資源簡介

金剛石、石墨和C60 教學(xué)設(shè)計
【教學(xué)目標】
1、知道不同的元素可以組成不同的物質(zhì)，同一種元素也可以組成不同的物質(zhì)；了解金剛石和石墨的物理性質(zhì)和主要用途；了解木炭和活性炭具有吸附性和C60的一般常識。
2、通過對金剛石、石墨和C60中碳原子排列方式及空間結(jié)構(gòu)的分析，知道物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途三者之間的相互關(guān)系；通過木炭吸附作用演示實驗的探究，讓學(xué)生知道實驗是研究問題的常用方法。
【教學(xué)重點、難點】金剛石和石墨結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途。
【教學(xué)方法】講授法、比較法、實驗探究法。
【課時安排】1課時。
【教學(xué)過程】
導(dǎo)入：請學(xué)生們回憶之前學(xué)習(xí)的單質(zhì)有哪些？
生：氧氣、臭氧、紅磷、白磷等
師：氧元素可以組成氧氣和臭氧，磷元素可以組成紅磷和白磷。今天我們共同走進碳氏家族，認識各有千秋的碳氏三寶。
【過渡】首先有請第一位碳氏家族的老大—金剛石。
師：請同學(xué)們參照學(xué)案閱讀課本106頁到108頁。（2分鐘）
師：老師手里有兩種都是由碳元素組成的物質(zhì)，請同學(xué)們來區(qū)分一下它們。
生：一只手里面是鉆戒，一只手里面是石墨棒。
師：請一位同學(xué)觀察金剛石，描述它的外貌。
生：無色、透明、正八面體、固體。
師：金剛石為什么能做成鉆石呢？
生：硬度大？璀璨耀眼？
師：同學(xué)們同意誰的觀點？（觀看視頻）
（得出金剛石具有折光性）
師：剛才有同學(xué)說金剛石的硬度大，那它的這個性質(zhì)有什么用途呢？
（展示圖片—玻璃刀）
師：同學(xué)們在生活中有沒有見過玻璃刀？（沒有）老師這里有一把玻璃刀，有沒有哪位同學(xué)愿意上臺當(dāng)一回玻璃店的小工？
（學(xué)生上臺劃玻璃—提醒注意安全 ）
生：學(xué)生觀察，得出金剛石的硬度大，并且是天然最硬的物質(zhì)。
師：那么我們就可以采用相互刻劃的方式來比較兩種物質(zhì)的硬度：若A能在B的表面留下劃痕，則A的硬度大于B。
俗話說：沒有金剛鉆，就別攬瓷器活。
【總結(jié)一】請同學(xué)們一起來總結(jié)一下金剛石的物理性質(zhì)有哪些？
【板書】一、金剛石的物理性質(zhì)
1、 無色、透明、正八面體、固體
2、 硬度大
3、 幾乎不導(dǎo)電
【過渡】我們再來認識一下金剛石的兄弟—石墨。
師：展示石墨的圖片。
生：石墨是深灰色、有金屬光澤、不透明、細鱗片狀固體。石墨很軟，天然最軟的礦物之一，畫在紙上會留下深灰色的痕跡，所以石墨可做鉛筆芯。具有導(dǎo)電性，可以作電極。有潤滑性，也可潤滑久未開啟的鎖。具有導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。
【學(xué)生實驗】探究石墨是否具有導(dǎo)電性。硬度怎么樣。
【實驗探究一】石墨是否具有導(dǎo)電性？
實驗用品：電池、導(dǎo)線、小燈泡、石墨棒等。
實驗步驟：1、連接好電池，導(dǎo)線，小燈泡；
2、將石墨棒連接在兩根導(dǎo)線之間，觀察小燈泡是否發(fā)光。
實驗現(xiàn)象：
實驗結(jié)論：
【實驗探究二】石墨的硬度如何？
實驗用品:小刀、鉛筆。
實驗過程：用小刀輕輕的削鉛筆芯，觀察。
實驗現(xiàn)象：
實驗結(jié)論：
生：分享實驗現(xiàn)象和結(jié)論。
師：石墨的這些性質(zhì)決定它有哪些用途呢？
生：鉛筆、電池的電極、電刷、潤滑劑、坩堝等。
（介紹鉛筆）
師：(播放石墨炸彈的視頻)利用了石墨的什么性質(zhì)？
生：導(dǎo)電性。
[板書] 二、石墨的物理性質(zhì)
1、 深灰色、細鱗片狀、固體
2、 質(zhì)軟
3、 導(dǎo)電性
4、 滑膩
5、 熔點高
【總結(jié)二】對比金剛石和石墨。同樣是由碳原子構(gòu)成的單質(zhì)，為什么物理性質(zhì)相差這么大呢？
（展示金剛石和石墨的原子結(jié)構(gòu)模型）
生：金剛石是連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，石墨是層狀結(jié)構(gòu)。
（得出結(jié)構(gòu)—性質(zhì)—用途之間的關(guān)系）
【過渡】大自然賦予了我們金剛石和石墨這一對孿生兄弟，科學(xué)家也在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了富勒烯，我們先來認識一下這個小家族的代表人物-- C60。
師：展示C60結(jié)構(gòu)圖片。學(xué)生認真觀察。
師：聯(lián)系課本，討論思考，并說出C60圖中給出的信息。并找出3條。
師： C60是分子構(gòu)成的；每個C60的分子是由60個碳原子構(gòu)成；C60分子的結(jié)構(gòu)形似足球。
[板書] 1、C60是分子構(gòu)成的。
2、每個C60的分子是由60個碳原子構(gòu)成。
3、C60分子的結(jié)構(gòu)形似足球。
（介紹碳納米管、石墨烯）
【過渡】我們一起認識了由碳氏家族中的單質(zhì)，接下來我們來看看生活當(dāng)中常常接觸到的無定形碳—它是由石墨晶體和雜質(zhì)組成的混合物。
【實驗探究三】木炭與活性炭的吸附能力對比。
實驗步驟：分別向裝有木炭和活性炭的U型管中倒入相同濃度的紅色液體，一段時間后對比觀察兩支U型管中液體顏色的情況。
實驗現(xiàn)象：
實驗結(jié)論：活性炭與木炭具有 的結(jié)構(gòu)，表面積大， 具有較強的 。
活性炭的用途：防毒面具里的濾毒罐；冰箱中的除異味劑；制糖工業(yè)的脫色劑；凈水劑等。
（三）無定形碳：
都是由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)組成的，無定形碳是
（選填“純凈物”或“混合物”）。
師：木炭、活性炭用途很廣，你想知道它們有什么性質(zhì)及用途嗎？
師：展示木炭、活性炭、焦炭和炭黑的圖片及木炭結(jié)構(gòu)的圖片。
師：木炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，所以，具有吸附性；活性炭也具有吸附性，活性炭的吸附能力比木炭強。木炭可用來吸附一些食品和工業(yè)產(chǎn)品的色素、吸收有異味的物質(zhì)；活性炭可吸附毒氣且用于防毒面具、制糖工業(yè)里脫色制白糖；焦炭可用來冶煉金屬；炭黑可以用于制油墨、墨汁、鞋油及橡膠制品填充劑。
[板書] 1、木炭、活性炭具有吸附性。。
2、活性炭用途：用于防毒面具。
3、焦炭用途：可用來冶煉金屬。
4、炭黑用途：用于制油墨、墨汁、鞋油及橡膠制品填充劑。
[投影]金剛石、石墨和C60的物理性質(zhì)的比較
物質(zhì) 結(jié)構(gòu) 物理性質(zhì) 用途
外觀 硬度 導(dǎo)電性 導(dǎo)熱性
金剛石 正八面體 透明固體 最硬 幾乎不導(dǎo)電 很差 鉆石、刻劃玻璃、鉆探機鉆頭
石墨 細鱗片狀結(jié)構(gòu) 深灰色、有金屬光澤不透明的片狀固體 質(zhì)軟 良好 優(yōu)良 電極、鉛筆芯、潤滑劑
C60 足球結(jié)構(gòu) 固體 質(zhì)脆 幾乎不導(dǎo)電 很差 材料、超導(dǎo)體
[小結(jié)]
1、金剛石很硬，可用來切割玻璃或做鉆頭。
2、石墨很軟，可用來做鉛筆芯；石墨有良好的導(dǎo)電性，可用來做 電極。
3、木炭、活性炭有強吸附性，可做吸附劑。
4、C60有特殊的性質(zhì)，可用于材料科學(xué)、
超導(dǎo)體等方面。
5、結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途
6、金剛石、石墨、 C60都是由碳元素組成的單質(zhì)，它們的物理性質(zhì)各不相同，是因為碳原子排列方式不同。
【課堂總結(jié)】
1、請談?wù)勀銓@節(jié)課的收獲。
2、你還有什么困惑嗎？能說出來大家一起探討嗎？
【反饋檢測】
一、將下列左邊物質(zhì)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
二、選擇
1.由同種元素組成的物質(zhì)不可能是( )
A、單質(zhì) B、化合物 C、純凈物 D、混合物
2.下列關(guān)于金剛石和石墨的說法中不正確的是( )
A、它們都是由碳元素組成的單質(zhì)
B、它們都是電的良導(dǎo)體
C、金剛石質(zhì)硬,石墨質(zhì)軟
D、構(gòu)成它們單質(zhì)的碳原子排列方式不同
3.關(guān)于C60 的說法中正確的是（ ）
A、它是一種新型的碳的化合物 B、它是一種新型的碳的單質(zhì)
C、它是由碳原子直接構(gòu)成的 D、它的相對分子質(zhì)量是60
4.下列變化中，有一種與其他三種變化有著本質(zhì)區(qū)別的是（ ）
A、電解水 B、用活性炭凈水
C、火藥爆炸 D、實驗室制取氧氣
課外交流：
了解人造金剛石。
想要關(guān)注更多碳單質(zhì)的資訊，可以上網(wǎng)尋找“度娘”獲知。
【布置作業(yè)】
必做：
1、完成學(xué)案第四部分---反饋練習(xí)。
2、閱讀化學(xué)·技術(shù)·社會，了解人造金剛石和金剛石薄膜。
選做：
撰寫“我眼中的碳家族”小論文。
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