魯科版高中化學(xué)必修一 3.1.1多種多樣的碳單質(zhì)　廣泛存在的含碳化合物 教學(xué)設(shè)計(jì)

1、.第3章 自然界中的元素第1節(jié) 碳的多樣性第1課時(shí) 多種多樣的碳單質(zhì)廣泛存在的含碳化合物三維目的1. 知識(shí)目的1通過介紹各種碳單質(zhì)，使學(xué)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(zhì)有較大的差異，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(dòng)探究認(rèn)識(shí)碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質(zhì)，初步體會(huì)它們性質(zhì)的差異。3根據(jù)消費(fèi)、生活中的碳元素轉(zhuǎn)化的實(shí)例，理解碳單質(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)一步理解它們的性質(zhì)。使學(xué)生可以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

2、炭燃燒的現(xiàn)象、工業(yè)上煉鐵的原理等，體會(huì)化學(xué)在人類消費(fèi)、生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)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(zhì)，進(jìn)一步熟悉研究物質(zhì)性質(zhì)的根本程序，培養(yǎng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)科學(xué)探究的才能。2體會(huì)將自然界中的轉(zhuǎn)化與實(shí)驗(yàn)室中的轉(zhuǎn)化統(tǒng)一起來的科學(xué)思維方法。3. 情感目的1通過實(shí)驗(yàn)探究激發(fā)學(xué)生探究化學(xué)的興趣，發(fā)揚(yáng)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理解人們經(jīng)常利用科學(xué)知識(shí)實(shí)現(xiàn)碳元素的轉(zhuǎn)化，體會(huì)化學(xué)科學(xué)的偉大，增強(qiáng)求知欲望。3通過介紹人類的活動(dòng)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(shí)，維護(hù)生態(tài)平衡的熱情和責(zé)任。教學(xué)重點(diǎn)同素異形體的概念及判斷，碳酸鈉和碳酸氫

3、鈉的性質(zhì)。教學(xué)難點(diǎn)碳酸鈉和碳酸氫鈉的有關(guān)性質(zhì)。教學(xué)過程一、教材分析一知識(shí)脈絡(luò)碳及其化合物在自然界中的廣泛存在以及在我們的消費(fèi)、生活中的廣泛應(yīng)用與碳的多樣性嚴(yán)密相關(guān)。本節(jié)教材在初中化學(xué)知識(shí)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(zhì)和用處，表達(dá)碳單質(zhì)的多樣性；通過探究碳酸鈉、碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)，認(rèn)識(shí)碳酸鹽與碳酸氫鹽這些含碳化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化關(guān)系,表達(dá)碳的化合物的多樣性；通過介紹自然界和消費(fèi)、生活中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化，認(rèn)識(shí)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，表達(dá)碳元素轉(zhuǎn)化的多樣性。二知識(shí)框架在初中我們接觸過碳，知道碳既是構(gòu)成生物體的根本元素，又是構(gòu)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(zhì)通過初中的學(xué)習(xí)和剛剛的閱讀，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(diǎn)評已經(jīng)理解的知識(shí)和可能提出的問題歸納如下：1三者的構(gòu)造特點(diǎn)。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。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(jié)實(shí)程度可能會(huì)存在較大

5、差異4碳的各種單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)是否一樣？為什么？一樣。因?yàn)橛赏N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(shí)：1797年英國化學(xué)家錢南為了測出金剛石的成分，做了一個(gè)非常昂貴的實(shí)驗(yàn)。他將金剛石放在密閉的、充滿氧氣的箱子里進(jìn)展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(guān)知識(shí)。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，我們一起來討論有著重要用

6、處的兩種含碳化合物。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)生通過比照類似物質(zhì)性質(zhì)的方法來預(yù)測和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，防止實(shí)驗(yàn)的盲目性三、廣泛存在的含碳化合物1種類繁多的有機(jī)物：蛋白質(zhì)，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(dòng)探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)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(yù)測它們能與哪些物質(zhì)反響？2

7、方法引導(dǎo)：回憶碳酸鈣的有關(guān)性質(zhì)。3學(xué)生討論并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，分組討論。4交流討論設(shè)計(jì)方案。5分組實(shí)驗(yàn)：要求記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并寫出有關(guān)反響的化學(xué)方程式及離子方程式。6各組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。7整合：碳酸鈉純堿、蘇打Na2CO3碳酸氫鈉小蘇打NaHCO3物理性質(zhì)白色粉末白色細(xì)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(zhuǎn)化關(guān)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(yàn)反響后溶液中的CO。板書設(shè)計(jì)一、教材分析二、多種多樣的碳單質(zhì)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。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(zhì)白色粉末白色細(xì)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(xué)習(xí)小結(jié)1同素異形體的判斷要注意三個(gè)要點(diǎn)1必須由同一元素組成；2必須是不同的單質(zhì)；3必須構(gòu)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(shí)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(zhì)Na2CO3NaHCO3NaHCO3Na2CO3固體加熱2NaHCO3Na2CO3H2OCO2加水制成飽和溶液，通入足量CO2，結(jié)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(shí)，要特別注意二者的互相轉(zhuǎn)化：當(dāng)堂檢測1. 以下說法中，正確的選項(xiàng)是A僅由碳元素組成的物質(zhì)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(zhuǎn)化屬于物理變化D金剛石和石墨的物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)也不一樣【解析】碳元素的單質(zhì)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(zhì)就是混合物；同素異形體間的轉(zhuǎn)化，由于反響物與生成物不同，應(yīng)屬化學(xué)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(zhì)有差異，但化學(xué)性質(zhì)是一樣的?！敬鸢浮緽2. 以下說法中正確的選項(xiàng)是A金剛石、石墨和C60性質(zhì)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(zhì)不同是由于它們的構(gòu)造不同，A錯(cuò)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(zhì)，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(cuò)誤?！敬鸢浮緽3. 以下關(guān)于碳酸鈉和碳酸氫鈉的比較中正確的選項(xiàng)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(zhì)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(zhì)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(xué)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(shí)，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(xiàng)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(xiàng)正確。Na2CO3與CaCl2反響生成沉淀，NaHCO3與CaCl2不反響，C項(xiàng)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(xiàng)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(diǎn)以前發(fā)生反響的離子方程式：_。2寫出a點(diǎn)到b點(diǎn)發(fā)生反響的離子方程式：_。3假設(shè)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(zhì)的量之比為21，那么滴入稀鹽酸的物質(zhì)的量等于_mol用m表示。【解析】1a點(diǎn)以前無CO2產(chǎn)生，發(fā)生的反響：Na2CO3HCl=NaCl