课题1金刚石、石墨和C60教案及板书设计

地区： 江西省 - 赣州市 - 章贡区

学校：赣州市第二中学

课题1　金刚石、石墨和C60… 初中化学       人教2011课标版

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；了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途；了解木炭和活性炭具有吸附性；

2、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；通过木炭（或活性炭）吸附作用演示实验的探究，让学生知道h对比实验是研究问题的常用方法；

３、知道碳单质的化学性质

４、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。

学生在生活中已经对金刚石、石墨等碳的单质有了一定认识，所以探究碳的性质和用途是学生的学生的迫切愿望。

重点：

金刚石、石墨和C60中原子排列方式的分析，物质的结构、性质和用途之间的关系

难点：

物质的结构、性质和用途之间的关系

《第六单元课题1金刚石、石墨和C60》教学设计

教学过程：

第一课时 金刚石、石墨和c60(1)

师：碳元素在自然界里的含量不是最多的，但它形成物质的种类却是很多的。我们今天开始学习第六单元“碳和碳的氧化物”。在讲新课之前，我们先来回顾一下，在物质分类中，我们是怎样给单质下定义的？

生：同种元素组成的纯净物叫单质。

师：同种元素可以组成混合物吗？

生: o2  和  o3　;红磷和白磷

师：非常棒，今天我们将要学习几种由碳元素组成的不同单质。透明的金刚石，深灰色的石墨和足球状的c60都是由碳元素组成的单质。下面我们将逐一来了解金刚石、石墨和c60­

一、金刚石

用钢刀和玻璃刀分别刻划玻璃.我们常用钢筋铁骨来形容一个人的坚强，说明钢铁是非常坚硬的，但是钢刀确划不动玻璃，为什么玻璃刀行呢，是因为玻璃刀上镶嵌的金刚石。金刚石是由碳原子构成的，金刚石的化学成分就是碳，它是正八面体结构，它的结晶发生在高温、高压条件下，是岩浆作用的产物。金刚石是无色透明的，天然存在金刚石带蓝、黄、褐和黑色，是因为含有杂质。金刚石是自然界硬度最大的物质；折光率为2.42，具有强色散性。可以用来制作首饰,钻石是金刚石经过琢磨而成的。钻石比金刚石要贵得多。

因为金刚石非常坚硬，所以用做高硬度的切割材料。金刚石为什么这么坚硬呢？这是因为金刚石是网状结构。

总结金刚石的物理性质和用途

金刚石是碳单质家庭中最夺目的、最稀有和昂贵的，而同为碳元素组成的石墨和金刚石相比外表要暗淡许多

石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的细磷片状固体，很软，具有优良的导电性，很滑腻。同样是由碳元素组成的单质，石墨和金刚石为什么会有如此之大的差异呢，这是因为构成石墨的碳原子是层状排列的。石墨的这些性质决定它有哪些用途呢？

石墨很软，可以做铅笔芯。铅笔是我们最熟悉的学习用品，铅笔里面其实不含铅，是石墨和粘土混合而成的。画画用的铅笔常用“6b”的，写字用的铅笔常用“hb” 的，制图用的铅笔常常是“6h” 的，6b最软，颜色最深，6h最硬，hb软硬适中。“h”代表hard，坚硬的，“b”代表 black，黑的。由于石墨太软，只用石墨做铅笔芯，易断又易磨损，所以加入粘土。

师：石墨除了做铅笔芯，因为具有优良的导电性还可以做电池的电极。我们取废旧电池中的碳棒来做一个导电的实验。请两位同学到讲台上来做这个实验。

［学生实验]石墨的导电性。把一根石墨电极和导线连接在一起，接通电源后，观察灯泡发亮，证明石墨具有导电性。

师：铅笔芯的成分里含有石墨，铅笔芯有没有导电性？想不想试验一下？

师：你们的铅笔盒里有铅笔芯吗？自己上来做这个实验。（多个学生轮流做这个实验）

[学生实验］自己的铅笔芯接通电源后，也可以使灯泡发亮。

师：如果有一把长期不用而生锈的铁锁，怎样轻易打开它呢？想一想？

生：把铅笔芯的粉末放到锁孔里。因为铅笔芯的成分里有石墨，石墨具有润滑性，可以做润滑剂。

师：好，这个实验留给同学们回家去做。

总结石墨的石墨的物理性质和用途

[投影]比较金刚石和石墨的性质和用途

金刚石

石墨

外观

无色透明正八面体状晶体

深灰色鳞片状固体

光泽

加工琢磨后有夺目光泽

略有金属光泽

硬度

最硬

较软

导电性

无

良好

导热性

良好

良好

用途

钻探机钻头、刻刀、装饰品等

电极、铅笔芯、润滑剂等

师：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]金刚石和石默的原子排列结构模型

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，有滑感。

除了金刚石和石墨以外，生产生活中我们还常常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，它们主要由石墨的微小晶体和少量杂质构成。

木炭是一种黑色多孔的固体。在隔绝空气条件下加热木材，可以制得木炭。因为木炭具有疏松多孔的结构，表面积很大，能把气体或溶液中的一些物质吸附在它的表面，可做吸附剂。

活性炭是黑色粉末状和颗粒状的固体。把木炭在隔绝空气的情况下加强热，并不断通入水蒸气，便可得到活性炭。活性炭具有比林炭更优良的只附性能，可用来净化各种气体或液体。（实验：活性炭吸附红墨水）。因此，活性炭可用做电冰箱的去味和制糖工业的脱色剂。防毒面具的滤毒罐里装的活性炭，可吸附毒气，而使纯净的空气通过。

问题：木炭和活性炭的吸附性是它们的物理性质还是化学性质？木炭和活性炭的异味是物理变化还是化学变化？

吸附性是物理性质，吸附过程是一个物理变化。

师：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，能制得炭黑。

收集炭黑。点燃一支蜡烛，把冷碟子放在火焰的上方。

师：这就是炭黑，可用于制造油墨、油漆、鞋油、颜料以及橡胶轮胎的填料。大家回去后也可做这个实验。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，我们在后面的单元里将会学到它。

师：结合金刚石、石墨和木炭的性质和用途，讨论物质的结构、性质和用途之间有什么关系.

结构决定性质，性质又决定用途

师：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重要进展的是c60分子。大家看看，c60的分子结构和什么相似？

生：和足球相似。

师：这种足球结构的碳分子很稳定。c60中60表示什么？

生：一个c60分子中含有60个碳原子。

师：c60是单质还是化合物？

生：是单质。

师：目前，人们正在进一步地研究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具有广泛的应用前景。

除了超导领域外，c60在以下几个方面也具有广泛的应用前景：①气体的贮存；②有感觉功能的传感器；③增强金属的强度；④新型的催化剂；⑤光学应用；⑥对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。

除c60外，一些新的单质碳也相继被发现，如：c70、c240、c54

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。

纳米碳管是一种怎样的材料，又有一些什么用途呢。这个问题留给同学们回家到网上去查找。

学完这堂课，我们应该知道：1．不同种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、石墨和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。

课题1　金刚石、石墨和C60

课题1　金刚石、石墨和C60

《第六单元课题1金刚石、石墨和C60》教学设计

教学过程：

第一课时 金刚石、石墨和c60(1)

师：碳元素在自然界里的含量不是最多的，但它形成物质的种类却是很多的。我们今天开始学习第六单元“碳和碳的氧化物”。在讲新课之前，我们先来回顾一下，在物质分类中，我们是怎样给单质下定义的？

生：同种元素组成的纯净物叫单质。

师：同种元素可以组成混合物吗？

生: o2  和  o3　;红磷和白磷

师：非常棒，今天我们将要学习几种由碳元素组成的不同单质。透明的金刚石，深灰色的石墨和足球状的c60都是由碳元素组成的单质。下面我们将逐一来了解金刚石、石墨和c60­

一、金刚石

用钢刀和玻璃刀分别刻划玻璃.我们常用钢筋铁骨来形容一个人的坚强，说明钢铁是非常坚硬的，但是钢刀确划不动玻璃，为什么玻璃刀行呢，是因为玻璃刀上镶嵌的金刚石。金刚石是由碳原子构成的，金刚石的化学成分就是碳，它是正八面体结构，它的结晶发生在高温、高压条件下，是岩浆作用的产物。金刚石是无色透明的，天然存在金刚石带蓝、黄、褐和黑色，是因为含有杂质。金刚石是自然界硬度最大的物质；折光率为2.42，具有强色散性。可以用来制作首饰,钻石是金刚石经过琢磨而成的。钻石比金刚石要贵得多。

因为金刚石非常坚硬，所以用做高硬度的切割材料。金刚石为什么这么坚硬呢？这是因为金刚石是网状结构。

总结金刚石的物理性质和用途

金刚石是碳单质家庭中最夺目的、最稀有和昂贵的，而同为碳元素组成的石墨和金刚石相比外表要暗淡许多

石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的细磷片状固体，很软，具有优良的导电性，很滑腻。同样是由碳元素组成的单质，石墨和金刚石为什么会有如此之大的差异呢，这是因为构成石墨的碳原子是层状排列的。石墨的这些性质决定它有哪些用途呢？

石墨很软，可以做铅笔芯。铅笔是我们最熟悉的学习用品，铅笔里面其实不含铅，是石墨和粘土混合而成的。画画用的铅笔常用“6b”的，写字用的铅笔常用“hb” 的，制图用的铅笔常常是“6h” 的，6b最软，颜色最深，6h最硬，hb软硬适中。“h”代表hard，坚硬的，“b”代表 black，黑的。由于石墨太软，只用石墨做铅笔芯，易断又易磨损，所以加入粘土。

师：石墨除了做铅笔芯，因为具有优良的导电性还可以做电池的电极。我们取废旧电池中的碳棒来做一个导电的实验。请两位同学到讲台上来做这个实验。

［学生实验]石墨的导电性。把一根石墨电极和导线连接在一起，接通电源后，观察灯泡发亮，证明石墨具有导电性。

师：铅笔芯的成分里含有石墨，铅笔芯有没有导电性？想不想试验一下？

师：你们的铅笔盒里有铅笔芯吗？自己上来做这个实验。（多个学生轮流做这个实验）

[学生实验］自己的铅笔芯接通电源后，也可以使灯泡发亮。

师：如果有一把长期不用而生锈的铁锁，怎样轻易打开它呢？想一想？

生：把铅笔芯的粉末放到锁孔里。因为铅笔芯的成分里有石墨，石墨具有润滑性，可以做润滑剂。

师：好，这个实验留给同学们回家去做。

总结石墨的石墨的物理性质和用途

[投影]比较金刚石和石墨的性质和用途

金刚石

石墨

外观

无色透明正八面体状晶体

深灰色鳞片状固体

光泽

加工琢磨后有夺目光泽

略有金属光泽

硬度

最硬

较软

导电性

无

良好

导热性

良好

良好

用途

钻探机钻头、刻刀、装饰品等

电极、铅笔芯、润滑剂等

师：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]金刚石和石默的原子排列结构模型

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，有滑感。

除了金刚石和石墨以外，生产生活中我们还常常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，它们主要由石墨的微小晶体和少量杂质构成。

木炭是一种黑色多孔的固体。在隔绝空气条件下加热木材，可以制得木炭。因为木炭具有疏松多孔的结构，表面积很大，能把气体或溶液中的一些物质吸附在它的表面，可做吸附剂。

活性炭是黑色粉末状和颗粒状的固体。把木炭在隔绝空气的情况下加强热，并不断通入水蒸气，便可得到活性炭。活性炭具有比林炭更优良的只附性能，可用来净化各种气体或液体。（实验：活性炭吸附红墨水）。因此，活性炭可用做电冰箱的去味和制糖工业的脱色剂。防毒面具的滤毒罐里装的活性炭，可吸附毒气，而使纯净的空气通过。

问题：木炭和活性炭的吸附性是它们的物理性质还是化学性质？木炭和活性炭的异味是物理变化还是化学变化？

吸附性是物理性质，吸附过程是一个物理变化。

师：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，能制得炭黑。

收集炭黑。点燃一支蜡烛，把冷碟子放在火焰的上方。

师：这就是炭黑，可用于制造油墨、油漆、鞋油、颜料以及橡胶轮胎的填料。大家回去后也可做这个实验。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，我们在后面的单元里将会学到它。

师：结合金刚石、石墨和木炭的性质和用途，讨论物质的结构、性质和用途之间有什么关系.

结构决定性质，性质又决定用途

师：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重要进展的是c60分子。大家看看，c60的分子结构和什么相似？

生：和足球相似。

师：这种足球结构的碳分子很稳定。c60中60表示什么？

生：一个c60分子中含有60个碳原子。

师：c60是单质还是化合物？

生：是单质。

师：目前，人们正在进一步地研究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具有广泛的应用前景。

除了超导领域外，c60在以下几个方面也具有广泛的应用前景：①气体的贮存；②有感觉功能的传感器；③增强金属的强度；④新型的催化剂；⑤光学应用；⑥对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。

除c60外，一些新的单质碳也相继被发现，如：c70、c240、c54

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。

纳米碳管是一种怎样的材料，又有一些什么用途呢。这个问题留给同学们回家到网上去查找。

学完这堂课，我们应该知道：1．不同种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、石墨和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。