资源简介

《金刚石、 石墨和C60》教学设计
通过本节课的学习，使学生在知识的形成、联系、应用和交流过程中养成科学的态度，获得科学的方法，让学生有更多的机会主动的体验探究过程。在“用科学”、“做科学”的探究和实践活动中逐步形成终生学习的意识和能力，为学生将来能更好地适应社会和为社会做出贡献奠定基础。
一、教材分析
碳和碳的氧化物是初三重点学习的内容之一，是对非金属元素知识的拓展和深化，在初中化学中占有承上启下的地位。
根据《课标》要求，本单元包括三个课题，金刚石、石墨和C60，本课题包括两部分：1、碳的单质；2、碳的化学性质。通过这一课题的学习，帮助学生了解科学探究的基本过程和方法，培养学生的科学探究能力，使学生获得进一步学习和发展所需要的化学基础知识和基本技能，培养学生的合作精神和社会责任感。因此，教材内容在呈现方式上注意教学情境的创设和联系学生的生活实际，例如，在介绍金刚石和石墨的用途时，注意联系学生生活中用到或见到的物质，如玻璃刀、钻石、铅笔、电极等。本课题紧密联系社会和高新科技。例如，教材中介绍了人造金刚石和金刚石薄膜、C60分子及管碳等，最大特点是图文并茂，许多内容以图代文，有利于激发学生的学习兴趣，丰富了教材内容，增强教材的趣味性和可读性，能充分调动学生学习的自主性，提高学生的学习兴趣，加强对学生进行辩证唯物主义观点的教育。
二、教学目标
1、知识与技能
知道不同元素可以组成不同单质,同种元素也可以组成不同单质;
了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途: 了解木炭和活性炭的吸附性; 知道碳单质的化学性质。
2、过程与方法
通过对金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式及空间结构的分析,知道物质结构、性质和用途三方面的关系；
通过木炭吸附作用演示实验的探究，让学生知道对比实验是研究问题常用的方法。
3、情感态度与价值观
碳单质常温下化学性质的稳定性和高温下的活泼性,说明稳定与活泼是相对的；
通过对碳单质新得形态的发现以及简单介绍, 培养学生用发展的眼光看待碳的单质,认识科学的发展具有阶段性和局限性。
三、 教学重点,难点,疑点及解决办法
1、重点：金刚石和石墨的物理性质和主要用途
2、难点：金刚石和石墨在物理性质上的巨大差异的原因
3、疑点：碳和炭的区别

4、解决办法：
(1)通过学生阅读教材、教师演示实验、学生动手实验等多种形式，调动学生的主动性和积极性，掌握金刚石、石墨的物理性质和用途，并理解木炭的吸附性。
(2)教师运用形象的比喻，帮助学生理解金刚石和石墨在物理性质上存在差异的原因。
四、教学方法
教师在实施教学过程中选择科学有效的教学方法，对提高学生掌握知识和学生能力的发展具有重要意义；根据本节教材特点可采取以下教学策略和方法。
1、让学生充分利用对实物的感知，激发学习的积极性和主动性。
教师出示实物钻石、石墨等，学生自己观察、触摸、实验总结出二者的物理性质区别，从而引出用途的不同原因，教师设问：二者组成相同为什么物理性质有那么大的差异？出示结构模型，学生对比──分析──讨论──总结得出结论，在讨论过程中，教师要充分调动学生参与的积极性，激励学生敢于发表自己的见解，对于有的学生有错的认识，这时教师要善于引导，适时评价，使学生在实践中学会交流，学会合作，进一步建立物质的结构决定性质，性质决定用途的辩证唯物主义观点。
2、突出实验教学，加强能力的培养。
（1）开展探索性实验，增强学生的体验，培养学生探索新知识的能力。
在教学中适当安排学生进行实验，既训练学生动手操作能力，又可使学生在对实验现象的分析思考中，加强对知识的理解，激发学生勇于探索知识的兴趣，如木炭吸附性，先让学生猜测红墨水中加入木炭的现象，过滤后看到什么现象，原因是什么，然后让学生动手实验，做两个对比实验，通过讨论，得出结论，木炭具有吸附性，使红墨水颜色逐渐褪去。
（2）指导学生做好家庭小实验
让学生通过动手做生活中的实验，亲身体会到化学知识就在我身边，学到书本知识，可以自己解决生活中实际问题。
五、学法指导
科学有效的学习方法，对于学生提高学习效率起着重要作用，在教学过程中结合教材的不同内容，指导学生掌握不同的学习方法。如采用：1、对比讨论法；2、实验探究法；3、自学阅读法。各种方法并用，让学生形成良好的自学能力，培养了创造性思维。
六. 课时安排：2课时
教学过程
师：碳元素在自然界里的含量不是最多的，但它形成物质的种类却是最多的。我们今天开始学习第六单元“碳和碳的氧化物”。
[板书］第六单元──碳和碳的氧化物
师：我们已经知道，物质由元素组成，由同种元素组成的纯净物叫做什么？
生：由同种元素组成的纯净物叫单质。
师：不同种元素可以组成不同种单质，那么同种元素可以组成不同的单质吗？大家讨论。
生：可以的。
师：能举例说明吗？
生：我们学过氧元素就能组成氧气和臭氧两种单质。
生：磷元素可以组成白磷和红磷。
［板书］同种元素可以组成不同的单质
师：碳元素能否组成不同的单质？研究表明：金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。今天，我们就来学习金刚石、石墨和C60。
［板书］课题1 金刚石、石墨和C60
师： 首先同学们谈谈对金刚石的了解。（学生畅谈）
［投影］钻石图片 玻璃刀上的金刚石
师：由于金刚石非常坚硬，所以可以用来刻划玻璃。我们大家也看一下玻璃刀上镶嵌的金刚石吧。
［学生演示］刻划玻璃
[投影]金刚石的性质和用途
性质 用途
金刚石 无色透明、正八面体形状的固体， 经仔细琢磨后，成为装饰品──钻石
自然界中存在的最硬物质 划玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，装在钻探机的钻头上钻凿坚硬的岩层等
师：金刚石是碳单质家庭中最难理夺目的、最稀有珍贵的，而同为碳元素组成的石墨和金刚石相比外表要暗淡许多，同学们有关于石墨的资料吗？石墨的这些性质又决定了它有哪些用途？（学生交流）
生：石墨很软，可以做铅笔芯。
生：石墨能导电，可以做电极。
生：石墨可以做润滑剂，因为它很滑腻。
[投影]石墨的性质和用途
性质 用途
石墨 深灰色、有金属光泽、不透明的细磷片状固体
很软 铅笔芯
能导电 电极
滑腻 润滑剂
师：铅笔是我们最熟悉的学习用品，铅笔里面其实不含铅，是石墨和粘土混合而成的。画画用的铅笔常用“6B”的，写字用的铅笔常用“HB” 的，制图用的铅笔常常是“6H” 的，6B最软，颜色最深，6H最硬，HB软硬适中。“H”代表Hard，坚硬的，“B”代表 BlaCk，黑的。由于石墨太软，只用石墨做铅笔芯，易断又易磨损，所以加入粘土。
师：石墨除了做铅笔芯，还可以做电池的电极。试设计实验证明石墨具有导电性,并画出电路图。
［学生实验]石墨的导电性。把一根石墨电极和导线连接在一起，接通电源后，观察灯泡发亮，证明石墨具有导电性。
师：铅笔芯的成分里含有石墨，铅笔芯有没有导电性？想不想试验一下？
生：想！（学生很有兴趣）
[学生实验］自己的铅笔芯接通电源后，也可以使灯泡发亮。
师：如果有一把长期不用而生锈的铁锁，怎样轻易打开它呢？想一想？
生：把铅笔芯的粉末放到锁孔里。因为铅笔芯的成分里有石墨，石墨具有润滑性，可以做润滑剂。
师：很好，这个实验留给同学们回家去做。学习了金刚石和石墨，它们的性质和用途一样吗？
生：不一样。
[投影］比较金刚石和石墨的性质和用途
金刚石 石墨
外观 无色透明正八面体状晶体 深灰色鳞片状固体
光泽 加工琢磨后有夺目光泽 略有金属光泽
硬度 最硬 较软
导电性 无 良好
导热性 良好 良好
用途 钻探机钻头、刻刀、装饰品等 电极、铅笔芯、润滑剂等
师：金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，物理性质为什么有这么大的差异呢？
［投影]金刚石和石墨的原子排列结构模型
师：金刚石的碳原子在空间构成连续、坚固的骨架结构，所以坚硬。石墨的碳原子呈平面层状结构，层与层之间的作用力小，所以很软，能导电，有滑感。
除了金刚石和石墨以外，生活中我们还常常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，它们主要由石墨的微小晶体和少量杂质构成。它们又有哪些用途
师：在水的净化里提到过活性炭的吸附性，我们今天就来证明一下它的吸附性。
[教师演示]在盛有半杯水的小烧杯里，加入一滴红墨水，使水略显红色。放入活性炭，轻轻振荡后过滤。
师：活性炭不仅能吸附色素，还能吸附气体，防毒面具就是利用活性炭来吸附毒气的。
[展示]防毒面具（滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的）
师：炭黑是由含碳的有机化合物不完全燃烧或强热分解制得。蜡烛就是一种含碳的有机物，让它不完全燃烧，能不能制得炭黑呢？请同学们回家完成这个实验
[小结]
木炭 吸附一些食品和工业产品的色素，吸附有异味的物质
活性炭 吸附能力比木炭强，吸附毒气，制糖工业里脱色制白糖
炭黑 制造墨、油墨、油漆、鞋油和颜料，还可以增加轮胎制品的耐磨性
焦炭 冶炼金属

师：结合金刚石、石墨和木炭的性质和用途，讨论物质的结构、性质和用途之间有什么关系？
生：结构决定性质，性质又决定用途（学生一边回答，教师一边板书）
师：科学家发现，除了金刚石、石墨外，还有一些新的以单质形式存在的碳，其中，发现较早并在研究中取得重要进展的是C60分子。大家看书，C60的分子结构和什么相似？
生：和足球相似。
师：这种足球结构的碳分子很稳定。C60中60表示什么？
生：一个C60分子中含有60个碳原子。
师：C60是单质还是化合物？
生：是单质。
师：目前，人们正在进一步地研究C60分子的结构和性质，以及在材料科学、超导体等方面的应用。C60具有广泛的应用前景，谁能说说这方面的信息吗？
生：除了超导领域外，C60在以下几个方面也具有广泛的应用前景：①气体的贮存；②有感觉功能的传感器；③增强金属的强度；④新型的催化剂；⑤光学应用；⑥对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。
师 :20世纪90年代初，科学家又致力于一种新型的纳米材料──纳米碳管的研究，我们一起来看一下它的结构图。
[实物投影]纳米碳管的结构图？
师：随着科学技术的发展，碳单质不断被发现，碳单质的用途也将不断扩大。学了这节课，大家有什么感受和反思吗？
[投影]巩固练习
师：回去后阅读“化学·技术·社会”中的“人造金刚石和金刚石薄膜”。今天这节课就上到这儿，下课。

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