课题1 金刚石、石墨和C60教学设计实例

第一节 碳单质（教学设计）

教学目标

1．使学生了解金刚石、石墨和木炭等碳的单质的物理性质和用途。

2．通过金刚石与石墨组成元素相同而性质不同的分析，使学生加深理解结构与性质的关系。

3．培养学生阅读自学能力。

重点和难点

金刚石、石墨在物理性质方面的特性与用途的对应关系

教学方法

自学与讲解相结合

教学过程

【复习引入】请同学们判断一下原子结构示意图

表示的是什么原子？+6 2 4 （碳原子）；

它属于金属元素、非金属元素还是稀有气体元素？（非金属元素），你的依据是什么？（因为碳原子的最外层电子数为4）。种类有限的元素构成数不清的物质，你们知道哪种元素形成的物质种类最多吗？这种元素是第六号元素——碳，在新的一章里我们要学习的就是碳和碳的化合物。

【板书】

第五章

碳和碳的化合物(第一节)

【阅读】

碳元素可以说是一种神奇的元素，神在哪里？奇在何处？大家打开课本P78，阅读完本章的章图和章绪就有个大致的了解。

【归纳】由碳元素组成的物质占世界所有物质的90%以上，已超过二千万种，是化学世界里最庞大的家族。而且随着化学科学的发展，每年还新研制合成大量的新物质，其中大部分也还是含碳的化合；世界上千万种生物中无不含有碳，人们的衣食住行都离不开碳。可见碳元素与我们人类生活、生产有多么重要和密切联系。这节课我们先学习碳元素所形成的几种单质。

【板书】第一节

碳的几种单质

【实验】

1．用铅笔在玻璃上划一下，然后用布擦一下。2．用玻璃刀裁玻璃。

【引言】

从实验可见，铅笔芯的主要成份——石墨与玻璃刀上的金刚石不光“长相”不同，它们的“脾气”也不一样，表面上看石墨和金刚石是两种不相干的物质，然而它们的组成元素却是相同的，都是由碳元素组成的单质。

【讲述】

人们很难想象价值连城的的金刚石和黑不溜秋的石墨会都是有碳元素组成的单质。这究竟是怎么一回事？请同学们结合思考题阅读本节内容。（本节课阅读自学，提出阅读要求、范围，并用小黑板写明自学思考题。）

一、由碳元素所形成的单质主要有金刚石和石墨。

二、1.金刚石与石墨

外

形

光

泽

硬

度

熔

点

导

电

传

热

用

途

组

成

金刚石

无色、透明正八面体形状的固体

加工琢磨后有夺目光泽

天然存在最硬的物质

很高

不导电

不传热

装饰品，钻探机钻头，刻刀等

碳（C）

石 墨

深灰色，细鳞片状固体

略有金属光泽

最软的矿物质之一

很高

优良

优良

电极，铅笔芯，润滑剂等

碳（C）

2.金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是

碳原子的排列不同。

3.在氧气中燃烧，都只得到唯一的产物二氧化碳，由此证明金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质。

三、无定形碳

1.无定形碳通常指

木炭、活性炭、焦炭、炭黑。

2.吸附性是指某固体物质能把气体或染料等微小粒子吸附在它的表面的性质。

3.木炭具有吸附性的原因是

木炭具有疏松多孔的结构。

4.无定形碳的用途

用 途

木 炭

活性炭

炭 黑

制油墨、油漆和颜料，橡胶制品填料

焦 炭

冶炼生铁

燃料，制黑火药，净化气体或液制活性炭，吸附体，吸附毒气

剂

【阅读】

学生阅读课本。

【讲述】

学生围绕思考题做阅读汇报，教师讲评补充并板书

【板书】

1．金刚石与石墨比较

【提问】

1．什么事实说明金刚石很硬？石墨很软？

2．生锈的铁锁难以打开，把少许铅笔芯粉末放进锁眼，钥匙转动几下即可打开，说明石墨有何性质？这与它的结构是否相关？与什么结构有关？

3．高温下工作的机器，常用石墨粉末作润滑剂，这都利用了石墨的哪些性质？

【实验】

1．用玻璃刀裁玻璃。2．学生自己刮一点铅笔芯，用手捻一下。

【提问】

上面的实验说明什么？根据这个性质可在哪些方面应用？

【讲述】

金刚石坚硬无比，经琢磨成许多面，成为璀璨夺目、很贵重的装饰品，因而自古以来不计其数的人对其垂涎三尺，为争夺她而进行殊死搏斗，然而，在1977年我国山东省临沐县岌山公社常林大队女社员魏振芳在自己玉米地里拾到一颗至今我国最大的天然金刚石——常林钻石，她毅然交给了国家。

人们很难想象璀璨夺目、珍贵无比的金刚石和黑不溜秋、其貌不扬的石墨，并且物理性质差别很大，却是由同种元素——碳元素所组成的单质。

【讨论】

根据已学过的知识，试设计一个实验方案，用来证实金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质。

学生讨论，教师引导分析得出结果。

【板书】

在氧气中燃烧，都只得到唯一的产物——二氧化碳。

【设问】

金刚石、石墨都是碳元素组成的单质，为什么两种物质在物理性质方面有那么大的差异呢？

【讲解】

我们知道结构决定性质，性质不同结构显然不同，它们在结构上的不同，是由于碳原子排列的方式不同，就好比用同样的砖块可以建造不同风格的建筑物。也可以看作性格、脾气截然不同的同胞兄弟。至于碳原子怎样排列形成的就是金刚石，怎样排列就形成石墨将在今后的学习中再研究。

【板书】

金刚石和石墨物理性质不同的原因——碳原子排列不同

【引言】

金刚石、石墨还有几位其貌不扬，但个个身怀绝技的小兄弟，它们就是木炭、焦炭、炭黑和活性炭等通常称作无定形碳。在小结这部分知识前，先来观察两个实验。

【实验】

1．木炭吸附二氧化氮 2．木炭吸附红色颜料

【提问】

红棕色的二氧化氮和红色颜料到哪去了？木炭为什么可吸附这些物质？吸附时是否发生了化学变化？

【引言】

通过实验我们知道了木炭有吸附性能，木炭是无定形碳中的一种，别的物质是否也具有吸附性？除吸附性外，还有什么性质？各自的主要用途是什么？请一名同学来小结。

【说明】

学生小结时，教师板书

“碳”是指碳元素，是核电荷数为6的同一类原子的总称，在描述物质组成时用“碳”如二氧化碳，碳酸，碳酸钙等。

“炭”是指碳元素形成的部分单质，主要有木炭、活性炭、焦炭和炭黑等。

【拓展】近年来，科学家发现，除金刚石、石墨外，还有一些新的以单质形式存在的碳。其中发现较早并已在研究中取得重要进展的是C60

分子。

【小结】学生谈对本节课的收获