课题1 金刚石、石墨和C60主要内容及教案内容

课题1

金刚石、石墨和C60

教学设计

（第一课时）

阳江市阳东区红丰镇塘围初级中学

李大伟

一．教学目标

知识与技能：

（1）初步认识不同元素可以形成不同物质，同种元素也可以形成不同物质。

（2）能够说出金刚石、石墨和C60都是由碳元素形成的单质。

（3）解释木炭、活性炭的吸附性。

过程与方法：

（1）通过对金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式的分析，懂得物质结构、性质和用途之间的关系。

（2）通过木炭、活性炭的吸附实验，学会用实验的方法来解决实际问题。

情感态度与价值观：

通过对C60、碳钠米管的发现及研究的介绍，学会用发展的眼光看问题。

二．教学重点、难点

重点：金刚石、石墨和C60中原子排列方式的分析，物质的结构、性质和用途之间的关系。

难点：物质的结构、性质和用途之间的关系

三．教学安排

一课时

四．教学准备

1．电路板、6B铅笔、石墨电极和相关图片

2．活性炭用品、防毒面具

五．教学过程

学生活动

导入：

加润滑油；加出示锈锁，演示难开，大家想一想用什么方法使锁好开呢，这些方法很简便，提到你们最熟悉的铅笔，你铅笔芯粉末

们知道铅笔含铅吗？出示幻灯片。

原来铅笔是石墨和粘土混合而成的，所以不含铅。

6B 石墨

我们再进一步了解一下铅笔，出示幻灯片。

哪种型号铅笔写字最黑？因为它含有的是什么最多？

今天我们就来学习金刚石、石墨和C60。出示幻灯片

原来石墨是由碳元素组成的单质。研究表明，由碳

元素组成的单质，不仅有石墨，还有金刚石、C60，我们

先来认识石墨，出示幻灯片（板书）。

一、石墨

这是一块天然石墨矿石，石墨有怎样的物理性质和

用途呢？课前你们搜集到了哪些石墨资料，有谁愿意和

大家分享一下。

你说的很好，石墨有滑腻感，向锈锁孔里加铅笔芯

粉末，就验证了这一性质。你说石墨具有优良的导电性，阐述并演示铅笔你是如何探究的呢？课下有哪位同学对石墨具有优良导导电实验

电性进行了探究？你能演示吗？

大家觉得怎麽样？鼓励一下

你很聪明，也很有智慧。有谁要对石墨资料补充吗？

鼓掌

很好，生产生活中哪里用到了石墨，我们平时没有

注意，现在来看一下，主要用途有：做铅笔芯、做电极、质软

做润滑剂，那么它有哪些主要性质呢？谁想说说？（由有滑腻感

于石墨的熔点高，所以石墨润滑剂可以在不适宜普通润具有优良导电性

滑剂的高温下使用）

如果说石墨是碳单质家族中的平民，那么金刚石就

碳单质家族中的贵族，为什么这么说呢? 二、金刚石

无色透明正八我们先来看一段视频，请你们找出来它的物理性质面体的固体

和用途。

是天然存在的金刚石有哪些物理性质和用途呢？谁来说说呢？

最硬的物质

教师活动

学生活动

教师活动

你们搜集的金刚石资料与视频资料都一样吗？请你进行补充

不错，课前准备非常充分。说到这，我想起一句俗语：“没有金刚钻，就别揽瓷器活。”瓷器烧制后质地硬脆，想在上面打孔钻眼，唯有金刚石钻头才可以，玉器也是。至今只有用金刚石车刀才能加工超硬陶瓷，尚无其它代替品。

这句话是说你没有过硬的本事，就不要夸下海口去做去做需要真本事的事，到头来也只有失败。也就是告诉我们，做事要量力而行。

上课前我遇到黎老师，说昨要去参加同学聚会，可刚要出门，发现戒指的钻石上有一点污垢，听说用牙刷沾点牙膏刷刷就行，可又担心牙膏的磨砂粒子和牙刷毛把钻石弄出划痕来，影响光泽，请你们帮助黎老师判断这招可行吗？这里应用到了金刚石的哪些性质？

现在我们把金刚石和石墨的物理性质和用途进行比一个质软一较，你会发现什么问题？出示幻灯片

金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但性质有个坚硬

一个透明一很大差异，这是为什么呢？

个深灰色

说的有点意思，我们共同来探究一下。

我们看看它们的结构，小球表示碳原子，它们的碳原子排列有什么特点。出示幻灯片。金刚石的碳原子排列在空间构成连续的骨架结构，所以它坚硬。而石墨的碳原子排列呈现平面层状结构，层与层之间的作用力小，所以它质软，有滑腻感，能导电。

因此碳原子排列方式不同，造成了金刚石、石墨物理性质的差异。出示幻灯片

请同学们记录在学案探究结论上

无定形碳

不是

生活中我们还常常用到含石墨的物质有木炭、活性混合物

碳、焦碳、炭黑。这些物质因其形状各异、不固定、又

称为无定形碳。板书。出示幻灯片。它们都是有石墨微谢汝航

小晶体和杂质构成，那么它们还是单质吗？是物质分类

中什么？

周钰翔

哪位同学搜集到了无定形碳资料，请展示：有木炭、

学生活动

教师活动

活性炭的资料吗？

很好，同学的资料中都提到了吸附性，在前边水的净化中也提到过，我们今天做一个活性炭吸附有色物质的实验。播放视频

小结：活性碳比木炭吸附性更强，都具有吸附性，是因为它们具有什么样的结构。

活性炭的吸附性最好，你们知道最早应用于什么物品吗？二战时期的防毒面具。出示防毒面具，有谁想近前来看看，也可试戴。

由于活性炭的吸附性最强，现在在市场上也最走俏。除了净水器中应用外，你还知道哪些给大家介绍一下吧。

如有些人的脚很臭，活性碳鞋垫，既消除脚臭又吸汗。还有一些活性碳包和饰品，可放在衣柜里除潮味，也可放在新装修过的房子里来吸附甲醛等有害气体。随着空气污染的严重，得哮喘的人越来越多，

效果都非常不错。可见，化学知识的应用无处不在，可以帮助我们解决很多生活烦恼和健康难题。

无定形碳除了木炭活性炭外，还有炭黑、焦炭，炭黑就是锅底黑，是一种黑色的极细粉末。由含碳元素的有机物不完全燃烧或强热分解制得。蜡烛就是一种含碳的有机物，那么如何制得炭黑呢？

提示：锅底黑哪部分炭黑最多？锅底最尖的部位，跟火焰有怎样的位置关系？是在火焰上方还在火焰里？一般五秒钟就能得到一块炭黑。我现在给你们每个小组三分钟时间，利用桌上用品制得一份炭黑，剩余时间可以自行探究。注意安全，别烫着手。

举起你们的炭黑，嗯，都很成功，你们都分别进行了怎样的探究？用手摸，涂到颜色真黑等，原来这么黑糊糊的东西在我们看来没什么用，但它的用途可不少，可用于制造墨、油墨、油漆、颜料，还可以增加轮胎制品的耐磨性。

焦炭主要用于冶炼金属，工业上冶炼生铁的一种原料，在第二节会讲到。

认识完无定形碳，现在我们总结一下它们的用途。出示幻灯片。

并请大家记在学案上

教师活动

疏松多孔

学生活动：

刚才我们学习了金刚石、石墨和木炭的物理性质和用途，现在请同学们结合所学知识讨论物质的结构、性质、用途之间的关系。

老师巡视指导，不会的组给予一定讲解，并追问能举例说明吗？

教师请两组来讲解，并板书。

请同学们记在学案探究结论上。

看来物质的外在表现是由内在因素决定的。

三．C60 我们刚学习了金刚石、石墨，那么还有没有其它碳单质呢？

科学家发现，除了金刚石、石墨外，还有一些新的以单质形式存在的碳，其中发现较早，并在研究中取得重要进展是分C60子。出示幻灯片

C60分子结构和什么相似？所以又称为足球烯。这种足球结构的碳分子很稳定。其中C60中60表示什么涵义？是单质还是化合物？

是一种有金属光泽的固体，其微晶粉末呈黄色。目前，人们正在进一步研究C60分子的结构和性质，以及在材料科学、超导体、气体贮存、有感觉功能的传感器、增强金属强度、新型催化剂、光学应用；对癌细胞具有杀伤效应等方面具有广泛应用前景。

课堂小节：请结合你们的学案，说说你这节课学到了哪些知识? 大家想想：由同种元素组成的纯净物是单质。不同种元素可以组成不同种单质，那么同一种元素可以组成不同种单质吗？大家讨论讨论。

有的同学说可以，有的同学说不可以，那么我们来共同探究一下。

同种元素可以组成不同种单质。（板书）

请同学记录在学案探究结论上

教师活动

足球

一个分子中含有60个碳原子。

单质

我们学习的金刚石、石墨、C60这三种碳单质，其中又学习了无定形碳，包括木炭、活性炭、焦炭、炭黑。

学生活动：

除C60外，在20世纪90年代初，科学家又致力于一种新型纳米材料----纳米碳管的研究。

从金刚石、石墨到C60,再到纳米碳管，我们不难发现化学是一们不断向前发展的科学，在这个领域我们应该用科学发展的观点去学习、去探究，不断去认识事物，发现它们的特性，运用它们为人类社会服务，让化学新技术提高我们的生活质量，使我们的生活变得更加美好。

练习：

练习课后题

作业：

回去阅读“化学·技术·社会”中的“人造金刚石和金刚石薄膜”

六．板书设计

课题1.金刚石、石墨和C60

金刚石

石墨

C60

单质

￣

无定形碳

木炭

活性炭

炭黑

焦炭

由于碳原子的排列方式不同，造成了金刚石、石墨物理性质上的差异。

结构

性质

用途

同种元素可以组成不同种单质。