《單質碳的化學性質》課堂實錄與評析

教學目標：

1．通過觀察和實驗掌握碳的可燃性和還原性。

2．通過觀察和實驗培養比較、分析能力，培養實驗設計能力、操作能力，培養辯證思維能力。

3. 培養團結合作的精神，增進師生情感，激發學生對生活的熱愛。

教學重點：單質碳的可燃性和還原性。

教學難點：單質碳與二氧化碳、氧化銅發生的化學反應。

一、導入

師：同學們喜歡看動畫嗎?

生：喜歡。

師：我們一起來看一段動畫。(播放動畫。)

師：想一想片中的悲劇是怎樣發生的?

生1：煤燃燒要消耗氧氣，我看到那個人把門窗都關嚴了，我想，是不透空氣，房間里的氧氣被消耗完了，那個人沒有氧氣可呼吸，死了。

生2：可能是煤氣中毒。我聽說過煤燃燒時產生煤氣會使人中毒。

生3：煤爐中的煤在燃燒，就要有氧氣，同時要將生成的氣體和煙塵排到室外，一定有煙道，因此煤燃燒消耗盡房間里的空氣不太可能，所以我也認為是煤氣中毒。

二、新課

師：誰分析的對呢?(投影結論：煤氣中毒。)

師：同學們進行了認真的分析，實際上煤的主要成分是碳，煤氣的主要成分是一氧化碳，煤燃燒產生煤氣你能用化學方程式表達出來嗎?

(一生到黑板寫，其他同學在本上寫，教師巡視。)

師：同學們寫得很好，關于碳的燃燒我們在學習氧氣的化學性質時已經學過了，讓我們共同回憶一下。

(播放木炭在氧氣中燃燒的實驗。)

師：請寫出這個反應的化學方程式。

(一生到黑板寫，其他同學在本上寫，教師巡視。)

師：這既是氧氣的化學性質，也是碳的化學性質。

(板書課題。)

師：這兩個化學方程式說明碳具有什么樣的化學性質?

生(全體)：可燃性。

師：仔細觀察這兩個化學方程式，從碳與氧氣的量的關系上看，什么情況下生成一氧化碳，什么情況下生成二氧化碳?

生4：兩個碳原子與一個氧分子結合生成一氧化碳，一個碳原子與一個氧分子結合生成二氧化碳，也就是24份質量的碳與32份質量的氧氣反應時生成一氧化碳，12份質量的碳與32份質量的氧氣反應生成二氧化碳，如果氧氣的質量相等，需要碳的質量是2倍的關系。

師：你分析得太透徹了，我們習慣于將碳的質量確定為一定值，此時氧氣的質量是2倍關系，氧氣少則生成一氧化碳，氧氣多則生成二氧化碳。籠統地說，是氧氣不足或氧氣充足。不僅如此，在煤爐里，碳在高溫的條件下會與二氧化碳反應，一氧化碳會燃燒。請一位同學到前面來完成這兩個化學方程式，解釋你這樣寫的原因。

(一生到黑板寫，其他同學在本上寫，教師巡視。)

生5：碳的氧化物我們只學過也只聽說過一氧化碳和二氧化碳。在這兩個反應中，反應物只含有碳元素和氧元素，生成物也只能含有碳元素和氧元素，高溫或點燃時氧氣會參加反應，生成物中不會有氧氣，只能是一氧化碳或二氧化碳。

師：你寫得很正確，說的條理性也很強。在煤爐中我們有時會看到藍色火焰，實際上就是一氧化碳在燃燒。在一個燃燒得很旺的煤爐里會發生三個化學反應：自下而上分別是碳燃燒、碳與二氧化碳反應、一氧化碳燃燒。

(投影同時顯示。)

如果煤爐上層溫度過低，不能達到一氧化碳的著火點，一氧化碳就會擴散到空氣中發生煤氣中毒事件。

師：觀察這四個化學方程式，有三個反應是在點燃后會燃燒，從能量的角度看燃燒是什么能轉化為什么能?

生1：化學能轉化為內能。

生2：化學能轉化為熱能。

師：他們誰說得對?

生6：內能就是熱能，熱能又叫內能，他們都對。

師：在化學學科中我們多采用熱能這個名詞，有熱能放出的反應，我們稱之為放熱反應，燃燒的反應一定是放熱反應。再看碳與二氧化碳反應的條件是加熱，它需要外界不斷地供給熱量，否則反應不會發生或停止，我們稱之為吸熱反應。正是碳燃燒放出的熱使碳與二氧化碳發生了化學反應。化學反應放出的熱是一種重要能源，人類是怎樣利用化學反應放出的熱的?

生1：生火、做飯、取暖。

生2：發電、驅動汽車、飛機。

生3：用火箭發射衛星、開動機器。

師：假如沒有化學反應放出的熱能，世界將會變成什么樣?

生1：沒有火，吃生飯、不能發電，汽車、飛機不能開，化學反應也不能發生。

生2：人類沒有用火的時候也能生存，現在科學這么發達，我們可以利用太陽能。

生3：沒有熱能，科學也不會這么發達，再說太陽放熱也是因為太陽內部正發生劇烈的化學反應，要是沒有化學反應放出的熱能，地球將變得漆黑、冰冷，不會有任何生命。

師：同學們的想像力很豐富。我們來單獨分析碳與二氧化碳反應的化學方程式，它屬于哪種反應類型?

生(全體)：化合反應。

師：如何從得氧失氧的角度來分析一下?

生1：碳與二氧化碳反應，碳得到氧生成一氧化碳，二氧化碳失去氧也生成一氧化碳，所以碳是還原劑，二氧化碳是氧化劑。

生2：化學方程式中的兩個一氧化碳可以寫成兩個一氧化碳相加的形式，由一個碳原子得到一個氧原子生成一個一氧化碳分子，由一個二氧化碳分子失去一個氧原子生成一個一氧化碳分子。碳得氧被氧化是還原劑，二氧化碳失氧被還原是氧化劑，這個反應是氧化還原反應。

師：你分析的和老師分析的一樣(投影演示分析過程)。這說明碳具有什么樣的化學性質?

生(全體)：還原性。

師：你能聯想到碳與我們學過的哪種物質的化學性質相似?

生(全體)：氫氣。

師：我們來回憶一下氫氣還原氧化銅的實驗裝置(投影裝置圖)，如果用木炭來還原氧化銅，你能猜測一下反應會如何進行嗎?請你寫出你猜測的化學反應的化學方程式。(生寫出兩個化學方程式。)

生3：我想這兩個反應也有可能同時發生。

師：誰的觀點正確呢?請你設計一套實驗裝置，用于木炭還原氧化銅，同時驗證生成的氣體。把你的設計圖畫在紙上，一會兒請同學到前面來解釋你的設計。

生3：這是鐵架臺、試管里裝好木炭和氧化銅的混合物，單孔膠塞將生成的氣體導出，這支試管里裝澄清的石灰水，這是酒精燈在加熱，如果澄清的石灰水變渾濁就證明是二氧化碳，否則就是一氧化碳。

生2：我們的設計跟生3的差不多，只不過導出的氣體不通入澄清的石灰水中，直接通到酒精燈的火焰上，如果氣體燃燒就是一氧化碳，否則酒精燈火焰會變小，生成的氣體是二氧化碳。

生5：我們把他們倆的結論結合起來，讓生成的氣體先通過澄清的石灰水，如果生成二氧化碳，石灰水變渾濁，再導出在后面接一個氣球，如果生成一氧化碳，氣球就會鼓起來。

生7：生3的裝置如果生成一氧化碳，從石灰水中出來會使人中毒，要是既生成一氧化碳又生成二氧化碳的話，生5、生2的裝置都不行，我的設計跟生3的一樣。

師：同學們討論得很好，我們就按照既能驗證是否有二氧化碳，又能驗證是否有一氧化碳生成的裝置來做實驗。不過老師要求將氣球改為酒精燈，如果有一氧化碳生成，我們當場處理掉。

(將用到的儀器發到小組。)

師：同學們注意看一下，老師也來完成這個實驗，不過，老師用的加熱儀器是酒精噴燈，同學們用酒精燈。各組實驗的儀器氣密性老師都在課前檢查過了，請同學們直接來完成實驗。(師到生處取木炭與氧化銅的混合物，酒精噴燈點燃后請一位同學到前面觀察實驗，師到各組巡視指導)請同學們說一說觀察到的現象和得到的結論。

生4：我們看到澄清的石灰水變渾濁，右側點燃的酒精燈沒有氣體燃燒，說明生成的氣體是二氧化碳，不過我們沒有看到紅色的銅生成。

師：這是老師用的試管，這是第一組同學用的試管，都帶著膠塞和膠管，止水夾夾著，這是第二組同學用的試管，膠塞已經拔掉，看一看里面的物質顏色有何不同，說明什么問題?

生8：我發現酒精噴燈火焰溫度比酒精燈火焰溫度高。老師用的那支試管里明顯有紅色的銅生成，而第一組試管里的物質顏色比第二組的淺，說明溫度越高反應越快，越好。停止加熱后，第二組敞口，生成的銅又變成了氧化銅，所以跟反應前一樣黑，第一組試管里有一點銅，顏色淺一些。

師：既然如此，我們將錯誤的化學方程式擦去，將反應的條件改為高溫。在這個反應中，氧化劑、還原劑分別是什么?

生(全體)：氧化劑是氧化銅，還原劑是碳。

師：從黑板上四個有碳參加的化學反應的條件看，要么是點燃，要么是高溫，在常溫下碳的化學性質又如何呢?

(播放一組圖片。)

生(全體)：常溫下碳的化學性質不活潑，不易與其他物質發生化學反應。

師：通過本節課的學習，我們發現單質碳的化學性質與氫氣的化學性質相似：常溫下性質不活潑或穩定，在點燃、高溫或加熱時表現出可燃性和還原性。下面，我就用學到的知識來解決兩個實際問題。

三、練習

(投影問題一：怎樣證明金剛石由碳元素組成的?)

生9：在密閉的容器中充入足量的氧氣，放一小塊金剛石，將金剛石點燃，檢查生成的氣體只有二氧化碳。

生10：我認為應該先稱量金剛石的質量，點燃金剛石后將氣體全部通人足量的石灰水中，稱量石灰水質量增加的量就是生成二氧化碳的質量，再由二氧化碳的質量計算出碳元素的質量正好是金剛石的質量才行，否則金剛石中若含有氧元素也會出現生8的結論。

師：你掌握的知識太多了，解決問題干凈利落。

(投影問題二：自然界中沒有單質鐵，高爐煉鐵是用焦碳與三氧化二鐵反應得到鐵，請寫出該化學反應的化學方程式。)

四、小結

練習后學生歸納本課內容、談體會。

評析：

本節課教學運用新課改基本理念，注重學生科學素養的養成，不僅重視知識與技能，更重視過程與方法、情感態度與價值觀的培養。調動學生的主體行為，使課堂生動活潑又富有吸引力，具體體現為：

1．以問題為線索培養學生分析問題、解決問題的能力。教學中多次創設問題情境，教學內容以問題的形式呈現，學生在不斷提出問題，研討問題，解決問題中逐步理解學習內容。從而使學習過程成為不斷提出問題，解決問題的探究過程。體現了對學生質疑精神和能力的培養。

2．多種學習方法并用，培養學生終身學習的能力。教學中教師引導學生采用假設、交流、探究、設計、實驗等多種學習方法學習，使學生在開放的教學環境中，嘗試探究，感受、體驗知識的發生、發展和獲得的過程。

3．充分發揮學生的主體地位。教師在教學中沒有窮盡所有內容，而是給學生留有一定的研究和創造的空間。教師從“導演”退位到“觀眾”，把舞臺完全交給了學生，讓學生充分而舒展地表達、發散、創新。

本節課有兩個問題值得商榷：一是碳的還原性的教學中，三個對比實驗現象還不明顯，需進一步研究；二是一氧化碳燃燒在本節課出現是否合適。

責任編輯／張 燁