课题1 金刚石、石墨和C60教学设计模板

第六单元

课题1

金刚石、石墨和C60

永川来苏中学

谢周华

一、【学习目标】

1.知识与技能

（1）了解金刚石、石墨、C60的物理性质，并知道碳单质物理性质差异的原因。

（2）理解木炭、活性炭、焦炭等物质的吸附性，以及它们在生活中的应用。

2.过程与方法

（1）通过对金刚石、石墨和C60三种不同物质的结构、性质以及用途的探究，了解物质性质与用途的内在联系。

（2）以教师引导，学生主导学习的思路，培养学生对素材提炼、实验探究、现象分析、知识归纳的能力。

3.情感态度与价值观

（1）以物质由元素组成为激发点，相同元素可以组成不同物质为侧重方向，激发学生热爱科学的情感。

（2）培养学生多思考、多合作、多探究的科学精神，使学生在感受化学世界奇妙与和谐的同时，培养学生的化学素养。

二、【重点难点】

重点：金刚石、石墨、C60的物理性质。

难点：1.同一种元素组成的物质其物理性质差异性的原因。

物质结构、性质以及用途之间的关系。

三、【教学方法】

讲授法、实验探究法、小组合作法

四、【教学准备】

PPT、分子模型、玻璃刀、玻璃、锥形瓶、铅笔、灯泡线路、红墨水、废旧矿泉水瓶、活性炭、烟雾粉、火柴、石棉网、镊子、酒精灯

五、【教学课时】 1课时

六、【教学过程】

[情景设置] （板书）课题一

金刚石、石墨和C60

初三的学习紧张而充实，紧张而充实之余不妨我们来放松一下，来欣赏一部美国大片。1

（播放视频）

一颗小小的钻石居然价值4亿美元，其实他跟我们烤火所用的木炭、烧烤所用的焦炭从元素组成来看并没有区别，他们都是由碳元素组成。

（目录页）碳元素不仅可以组成高贵典雅的碳单质-金刚石，还能组成平凡多能的碳单质-石墨，还能组成C60这种独特而神奇的碳单质。

金刚石是一种高贵典雅的碳单质，金刚石哪里高贵了呢？这里（戒指），因为金刚石的坚硬与纯洁往往代表着爱情。那么，纯净的金刚石到底有哪些性质和用途呢？请同学们阅读教材P106金刚石部分，完成对应的导学案。

（学生）完成导学金刚石部分

（老师）请同学分享他的答案。

[新课教学] 接下来，我们来学习金刚石这种碳单质，研究物质，首先从他的结构开始，首先，我们把大结构变成小结构，每一个中心碳原子连接另外四个相同的碳原子，这样形成了一个稳定的正四面体结构，当原子再连接原子之后，它就变成了一个稳定的正八面体结构，这样不断地连接，就变成了立体网状结构。（展示）

这种结构传承了一个很重要的性质-稳定（板书）。从宏观物质上看，它无色透明，看起来还很漂亮，所以，经过打磨之后，我们就用它作为重要的装饰品-钻戒（板书）。同时，还因为金刚石这种紧密的牢固的结构，使任何其他矿物质都无法模仿，甚至无法被超越的。事实上啊，金刚石是天然最硬的物质。（板书）

所以，我们常用来裁玻璃，切割玻璃，作钻头（切割物质）。现在，老师手里就有一把玻璃刀，它的刀头就是由金刚石制作的。谁愿意来试一试？

实验探究一：体验硬度

（教师）与璀璨夺目的金刚石相比，石墨就显得有点暗淡，这看似不起眼的石墨又有什么样的物理性质呢？请同学们阅读教材P107石墨部分，完成对应的导学案。

（板书）2.石墨

（学生）完成导学案石墨部分

（老师）请同学分享他的答案。

（教师）研究物质，我们还是从结构开始（展示），石墨的结构很像一个夹心饼干，我们把这种层与层的结构称之为层状结构。每一层都很稳定，但层与层之间却显得很自由。这种结构导致了石墨很软。

实验探究二：验证石墨很软

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在实验工具中找到铅笔，并在圆圈内涂黑，然后用大指姆去触摸、感受。

通过这个实验证明了石墨很软（板书），可以用来制作铅笔芯。同时，石墨这种层层晃动的结构能不能让电子也自由地通过呢？既然铅笔芯是由石墨制作而成的，那么铅笔芯能不能导电呢？让我们拭目以待。

（演示石墨导电实验）

通过这个实验说明：石墨具有优良的导电性能。所以石墨可以作电极材料。电池里面的碳棒，轨道交通的电刷都是由石墨制作而成的。

这里补充一些关于铅笔与石墨的小知识。铅笔常有“B”和“H”之分，“B”代表“Black”黑色的，因为石墨越多，颜色越深，同时就越软。“H”代表“Hard”,坚硬的，“H”越高，石墨含量就越少，黏土含量越高，所以就越硬。

那么“5B”、“5H”、“HB”型号铅笔，哪个最软？哪个最硬？

如果你认为只有这两个性质就表现石墨的多能，那你就错了。那么石墨或与类似石墨结构的物质具有怎样的性质呢？接下来，老师设计了2个实验，请同学们根据导学案提示完成。

实验探究三：活性炭吸附烟雾实验

①点燃酒精灯，用镊子夹住烟雾粉包，在火焰上方点燃，并迅速伸入到装有活性炭的锥形瓶中，并用塞子塞紧。

②慢慢且轻轻地摇晃锥形瓶，每隔一段时间观察烟雾变化情况。

你观察到： ；

由此，你得到结论： 。

实验探究四：活性炭吸附红墨水实验

①现有装有红墨水的矿泉水瓶A和装有活性炭的矿泉水瓶B。

②将A瓶中的红墨水倒一半到B瓶中，注意听声音：你听到了什么？

③每隔一段时间观察B瓶中的颜色深浅变化情况（可以将B瓶中的液体通过瓶盖的小孔倒入到烧杯中），并与A瓶对比。

你听到： ；

由此，你得到结论： 。

通过这两个实验说明:和石墨一样具有疏松多孔结构的焦炭、木炭、炭黑、活性炭，他们都具体吸附性。

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（教师）在尖端领域还有其他的新型的碳的单质比如C60。

（板书）3. C60 请同学们阅读教材P108，并完成导学案相应部分。

模型展示：C60结构模型

（教师）这是C60的微观结构模型，每个C60分子，由60个碳原子构成，男生一眼就能看出它形似什么？

（学生）足球

（教师）我们又把它称为足球烯。这种足球结构的分子很稳定，是良好的超导材料。20世纪90年代初，C70、C240和纳米碳管等碳单质相继被发现，这些是它们的微观结构，它们在生产生活中也发挥着重要的作用。有兴趣的同学课后可以通过上网查阅资料进一步了解它们。

了解这三种物质之后，老师有2个疑问：

1.金刚石、石墨、C60 都是由碳元素组成，为什么他们的物理性质存在着如此明显差异呢？

2.物质的结构、性质以及用途之间有怎样的联系呢？

七、【教学总结】

学完本课，你学到了什么呢？

八、【教学板书】

6.1 金刚石、石墨、C60

金刚石 石墨 C60

结构 立体网状

层状结构

很软

导电

球状结构

稳定

材料

性质 稳定，天然最硬

用途 钻石、钻头

铅笔芯、电极

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