魯科版高中化學必修一 3.1.1多種多樣的碳單質　廣泛存在的含碳化合物 教學設計

1、.第3章 自然界中的元素第1節(jié) 碳的多樣性第1課時 多種多樣的碳單質廣泛存在的含碳化合物三維目的1. 知識目的1通過介紹各種碳單質，使學生理解同素異形體的概念，知道碳有三種同素異形體，它們的物理性質有較大的差異，導致物理性質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化合物和有機化合物兩大類，通過活動探究認識碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質，初步體會它們性質的差異。3根據(jù)消費、生活中的碳元素轉化的實例，理解碳單質、一氧化碳、二氧化碳、碳酸鹽、碳酸氫鹽之間的轉化，從而進一步理解它們的性質。使學生可以解釋與含碳化合物有關的現(xiàn)象和解決簡單問題，如水垢的形成與消除、木

2、炭燃燒的現(xiàn)象、工業(yè)上煉鐵的原理等，體會化學在人類消費、生活中的應用，激發(fā)學生學習化學的興趣。2. 才能目的1通過探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質，進一步熟悉研究物質性質的根本程序，培養(yǎng)學生利用實驗科學探究的才能。2體會將自然界中的轉化與實驗室中的轉化統(tǒng)一起來的科學思維方法。3. 情感目的1通過實驗探究激發(fā)學生探究化學的興趣，發(fā)揚合作學習的精神，養(yǎng)成嚴謹科學的學習習慣。2理解人們經(jīng)常利用科學知識實現(xiàn)碳元素的轉化，體會化學科學的偉大，增強求知欲望。3通過介紹人類的活動破壞了自然界中碳轉化的平衡所造成的后果，激發(fā)學生應用化學知識，維護生態(tài)平衡的熱情和責任。教學重點同素異形體的概念及判斷，碳酸鈉和碳酸氫

3、鈉的性質。教學難點碳酸鈉和碳酸氫鈉的有關性質。教學過程一、教材分析一知識脈絡碳及其化合物在自然界中的廣泛存在以及在我們的消費、生活中的廣泛應用與碳的多樣性嚴密相關。本節(jié)教材在初中化學知識的根底上，通過介紹、歸納金剛石、石墨、C60、碳納米管的物理性質和用處，表達碳單質的多樣性；通過探究碳酸鈉、碳酸氫鈉的化學性質，認識碳酸鹽與碳酸氫鹽這些含碳化合物的性質及轉化關系,表達碳的化合物的多樣性；通過介紹自然界和消費、生活中碳及其化合物間的轉化，認識碳單質、一氧化碳、二氧化碳、碳酸鹽、碳酸氫鹽之間的轉化，表達碳元素轉化的多樣性。二知識框架在初中我們接觸過碳，知道碳既是構成生物體的根本元素，又是構成地殼中

4、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。二、多種多樣的碳單質通過初中的學習和剛剛的閱讀，你已獲得了有關碳單質的哪些內(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)理解的知識和可能提出的問題歸納如下：1三者的構造特點。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不同的幾種單質，叫做該元素的同素異形體3碳的各種單質的物理性質相異的主要原因。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，用一樣的磚但不同的方式蓋成的建筑物，其外型不同，結實程度可能會存在較大

5、差異4碳的各種單質化學性質是否一樣？為什么？一樣。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展燃燒箱子是純金制的，結果卻令人非常意外箱子里的氣體成分竟然是二氧化碳6【考慮】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？7理解C60、碳納米管的相關知識。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、淀粉、天然氣等有機化合物；CO2、碳酸鹽等無機化合物。下面，我們一起來討論有著重要用

6、處的兩種含碳化合物。方法導引 你已經(jīng)知道了碳酸鈣的化學性質，碳酸鈉和碳酸氫鈉是否具有類似的化學性質呢？引導學生通過比照類似物質性質的方法來預測和設計實驗方案，防止實驗的盲目性三、廣泛存在的含碳化合物1種類繁多的有機物：蛋白質，淀粉、纖維素、天然氣、煤、石油等。2碳的氧化物：CO、CO23碳酸鹽：CaCO3、ZnCO3、MgCO3、Na2CO3、NaHCO3、CaHCO32等。閱讀課本P64圖活動探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的化學性質。實驗藥品：碳酸鈉、碳酸氫鈉、鹽酸、澄清石灰水、BaOH2溶液、BaCl2溶液、氫氧化鈉溶液。1考慮：碳酸鈉與碳酸氫鈉分別屬于什么類型的化合物？預測它們能與哪些物質反響？2

7、方法引導：回憶碳酸鈣的有關性質。3學生討論并設計實驗方案，分組討論。4交流討論設計方案。5分組實驗：要求記錄實驗現(xiàn)象并寫出有關反響的化學方程式及離子方程式。6各組匯報實驗結果。7整合：碳酸鈉純堿、蘇打Na2CO3碳酸氫鈉小蘇打NaHCO3物理性質白色粉末白色細小晶體與酸反響H+ CO= HCOH+ HCO =H2O+CO2H+ HCO=H2O+CO2與堿反響與OH-不反響OH-+ HCO=H2O+COCa2+OH-+ HCO=CaCO3+H2O與鹽反響B(tài)a2+ CO=BaCO3不反響水溶液與CO2反響CO+H2O+CO2=2HCO不反響熱穩(wěn)定性穩(wěn)定2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2提問

8、通以上探究，考慮Na2CO3 與NaHCO3間的互相轉化關系。 Na2CO3NaHCO3討論、歸納1如何鑒別一種無色溶液是Na2CO3溶液還是NaHCO3溶液？常見方法：往溶液中滴加氯化鈣溶液。2如何證明NaHCO3與堿有發(fā)生反響？常見方法：檢驗反響后溶液中的CO。板書設計一、教材分析二、多種多樣的碳單質同素異形體的概念：由同一種元素組成的性質不同的幾種單質，叫做該元素的同素異形體。三、廣泛存在的含碳化合物碳酸鈉純堿、蘇打Na2CO3碳酸氫鈉小蘇打NaHCO3物理性質白色粉末白色細小晶體與酸反響H+ CO= HCOH+ HCO =H2O+CO2H+ HCO=H2O+CO2與堿反響與OH-不反響

9、OH-+ HCO=H2O+COCa2+OH-+ HCO=CaCO3+H2O與鹽反響B(tài)a2+ CO=BaCO3不反響水溶液與CO2反響CO+H2O+CO2=2HCO不反響熱穩(wěn)定性穩(wěn)定2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2學習小結1同素異形體的判斷要注意三個要點1必須由同一元素組成；2必須是不同的單質；3必須構造不同。例如：金剛石、石墨與C60；O2與O3；白磷與紅磷等。2Na2CO3和NaHCO3的鑒別與除雜1鑒別狀態(tài)鑒別方法Na2CO3NaHCO3固態(tài)加熱無明顯變化分解產(chǎn)生無色氣體CO2溶液逐滴滴加鹽酸開場無明顯現(xiàn)象，一段時間后有氣體產(chǎn)生一滴加就有氣體產(chǎn)生滴加CaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀Ca

10、CO3無明顯變化2除雜括號內(nèi)為雜質Na2CO3NaHCO3NaHCO3Na2CO3固體加熱2NaHCO3Na2CO3H2OCO2加水制成飽和溶液，通入足量CO2，結晶過濾溶液加適量NaOH溶液NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O通入CO2 Na2CO3H2OCO2 = 2NaHCO3注意：1區(qū)別Na2CO3和NaHCO3不能用BaOH2或CaOH2溶液，原因是二者均能產(chǎn)生沉淀，Na2CO3BaOH2=BaCO32NaOH,2NaHCO3BaOH2=BaCO3Na2CO32H2O。2除雜或鑒別時，要特別注意二者的互相轉化：當堂檢測1. 以下說法中，正確的選項是A僅由碳元素組成的物質一定是純潔

11、物B金剛石、石墨、足球烯C60互為同素異形體C同素異形體之間的轉化屬于物理變化D金剛石和石墨的物理性質不同，化學性質也不一樣【解析】碳元素的單質有金剛石、石墨、C60等，金剛石是純潔物，但金剛石與石墨組成的物質就是混合物；同素異形體間的轉化，由于反響物與生成物不同，應屬化學變化；金剛石、石墨、C60是碳元素的三種同素異形體，它們的物理性質有差異，但化學性質是一樣的。【答案】B2. 以下說法中正確的選項是A金剛石、石墨和C60性質不同的根本原因是所含碳原子的數(shù)目不同B金剛石、石墨和C60在氧氣中完全燃燒都生成二氧化碳CC60和P4互為同素異形體DH2O和H2O2互為同素異形體 【解析】金剛石、石

12、墨和C60性質不同是由于它們的構造不同，A錯誤。三者均由碳元素組成，完全燃燒都生成CO2，B正確。同素異形體是同種元素組成的不同單質，C中C60和P4組成元素不同，D中H2O和H2O2均為化合物，故C、D錯誤?！敬鸢浮緽3. 以下關于碳酸鈉和碳酸氫鈉的比較中正確的選項是A碳酸氫鈉的溶解度大于碳酸鈉B與鹽酸反響放出等量的二氧化碳消耗碳酸鈉的質量小于碳酸氫鈉C與等濃度的鹽酸反響，碳酸氫鈉反響的速率快D等質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸反響，碳酸鈉消耗鹽酸少【答案】C4. 現(xiàn)有兩瓶白色固體化學藥品，一瓶為Na2CO3，另一瓶為NaHCO3。無法將其鑒別開來的方法是A加熱B兩者分別與同濃度的稀鹽酸反響C溶

13、于水，參加CaCl2溶液D兩者分別參加氫氧化鈉溶液或BaOH2溶液【解析】加熱時，試管內(nèi)壁有較多水珠生成，且生成使澄清石灰水變渾濁的氣體的是NaHCO3，A項正確。與同濃度的稀鹽酸反響，可根據(jù)產(chǎn)生氣泡的速度不同鑒別，B項正確。Na2CO3與CaCl2反響生成沉淀，NaHCO3與CaCl2不反響，C項正確。兩者與氫氧化鈉溶液混合后均沒有明顯現(xiàn)象，與BaOH2都能反響生成白色沉淀，現(xiàn)象完全一樣，D項不能鑒別。【答案】D5. 如下圖，往某Na2CO3溶液中滴入稀鹽酸產(chǎn)生CO2的過程。1寫出a點以前發(fā)生反響的離子方程式：_。2寫出a點到b點發(fā)生反響的離子方程式：_。3假設某Na2CO3溶液中含m mol Na2CO3，滴入一定量的稀鹽酸，恰好使溶液中Cl和HCO的物質的量之比為21，那么滴入稀鹽酸的物質的量等于_mol用m表示?！窘馕觥?a點以前無CO2產(chǎn)生，發(fā)生的反響：Na2CO3HCl=NaCl