5．2 组成燃料的主要元素—碳 教案

组成燃料的主要元素—碳 教案
（三课时）
第一课时 碳的单质、碳的燃烧、一氧化碳的性质[可燃性、毒性等（还原性在下册学习）
一、主要内容
①碳的主要单质及性质、用途、性质与用途的关系；②碳的可燃性和燃烧产物及它们之间的相互转化关系；③一氧化碳的可燃性及用途、毒性
二、学习目标要求
（一）知识与技能
1．知道石墨、金刚石等碳单质的物理性质和用途（了解）；进一步认识物质性质与用途的关系（理解）。
3．进一步认识物质的多样性（理解）。
4．了解碳的单质的化学性质（理解）。
5．知道一氧化碳的可燃性和毒性（了解）
（二）过程与方法
通过各种碳单质的的性质和用途关系的学习，培养学生用变化与联系的观点分析化学现象，解决一些简单化学问题的能力。
（三）情感态度与价值观
1．通过对碳单质、一氧化碳可燃性等的学习，发展学生学习化学的兴趣。
2．通过碳单质、一氧化碳可燃性及用途、毒性等的学习，使学生感受化学与生活和社会发展的密切关系。
3．通过一氧化碳用途和危害的学习，增强学生对“一分为二”等辩证唯物主义观点的认识，增强学生关注社会问题意识、环保意识、安全意识等。
三、设计思路
重点：常见碳单质的物理性质、用途；碳的燃烧产物
难点：碳、二氧化碳、一氧化碳之间的转化、有关化学方程式的书写
关键：物质用途与性质的关系
本课时内容分为两部分：各种碳单质的物理性质和它们的用途；碳的化学性质和碳与碳的氧化物之间的相互转化。
各种碳单质的物理性质和它们的用途基本思路：“常见的碳单质 → 用途 →性能（性质）→应用 → 结构”。碳的化学性质和碳与碳的氧化物之间的相互转化教学基本思路：“碳的充分燃烧 →碳的不充分燃烧 → 碳与碳的氧化物之间的相互转化 → 一氧化碳的性质”。
采取复习导入法，复习了氢气有关内容后（特别是氢气是理想的高能燃料——洁净，给其它燃料相对不洁净打下伏笔），让学生列举出一些常见的燃料，能给出化学式的，教师给出化学式，不能给出化学式的，教师可给出组成元素，如汽油（C、H）[C5~C8]、柴油（C、H）[C12~C19]，天然气主要成分是CH4等，引导学生分析除H2外，其它燃料组成上有什么共同点——都含有碳元素——碳是组成燃料的主要元素，从而引出课题。教师陈述教材126页下本节第一自然段内容。然后进行后面，也是本课时重点内容的教学。
关于碳的单质的用途、性质教学，可采取先由学生自学教材，然后教师引导学生讨论、归纳、总结。先归纳出碳有哪些单质，然后讨论、交流这些单质的性质（主要是物性）、用途（用途与性质要有机渗透，使学生进一步认识用途与性质的关系）。教师作相应的板书或投影。
在进行了130页讨论与交流后，可安排有关碳单质性质、用途等方面练习。
教师可设疑并讲解：为什么它们都是碳元素的单质，物理性质却有着较大的差异？教师告诉学生这是由于它们各自中的碳原子排列形式不同（不必深究），这里需要使学生明确C60、C70等不是由原子直接构成，而是由分子构成。
关于碳的燃烧：
由前面的古字画经久不变色，再次强调碳在常温下性质稳定，转而提出碳在点燃或高温下化学性质变得活泼。然后让学生回忆——谁知道碳在点燃的条件下会发生什么样的变化——燃烧生成二氧化碳（回顾碳在氧气燃烧），让学生说出现象、写出化学方程式。之后，教师提出：碳燃烧是否一定生成二氧化碳？（也可提出，大家知不知道煤气中毒的现象，生煤炉为什么会出现煤气中毒现象，也给一氧化碳的毒性打下伏笔）。投影教材130页图5-10——燃烧的炉火，问题：为什么会发生上述现象（130页你知道吗）？学生自学教材131页上半部分内容后进行讨论，由学生解释130页你知道吗的有关问题和现象，并归纳出碳燃烧的两种情况，写出关化学方程式，然后总结一氧化碳的可燃性、毒性等知识。
第二课时：二氧化碳性质的探究
一、主要内容[
①二氧化碳主要物理性质、干冰；②二氧化碳的化学性质；③二氧化碳的检验
二、学习目标要求
（一）知识与技能
1．了解二氧化碳的主要物理性质、化学性质，能用二氧化碳的性质解释某些现象（理解）。
2．初步学会检验二氧化碳气体（应用）。
（二）过程与方法
1．通过二氧化碳性质的探究，进一步培养学生运用观察、实验等方法获取信息、用语言等表述信息，以及运用比较、归纳、概括等方法，对获取的信息加工的能力。
2．通过探究二氧化碳性质等活动，使学生进一步认识科学探究的意义和基本过程，学习探究的方法。
（三）情感态度与价值观
通过对二氧化碳的性质探究活动，增强学生学习化学的兴趣和对化学现象的探究欲。
三、教学设计思路
重点：二氧化碳的主要物理性质和化学性质；二氧化碳性质的探究活动
难点：有关反应的化学方程式
关键：探究过程中的信息收集与加工
教学的基本思路：探究活动 → 收集信息 → 解释、结论。
首先需要复习碳的燃烧及产物，可由此引出本课时题目，关于二氧化碳的物理性质：可出示一瓶二氧化碳气体，学生通过观察（包括闻气味），通过观察结合学生已有经验，由学生归纳出二氧化碳物理性质。
二氧化碳的三个主要化学性质，教材安排的是探究活动，至于此探究活动可有两种处理方法。
第一种是：按教材的设计思路，实验、观察实现象（探究活动），分析实验现象，对实验现象做出解释和结论。这一定要让学生自己描述现象、分析现象，对现象进行解释和讨论，教师作引导和指导，实验要求学生亲自动手。[来源:学科网]
第二种处理是：按科学探究的一般程序进行探究，提出问题、假设（或猜想）、设计方案、进行实验，对实验现象做出解释与结论、表达与交流。
这需要在教师更多的帮助下进行，例如：问题、猜想、方案设计，需要教师帮助参与完成。问题的提出，不宜笼统提出二氧化碳有哪些性质，而应时分别提出，二氧化碳能否燃烧，能否灭火？二氧化碳与水、与石灰水是否发生反应，分别进行猜想、设计方案，以上需要教师很好地调控教学，使其真正进行探究。
第三课时 实验室制取二氧化碳、二氧化碳的用途、
自然界中的碳循环
一、主要内容
①实验室制取二氧化碳的方法、原理；②实验室制取气体的一般思路和方法；③二氧化碳的用途；④自然界中的碳循环。
二、学习目标要求
（一）知识与技能
1．初步学会制取二氧化碳（应用）。
2．了解实验室制备气体的一般思路和方法（理解）。
3．知道二氧化碳的主要用途。（了解）
4．知道什么是温室效应，知道大气中二氧化碳增加可导致温室效应加剧
（了解）；认识自然界中的碳循环（理解）。
（二）过程与方法
1．通过二氧化碳的制取实验，进一步培养学生运用观察、实验等方法获取信息、用语言等表述信息，以及运用比较、归纳、概括等方法，对获取的信息加工的能力。
3．通过归纳实验室制备气体一般思路和方法，提高学生用联系的观点分析化学现象，解决一些简单化学问题的能力。
（三）情感态度与价值观
1．通过二氧化碳的制取实验和归纳实验室制备气体一般思路和方法，增强学生学习化学的兴趣和对化学现象的探究欲。
2．通过二氧化碳等用途及“温室效应”、自然界中碳循环等知识学习，使学生感受化学与生活和社会发展的密切关系，增强学生关注社会问题，主动参与社会决策的意识，进一步树立环保意识。
3．通过对空气中二氧化碳含量多和少的利弊分析，增强学生对“一分为二”等辩证唯物主义观点的认识。
三、教学设计思路
重点：实验室制取二氧化碳的方法及探究，自然界中的碳循环
难点：实验室制取气体的一般思路和方法
关键：反应物状态、反应条件、气体的性质与制取气体装置的关系
教学基本思路：生成二氧化碳的反应 → 选择适合用于实验室制取二氧化碳的反应 → 根据反应探究发生装置、根据气体性质探究收集方法 → 制取实验。
采取复习导入法。
提问：（1）实验室制取氧气（H2O2= KClO3= KMnO4= ）装置、收集、方法等。（2）二氧化碳的性质。在复习的基础上引出本课时题目。
二氧化碳的实验制法，教材安排的探究活动。
首先让学生写出能生成二氧化碳的化学方程式（如C＋O2、 CO＋O2等），学生写不出来的教师予以补充[如CaCO3+HCl、Na2CO3＋HCl、CaCO3= CaO+CO2等，CaCO3、Na2CO3与盐酸反应可给学生演示（用试管）]，引导学生分析各个反应，选择适合用于实验室制二氧化碳的反应（CaCO3+HCl），要求学生说明选择的理由。
由CaCO3（石灰石或大理石）和盐酸的状态、反应条件、二氧化碳的性质，提出用碳酸钙和盐酸反应制取二氧化碳应采用什么样的发生装置、收集装置、怎样验满等。
学生展开讨论，交流自己的看法，教师根据学生的意见，引导、总结所用装置、方法等。
学生可能提出用单孔塞（或试管或其它容器），教师硬予以肯定，并提出若要中间加酸怎么办？从而引出应用长颈漏斗或分液漏斗（双孔塞）。总之，教师要根据学生讨论的意见情况确定，你如何引导如何调控教学。
接下来，由学生归纳总结实验室制备气体的一般思路和方法：
1．选择适当的反应；
2．根据反应物状态、反应条件等选择合适的发生装置，根据生成气体的特点选择合适的收集方法；
3．根据生成气体的性质，确定验证气体、验满的方法。
关于二氧化碳的用途，可结合学生已有经验、知识、教材内容，教师引导学生讨论，教师作适当的补充，完成教学。（这里也要渗透性质与用途的关系）
由二氧化碳的用途，说明二氧化碳与人类有密切关系，但事物都是一分为二的，空气中适量的二氧化碳不可缺少（光合作用、温室效应等），但多了就有不利的一面——加剧了温室效应（注意：温室效应对人类有时是有益的，但过了就不利了）关于“温室效应加剧”知识，让学生阅读即可。
关于“自然界的碳循环”教育，可由二氧化碳的用途及“温室效应”加剧的危害延伸；二氧化碳不仅是一种重要的化工原料，可用作灭火剂，更重要的是植物光合作用的基本原料[6CO2+6H2O=C6H12O2(葡萄糖)＋6CO2]。空气中适量的二氧化碳（0.03%），不仅可促进深色植物的光合作用，还可以调节地表温度和湿度，但事物却是一分二的，空气中二氧化碳多了，反而有害——温室效应加剧，气候变暖，冰川融化，海平面升高，气候反常，土地沙化，植物和动物都会受到损害等。这时教师提出：谁能知道空气中的二氧化碳是怎么来的？学生可能会说出燃料燃烧产生的、动物呼出的等，教师不必做深究和补充，接着提出：一般情况下，空气中的二氧化碳含量为什么不发生变化？学生可能会说出光合作用吸收二氧化碳等，这时引出课题“自然界中的碳循环”。
——正是由于图中的变化使得空气中二氧化碳含量基本保持不变——平衡，若人类活动破坏这种平衡，将给人类带来多大危害（意义要使学生清楚）。
自然界中的碳循环教学要求比较高，按课标要求应达到理解水平（课标第19页“了解自然界中的氧循环和碳循环），教学的关键是分析好教材第136页图5-18，大气中二氧化碳的产生和消耗，按教材思路进行即可。
建议在此基础总结自然界中的氧循环。
大气中氧气产生的途径：植物的光合作用。（产生氧气还有其它途径）
自然界中消耗氧的途径：动植物的呼吸，地表物质腐败氧化过程。
人类活动消耗氧气：燃料的燃烧。
※　　海洋、江河湖溶解二氧化碳，也是一种消耗二氧化碳的途径。
（关于温室效应，有时对人类是有利的，加剧了就不利了）
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