课题1 金刚石、石墨和C60教学设计第一课时

教学设计: 第六单元 碳和碳的化合物

课题1 金刚石、石墨、C60（第一课时）

[教学目标]

1、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；

(2)了解金刚石、石墨、C60等的物理性质，并联系性质了解它们的主要用途；

(3)了解木炭和活性炭具有吸附性；

2、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，让学生知道对比实验是研究问题的常见方法。

3、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、提高学生的科学素质。

[教材分析] 本部分教材主要讲述了金刚石、石墨、木炭等的物理性质，以及它们的主要用途。通过对碳单质的学习，进一步理解元素和单质这两个基本概念的区别和联系。

[教学重点] 金刚石、石墨的重要物理性质和用途。

[教学难点] 金刚石和石墨物理性质差异很大的原因。

[教学方法] 观察法、讲述法、讨论法

[教学准备] 1、[实验6-1]所需的有关器材及药品

2、金刚石、石墨球棍模型、防毒面具

[教学过程] 【投影】贝多芬头发做钻石

【引入】为什么用头发可以做钻石呢?说明金刚石是由什么元素组成的? 【投影】金刚石,石墨

【讲述】大家再看这一块黑糊糊的东西是什么,它叫石墨,它和金刚石是同胞姐妹呢!一个是丑小鸭一个是美丽的白天鹅为什么会是同胞呢?因为他们都是由碳元素组成的.也就是说同种元素可以组成不同的单质. 【板书】同种元素可以组成不同的单质

【讲述】竟然都是由碳元素组成的,说明它们的什么性质是相同的?不同的单质又说明它们的什么性质是不同?今天我们就来学习金刚石、石墨、C60,看看它们具有哪些物理性质和用途.

【板书】

第六单元 碳和碳的化合物

课题1 金刚石、石墨、C60

一．金刚石

【提问】课前布置了大家分组在网上或书籍中查找有关碳单质的一些资料,不知你们查到没有? 请第一组的同学说说有关金刚石的一些资料。

【投影】用玻璃刀切割玻璃

【讲述】①金刚石的硬度为10，是自然界中硬度最大的物质，可用来切割玻璃、制作钻头用于地质钻探、开采石油和打井，还可切割水泥甚至大理石等建筑材料。至今，只有用金刚石车刀才能加工超硬的陶瓷，尚无其它代用品。

②金刚石无色透明或带蓝、黄、褐和黑色，有光泽，折光率为2.42，具有强色散性，可做装饰品-钻石。

【投影】金刚石的性质和用途

【讲述】金刚石是碳单质家族中最璀璨夺目、最稀有昂贵的，但是同为碳元素组成的石墨和金刚石相比，外表要暗淡许多，但用途却很多。请第二的同学说说有关石墨的资料。

【设问】①为什么能用石墨制作铅笔芯?

(石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的细磷片状固体；石墨很软。) ②为什么石墨能作润滑剂?(石墨具有滑腻感，石墨很软。) ③为什么能用石墨作电极? (石墨具有良好的导电性。) 【演示】用铅笔写字（引导学生观察石墨的颜色、状态、硬度）

【演示】用碳棒做导电的实验（具有优良的导电性）

【讲述】如果一把长期不用而生锈的铁锁，怎样轻易就能打开它呢？大家回家可以自己去试一试。我们来比较一下金刚石和石墨性质和用途。

【投影】比较金刚石和石墨性质和用途

【设问】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

【讲解】在金刚石和石墨中碳原子的排列不同，因此它们的物理性质有很大的差别。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。

【板书】金刚石和石墨的物理性质有很大差别的原因：碳原子的排列不同

【投影】连线练习

【设问】结合金刚石、石墨结构性质和用途，讲讲物质的结构、性质和用途之间有什么关系？

决定

决定

【板书】结构

性

质

用途

【引入】除了金刚石和石墨外，生活中我们还常常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭，它们主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。请第三组的同学说说有关木炭和活性炭的资料，

【讲述】关于活性炭的吸附性我们在哪个单元讲过，今天就做一个活性炭吸附有色物质的实验来证明它的吸附性

【演示】木炭的吸附作用。

【讲解】根据以前学过的知识，我们知道过滤只能除去不溶性的物质，所以红墨水颜色的褪去是因为木炭。

【投影】木炭和活性炭的结构（木炭和活性炭的表面具有疏松多孔的结构，所以可以吸附有色气体、色素或异味气体等，具有吸附性）

【提问】活性炭比木炭吸附作用谁会强一些？这是为什么？（颗粒的大小决定表面积大小）

【讲解】炭黑是一种黑色的极细粉末，由含碳的有机化合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，让它不完全燃烧就能制得炭黑。

【投影】木炭和活性炭的作用（介绍防毒面具）

【演示】收集炭黑（大家回去后也可以做这个实验）

【讲解】这就是炭黑，请第三组的同学说说有关木炭和活性炭的资料。

【讲解】炭黑可用于制造幽油墨、油漆、鞋油、颜料以及橡胶轮胎的填料。焦炭的主要用途是冶炼金属，是工业上冶炼生铁的一种原料，我们在后面的单元会学到它。

【讲述】碳和炭的区别（碳是指碳元素，用作化学用语；炭指具体物质，是日常用语）。

【讲述】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。请第四组的同学说说有关C60分子的资料。

【投影】C60分子的发现

【设问】由于C60分子结构与足球相似，它的结构很稳定。C60中60表示什么？它是单质还是化合物？

【讲述】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。C60具有广泛前景，谁能说说这方面的信息？除C60外，一些新的单质也被相继发现，如：C70、C240、C540等。

【讲述】20世纪90年代初，科学家又致力于一种新型的纳米材料-纳米碳管的研究，我们一起来看一下它的结构图。

【投影】纳米碳管的结构图

【设问】谁能说说关于纳米碳管的性质？

【讲述】随着科学技术的发展，碳单质不断被发现，碳单质的用途也将不断扩大。学了这节课大家有什么感受和反思吗？

【小结】学完这堂课我们应该知道：①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，如金刚石、石墨、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；③物质的结构决定性质，性质又决定用途。

【阅读】人造金刚石

【作业】课后习题1、2、3、5

板

书

计

划

同种元素可以组成不同的单质

课题1 金刚石、石墨、C60

一．金刚石

性

质

用

途

无色透明、正八面体形状的固体，折光率

经仔细琢磨后，成为装饰品——钻石。

2.42，具有强色散性

自然界中存在的最硬物质。

二、石墨

外 观

光 泽

硬 度

导电性

导热性

用 途

金刚石

无色透明

正八面体状晶体

加工琢磨后有夺目光泽

自然界最硬物质

无

良好

石 墨

深灰色鳞片状固体

略有金属光泽

最软矿物质之一

良好

良好

划玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，装在钻探机的钻头钻凿坚硬的岩层。

钻头、切刀、刻刀、装饰品等

电极、铅笔芯、润滑剂等

金刚石和石墨的物理性质有很大差别的原因：碳原子的排列不同

三、木炭和活性炭的吸附作用

决定

决定

结构

性质

用途

四、C60