课题1 金刚石、石墨和C60优质课教案内容

课题1 金刚石、石墨和C60

重点】

物质的结构、性质和用途之间的相互关系. 【难点】

理解碳单质的微观结构与它们物理性质之间的关系. 教师准备】

石墨、C60分子模型、玻璃刀、6B铅笔芯、干电池、石墨电极、投影仪、电视媒体、防毒面具、导线、灯泡. 【学生准备】

(1)仪器:小锥形瓶、试管(大小各1个)、铁架台、酒精灯、网罩、带导管的塞子. (2)药品:红墨水、烘烤过的木炭(活性炭)、木炭粉、CuO粉末、澄清石灰水. 教师】

我们先来看一段发生在玻璃店里的小品. 【学生表演】

两个学生分别扮演老板和顾客,走到讲台前表演. “顾客”:“老板”,我要配一块玻璃. “老板”:好啊. “顾客”:我自己有一把很锋利的刀,我想自己来划. “老板”:你自己想划,行啊,那你试试. (“顾客”用刀划玻璃没有成功.) “老板”:还是我来吧. (“老板”用玻璃刀很容易地把玻璃裁下来.) “顾客”:你的玻璃刀什么做的?这么厉害! “老板”:我的玻璃刀上镶了一小块金刚石,它的硬度很高,给你看看. “顾客”:哇,只有圆珠笔头这么大,真厉害.谢谢老板! “老板”:不客气.

[设计意图]

从生活走向化学——以角色扮演的形式,创设生动活泼的真实情境,让学生置身于这样的情境中,给学生以鲜明的感观刺激,留下了深刻的印象.简短的几句对白,亲自“操刀”(划玻璃)的感受,使学生在不知不觉、轻松愉快的气氛中领悟了金刚石的“坚硬”性.这样的有意安排,有利于激发学生的学习愿望和参与动机. 导入二:

【提问】

同学们认为最昂贵的物质是什么? 【展示】

金刚石“库利南”图片.

【讲解】

钻石也叫金刚石,观看最大的金刚石“库利南”以及南非最大的金刚石“南非之星”.说一说它的主要成分是什么.

[过渡语] 金刚石如此坚硬耐磨,而且美丽动人,金刚石有个“孪生兄弟”叫石墨.相比起金刚石的坚硬耐磨,石墨的质地却很软,又是一副黑黑的模样.既然金刚石和石墨的性质有如此大的差异,为什么把它俩称为“孪生兄弟”.其原因在哪里呢? 一、金刚石

思路

【展示】

玻璃刀上的金刚石.

【教师】

金刚石还有其他的性质吗?课前布置了大家到网上或书籍中查找有关碳单质的一些资料,先说说有关金刚石的一些资料. 【学生】

金刚石的化学成分是碳,它是正八面体结构,它的结晶发生在高温、高压条件下,是岩浆作用的产物.金刚石无色透明或带蓝、黄、褐和黑色,有光泽;硬度为10,是自然界硬度最大的物质;密度为3.52 g/cm3;折光率为2.42,具有强色散性.可以用来制作首饰、高硬度的切割材料、高温导体材料等. 【教师】

谁还有不同资料要补充的吗? 【学生】

早在罗马时代,就有人把金刚石雕刻成印章,这是最早的金刚石的“工业用途”.事实上,人们从自然界里开采出来的绝大多数金刚石是用于工业的.长期以来,金刚石大多数的工业用途是利用了它坚硬、不易磨损的特性.金刚石可以用于切割玻璃,制作钻头用于地质勘探、开采石油和打井等,还可以切割水泥,甚至切割大理石等建筑材料.至今,只有用金刚石车刀才能加工超硬的陶瓷,尚无其他代用品.金刚石还是优质的磨料,金刚石砂轮用来磨削硬质合金,比碳化硅耐用一万倍. 【教师】

金刚石可以做装饰品——钻石,大家在商店里应该看过吧,纯净的金刚石是无色透明的、正八面体形状的固体,经仔细研磨后,成为装饰品——钻石,它还是自然界中存在的最硬物质,可以裁玻璃、切割大理石等. 【投影】

金刚石的性质和用途.

性质

无色透明、正八面体形状的金

固体,具有强色散性

刚

裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属,石

自然界中存在的最硬物质

装在钻探机的钻头上钻凿坚硬的岩层等

[过渡语] 金刚石是碳单质家族中最璀璨夺目的、最稀有和昂贵的,同为碳元素组成的石墨和金刚石相比,外表要暗淡许多,我们可以看一下课本提供的石墨的图片(学生看书).同学们有关于石墨的资料吗? 经仔细研磨后,成为装饰品——钻石

用途

二、石墨

思路一

【学生】

石墨的化学成分是碳,它是层状结构,灰色,有滑感,易污手;具有导电性.由于熔点高,具有抗腐蚀性等特点,用于高温制坩埚;由于具有滑感,用于机械工业的润滑剂;由于其具有导电性,又可制作电极. 【补充】

跟金刚石相反,石墨是自然界最软的矿物之一.用石墨在纸上划过,会留下深灰色的痕迹.铅笔芯就是用石墨粉和黏土混合制成的.由于石墨的熔点高,所以石墨润滑剂可以在不适宜用普通润滑剂的高温下使用. 【教师】

石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的细鳞片状固体,很软,具有优良的导电性,很滑腻.石墨的这些性质决定它有哪些用途呢? 【学生1】

石墨很软,可以做铅笔芯. 【学生2】

石墨能导电,可以做电极. 【学生3】

石墨可以做润滑剂,因为它很滑腻. 【投影展示】

性质

深灰色、有金属光泽、不

透明的细鳞片状固体

石

很软

墨

能导电

滑腻

电极

润滑剂

铅笔芯

用途

【教师】

铅笔是我们最熟悉的学习用品,铅笔里面其实不含铅,是由石墨和黏土混合制成的,画画用的铅笔常用“6B”的,写字用的铅笔常用“HB”的,制图用的铅笔常常是“6H”的,6B最软,颜色最深,6H最硬,HB软硬

适中.“H”代表Hard,坚硬的;“B”代表Black,黑的.由于石墨太软,只用石墨做铅笔芯,易断又易磨损,所以加入黏土.我们看看不同型号铅笔的笔迹. [设计意图]

作为学生必备的学习用品——铅笔,其中蕴含着丰富的化学知识.课堂上教师只有紧密联系学生的生活实际,学生活中的化学,学身边的化学,才能让学生更好地体会到化学的无处不在:“生活处处皆化学”. 【展示】

一幅用6B铅笔画的人物头像素描. 【教师】

石墨除了做铅笔芯,还可以做电池的电极.我们取废旧电池中的碳棒来做一个导电的实验.请两位同学到讲台上来做这个实验. 【学生实验】

石墨的导电性.把一根石墨电极和导线连接在一起,接通电源后,观察灯泡发亮,证明石墨具有导电性. 【教师】

铅笔芯的成分里含有石墨,铅笔芯有没有导电性?想不想试一下? 【学生】

想!(学生很有兴趣) 【教师】

你们的铅笔盒里有铅笔芯吗?自己上来做这个实验.(多个学生轮流做这个实验) 【学生实验】

自己的铅笔芯接通电源后,也可以使灯泡发亮. 【教师】

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. 【学生】

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. 【教师】

好,这个实验留给同学们回家去做.学习了金刚石和石墨,它们的性质和用途一样吗? 【学生】

不一样. 【投影】

比较金刚石和石墨的性质和用途.

外观

光泽

金刚石

无色透明的正八面体状晶体

加工研磨后有夺目的光泽

石墨

深灰色细鳞片状固体

略有金属光泽

硬度

导电性

导热性

用途

最硬

无

良好

钻探机钻头、刻刀、装饰品等

较软

良好

良好

电极、铅笔芯、润滑剂等

【教师】

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呢? 【展示】

金刚石和石墨的原子排列结构模型.