课题1 金刚石、石墨和C60教学实录与评析

“一课两讲”教案

第六单元 碳和碳的氧化物

课题1 金刚石、石墨和C60 （第一课时）

广州市从化区神岗第二中学

陈文清

【教学目标】

知识与技能：

1、知道不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质；了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途；了解木炭和活性炭具有吸附性；

过程与方法：

1、通过对金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式及空间结构的分析，知道物质结构、性质和用途三者之间的相互关系；

2、通过木炭（或活性炭）吸附作用演示实验的探究，让学生知道对比是研究问题的常用方法；

情感态度与价值观：

1、通过对碳单质新的形态的发现及其简单介绍，学生能以发展的观点看待碳的单质，引导学生关注学科的新发展；

【教学重点难点】物质的结构、性质和用途之间的相互关系；

【教具准备】

1、教科书P105[实验6-1]、P108家庭小实验药品和器材。

2、实物：玻璃刀，石墨，焦炭，不同型号的铅笔，防毒面具，金刚石和石墨原子排列结构模型。

3、PPT课件,含介绍金刚石、石墨、C60的视频。

【教学过程】

引入新课：碳元素在自然界里的含量不是最多的，但它形成物质的种类却是很多的。我们今天开始学习第六单元“碳和碳的氧化物”。

问题：我们已经知道，物质由元素组成。怎么样的物质叫单质？

解说：由同种元素组成的纯净物叫单质。

讨论：同一种元素可以组成不同的单质吗？

解说：氧元素能组成氧气和臭氧两种单质，磷元素可以组成白磷和红磷。

讲授：研究表明：金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。碳元素也能组成不同的单质。今天，我们就来学习金刚石、石墨和C60。

PPT图片：金刚石、钻石。

讲授：习惯上人们常将未加工过的称为金刚石，而加工过的称为钻石。金刚石常呈黄、褐、蓝、绿和粉红等色，但以无色的为特佳。目前，世界上最大的钻石是产自南非的“库利南1号”，重530.2克拉，折合106克，被镶在英国国王的权杖第

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上。迄今为止，我国最大钻石是“常林钻石”，1977年山东姑娘魏振芳在耕地时发现的，无私上交国家，其高尚的品格传遍了中国轰动了世界。

问题：金刚石除了用来装饰外，还有什么用途呢，为什么？

金

刚

石

播放视频：金刚石。

学生尝试回忆：填表“金刚石的性质与用途”。

金

刚

石

展示：玻璃刀。玻璃刀上镶了一小块金刚石，硬度很高

PPT图片：石墨。

问题：这是金刚石吗？它有怎样的性质和用途？

性

质

深灰色、有金属光泽、不透明的细石墨

磷片状固体，很软

能导电

滑腻

播放视频：石墨。

学生尝试回忆：填表“石墨的性质与用途”。

性

质

深灰色、有金属光泽、不透明的细石墨

磷片状固体，很软

能导电

滑腻

问题：请同学们将自己的石墨拿出来！

小实验：请观察铅笔芯。小刀削铅笔芯，用手捻起铅笔芯粉末，有什么感觉？

讲授：石墨有优良的导电性，例如干电池内就有石墨电极。

问题：铅笔芯的主要成分是石墨，铅笔芯能导电吗？

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性质

用途

经仔细琢磨后，成为装饰品——钻石

划玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，装在钻探机的钻头上钻凿坚硬的岩层等

性质

无色透明、正八面体形状的固体。

自然界最硬物质

用途

经仔细琢磨后，成为装饰品——钻石

划玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，装在钻探机的钻头上钻凿坚硬的岩层等

用

途

用

途

铅笔芯

电极

润滑剂

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演示实验：石墨导电性。先后用石墨电极、6B铅笔芯、HB铅笔芯实验。

提问：为什么6B铅笔芯的导电性好，HB的铅笔芯导电性差？

拓展与延伸：铅笔上的标注“6B，2B，HB等”有什么含义？

解说：据说，最初的铅笔是用铅做的，由于铅较硬，容易划破纸张。人们发现石墨代替铅效果很好。现在的铅笔芯是石墨和粘土混合而成的混合物。

提问：铅笔上的标注“6B，2B，HB等”有什么含义？有谁知道呢？

解说：铅笔规格通常以H和B来表示，“H”是英文“Hard”（硬）的开头字母，表示铅笔芯的硬度，它前面的数字越大，表示它的铅芯越硬，颜色越淡。“B"是英文“Black"（黑）的首字母，代表石墨的成分，表示铅笔芯质软的情况和写字的明显程度，它前面的数字越大，表明颜色越浓、越黑。

实物投影：6B、2B、HB铅笔的笔迹。

问题：如果有一把长期不用而生锈的铁锁。怎样轻易打开它呢？想一想。

解说：把铅笔芯的粉末放到锁孔里。因为铅笔芯的成分里有石墨，石墨具有润滑性，可以做润滑剂。这个实验留给同学们回家去做。

问题：金刚石和石墨的性质和用途相同吗？

PPT表格：比较金刚石和石墨的性质和用途：

外观

光泽

硬度

导电性

导热性

用途

呢？

学生拟物展示并自叙：金刚石和石默的原子排列结构模型。

金刚石的碳原子在空间构成连续、坚固的骨架结构，所以坚硬。石墨的碳原子呈平面层状结构，层与层之间的作用力小，所以很软，能导电，有滑腻感。

揭示规律：物质的结构决定性质。

讲授：除了金刚石和石墨以外，生活中我们还常常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，它们主要由石墨的微小晶体和少量杂质构成。简述它们的制备方法和用途。

演示实验：收集炭黑。点燃一支蜡烛，把冷碟子放在火焰的上方。

解说：这个实验也可以说明石蜡含有碳元素。

演示实验：在盛有半杯水的小烧杯里，加入一滴红墨水，使水略显红色。放入活性炭，轻轻振荡。

解说：由于黑色的活性炭悬浮于溶液中，现象不明显，可以用过滤的方法除去活第

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金刚石

无色透明正八面体状晶体

加工琢磨后有夺目光泽

最硬

无

良好

钻探机钻头、刻刀、装饰品等

石墨

深灰色鳞片状固体

略有金属光泽

较软

良好

良好

电极、铅笔芯、润滑剂等

解说：金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，物理性质为什么有这么大的差异

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性炭。

演示实验：过滤。

提问：看到什么现象了？

对比实验：滴有红墨水的水倒入过滤器。

师：根据以前学过的知识，我们知道，过滤只能除去不溶性物质，所以红墨水颜色的褪去是因为活性炭。防毒面具就是利用活性炭来吸附毒气的。

展示：防毒面具。

讲授：木炭、焦炭、活性炭、炭黑主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，具有疏松多孔的结构。这种疏松多孔的结构决定了木炭等物质有相似的性质：吸附性。利用木炭的这个性质来吸附一些食品和工业产品里的色素，也可以用它来吸附有异味的物质。

小结：

木炭、活性炭、炭黑、焦炭的用途：

木炭

活性炭

炭黑

焦炭

讨论：结合金刚石、石墨和木炭的性质和用途，讨论物质的结构、性质和用途之间有什么关系？

解说：结构性质用途

讲授：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最重要进展的是C60分子。请看书，C60的分子结构和什么相似？

问题：这种足球结构的碳分子很稳定。C60中60表示什么？

提问：C60是单质还是化合物？

视频：C60和纳米碳管

讲授：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、超导体等方面的应用。除C60外，一些新的单质碳也相继被发现，如：C70、C240、C540等。

PPT图片：

C70、C240、C540等的结构图。

讲授：请通过查阅图书、网络搜索等手段，了解新形态的碳单质的发展和用途。

学了这节课，我们实实在在感受到化学一是门与生活联系非常紧密的科学，例如钻探机钻头、电极、铅笔芯、防毒面具等。化学使我们的世界变得更加绚丽多彩。

本课小结：①不同种元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物第

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决定决定吸附一些食品和工业产品的色素，吸附有异味的物质

吸附能力比木炭强，吸附毒气、制糖工业里脱色制白糖

制造墨、油墨、油漆、鞋油和颜料，还可以增加轮胎制品的耐磨性

冶炼金属

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质，如金刚石、石墨和C60等都是由碳元素组成的单质；②木炭和活性炭具有吸附性。

练习：写出下列物质的化学式。

1、天然最硬的物质：

。2、铅笔芯的主要成分：

。

拓展实验：活性炭吸附二氧化氮实验（flash）。

作业：1、课后习题P109,2,3；2、阅读“化学·技术·社会”中的“人造金刚石和金刚石薄膜”。

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