课题1 金刚石、石墨和C60名师教学设计2

第六单元

碳和碳的氧化物

课题1

金刚石、石墨和C60

一、教学目的

1、了解金刚石、石墨、C60的物理性质，并联系性质了解它们的主要用途。通过单质的性质学习有关实验，培养学生的观察能力和思维能力。思想教育：通过对金刚石、石墨和C60的学习，对学生

进行共性、个性关系的认识人和学习方法的培养与教育。

2、使学生初步掌握碳的化学性质——稳定性、可燃性、还原性。进一步培养学生的观察能力和思维能力。思想教育：通过碳与氧在不同条件下反应的产物不同，渗透物质所发生的化学反应既决定于物质本身的性质，又决定于反应条件的学习方法的指导。

二、教学重点

金刚石、石墨和C60的重要物性和用途；金刚石和石墨物性差异很大的原因。碳的化学性质---稳定性、可燃性、还原性

教学难点

金刚石、石墨和C60的重要物性，碳的化学性质---稳定性、可燃性、还原性

三、教学过程

[提问]

我们都见过晶莹璀灿的金刚石，也经常使用铅笔、碳棒，冬日里还可用木炭取暖，可你们知道它们各是由什么成份组成的？它们有什么联系吗？

[讲解]

铅笔芯、碳棒的主要成份是石墨，金刚石、石墨、木炭，还有活性炭、焦炭等都是由碳元素组成的不同单质。这节课主要学习金刚石、石墨及木炭的物理性质和用途。

[阅读]

课本金刚石和石墨的物理性质。

一、金刚石、石墨和C60的成份、物理性质及用途

[讲解]

金刚石和石墨物理性质上的差异决定了用途上的差异。

1．利用金刚石硬度大、耐高温可做钻探机的钻头；利用硬度大，可做玻璃刀；由于金刚石对光有折射散射作用，可做装饰品。

2．利用石墨质软可做铅笔芯；利用石墨滑腻、耐高温，可做耐高温的润滑剂。

3．石墨可导电，可以做电极，又耐高温可做高温电炉的电极。

4．利用石墨传热性能好，并在温度骤然升高时不易炸裂，可做石墨坩埚。

5．利用石墨耐酸碱的耐腐蚀性强，可做化工管道，耐酸槽、耐碱槽等。

[小结]

金刚石和石墨都是由碳元素组成的不同单质，性质上有如此大的差异是由于二者中碳原子的排列顺序不同，即结构决定性质，性质决定用途。

[讲解]

在碳元素组成的单质中，还有一类单质是无定形碳，包括木炭、焦炭、活性炭及炭黑等。（交待：“炭”与“碳”的不同写法）

下面着重介绍木炭。

[演示]

1．将一个装有半瓶带浅红色水的锥形瓶，配上胶塞。把两块木炭放入带红色的水中后，塞上塞子再摇动锥形瓶，注意观察带红色的水中颜色的变化。

2．把木炭放入盛满NO2气体的锥形瓶，塞好塞子，摇动片刻，观察现象。再加热锥形瓶，红棕色气体NO2又重出现，说明什么问题。

（讨论实验后，得出结论）

[小结]

木炭能吸附红色和棕红色物质，说明木炭具有吸附性，能把大量气体或染料小微粒吸附在其表面。加热后，红棕色又出现，说明以上过程属于物理变化。

为什么活性炭可用作防毒面具？

木炭、骨炭等的许多用途是它们对于气体或溶解物质吸附性能的利用。具有高吸附能力的炭称为活性炭。吸附性是指各种气体、蒸气以及溶液里的溶质被吸在固体或液体物质表面上的现象。具有吸附性质的物质叫吸附剂，被吸附的物质叫吸附质。吸附作用实际是吸附剂对吸附质质点的吸引作用。吸附性能的大小是由吸附剂的性质、吸附剂表面的大小、吸附质的性质和浓度的大小、温度高低而决定的。因为吸附作用既然是表面作用，所以吸附剂的表面积愈大、吸附量也愈高。一定重量物体表面积的大小决定于其粒子的粗细或其孔隙的多寡。棱长1cm的立方体如分裂为棱长1mm的立方粒子，面积就由6cm2增大为6000m2。活性炭由于孔性充分发展，1g中的总面积可达7000m2。故粉末状和多孔性活性炭常有很高的吸附能力。

防毒面具主要分面罩、呼吸管和滤毒罐三部分。滤毒罐里起主要作用的有活性炭层、化学吸附层和防烟滤层。在不同滤毒罐里各层排列顺序不尽相同。活性炭层主要用于吸附毒气。由于活性炭具有巨大的表面积，吸附能力很强，所以用于防毒面具。活性炭与防毒面具 C60分子

C60分子是作为阅读材料出现的。因此，从教材内容现代化、及时反映化学学科的发展趋势的角度应该介绍碳元素的三种单质：金刚石、石墨和C60。C60的超导性、C60的命名和C60的潜在应用前景，以及碳单质研究的新进展等资料，这些资料是拓展教师视野的，

金刚石、石墨和C60的比较：

名称

外观

导电性

硬度

导热性

用途

金刚石

纯净的金刚石是一种无色透明、正八面体形状的晶体

石墨

石墨是一种深灰色有金属光泽不透明的细磷片状的固体。质软，有滑腻感，

C60

分子形似足球状。有金属光泽，其徵晶粉末呈黄色。

几乎不导电

质脆

很差

几乎不导电

天然存在的最硬物质

很差

钻头、刻刀、装饰品

良好

质软

良好

电极、铅笔芯、润滑剂

制备新材料、新配件、医学应用

物质的性质物质的用途

物质的组成结构反映反映定定[小结] 1、金刚石：物理性质：纯净的金刚石是一种无色透明的、正八面体形状的固体

用途：金刚石是天然存在的最硬的物质。利用这个性质，可用金刚石划玻璃、切割大理石或加工坚硬的金属等。

2、石墨：物理性质：深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。

用途：铅笔芯是石墨和粘土粉末混合而成的；石墨耐高温，可以制成坩埚来熔炼金属；石墨具有优良的导电性能，可以用来做电极。

3、C60：也是由碳元素组成的单质. C60 的一个分子由60个碳原子构成,它形似足球,又称为”足球烯”. 用途：可以进行气体储存；制造有感觉功能的传感器；增强金属材料的强度；新型高效催化剂；有特殊的光学特性；对癌细胞具有杀伤效应和清除人体内自由基的功效。