資源簡介

課題1 金剛石、石墨和C60
課時1 碳的單質
一、教學目標
1.了解金剛石、石墨等碳單質的一些重要物理性質及其在生活中的用途；
2.知道同一元素可以組成不同的物質，認識物質的多樣性；
3.通過對金剛石、石墨和C60的了解，初步認識結構、性質與用途之間的關系。
二、教學重難點
重點：碳單質的結構、性質與用途之間的關系。
難點：碳的不同單質在物理性質上差異是微?？臻g排布的不同造成的。
三、教學過程
【新課引入】同學們見過鉆石嗎？關于鉆石你了解多少呢？讓我們看一段視頻！
【播放視頻】《美麗的鉆石》
【過渡】鉆石是金剛石仔細研磨后的產物，它是由碳元素組成的一種單質。不同的元素可以組成不同的物質，同種元素也能組成不同的物質。如深灰色的石墨和足球狀的C60也都是由碳元素組成的單質，為什么它們看起來差別這么大呢？它們有哪些相同點和不同點呢？
【講解】1．金剛石
【提問】你能大致說出鉆石有什么特性嗎？
【展示】純凈的金剛石是無色透明、正八面體形狀的固體。金剛石經仔細研磨后，可成為璀璨奪目的鉆石。
【講解】金剛石是自然界中天然存在的最硬的物質，常用來切割玻璃、大理石；做鉆探機的鉆頭等。
【提問】為什么金剛石的硬度這么高呢？
【講解】經研究表明：金剛石之所以硬度這么高，主要是因為碳原子按正四面體的結構排列而造成的。
【學生活動】總結出結構、（物理）性質與用途之間的關系：
【過渡】同學們平時用過鉛筆和2B鉛筆吧！你知道鉛筆芯的主要成分是什么嗎？它又有什么性質呢？
【講解】2．石墨
（鉛筆芯主要成分是石墨，質地軟、用手捻一下有滑膩感，鉛筆芯還能導電做電極。）
【講解】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。質地軟，有滑膩感和良好的導電性，因此可用做鉛筆芯、石墨電極、石墨電刷、潤滑劑、耐高溫的石墨板等。
石墨的這種性質是由碳原子的層狀結構排列決定的。
【播放視頻】趣味視頻：一支石墨筆點亮一座城（認識石墨的導電性）
【討論】你能說出金剛石和石墨物理性質差別巨大的原因是什么嗎？
【總結】是由碳原子的排列方式不同造成的，正所謂物質的組成、結構決定其性質，性質決定其用途。
【問題】你知道金剛石、石墨之間的轉化是物理變化還是化學變化嗎？（是化學變化）
【拓展】鉛筆小知識
鉛筆上的“B”是英文“Black”的第一個字母，在鉛筆中表示“軟”；“H”是英文“Hard”的第一個字母，在鉛筆中表示“硬”。鉛筆為什么有軟和硬和差別呢？這是因為石墨太軟，光用石墨做筆芯，既易斷也易磨損，因此，生產上常在石墨粉末中摻進一些粘土 粉末以增加硬度。粘土摻得越多，鉛筆就越硬；粘土摻得越少，鉛筆就越軟。
【過渡】在日常生活中，還有一些物質如：木炭、焦炭、活性炭、炭黑等的主要成分也是碳的單質，而它們的結構則與石墨類似。我們通過實驗來研究一下木炭的性質吧！
【演示實驗】在盛有半瓶水的小錐形瓶中，加入一滴紅墨水，使水略顯紅色。投入幾塊烘烤過的木炭，輕輕震蕩錐形瓶，觀察現象并記錄。
現象
分析
【總結與交流】
現象 液體顏色有紅色逐漸變淺，最后褪為無色
分析 木炭有吸附性，吸附了水中的色素，水的顏色逐漸變淺直至無色
【講解】
（1）木炭：是自然界中最常見的物質，它具有疏松多孔的結構，因此它具有吸附能力。利用木炭的這個性質可以來吸附一些食品和工業產品的色素，也可以用來吸附有異味的物質。
（2）活性炭是常用的吸附劑，它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。人們還常用它來吸附裝修過程中產生的有害氣體和水的凈化處理等。
（3）焦炭是煙煤在隔絕空氣的條件下，加強熱得到的一種固體，常用于高爐煉鐵等。
（4）炭黑是一種輕而極細的黑色粉末，是一些含碳化合物在空氣不足的條件下經不完全燃燒或受熱分解而得的?？捎糜谥圃旌谏玖稀⒂湍?、油漆等，也用于做橡膠的補強劑。
【過渡】隨著科學的發展，一些新的以單質形式存在的碳不斷的被人們發現，如C60。
【講解】C60（又稱碳60），每個C60分子是由60個碳原子構成的，因形似足球又稱足球烯，分子結構穩定。C60的獨特結構決定了它具有一些特殊的物理和化學性質，有可能廣泛應用于超導、催化、材料、醫學及生物等領域。
【過渡】另外還有很多的碳單質在科學家的不斷探索中被發現，如碳納米管、石墨烯等，這些材料在我們未來的科技發展中將發揮很大的作用。
【播放視頻】科普視頻：碳的“七十二變”。
【課堂小結】
1.金剛石、石墨的物理性質及用途
物理性質 用途
金剛石 無色透明、強折光性的固體、硬度最大 作鉆石、切割玻璃或大理石、作鉆頭
石 墨 深灰色、有金屬光澤、質軟、導電性、有滑膩性 作鉛筆芯、作電極、作潤滑劑
2. 金剛石、石墨、C60物理性質不同的原因：碳原子的排列方式不同。
3. 木炭、活性炭：有吸附性。
4. 同一種元素可以組成性質不同的多種單質。
【課堂練習】略
【板書設計】
金剛石、石墨和C60
一、碳的幾種單質
1.金剛石：硬度最大，用作鉆頭、刻刀和裝飾品等；
2.石墨：質軟、導電性、有滑膩性，用作電極、鉛筆芯和潤滑劑等；
3.C60：結構穩定，用作超導材料等；
二、其它含碳的物質
1．木炭：吸附劑、作燃料等。
2．活性炭：吸附劑，制防毒面具、凈化水等。
3．焦炭：高爐煉鐵等。
4．炭黑：制黑色染料、油墨，做橡膠的補強劑等。
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