資源簡介

第六單元 碳和碳的化合物
課題1金剛石、石墨和C60 第1課時
【學習目標】
1、了解金剛石、石墨、C60的結構、物理性質和主要用途。
2、體會物質的結構、性質和用途之間的關系。
3、知道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。能以發展的觀點看待碳的單質。
【學情分析】
金剛石、石墨、活性炭、木炭是學生比較熟悉的物質，在“水的凈化”課題中學生對活性炭和木炭的吸附性已有了解，因此學生已具備用探究的方法認識不同碳單質的一些特性以及用途的能力，嘗試采用學生自主學習的教學方法。
【課前準備】
學生：
1、 收集廢舊電池中的碳棒、不同型號（2H、 HB、2B、4B、5B、6B等）的鉛筆以及鉛筆芯、玻璃刀、冰箱去味劑、碳素墨水、墨塊等物質，觀察家長的鉆石首飾等。
2、 利用超輕粘土做金剛石、石墨和C60模型。
3、預習課本第六單元課題1金剛石、石墨、C60相關內容，提出你認為是重要的問題或者你想探究的問題。
教師：
1、 提供一些碳單質的實物樣品，如活性炭、木炭；
2、 供學生實驗用的一些儀器：導電裝置、超輕粘土等；
3、 有關如天然金剛石的存在、石墨炸彈、活性炭吸附性的發現和應用等視頻資料。
4、 對學生提出的問題進行分類。
【教學過程】
一、復習導入：
我們知道，豐富多彩的物質世界都是由元素組成的。比如氫氣是由氫元素組成的，氧氣是由氧元素組成的，水是由氫元素和氧元素組成的。由此可看出不同的元素可以組成不同的物質，那么同種元素能否組成不同的物質呢？帶著這個問題進入我們今天的學習——第六單元課題1金剛石、石墨、C60
了解學習目標（齊讀）
二、提出問題
課代表總結各小組提出問題（課前預習）
課代表展示總結的分級問題
一級問題
1-1、同一種元素可以組成不同的單質嗎？
1-2、金剛石的結構如何描述？性質怎樣？有哪些用途？
1-3、石墨的結構如何描述？性質怎樣？有哪些用途？
1-4、與石墨結構類似的碳單質有哪些？它們的性質和用途有哪些？
1-5、木炭、活性炭為什么具有吸附性？你認為吸附的過程是物理變化，還是化學變化呢？
1-6、C60表示的意義是什么？還有哪些新的碳單質？
二級問題
2-1、金剛石、石墨的物理性質差異的根本原因是什么？
2-2、物質的結構、性質、用途之間的關系如何？
2-3、石墨轉化為金剛石屬于物理變化還是化學變化？
三、解決問題
探究活動一（合做結構模型并展示講解）
第一小組合做金剛石模型并展示其結構特點、性質和用途：
大家好！我們來自第一小組，今天給大家帶來的是金剛石模型。
生1：首先給大家介紹做的過程，即將超輕粘土做成小球，第一次是用牙簽將濕的超輕粘土小球連接起來，結果發現金剛石模型結構很快開始變形；第二次采用牙簽將晾干后的超輕粘土小球連接起來，定型效果很好。
生2：接著介紹金剛石的結構，由模型不難看出，金剛石結構中的每一個碳原子都與四個碳原子相連接，形成網狀結構；從而決定了它是天然存在最硬的物質。
生3：因此，它常用于切割玻璃，做鉆探機的鉆頭等。
生4：金剛石還有其它的用途嗎？接下來請大家認真觀看有關金剛石的視頻，再回答我提出的問題。
生5：好了，看完視頻，哪位同學對金剛石的結構、性質和用途還有補充呢？
生6：純凈的金剛石無色透明，因此可以做裝飾品。
第二小組合做石墨模型并展示其結構特點、性質和用途：
大家好！我們來自第二小組，今天給大家帶來的是石墨模型。
生1：首先給大家介紹做的過程，即用超輕粘土做石墨模型，同樣做了兩次。第一次是用牙簽將濕的超輕粘土連接起來，結果發現結構變形較金剛石嚴重，第二次采用牙簽將晾干后的超輕粘土小球連接起來，定型效果最好。
生2：由模型很容易看出石墨是層狀結構。
生3：其次介紹石墨的性質，在同等條件下，與金剛石相比，石墨更易變形，說明其結構不穩定，質軟。
生4：所以常用于做鉛筆，作潤滑劑。
生5：石墨還有哪些用途呢？接下來請大家認真觀看有關石墨的視頻，再回答我提出的問題。
生6：好了，看完視頻，哪位同學對金剛石的結構、性質和用途還有補充呢？
生7：石墨具有導電性。
組2：誰能用實驗證明石墨的導電性呢？
探究活動二（石墨導電性）
第四、五小組爭先恐后地回答，我們可以利用2H、 HB、2B、4B、5B、6B的鉛筆、1.5V的電極，電線若干條，小燈泡，通過閉合電路，觀察燈泡亮了，驗證了石墨的導電性。
生1：與石墨結構相似的碳的單質還有哪些呢？請閱讀課本
生2：有木炭、活性炭和炭黑。
生3：它們分別有哪些性質和用途呢？
探究活動三（木炭和活性炭的吸附性）
生1：木炭、活性炭結構疏松多孔，因此具有吸附性，我們組（第六小組）可以利用木炭、活性炭、品紅溶液、燒杯。
生2：將木炭和活性炭少許分別放入兩個小燒杯中，然后往其中倒入約20mL的品紅溶液，振蕩，觀察現象。
生3:品紅溶液顏色短時間內變化不明顯。放置約30小時后，放活性炭的品紅溶液由紅色退為無色，放木炭的品紅溶液紅色明顯變淺。
生4：活性炭的吸附性還用于生活的哪些方面呢？
生5：冰箱去味劑，防毒面具、凈水器去味劑。
師：金剛石、石墨的物理性質差異的根本原因是什么？
生：碳原子的排列方式不同。
第三小組合做C60模型并展示其結構特點、性質和用途：
大家好！我們來自第三小組，今天給大家帶來的是C60模型。
生1：我們用超輕粘土做C60模型，也做了兩次。第一次做時，碳原子之間的牙簽長度相等，結果做不成球形C60；經再次觀察C60模型，我們發現正五邊形邊長小于正六邊形的邊長，所以我們用不同長度的牙簽將小球連接成正五邊形和正六邊形，然后再對接成球形結構。
生2：C60的結構像足球，又稱為足球烯。
生3：與金剛石和石墨相比，我們對它相對陌生，它常應用于哪些方面呢？接下來請大家一起觀看視頻。
生4：看完視頻，大家對C60有什么新的認識呢？
生5：它常用于催化、超導、核反應等方面，是一種新型的材料。
師：大家課前準備很充分，能夠大膽講解和質疑，非常棒！現在老師有個疑問，即物質的結構、性質和用途之間的聯系是什么？
學生齊答
對！大家表達得基本正確。物質的結構決定其性質，性質體現其結構，結構在很大程度上決定其用途（還受原料是否廉價易得，是否環保等其它因素的影響），用途反應其性質。
四、生成問題
1、師：請同學們閱讀課本，化學技術與社會部分，思考：我們能否用廉價的碳的單質制備金剛石？將石墨在一定條件下轉化成金剛石是物理變化還是化學變化？
生1：可以
生2：不可以
師：理論上可以，只是條件苛刻，需要高溫高壓催化劑等。
生3：物理變化
生4：化學變化
生5：石墨和金剛石是不同的兩種物質，因此二者相互轉化一定是化學變化。
師：同學們積極思考，回答問題有理有據，我們掌聲鼓勵！
2、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？
生1：刮點鉛筆末
生2：利用了石墨的潤滑性。
師：理論與實際相結合，學以致用，出彩！
3、 金剛石和石墨的 化學性質 是否一致呢？
師：請大家預習第二課時：碳的化學性質，這將是我們下節課學習的內容。
【本課小結】
1、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。
2、因為金剛石、石墨、C60的原子排列方式不同，所以它們的物理性質有很大差異。
3、物質的性質在很大程度上決定了物質的用途。
【課后作業】
課時練金剛石、石墨、C60增效提能演練。
【教學反思】
發揚之處：
1、 呈現形式：本節課我采用了“問題化教學模式” 授課，利用平板電腦與白板同屏呈現，課前發動學生分組預習，提出問題，并和學生一起將提出的問題分為一級和二級。
2、 教學環節：指導學生用超輕粘土做金剛石、石墨和C60模型，設計學生實驗兩個：一個是利用導電裝置和不同規格（含石墨的量不同）的鉛筆，通過觀察小燈泡亮了，從而得出石墨的導電性。另一個是檢驗木炭和活性炭的吸附性，通過觀察品紅溶液的褪色情況，從而驗證了木炭和活性炭的吸附性。
3、 效果評價：思路清晰，重難點突出，容量較大，詳略得當。
不足之處：
1、平板同屏技術運用較陌生，平時多運用，增加熟練度。
2、教學環節中，測定石墨的導電性和木炭、活性炭的吸附性實驗，無危險性，可以讓每組同學都做。木炭和活性炭的吸附性實驗，短時間內效果不明顯，可嘗試改進用含新鮮的植物色素的溶液，比如，稀紫羅蘭溶液或胡蘿卜溶液。
3、學生有些緊張和辭不達意，今后強化對每小組的展示指導和練習。
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