資源簡介

《金剛石、石墨和C60》第一課時教學設計
【教學目標】
一、知識與技能：
1、了解金剛石、石墨等碳單質的物理性質和用途
2、知道同一元素可以組成不同的物質。
二、過程和方法：
1、通過對金剛石、石墨和C60的了解，初步認識結構與性質，性質與用途之間的關系。
2、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。
三、情感、態度、價值觀：
1、使學生感受科學探究的樂趣，樹立科學觀念。
2、通過對碳單質用途的學習，使學生感受化學與生活息息相關、處處離不開化學，進一步增強他們學習化學的興趣。
3、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】
1、金剛石、石墨的物理性質和主要用途。
2、金剛石、石墨和C60中碳原子排列方式的分析，物質結構與性質，性質與用途之間的關系。
【教學難點】
1、結構與性質、性質與用途之間的關系。2、引導學生正確做好實驗。
【教學方法】
假說——實證法 類比——歸納法
【教材分析】
碳和碳的氧化物是初中階段的重點內容之一，是對非金屬元素知識的拓展和深化，在初中化學中占有承上啟下的地位。
本單元包括三個課題，本課題（課題1 金剛石、石墨和C60）包括兩部分：一、碳的單質（第一課時）；二、碳的化學性質（第二課時）。通過這一堂課的學習，幫助學生了解科學探究的基本過程和方法，培養學生的科學探究能力，使學生獲得進一步學習和發展所需要的化學基礎知識和基本技能，培養學生的合作精神和社會責任感。因此，教材內容在呈現方式上注意教學情境的創設和聯系學生的生活實際，例如，在介紹金剛石和石墨的用途時，注意聯系學生生活中用到或見到的物質，如玻璃刀、鉆石、無軌電動汽車等。本課題緊密聯系社會和高新科技。例如，教材中介紹了人造金剛石和金剛石薄膜、C60分子及管狀碳等，最大特點是圖文并茂，許多內容以圖代文，有利于激發學生的學習興趣，豐富了教材內容，增強教材的趣味性和可讀性，能充分調動學生學習的自主性，提高學生的學習興趣，加強對學生進行辯證唯物主義觀點的教育。
【學情分析】
學生已有的生活經驗使他們已經獲得了一些有關碳單質的感性認識，通過前面五個單元的學習，基本形成了由現象分析性質，由性質推演用途的邏輯思維方式。然而，學生對于物質的性質與其內在結構的關系尚不十分清楚，因此，使學生建立“結構——性質——用途”三者之間的關系即構成本課題的重要認知目標。在技能方面，學生已有一定的基本操作能力，并能設計簡單的探究實驗，通過本課題的學習，可以強化他們已有的知識和技能，激發其學習興趣，使之真正把化學和生活聯系起來。
【設計思路】
本著“教學應從學生已有的經驗出發，讓學生在熟悉的生活情景中感受化學的重要性，了解化學與日常生活的密切關系”的基本理念。本課題教學從國畫的顏料“墨”入手，引導學生進入學習和探究的角色，展開對課題：金剛石、石墨和C60的學習。由金剛石的用途經師生共同分析，總結其性質。然后以同樣的手法展示石墨的用途，引導學生預測石墨的物理性質，并通過實驗予以驗證。由這兩種單質迥然不同的性質，結合教師提供的金剛石和石墨的結構圖，引導學生認識并理解“結構——性質——用途”之間的關系。再通過鞏固性練習，加深學生對結構、性質和用途之間關系的理解。最后通過展示C60分子的神奇結構以及碳的新型材料，使學生獲取信息，認知結構，激發興趣，逐步形成科學的思維方式和創新意識，培養學生學習化學的科學素養。
【教學過程】
【導入】同學們：水墨畫所用的主要顏料——墨，是碳氏家族的主要成員。大家看下面這幅畫是宋代的《清明上河圖》，它的主顏料就是墨，其色彩至今保持完好，清晰逼真，這跟墨的性質有著緊密的關系，那么，墨的化學組成是什么？它到底有哪些性質呢？
【設問】由同種元素組成的物質一定是單質嗎？
由同種元素組成的物質不一定是單質。因為由同種元素組成的純凈物才叫單質。同一種元素可能會形成兩種或兩種以上的單質，因此同一種元素組成的物質可以是單質（純凈物）也可以是幾種單質所形成的混合物。這就是老師今天要和大家共同學習的內容：金剛石、石墨和C60。
【板書】 　§6.1　金剛石、石墨和C60
[師]金剛石、石墨和C60是碳氏家族重要的三種單質，它們都是由碳元素組成的。大家想一想，它們的性質會相同嗎？請大家先參閱教材106-107頁書
（學生相互議論，交流）
[師]下面 ，我們一起來認識這幾種單質，首先學習金剛石。
【板書】 金剛石——高貴華麗的碳單質
[師]同學們在日常生活中見過金剛石嗎 能舉出一些金剛石的例子嗎？
（學生思考，回答問題）
[生] 玻璃刀上有金剛石，鉆探機鉆頭 ，還有鉆石……
[師]同學們列舉的很好， 老師這里也收集了一些資料，我們來看一下。
【多媒體】
（逐頁播放）
[師]從大家列舉的例子和老師給大家看到的資料中，大家能總結出金剛石有什么基本的性質呢？下面大家按小組討論金剛石的性質、用途，請參照下表進行總結。
[多媒體展示]
性 質 用 途
色透明、正八面體形狀的固體 （色澤外觀） 經仔細琢磨后，成為裝飾品——鉆石。
自然界中存在的最硬物質。（硬 度） 劃玻璃、切割大理石、加工堅硬的金屬，裝在鉆探機的鉆頭鉆鑿堅硬的巖層。
[師] 同學們總結得很好，上面列舉的金剛石的用途利用的都是它的物理性質。那么，大家想一想石
墨會不會有類似的性質呢？
【板書】 2.石墨——平凡多能的碳單質
[師]我們來看一下石墨的一些用途。
[師生共同總結]
比較金剛石和石墨的性質和用涂
金剛石（C） 石 墨（C）
外 觀 無色透明 正八面體狀晶體 深灰色鱗片狀固體
光 澤 加工琢磨后 有奪目光澤 略有金屬光
硬 度 然界最硬物質 最軟礦物質之一
導電性 無 良好
導熱性 良好 良好
用 途 鉆頭、刻刀、裝飾品等 電極、鉛筆芯、潤滑劑等
[師]通過這個練習，請同學們對比一下金剛石和石墨的這些性質，從中能夠發現什么明顯的區別嗎？
（引導學生質疑，思考）
[生1]（舉手回答）老師，金剛石和石墨的這些性質差別很大。
[生2]老師，金剛石和石墨的用途也大不相同
……
[師]同學們總結的很好。我們先來看屏幕上的兩幅結構圖。
[多媒體展示]
[師]這兩幅圖是金剛石和石墨的原子結構示意圖，大家通過上面我們總結出來的性質結合這兩副圖，能夠推演出什么樣的關系嗎？
（學生交流、互相討論）
[生]金剛石和石墨的結構不同所以它們的性質也不同。
[師]對。結構不同就使得它們的性質也不同。那么，大家能夠發現這兩個結構不同在什么地方嗎？
（學生相互議論）
[生]老師，在金剛石和石墨的原子結構中，它們的原子排列不同。
[師]很好！是因為其中的原子在排列的方式上不一樣。那么，大家可不可以把這兩個不一樣的結構與它們的性質聯系起來呢？
（學生再次議論，之后紛紛的發言）
[生1]石墨結構是一層一層的，所以質軟。
[生2]石墨結構是層狀的，所以能夠導電。
……
[生3]金剛石的結構中原子之間相互交錯相連，所以它很硬。
[生4]金剛石穩定也是它結構穩定導致的。
……
（教師引導，得出結論）
將下列三組內容用線段連接起來：
結 構 性 質 用 途
[師]石墨可以制成金剛石嗎 此變化是物理變化還是化學變化？請同學們參閱教材。
[師]同學們看看可以不可以制成？是什么變化？
[學生]可以制成，是化學變化。
[師]天然金剛石是由火山噴發時的高溫高壓所形成的。
[師]木炭和活性炭都是由石墨的微小晶粒和少量雜質構成的，那么大家有沒有思考過活性炭是如何使滴有紅墨水的水褪色的呢？請大家結合老師給出的木炭在顯微鏡下的結構分析。
[投影展示]
（學生思考討論）
[生]是因為木炭的結構決定了它具有吸附性質，所以可以用在凈水器中。
[師]大家知道的木炭和活性炭的用途還有哪些呢？
[生]燃燒、凈水器、防毒面具……
[師]好，大家知道很多，老師這里也收集了一些用途，我們一同來看一下。
[多媒體展示] （逐頁播放，邊展示邊講解）
[板書]
用途
木炭：做燃料、吸附劑、制造黑火藥
活性炭：凈水劑、脫色劑、去味劑
焦炭：冶煉金屬、生產水煤氣
炭黑：油墨、顏料、橡膠輪胎中的填充劑
[師]講解比較碳與炭的區別
[師]講解C60—— 神奇的碳單質分子
[板書] C60—— 神奇的碳單質分子
⒈ C60是分子構成的。
⒉ 每個C60分子是由60個碳原子構成的。
⒊ C60分子的結構形似足球。
[師]其實，碳氏家族的單質中還有很多神奇的結構，這些結構導致它們具有不同的性質和特殊的性質。C60和納米碳管就是其中的兩種。
[多媒體展示]
（邊展示圖片，邊介紹。）
[師]這就是本節課我們共同學習的主要內容。
【課堂小結】
⒈不同的元素可以組成不同的物質；同一種元 素也可以組成不同的物質。
⒉木炭、活性炭具有吸附性。
⒊化學是一門與生活聯系非常緊密的科學；化學以實驗探究為手段，不斷向前發展，化學新技術使我們的世界變得更加絢麗多彩。
⒋物質的一切外在表現都是由其內在因素決定的。物質的結構決定性質；性質決定用途。
【板書設計】
§6.1　金剛石、石墨和C60
金剛石（C） 石 墨（C）
外 觀 無色透明 正八面體狀晶體 深灰色鱗片狀固體
光 澤 加工琢磨后 有奪目光澤 略有金屬光
硬 度 然界最硬物質 最軟礦物質之一
導電性 無 良好
導熱性 良好 良好
用 途 鉆頭、刻刀、裝飾品等 電極、鉛筆芯、潤滑劑等
關 系
用途
木炭：做燃料、吸附劑、制造黑火藥
活性炭：凈水劑、脫色劑、去味劑
焦炭：冶煉金屬、生產水煤氣
炭黑：油墨、顏料、橡膠輪胎中的填充劑
【練習鞏固】
1.下列關于金剛石和石墨的說法中,正確的是( )
A.它們的物理性質相同 B.它們是兩種不同的碳元素
C.它們 是兩種不同的碳的化合物 D.它們都是由碳元素組成的單質
2.1999年北約曾用“石墨炸彈”，該炸彈爆炸后釋放出大量的纖維狀石墨覆蓋在發電廠的設備上，造成設備短路而停電，這是利用了石墨的什么性質？
3.家用凈水器常用活性炭作凈水劑,這是因為活性炭( )
A.可作催化劑 B.疏松多孔,吸附性強. C.無毒 D.可以吸附水中的不潔物質
4.將下列左邊物質與右邊的用途用線連接起來
石墨 冰箱去味劑
炭黑 作電極
金剛石 冶煉金屬
焦炭 制油墨
活性炭 作鉆頭
5.有一把長期不用而生銹的鐵鎖，怎樣可以輕易打開？
6.電車上的石墨電刷都利用了石墨的哪些性質
7.石墨炸彈爆炸時能在方圓幾百米范圍內撒下大量的石墨纖維，造成輸電線路、電廠設備損壞。這是因為石墨( )
A．有放射性 B．能導電 C．易燃、易爆 D．有毒
8.點燃一根蠟燭，用冷碟底放在蠟燭火焰上方，一會兒，在碟底收集到炭黑，由此能得出蠟燭的組成中一定含有( )
A．碳元素 B．氫元素 C．氧元素 D．氫、氧元素
9.將紅色品紅溶液跟充分木炭粉混合，然后用濾紙過濾，則過濾后的溶液是 ( )
A．黑色渾濁的 B．無色透明的 C．紅色透明的 D．黑色透明的
10.只含有碳元素的物質（ ）
A．一定是金剛石 B．一定是石墨 C．一定是純凈物 D．可能是混合物
11.由C60分子構成的物質我們稱之為足球烯，下列說法不正確的是 ( )
A．足球烯是一種特殊的新型單質 B．足球烯的1個分子中含有60個碳原子
C．足球烯、金剛石、石墨都是由碳元素形成的不同單質
D．足球烯相對分子質量為720g
【作業布置】
1. 完成本節基礎訓練
2. 完成書本112頁第2題和第3題
現代國畫
宋《清明上河圖》
茵爾多鉆石
赫迪夫鉆石
獅子山之星
此處用石墨作電刷。
[多媒體展示]
石墨的結構
決定
反映
結構
決定
反映
性質
用途這
1、不透明細鱗片狀固體 1、鉛筆芯
2、天然存在最硬的物質 2、鉆石
3、很軟、有滑膩感 3、電車電刷
4、深灰色、有金屬光澤 4、電爐電極
5、正八面體形狀固體 5、玻璃刀
6、優良的導電性能 6、鉆井鉆頭
7、無 色 透 明
電子顯微鏡下看到木碳結構
顯微鏡下結構
高性能木碳填充枕頭
木炭做成的小盆飾
燃燒
冰箱去味劑
食品脫色
決定
反映
結構
決定
反映
性質
用途
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