??整合。 【布置作業(yè)】P69 1、2、3、4。