课题1金刚石、石墨和C60第二课时教学设计

地区： 广东省 - 广州市 - 越秀区

学校：广州市第三十七中学

课题1　金刚石、石墨和C60… 初中化学       人教2011课标版

1、知识与技能

（1）知道同一种元素原子间结合方式不同，可以组成不同的物质。知道金刚石、石墨和C60等都属于由碳元素组成的不同单质，知道这些物质中碳原子的排列特点及其相应的性质。

（2）能说出金刚石、石墨、活性炭的主要物理性质及对应的用途。

2、过程与方法

（1）通过对碳的几种单质性质的学习，初步形成“结构决定性质（或性质反映结构）、性质决定用途（或用途反映性质）”的思维方法，认识物质的多样性。

（2）联系生活实际，通过阅读、观看教材内容、视频等，了解金刚石、石墨、C60的主要物理性质和用途。

3、情感态度与价值观

通过对碳的几种单质的学习，感受并赞赏人类利用科学改造自然的成就，树立崇尚的科学观念。

       本课题主要介绍的是碳单质的物理性质和用途，但最终目的是在学习碳单质的基础上掌握化学的基本观念：①元素观：不同的元素可以组成不同的物质，同种元素也可以组成不同的物质。这部分主要通过回顾熟悉物质的元素组成来达到目的。②微粒观：从物质微观结构的不同导致性质产生较大的差异。通过教材108页的讨论题，帮助学生形成观念：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途。让学生初步认识“用途—性质—结构”三者之间的关系。

       学生在学习本课题之前已经在第二单元氧气以及第四单元水的净化中接触了木炭和活性炭两种主要成分是碳单质的物质，对这些物质有一定的认识。但学生还不清楚由碳元素形成的单质是什么，他们具有什么物理性质和用途。因此，本节课用“大长今用木炭吸附酱醋中的异味”来引出课题，通过阅读教材并增加玻璃刀刻画玻璃的视频学习金刚石的物理性质和用途；再结合教材中的图片（如铅笔、干电池的电极、电车的电刷、防毒面具、冰箱除味剂等），学生亲身感受铅笔的滑腻感和增加导电性实验的形式引导学生逐步从其用途推测石墨的物理性质。利用教材P108的讨论，结合三种单质的原子排列模型，让学生直观感受物质组成的多样性。

教学重点：金刚石、石墨、C60的主要物理性质和用途。

教学难点：通过对碳的几种单质的学习，初步认识“用途—性质—结构”三者之间的关系。

【引入】（播放大长今用木炭吸附酱醋异味的视频）剧中长今用什么物质除去酱醋的异味呢？

【学生】木炭

【讲述】木炭的主要成分是碳的单质，碳单质具有什么样的物理性质和用途呢？今天我们就来学习课题1金刚石、石墨及C60。

【提问】大家一定很好奇，要讲的是碳单质怎么会出现三种物质呢？要解决这个问题，我们先来回顾学过的知识。根据前面的学习，我们知道物质是由元素组成，请同学们说说氢气、氧气、水是由什么元素组成。

【回答】氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，水是由氢、氧元素组成。

【提问】由此可见，不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素能不能组成不同的物质呢？在学过的物质中有没有这样的例子呢？

【学生回答】（若无法回答可以给出元素符号让学生思考对应的物质）氧气和臭氧、红磷和白磷。

【讲述】通过上述的例子我们知道同一种元素可以组成不同的物质，除了氧、磷元素外，碳元素也能组成不同的物质，它能组成金刚石、石墨以及C60。所以说，金刚石、石墨及C60都是由碳元素组成的单质。（学生划起教材中的结论）今天的课题主要研究就是这三种碳单质的物理性质和用途。

【提问】下面我们先来学习金刚石的物理性质。请同学们阅读课本P.106找出金刚石的物理性质和用途。

【学生回答】物理性质：外观：金刚石是无色透明、正八面体形状的固体。硬度：天然存在的最硬的物质。用途：装饰品、钻探机钻头。

【视频实验】观看玻璃刀刻画玻璃视频，说明金刚石具有什么用途？

【回答】金刚石可用作玻璃刀。

【提问】金刚石可用做玻璃刀说明金刚石具有什么性质呢？

【回答】硬度大      

【提问】金刚石可以用作钻探机的钻头和玻璃刀这是由什么性质决定呢？

【回答】硬度大的性质决定。

【提问】下面再来看一下由碳元素组成的另外一种单质石墨，（给出石墨的实物）要学生观察一下石墨的颜色、状态。

【回答】：石墨是一种深灰色的、有金属光泽而不透明的细鳞片的固体。

【提问】：石墨的硬度是怎样呢？我们来看课本P.112第4题这条练习，用铅笔在纸上划过，你们就会看到纸上留下深灰色的痕迹，那这点说明石墨的什么性质呢？

【回答】：这证明了石墨很软且深灰色。

【提问】：那同学们再来摸一下你们的铅笔芯的粉末，你们有什么感觉呢？

【回答】：有滑腻的感觉。

【提问】：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，说明石墨有什么性质呢？

【回答】：石墨具有滑腻感这个性质。

【讲述】：外观上石墨具有金属的光泽，那它是否具有导电性呢？下面我们就用石墨来做一个实验，用石墨和导线连接在一起，接通电源，请同学们观察一下灯泡是否发亮。并且思考这个实验说明了石墨具有什么样的性质呢？

【回答】：（实验完毕后，请一位同学来说一下实验现象是怎么样的。）现象：发现灯泡亮起来了，那这说明了石墨能够导电。这就是说石墨具有良好的导电性。

【提问】：根据石墨的这些性质那请同学们说一下石墨具有什么用途呢？阅读课本P.107

【回答】：石墨很软，所以它能够做铅笔。石墨有滑腻感，石墨就可以做润滑剂。石墨可以导电，所以它可以作为电极。

【提问】：石墨的这些用途是根据什么性质决定呢？

【回答】：由于石墨可以导电，所以它可以作为电极，我们日常生活中用的干电池的电极就是用石墨做的。这就是石墨的性质及其用途了。

【提问】：（给出金刚石、石墨的结构模型）从这里我们可以看出金刚石和石墨不仅在外观上存在差异就连物质的硬度、导电性等都存在差别，那这是为什么呢？

【回答】：由于金刚石和石墨他们的原子排列方式是不相同。导致性质有很大差异。

【提问】 日常生活中，我们常用到的木炭、活性炭、焦炭和炭黑他们的主要成分是碳单质。根据一开始《大长今》的视频，木炭具有什么用途呢？第四单元学习的净水器中活性炭具有什么用途呢？

【回答】 木炭用于吸附酱醋中的异味，活性炭用于除臭……

【提问】 木炭吸附酱醋的异味，净水器中使用活性炭除臭，这是利用他们的什么性质？

【回答】 有吸附性。

【演示实验】 活性炭能否吸附色素呢？我们用实验说明问题，把活性炭加入到滴有红墨水的水中，请同学们观察有什么现象产生？这说明活性炭有什么性质？

【回答】 加入活性炭后，红色溶液颜色最终变成无色。活性炭具有吸附性。

【提问】请同学们根据木炭的性质，观看烘烤过的木炭放入装有红棕色气体的二氧化氮集气瓶视频，思考红棕色为什么会消失？

【回答】木炭具有吸附性，它能把色素吸附到他的表面。

【提问】木炭和活性炭都有吸附能力，说明他们的结构特点是怎样呢？

【回答】具有疏松多孔的结构。

【提问】根据木炭、活性炭的性质，阅读课本P.107找出他们的用途。

【回答】活性炭的吸附性比木炭的还要强。防毒面具的滤毒罐就是利用活性炭的强吸附性。制糖中脱色制白糖。处理城市废水、工业废水、饮用水净化。吸附装修而产生的有害气体。

（同时展示图片，课本P107页，图6－3，活性炭的用途）

（在PPT中演示金刚石、石墨的物理性质和用途的一一对应关系，）

【提问】学习了金刚石、石墨、木炭、活性炭的物理性质和用途，结合课本P.108讨论题，请同学们说说物质性质和用途的关系。（教师分析石墨、金刚石的性质和用途的关系，让学生学会从客观事实中找寻规律）

【回答】它们的用途是由性质决定的。通过用途，我们能推测其性质。

【提问】金刚石、石墨同是碳元素组成的单质，性质为什么产生那么大的差异呢？

【回答】他们的碳原子排列方式不同。

【讲述】他们的结构不同，导致了性质的差异，由此可见。物质结构决定性质，性质决定用途。现在科学家又发现了一种新形式的碳单质，这就是C60。

【提问】请同学们观察一个C60分子是由多少个碳原子构成，并动笔计算一下它的相对分子质量。

【回答】C60的相对分子质量：12×60=720

【讲述】（展示C60的碳原子排列模型，简介C60）阅读课本P.108C60分子的用途。

【回答】材料科学、超导体，

【小结】1、同一种元素可以组成不同的物质

2、碳原子排列方式不同，性质存在较大差异。

3、物质结构决定性质，性质决定用途。

课题1　金刚石、石墨和C60

课题1　金刚石、石墨和C60

【引入】（播放大长今用木炭吸附酱醋异味的视频）剧中长今用什么物质除去酱醋的异味呢？

【学生】木炭

【讲述】木炭的主要成分是碳的单质，碳单质具有什么样的物理性质和用途呢？今天我们就来学习课题1金刚石、石墨及C60。

【提问】大家一定很好奇，要讲的是碳单质怎么会出现三种物质呢？要解决这个问题，我们先来回顾学过的知识。根据前面的学习，我们知道物质是由元素组成，请同学们说说氢气、氧气、水是由什么元素组成。

【回答】氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，水是由氢、氧元素组成。

【提问】由此可见，不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素能不能组成不同的物质呢？在学过的物质中有没有这样的例子呢？

【学生回答】（若无法回答可以给出元素符号让学生思考对应的物质）氧气和臭氧、红磷和白磷。

【讲述】通过上述的例子我们知道同一种元素可以组成不同的物质，除了氧、磷元素外，碳元素也能组成不同的物质，它能组成金刚石、石墨以及C60。所以说，金刚石、石墨及C60都是由碳元素组成的单质。（学生划起教材中的结论）今天的课题主要研究就是这三种碳单质的物理性质和用途。

【提问】下面我们先来学习金刚石的物理性质。请同学们阅读课本P.106找出金刚石的物理性质和用途。

【学生回答】物理性质：外观：金刚石是无色透明、正八面体形状的固体。硬度：天然存在的最硬的物质。用途：装饰品、钻探机钻头。

【视频实验】观看玻璃刀刻画玻璃视频，说明金刚石具有什么用途？

【回答】金刚石可用作玻璃刀。

【提问】金刚石可用做玻璃刀说明金刚石具有什么性质呢？

【回答】硬度大      

【提问】金刚石可以用作钻探机的钻头和玻璃刀这是由什么性质决定呢？

【回答】硬度大的性质决定。

【提问】下面再来看一下由碳元素组成的另外一种单质石墨，（给出石墨的实物）要学生观察一下石墨的颜色、状态。

【回答】：石墨是一种深灰色的、有金属光泽而不透明的细鳞片的固体。

【提问】：石墨的硬度是怎样呢？我们来看课本P.112第4题这条练习，用铅笔在纸上划过，你们就会看到纸上留下深灰色的痕迹，那这点说明石墨的什么性质呢？

【回答】：这证明了石墨很软且深灰色。

【提问】：那同学们再来摸一下你们的铅笔芯的粉末，你们有什么感觉呢？

【回答】：有滑腻的感觉。

【提问】：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，说明石墨有什么性质呢？

【回答】：石墨具有滑腻感这个性质。

【讲述】：外观上石墨具有金属的光泽，那它是否具有导电性呢？下面我们就用石墨来做一个实验，用石墨和导线连接在一起，接通电源，请同学们观察一下灯泡是否发亮。并且思考这个实验说明了石墨具有什么样的性质呢？

【回答】：（实验完毕后，请一位同学来说一下实验现象是怎么样的。）现象：发现灯泡亮起来了，那这说明了石墨能够导电。这就是说石墨具有良好的导电性。

【提问】：根据石墨的这些性质那请同学们说一下石墨具有什么用途呢？阅读课本P.107

【回答】：石墨很软，所以它能够做铅笔。石墨有滑腻感，石墨就可以做润滑剂。石墨可以导电，所以它可以作为电极。

【提问】：石墨的这些用途是根据什么性质决定呢？

【回答】：由于石墨可以导电，所以它可以作为电极，我们日常生活中用的干电池的电极就是用石墨做的。这就是石墨的性质及其用途了。

【提问】：（给出金刚石、石墨的结构模型）从这里我们可以看出金刚石和石墨不仅在外观上存在差异就连物质的硬度、导电性等都存在差别，那这是为什么呢？

【回答】：由于金刚石和石墨他们的原子排列方式是不相同。导致性质有很大差异。

【提问】 日常生活中，我们常用到的木炭、活性炭、焦炭和炭黑他们的主要成分是碳单质。根据一开始《大长今》的视频，木炭具有什么用途呢？第四单元学习的净水器中活性炭具有什么用途呢？

【回答】 木炭用于吸附酱醋中的异味，活性炭用于除臭……

【提问】 木炭吸附酱醋的异味，净水器中使用活性炭除臭，这是利用他们的什么性质？

【回答】 有吸附性。

【演示实验】 活性炭能否吸附色素呢？我们用实验说明问题，把活性炭加入到滴有红墨水的水中，请同学们观察有什么现象产生？这说明活性炭有什么性质？

【回答】 加入活性炭后，红色溶液颜色最终变成无色。活性炭具有吸附性。

【提问】请同学们根据木炭的性质，观看烘烤过的木炭放入装有红棕色气体的二氧化氮集气瓶视频，思考红棕色为什么会消失？

【回答】木炭具有吸附性，它能把色素吸附到他的表面。

【提问】木炭和活性炭都有吸附能力，说明他们的结构特点是怎样呢？

【回答】具有疏松多孔的结构。

【提问】根据木炭、活性炭的性质，阅读课本P.107找出他们的用途。

【回答】活性炭的吸附性比木炭的还要强。防毒面具的滤毒罐就是利用活性炭的强吸附性。制糖中脱色制白糖。处理城市废水、工业废水、饮用水净化。吸附装修而产生的有害气体。

（同时展示图片，课本P107页，图6－3，活性炭的用途）

（在PPT中演示金刚石、石墨的物理性质和用途的一一对应关系，）

【提问】学习了金刚石、石墨、木炭、活性炭的物理性质和用途，结合课本P.108讨论题，请同学们说说物质性质和用途的关系。（教师分析石墨、金刚石的性质和用途的关系，让学生学会从客观事实中找寻规律）

【回答】它们的用途是由性质决定的。通过用途，我们能推测其性质。

【提问】金刚石、石墨同是碳元素组成的单质，性质为什么产生那么大的差异呢？

【回答】他们的碳原子排列方式不同。

【讲述】他们的结构不同，导致了性质的差异，由此可见。物质结构决定性质，性质决定用途。现在科学家又发现了一种新形式的碳单质，这就是C60。

【提问】请同学们观察一个C60分子是由多少个碳原子构成，并动笔计算一下它的相对分子质量。

【回答】C60的相对分子质量：12×60=720

【讲述】（展示C60的碳原子排列模型，简介C60）阅读课本P.108C60分子的用途。

【回答】材料科学、超导体，

【小结】1、同一种元素可以组成不同的物质

2、碳原子排列方式不同，性质存在较大差异。

3、物质结构决定性质，性质决定用途。