课题1 金刚石、石墨和C60国家获奖教案

金刚石、石墨和C60 教学目标：

1、知识与技能：

（1）了解金刚石和石墨的物理性质和用途。

（2）知道碳单质的化学性质。

（3）知道不同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、过程与方法

（1）通过对金刚石、石墨和c60中碳原子排列方式不同的分析，懂得物质结构、性质和用途之间的关系。

（2）培养学生对知识素材、实验现象进行分析、归纳的能力。

（3）让学生体验科学探究的过程和学习科学探究的基本方法，通过对实验的设计、评价、反思培养学生的创新意识。

3、情感态度与价值观

（1）以人类对碳单质的认识为例，引导学生形成“科学是发展”的观点，激发学生热爱科学的情感。

（2）培养学生善于合作、勤于思考、严谨求实、大胆实践的科学精神，使学生在感受化学世界奇妙与和谐的同时，提升学生的化学素养。

教学重点：培养学生碳与某些氧化物的反应

碳与氧气及某些氧化物的反应

教学难点：以发展的观点看待碳的单质

教学方法： 讲授法、比较法、实验探究法

实验准备：

器

材：试管

铁架台

酒精灯

带导管的橡皮塞

导电装置

铅笔

针筒

烧杯

玻璃刀

玻璃

蜡烛

白瓷小碟

小刀

药

品：木炭粉

氧化铜 澄清石灰水

红墨水

教学过程：

[情景设置] 【引入】观看一组含碳实物和图片。

（教师）以上物品中均含有碳元素。这节课我们学习碳元素组成的几种单质：金刚石、石墨和c60。

[新课讲解] （教师）给学生展示图片：请大家仔细观察金刚石样品，并描述有关物理性质。

实验探究一：

对比实验：请两名学生上台分别用削铅笔小刀和玻璃刀裁玻璃。

（教师）引导学生观察和体验学习生活中使用的铅笔芯的颜色、硬度、滑腻感，实验探究6b铅笔芯的导电性，总结石墨的物理性质。

课件展示：c60的结构模型

（教师）又称“足球烯”。这种足球结构的分子很稳定，是良好的超导体材料。20世纪90年代初， c70、c240和纳米碳管等相继被发现（展示它们的微观结构），有兴趣的同学课后可以查阅资料进一步了解它们在生产生活中的重要作用。

（教师）如何设计实验证明金刚石、石墨和c60都是由碳元素组成？

（学生）讨论。观看录像。

（教师）金刚石、石墨和c60都是由碳元素组成的单质，那么为什么物理性质存在很大的差异呢？引导观察金刚石、石墨和c60的微观结构模型。

（教师）结构、性质和用途间又有什么样的关系呢？

（学生）结构决定性质,性质决定用途, 反过来性质又体现结构，用途体现性质。

（教师）你想把廉价的石墨转变成昂贵的金刚石吗？

（多媒体展示）

石墨转化为金刚石

（过渡）生活中常接触到木炭、活性炭、焦炭、炭黑,这些都是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的物质，一般称为无定形碳。那么它们又有什么样的性质呢？

实验探究二：

木炭的吸附性

学生分组实验，教师指导

（多媒体展示）电子显微镜下木炭的微观结构

你能说出木炭为什么具有吸附性吗? （学生回答）

略

（总结）活性炭的吸附性比木炭更强

。课件展示活性炭的用途(做冰箱去味剂，防毒面具，以及用于食品脱色)。

（教师）焦炭的主要用途是冶炼金属，它是工业上冶炼生铁的一种原料。

实验探究三：

自制炭黑

学生分组实验，教师指导

（教师）炭黑是一种黑色的极细粉末，填入轮胎中可以增强轮胎的耐磨性，还可用于制造油漆、鞋油、颜料以及油墨等。

（学生）欣赏古代的字画。

（过渡）对比古代字画保留至今墨迹不褪和伐薪烧出的炭能够燃烧这两个事实，问同学有什么新的发现？能感悟出碳的化学性质吗？它的活泼性与什么因素有关？

（学生）碳的化学性质常温下稳定，其活泼性随温度升高而增强，具有可燃性。

（学生）回忆木炭在氧气中燃烧的实验，说出反应的现象。

（课件展示）煤炉中发生的反应

（教师）碳具有可燃性，条件不同，燃烧的产物也不同。

（教师）展示我国出土的商代司母戊铜鼎图片，推测我们的祖先在4000多年前是如何制取铜单质的？

讨论：你能设计一套实验室中木炭和氧化铜反应的装置吗？

友情提示：结合制氧气的装置想一想，反应物是什么状态，什么反应条件，需要什么仪器？若检验生成物需要什么药品？

实验探究四：

木炭与氧化铜反应实验

学生分组实验，教师指导

请大家注意观察并思考

：

1、实验有什么现象发生？生成什么物质？

2、你能写出该反应的化学方程式吗？

3、实验结束后，为什么要先关闭止水夹？

（教师）木炭使氧化铜还原为铜，它具有还原性。其它碳单质也有还原性，还原性可以用在哪呢？

（学生）利用它的还原性，可以应用于工业冶金。焦炭在高温条件下可以将铁的氧化物还原，得到金属铁。

（教师）引导学生质疑，从实验现象可见，木炭还原氧化铜反应的生成物中有二氧化碳，那么是否也有一氧化碳生成呢？有兴趣的同学课后可以走进化学实验室继续探究。探究结果别忘了和老师交流。

老师邮箱：yangliulyg@126.com [回顾与反思]：通过本节课的学习，你学到了哪些新知识？运用了哪些好的学习方法？

[课外作业]：

1.通过上网、查阅资料写一份关于c60分子结构发现史及应用的小论文。

2.课外实验:用火柴杆自制木炭。