資源簡介

金剛石、石墨、C60（第一課時）
一、學習目標
1.知道不同元素可以形成不同物質，同種元素也可以形成不同物質；了解金剛石、石墨、C60都是由碳元素形成的單質；
2.通過對金剛石、石墨、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；
3.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。
二、教學重難點
重點：金剛石、石墨、C60中原子排列方式的分析，物質的結構、性質和用途之間的關系
難點：物質的結構、性質和用途之間的關系
三、教學方法
情境法、講授法
四、教學過程
（一）新課導入：
故事導入：世界最大的寶石金剛石庫利南
1905年1月25日，南非的普列米爾礦山（亦稱總理礦），3106克拉，即621.2克。體積約為5×6.5×l0 cm，相當于一個成年男子的拳頭。它純凈透明，帶有淡藍色調，是最佳品級的寶石金剛石。一直到現在，它還是世界上發現的最大的寶石金剛石。
“非洲之星第Ⅰ”也就是“庫利南1號”，重530.2克拉，為水滴形，琢磨了74個面。它也是現今世界上最大的鉆石，鑲在英國國王的令牌上。
“非洲之星第Ⅱ”，重317.4克拉，外觀方形，磨有64個面。它是世界上第二大的鉆石，現鑲在英國國王王冠下方的正中。
（二）新知探究
知識點1 碳的單質
問題討論：金和銀用什么方法可以區分金（并展示圖片資料）
學生討論：
1.同種元素可以組成不同的單質嗎？
2.金剛石、石墨和C60是同一種物質嗎？
教師總結：
1.可以，例如：氧元素可以組成氧氣和臭氧兩種不同的單質，磷元素可以組成紅磷和白磷兩種不同的單質。
2.金剛石、石墨和C60不是同一種物質，是由碳元素組成的三種不同的碳單質。
教師講解：由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,但絕不是化合物。
教師總結：金剛石—— 高貴華麗的碳單質
性 質 用 途
無色透明、正八面體形狀的固體 經仔細琢磨后，成為裝飾品——鉆石
自然界中存在的最硬物質 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。
資料展示：金剛石結構、金剛石切割成的鉆石、金剛石制成的玻璃刀
教師總結：金剛石—— 平凡多能的碳單質
石墨是一種深灰色的有金屬光澤而不透明的細鱗片狀固體。石墨是最軟的礦物之一
資料展示：石墨的用途
1.鉛筆芯是石墨和粘土粉末混合而成的。
2.石墨耐高溫，可以制成坩堝來熔煉金屬。
3.石墨具有優良的導電性能，可以用來做電極。
問題討論：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，有滑膩感。
圖片展示：石墨的層狀結構→有滑膩感
教師總結：
化學性質的概念：物質在化學變化中表現出來的性質
討論：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。
資料展示：鉛筆
鉛筆其實不含鉛，除了 石墨 外還含有少量的 黏土 。
鉛筆中的HB：H代表Hard，堅硬的；B代表Black，黑的。
6B含石墨最多、最軟，顏色最深→寫字、制圖等
6H含石墨較少、最硬，HB居中→考試填涂、素描、眉筆
討論：
1.為什么能用石墨作電極？
2.此處用石墨作電刷，這是利用了石墨的哪些性質？
3.煉鋼爐用石墨作電極，這是利用了石墨的哪些性質？
教師提示：木炭、焦炭、活性炭、炭黑是不是單質？
它們是由石墨的微小晶體和少量雜質構成的，是混合物，稱為無定形碳。
教師總結：木炭和活性炭的吸附性
木炭和活性炭都是由石墨的微小晶粒和少量雜質構成的。
在自來水廠凈化水的過程中,用到活性炭，目的是吸附有色有味的物質，就是利用了活性炭的吸附性。
木炭和活性炭是具有疏松多孔的結構才具有吸附性。吸附性屬于物理性質。
師生共同總結：木炭的用途
1.小盆飾；2.冰箱除味劑；3.食品脫色劑
資料展示：
1.防毒面具
活性炭的吸附作用比木炭還要強，防毒面具里的濾毒罐就是利用活性炭來吸附毒氣的。
2.木炭作為燃料
木炭是一種灰黑色的多孔性固體，燃燒時，產生的煙很少，火焰很小。
3.炭黑用做生產輪胎和墨水
4.焦炭煉鋼鐵使用
學生活動：總結木炭、活性炭、炭黑、焦炭的用途
木 炭 活性炭 炭 黑 焦 炭
取暖、寫生、吸附 吸附（氣味、色素）防毒面具 顏料、油墨、鞋油、增加輪胎耐磨性 還原劑、冶煉金 屬
教師講解：C60—— 神奇的碳單質分子
1.C60是分子
2.每個C60分子是由60個碳原子構成
3.C60分子的結構形似足球
4.C60是單質
資料展示：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。
石墨烯是由單層碳原子構成的二維晶體，也是目前世界上最薄的材料——幾片放在一起的直徑只有一個原子大，令其看上去其實是透明。
學生活動：觀察金剛石、石墨和C60的微觀結構圖，分析它們物理性質存在差異的原因是什么？
（三）課堂練習
1.只含有碳單質的物質（ ）
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
解析：碳元素形成的單質主要有金剛石、石墨和C60，可能是其中的一種，也可能是其中的兩種或三種，所以由碳元素形成的單質可能是純凈物也可能是混合物。故選D。
2.氯氣泄漏事件會造成人員中毒，會通過人的口、鼻、皮膚毛細孔侵入人體造成中毒，所以在救援時，救援人員需要使用防毒面具，以下適用于填充防毒面具并吸附毒氣的是（ ）
A.金剛石 B.炭黑 C.活性炭 D.石墨
解析：利用活性炭地吸附性。故本題選C。
3.下列關于C60的說法中正確的是（ ）
A.它的一個分子中含有60個碳原子
B.它是一種化合物
C.它的相對分子質量為120
D.它的分子構成形似足球，這種足球結構的碳分子不穩定
解析：C60中只含碳元素，所以屬于單質而非化合物；它的相對原子質量=12×60=720；足球結構的C60分子是一種相對穩定的結構。故本題選A。
（四）課堂小結
教師幫助學生總結本節課重要收獲：
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.木炭和活性炭具有吸附性
（五）作業布置
回去查閱資料，還有哪些碳單質？它們又有什么用途？
五、板書設計
金剛石、石墨和C60
一、碳的單質
1.金剛石
（1）結構；（2）性質；（3）用途
2.石墨
（1）結構；（2）性質；（3）用途
3. C60
（1）結構；（2）性質；（3）用途
4.無定形碳（吸附性）
（1）木炭；（2）活性炭
注意：碳單質物理性質差異大——原因：碳原子排列方式不同
六、教學反思
開展探索性實驗，增強學生的體驗，培養學生探索新知識的能力；指導學生做好家庭小實驗，讓學生通過動手做生活中的實驗，親身體會化學就在我們身邊。
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