4.2碳第1课时碳同素异形体

4.2 碳（共3课时）

第1课时 碳 同素异形体

一、设计思想

碳与同素异形体是学生既熟悉又陌生的知识，且知识点多而杂，由于学生知识结构与经验的限制，不能系统地研究。因此，教学设计时，重点是通过学生熟悉的生活事例，结合学生不熟悉的实验，引发学生的学习兴趣与探索的动力，再通过比较、归纳帮助学生把多而杂的知识条理化、结构化，减轻学生记忆负担，学习比较、归纳、整理化学知识的方法。

二、教学目标

1. 知识与技能

（1）知道金刚石、石墨、C60的物理性质，主要用途； （2）知道同素异形现象、同素异形体概念；

（3）知道木炭、活性炭等无定形碳的吸附性与用途； （4）理解碳的化学性质──稳定性、可燃性、还原性。

2. 过程与方法

（1）通过碳与氧在不同条件下反应的产物不同，初步形成化学反应既决定于物质本身的性质，又决定于反应条件的学科思想方法；

（2）通过对金刚石、石墨和C60的学习， 初步认识共性、个性关系。

3. 情感态度与价值观

（1）通过金刚石、石墨、C60、木炭、活性炭的学习，体验化学与生活、生产的密切联系，感悟化学的魅力；

（2）通过木炭、活性炭吸附作用的实验，体验生活与环保离不开化学，增强环保意识。

三、重点和难点

教学重点：木炭（活性炭）吸附性与用途；碳的化学性质 教学难点：同素异形体概念、碳的化学性质

药品：炭粉、氧化铜、澄清石灰水、红墨水、木炭、二氧化氮等

仪器：大试管、铁架台、酒精喷灯、带导管的单孔塞、烧杯、集气瓶等 媒体：电脑、投影仪

四、教学用品

五、教学流程

1. 流程图

2. 流程说明

[1] 投影：晶莹璀灿的金刚石、电池中石墨电极、防毒面具中的活性炭、碳纳米管（C60）、高炉炼铁（焦碳）等图片，以及铅笔来历的资料引入课题。

[3] 实验1．用金刚石切割刀，切割玻璃；实验2．用小刀削一些2B铅笔芯，用手触摸铅笔芯；实验3．用2B铅笔芯串联一个电路，观察电灯是否发光；实验4．在盛有红墨水的烧杯中加活性炭，观察溶液颜色变化

[4] 阅读课本P105-107金刚石和石墨等物质性质、用途，讨论组成结构、性质、用途关系。 [9] 我国古代用墨（主要成分是碳）写的字、绘的画、历经数千年却不褪色，说明了碳的什么性质呢？

[10] 实验木炭还原氧化铜。引导学生观察实验装置、操作及实验现象。引导学生通过实验现象，分析化学反应实质。

[11] 认识氧化反应、还原反应的知识

[13] 请写出焦炭与氧化铁反应的化学方程式。指出反应中哪种物质是氧化剂？哪种物质是还原剂？

决定决定物质的性质物质的用途 [14] 物质的组成结构

反映

反映

六、教学案例

1. 教学过程

2. 主要板书

3. 相关链接

 具有吸附性质的物质叫吸附剂，被吸附的物质叫吸附质。吸附作用实际是吸附剂对吸附质质点的吸引作用。吸附性能的大小是由吸附剂的性质、吸附剂表面的大小、吸附质的性质和浓度的大小、温度高低而决定的。因为吸附作用既然是表面作用，所以吸附剂的表面积愈

大、吸附量也愈高。一定重量物体表面积的大小决定于其粒子的粗细或其孔隙的多寡。棱长1 cm的立方体如分裂为棱长1 mm的立方粒子，面积就由6cm2增大为6000m2。活性炭由于孔性充分发展，1 g中的总面积可达7000 m2。故粉末状和多孔性活性炭常有很高的吸附能力。

 为什么活性炭可用作防毒面具？ 防毒面具主要分面罩、呼吸管和滤毒罐三部分。滤毒罐里起主要作用的有活性炭层、化学吸附层和防烟滤层。在不同滤毒罐里各层排列顺序不尽相同。活性炭层主要用于吸附毒气。由于活性炭具有巨大的表面积，吸附能力很强，所以用于防毒面具。活性炭与防毒面具。防毒面具作为一种防御性的保护器具问世几十年来，不仅广泛应用于军事上，而且也是我们科学实验在某险恶环境中从事工作的一个不可缺少的工具。说起它的诞生，还有一段有趣的故事呢！

早在第一次世界大战的1915年，欧洲各参战国军事力量相差无几，使战争表面上处于相持状态。德帝国主义为了在军事上取得进展，首先在战场上施放了一种有毒气体──氯气，使英法两国军队吃亏不小。为了惩罚德军的这种行径，英法两国就以同样的方法"回敬"了德军，一时间整个欧洲战场毒气滚滚，一场化学战就这样开始了。

怎样使自己的士兵不被毒气伤害而更有效地消灭敌人呢？这一严重而又急迫的问题摆在各国军队的指挥者面前。

能否找到一种物质来同时对付多种毒气以减轻士兵的负担而赢得战争的胜利呢？各国化学家都在致力研究。俄国化学家谢宁斯基首先想到了制糖工业中用来吸附杂质和色素的木炭。他冒着生命危险进行了实验。他用装有木炭的布包堵住自己的呼吸道，钻进充满氯气和光气实验室，他的两个助手屏住呼吸守候在门边，只要听见门铃响，说明他们的导师已坚持不住了，应赶快抢救出来，然而铃却迟迟未想响。“该不是他已经出事了吧？”一个助手已沉不住气了。“不会的，若是那样，他早该拉铃了。”另一个与教授共事多年的助手不相信有那回事。可是，铃，还是一动不动！正在两位助手都感到害怕而欲打开房门时，门开了，谢宁斯基举着两只被木炭染黑的手高兴地跑出来，“成功了，成功了„„”兴奋地与两位助手拥抱成一团。

用活性炭作吸附剂的轻型防毒面具就这样诞生了，它的样子虽说不中看，可是每当敌人施放毒气时，俄国士兵就立即戴上它在毒气中打退敌人的一次次冲锋。

今天的防毒面具和它问世的时候不大一样，它主要由橡皮面罩、呼吸管、滤毒罐三部分组成。面罩上有眼镜，橡皮管内有两个通道，一根吸气管受入气活瓣的控制，只能吸气不能呼气，另一根呼气管刚好相反，受出气活瓣控制，只供出气而不能吸气。滤毒罐内有活性炭层、化学吸收层及过滤层。活性炭主要用于吸附毒气，化学层用来中和毒气，过滤层用多层纱布做成，用于清除空气中的尘埃。活性炭是碳的另一种形式，它具有多孔性，有很大的内表面，其表面积可以高达2000 m2/g。这个很大的表面积使活性炭可用来吸附液体的或气体的实物。活性炭可以由各种各样含碳物料制得，这些物料先要进行干馏。

用来吸附气体的活性炭必须具有微孔结构，椰子和其它坚果是制取这类活性炭的最好原料。活性炭气体吸附剂被用在防毒面具中；它也用在工业生产过程中以回收挥发性溶剂的蒸气和除去气体中的杂质；还可以用来除去办公室、餐馆、剧场等大型空气调节系统中环流空气中的气味；也常用在人们的日常生活中。

用于吸附液相中的杂质的活性炭，可用于食品和化学产品加工过程中，被用来精制蔗糖、甜菜糖和玉米糖浆；它也用于城市生活用水和工业用水的水处理中，以吸附会给水带来讨厌气味和味道的的有害物料和杂质。

七、教学反思

教学中用学生感兴趣的图片、资料引入课题，激发了学生学习热情；通过简单的实验、阅读教材内容、讨论、交流，既帮助学生认识物质组成结构、性质与用途之间的联系，又锻炼阅读、分析、归纳能力，还体验了化学化学的魅力。

教学中通过列举生活中使用碳单质的事例，组织学生讨论单质碳的化学性质，同时配适当的实验，引导学生观察实验装置、操作及实验现象，通过实验现象，分析化学反应实质，认识氧化还原反应，帮助形式建立新的概念，这样由学生的经验出发，层层推进的方法，符合学生的认知特点，学生学得比较轻松，效果良好。