資源簡介

金剛石 石墨和C60
教學目的：
知識與技能：
⒈ 知道不同元素可以形成不同物質，同種元素也可形成不同物質，了解金剛石、石墨和C60都是由碳元素形成的單質。
⒉ 了解木炭、活性炭的吸附性。
⒊ 知道碳單質的化學性質，并能根據碳單質的物理、化學性質開發其不同的用途。
過程與方法：
通過對金剛石、石墨和C60中碳原子排列方式的分析，懂得物質結構、
性質和用途之間的關系。
通過木炭、活性炭對紅墨水的吸附實驗，學會用對比實驗的方法來解
決實際問題。
通過古人用碳或墨作的字畫久不褪色的事實，和升高溫度碳也能發生
化學反應的實驗探究，使學生明白物質化學性質的活潑與穩定是相對的。
情感、態度與價值觀：
通過對C60、碳納米管的發現及研究的介紹，學會用發展的眼光看問題，
提高學生的科學素養。
通過對碳的不同單質有不同用途的討論探究、體會物盡所用，人盡其
才的道理。
教學重點：
金剛石、石墨和C60中碳原子的排列方式的分析，物質的結構、性質和
用途之間的關系。
碳的化學性質——可燃性、還原性
教學難點：
物質的結構、性質和用途之間的關系。
碳跟氧化銅等金屬氧化物的反應表明碳具有還原性。
課時安排：二課時
教學過程：
[引言]：什么叫單質？由同種元素組成的物質一定是單質嗎？（如O2和O3、紅磷和白磷），也就是說同種元素可以組成不同種單質。碳元素就能組成不同的碳單質，如：金剛石、石墨等。這節課我們就來研究由碳元素組成的這幾種不同的碳單質。
[板書]：一、碳的幾種單質：
⒈ 比較金剛石和石墨的性質和用途：
[講述]：請你們閱讀課文并完成下表：
金剛石 石墨
外觀 無色透明正八面體狀晶體 深灰色磷片狀固體
硬度 硬度大，自然界中最硬的物質 質地軟，自然界中最軟的礦物之一
導電性 無 良好
導熱性 良好 良好
用途 鉆頭、刻刀、裝飾品 電極、鉛筆芯、潤滑劑
[提問]：大家在日常生活中見過金剛石嗎？
[講述]：1. 金剛石結構：每個碳原子周圍有4個碳原子，碳原子間的距離相等，原子之間組成一個強有力的整體，碳原子在空間構成連續、堅固的骨架結構。
2. 石墨結構：碳原子同相鄰碳原子的距離不相等，離得較遠的兩個碳原子間的拉力較弱，易斷裂，呈平面層狀結構。
[提問]：①鉛筆里含鉛（Pb）嗎 （鉛筆是石墨和粘土混合而成的。作畫用的鉛筆常用 “6B”的；涂答題卡的鉛筆常用 “2B”的；寫字用的鉛筆常用“HB”的；制圖用的鉛筆常用 “6H”的。） ② 請用手指在鉛筆芯上研磨幾下后，你有什么感覺？這說明石墨具有什么性質？為什么能用石墨制作鉛筆芯？（因為石墨是深灰色、有金屬光澤、不透明的細磷片狀固體；石墨很軟。） ③ 在不同型號的鉛筆中， 誰最硬？ 誰最軟？誰含的石墨較多？ ④ 自行車淋雨后，車鎖常會出現不易打開的現象。如果在鎖內注油潤滑，開鎖后的鑰匙上沾滿油污，不便攜帶。你有什么更好的方法嗎？
[板書]：⒉ C60：P105頁
[板書]：除了以上碳的單質外，生活中我們還常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，它們主要是由石墨的微小晶體和少量雜質構成。木炭是在隔絕空氣條件下加熱木材制得的具有疏松多孔結構的固體，其表面積很大，如果將1㎝3 的木炭的表面積平鋪開來，約有一個標準足球場那樣大，因此常用其作吸附劑。
活性炭是把木炭在隔絕空氣的情況下加強熱，并不斷通入水蒸氣制得的，因此其吸附能力比木炭的更好，常用來凈化各種氣體或液體，如：作食品脫色劑、防毒面具等。
[板書]：⒊ 木炭和活性炭的吸附性（物理性質）（依據？）
[講述]：炭黑是和種黑色粉末，由含碳有機物不完全燃燒或加強熱分解制得，可用于制造油墨、油漆、鞋油、顏料及橡膠輪胎的填料等。
焦炭主要用于冶煉金屬。
[資料介紹]：高新科技—— 納米碳管：這是一種非常奇特的材料，它是石墨中一層或幾層碳原子卷曲而成的籠狀“纖維”，內部是空的，外徑只有幾納米到幾十納米。這樣的材料很輕，很結實。它的密度是鋼的1/6，而強度卻是鋼的100倍。用這樣輕而柔軟、又非常結實的材料作防彈衣是再好不過的了。
如果用納米碳管做繩索，是惟一可以從月球掛到地球表面，而不被自身質量所拉斷的繩索。如果用它做成“地球——月球”乘人的電梯，人們在月球定居就很容易了。
[提問]：以上這些都是由碳元素組成的不同碳單質，為什么它們的物理性質存在這樣大的差異呢？（是因為構成這些單質的碳原子排列不同的緣故。）由此可見，物質的性質是由物質的結構決定的，而物質的性質又反映了物質的結構。
[小結]：通過本節課，你有哪些收獲？
[作業]：課堂練習：教材P109—110頁

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