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《碳的多样性》讲义一、碳的存在形式在我们生活的这个世界里，碳的存在形式可谓是多种多样。
从宏观的角度来看，碳以单质和化合物的形式广泛存在于自然界中。
首先，让我们来谈谈碳的单质。
大家最为熟悉的可能就是金刚石和石墨了。
金刚石，那璀璨夺目的宝石，以其极高的硬度和出色的光学性质而闻名。
它的每个碳原子都与相邻的四个碳原子形成了坚固的共价键，这种紧密的结构赋予了它无与伦比的硬度。
而石墨呢，则是一种柔软、滑腻的物质，常被用于制作铅笔芯。
与金刚石不同，石墨中的碳原子是呈层状排列的，层与层之间的结合力较弱，所以容易发生相对滑动，这就使得石墨具有良好的导电性和润滑性。
除了金刚石和石墨，还有一种同素异形体叫做富勒烯。
其中最著名的就是 C60 了，它的形状就像一个足球，由 60 个碳原子组成，具有独特的物理和化学性质。
再来说说碳的化合物。
碳与氢、氧、氮等元素结合，可以形成各种各样的有机化合物和无机化合物。
在有机化合物中，最简单的要数甲烷（CH4）了，它是天然气的主要成分。
还有乙醇（C2H5OH），也就是我们常说的酒精。
有机化合物的种类繁多，包括了糖类、油脂、蛋白质等，它们构成了生命的基础物质。
在无机化合物中，二氧化碳（CO2）是大家再熟悉不过的了。
它是大气中的重要成分，同时也是植物进行光合作用的原料。
二、碳的化学性质碳的化学性质在很多化学反应中都发挥着重要的作用。
碳具有可燃性。
在氧气充足的情况下，碳完全燃烧生成二氧化碳，释放出大量的热量。
而在氧气不充足的条件下，碳不完全燃烧会生成一氧化碳。
碳还具有还原性。
在高温条件下，碳能够还原氧化铜、氧化铁等金属氧化物，将金属从它们的氧化物中还原出来。
另外，碳在常温下的化学性质比较稳定。
这也是为什么古代的书画能够保存至今，因为墨中的碳在常温下不易发生化学反应。
三、碳的循环碳在自然界中不断地进行着循环，这对于维持地球的生态平衡至关重要。
植物通过光合作用吸收二氧化碳，将碳固定在有机物中。
而动物通过食用植物获取有机物中的碳。
碳的多样性一、教学内容分析本节为山东科技出版社出版的高中化学必修1教材第三章第一节第一课时的内容。
碳是一种重要的非金属元素，碳及其化合物在生活、生产实际中的应用非常广泛。
碳及其某些重要化合物的性质在初中化学已有涉及，本节继续较深入的介绍碳的多样性及碳转化的多样性，使学生进一步认识碳与人类生产、生活的关系，并了解碳的重要化合物Na2CO3与NaHCO3。
二、学生学习情况分析有关碳单质和一些碳的重要化合物（如CO、CO2、CaCO3）的知识，学生在初中已有所学习。
因此，对本节内容的学习，可能产生“似曾相识”的感觉。
三、设计思想设置情景、探究实验，运用媒体展示，交流研讨，实验探究，问题讨论等方法组织教学，营造探究学习氛围，激发学生的学习兴趣，学习探究学习方法，培养合作学习意识，使学生在体验探究的过程中获得新知识。
这样，即可利用“似曾相识”的正面效应——学习基础，又可消除“似曾相识”的负面影响——“冷饭热炒”。
四、教学目标1．通过碳单质的学习，了解同素异性体的概念。
2．了解碳及其化合物的多样性，认识碳酸钠和碳酸氢纳的主要性质。
3．通过实例，引导学生了解碳元素转化的多样性，体会化学在人类生产、生活中的应用。
五、教学重点和难点重点：碳元素之间的相互转化，碳酸钠和碳酸氢纳的性质。
难点：碳元素之间的相互转化，碳酸钠和碳酸氢纳的性质。
六、教学过程设计〔引入〕碳既是构成生物体的基本元素，又是构成地壳中岩石和化石燃料的主要元素。
碳以多种形态存在于自然界中。
今天，我们一起来感受碳的多样性。
〔阅读〕课本P59一、二段〔展示〕金刚石、石墨、C60有关视频资料〔提问〕通过阅读和视频资料，联系初中所学知识，想一想：1．例举已学过的或日常生活中还有哪些含碳的物质？它们分别属于哪类物质（根据物质的分类），分别以什么样的形态存在？2．同素异形体的概念。
3．石墨、金刚石结构的异同，碳各种单质的物理性质不同的主要原因。
4．碳各种单质化学性质是否相同？为什么？5．如何证明石墨、金刚石都是由碳元素组成的？一、多种多样的碳单质金刚石碳单质石墨C60金刚石、石墨和C60物理性质、用途比较。
第一节碳的多样性【教学目标】知识与技能：1、通过各种碳单质的介绍，了解同素异形体的概念，知道碳的三种常见同素异形体及导致物理性质相异的主要原因是碳原子的排列方式不同。
2、知道含碳元素的化合物种类繁多，一般分为含碳的无机化合物和有机化合物两大类。
通过活动探究认识碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质，初步体会它们性质的差异。
3、根据生产、生活中碳元素转化的实例，了解碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的转化，从而进一步了解他们的性质，能够解释与含碳物质有关的现象和解决简单的问题。
过程与方法：通过碳酸钠和碳酸氢钠性质的探究，体会实验、观察、分类、比较等方法在研究物质性质中的应用，进一步理解研究物质性质的基本程序。
情感、态度、价值观：1、通过碳酸钠和碳酸氢钠性质的探究，培养严谨的科学态度。
2、通过C60和碳纳米管知识体会化学之美，激发学生学习化学的兴趣。
【教学重点、难点】知识重点难点：碳酸钠、碳酸氢钠的性质。
过程方法重点难点：应用各类物质之间的反应关系、离子反应知识探讨物质的性质。
【教学媒介及教学素材】多媒体教学，演示实验，微观模型【教学方法】展示模型、实验探究、比较归纳【教学过程】【引言】大家都知道成功总是青睐于那些勤奋的人，诺贝尔奖就是对那些勤奋科学家的最高奖励。
1996年的诺贝尔化学奖就授予了柯尔、克罗托因和斯莫利三位科学家，他们的成就是发现了一种新的碳单质——富勒烯，即C60【课件展示】罗伯特·F.·科尔、哈罗德·W.·克罗托、理查德·E·斯莫乐与C60的有关发现和用途。
【设问】你还知道哪些碳单质呢？你对他们的性质有哪些了解？【课件展示】C60、石墨、金刚石的性质、用途金刚石俗称钻石，晶莹美丽，光彩夺目，硬度大，熔点高，而且不导电。
除用作装饰品外，主要用于制造钻探用的钻头和磨削工具，是重要的现代工业原料，价格十分昂贵。
石墨乌黑柔软，是世界上最软的矿石。
第1节碳的多样性要点精讲一、多种多样的碳单质由碳元素形成的常见单质有金刚石、石墨和C60。
金刚石是硬度极高、无色透明的晶体，石墨是深灰色、质软、不透明、易导电的片状固体，C60是灰黑色的固体。
他们是由碳元素所形成的不同性质的单质，我们把这种由同一种元素组成的性质不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体。
金刚石、石墨和C60是碳元素的同素异形体，白磷和红磷是磷元素的同素异形体。
注意：同素异形体的对象是单质。
在不同的碳元素所形成的单质中，碳原子的排列方式不同，好比碳原子为建筑用的砖，金刚石、石墨、C60为用砖盖成的建筑物，用相同的砖但不同的方式盖成的建筑物，其外型不同，牢固程度可能会存在较大差异。
结构不同，碳的各种单质的性质也不同。
尽管碳元素有多种同素异形体，但它在自然界主要是以化合物的形式存在的。
例如：蛋白质、淀粉、天然气等有机化合物；氧化物、酸、盐等无机化合物。
二、广泛存在的含碳化合物碳元素的单质有多种，它们之间互为同素异形体。
碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质：碳酸钠和碳酸氢钠这两种盐的性质既有相同点，又有差异性，它们既有盐的通性，又有自己的特殊性。
①它们都能与盐酸这样的强酸反应。
碳酸钠能与二氧化碳反应，碳酸氢钠不能。
②碳酸钠不能与氢氧化钠反应，碳酸氢钠可以，反应的实质是 HCO3-+OH- =CO32- +H2O它们都能与氢氧化钙、氢氧化钡这样的碱反应，生成不溶性的碳酸盐。
③碳酸钠热稳定性比碳酸氢钠强。
相关链接碳酸钠常温下为白色粉末或颗粒。
无气味。
有碱性。
是碱性的盐。
有吸水性。
露置空气中逐渐吸收1mol/L水分(约15%)。
400℃时开始失去二氧化碳。
遇酸分解并泡腾。
溶于水（室温时3.5份，35℃时2.2份）和甘油，不溶于乙醇。
水溶液呈强碱性，pH11.6。
相对密度（25℃）2.53。
熔点851℃。
半数致死量（30日）（小鼠，腹腔）116.6mg/kg。
有刺激性。
可由氢氧化钠和碳酸发生化学反应结合而成。
《碳的多样性》化学教案碳的多样性主要了解碳及其化合物间的转化，以下是《碳的多样性》化学教案，欢迎阅览!一、教学目标1、知道碳单质的多样性，了解同素异形体的概念和同素异形体的成因;知道含碳化合物的多样性，认识碳酸钠和碳酸氢钠的性质，体会性质的差异;2、通过对同素异形体的探究，提高观察与总结能力;通过对碳酸钠和碳酸氢钠性质的实验探究，学习探究物质性质的方法;3、通过本节课的学习，增强对化学现象的探究欲望，激发学习化学的兴趣。
二、教学重难点【重点】同素异形体概念的辨析、碳酸钠与碳酸氢钠的性质。
【难点】碳酸盐和碳酸氢盐的性质及相互转化。
三、教学过程环节一：导入新课【教师引导】同学们请看大屏幕上展示的.煤块、金刚石、溶洞等图片，你能说出它们当中含有哪种共同的元素，并且都是以什么状态存在的吗?【学生回答】含有的是碳元素，有的是以单质的形式存在，有的是以化合态的形式存在。
【提出问题】举例说出生活中常见的含碳元素的物质吗?【学生回答】有二氧化碳、大理石、蛋白质【教师引导】今天，我们先来学习一下多种多样的碳单质。
环节二：新课讲授1、多种多样的碳单质【提出问题】观看媒体展示的金刚石、石墨和C60三种物质的短片，描述三者性质。
【学生回答】石墨是深灰色、质软、不透明、易导电的片状固体;金刚石是硬度极高、无色透明的晶体;C60是灰黑色的固体。
【提出问题】为什么同样是由碳元素组成，物理性质却有非常大的差别，究其原因，它能体现化学里的一个怎样的重要规律?【学生回答】结构决定性质，性质决定用途。
【模型展示】教师展示三者微观空间结构模型，请学生结合教材内容分析总结原因。
【提出问题】这些单质中碳原子的排列方式不同，导致其物理性质有差异。
【教师讲解】像这样，由同一种元素组成的性质不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体。
【提出问题】能否从概念中分析判断同素异形体的要素?【学生回答】①必须由同一种“元素”组成;②必须是单质。
【提出问题】据此举出你所知道的其他元素的同素异形体还有哪些?【学生回答】氧气和臭氧、红磷和白磷。
