资源简介

金刚石、石墨和C60
教学目标
1．知识与技能
(1)了解金刚石和石墨的物理性质和用途。
(2)知道不同元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质。
2．过程与方法
(1)会对展示或演示的资料分析、归纳。
(2)能认真观察实验现象，并会对现象分析归纳，总结出重要的知识点。
3．情感态度与价值观
(1)以发展的观点看待碳的单质。
(2)树立物质的性质决定用途的观点。
教学重点
碳单质的物理性质。
教学方法
观察——分析——总结。
实验探究——分析——归纳。
教具准备
教师用具：金刚石、石墨、C60分子模型、玻璃刀、6B铅笔芯、干电池、石墨电极、投影仪、电视媒体、防毒面具、导线、灯泡。
学生用具：药品：红墨水、烘烤过的木炭(活性炭)、木炭粉。
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”。请同学们把书翻开。
[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，同一种元素可以组成不同的单质吗？大家讨论。
生；可以的。（不可以，一种元素应该只能组成一种单质。）
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。
［教师一边小结一边板书］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
活动一、金刚石这个名字大家不是很熟悉，但是由它作原材料的装饰品大家都很熟悉——钻石。教师出示世界名钻石图片。
学生观察图片得出金刚石的物理性质：无色透明、正八面体。
钻石是碳单质的贵族，价格昂贵。今天我们学习了解的是他的物理性质，
活动一：教师出具一把小刀，一把玻璃刀并告诉学生，玻璃刀头是用金刚石制成的。
请2名同学上讲台，一人用铅笔刀、一人用玻璃刀切割玻璃，并谈一下感受。
学生得出：小刀在玻璃上没留下任何痕迹，玻璃刀留下划痕。
师：由此大家可以看出金刚石有什么性质。
学生观察图片得出金刚石的物理性质：金刚石很硬。
教师补充：金刚石自然界目前发现的最硬的物质。
性质 用途
金刚石 无色透明、正八面体形状的固体，折光率 2.42，具有强色散性 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、最稀有和昂贵的，而同为碳元素组成的石墨和金刚石相比外表要暗淡许多，不信我们看一下课本提供的石墨的图片（学生看书）。同学们有关于石墨的资料吗？
师：出示一只常用的6B铅笔，提问：同学们铅笔是铅做的吗？里面含铅吗？
师：其实我们的铅笔是用石墨和粘土按照比例混合做成的。不同型号的铅笔硬度是不一样的，这个主要是含碳量越高的铅笔，硬度越小。
下面我们一起来探究石墨的一些物理性质。
活动二、学生用手摸一下铅笔芯，说感受。
生：很滑。
师：对，石墨本身具有滑腻感。
同学们根据这个性质来谈谈石墨在生产生活中有什么用途。
生：做润滑剂。
师：出具一只生锈的铁锁。学生感觉不好开。
学生设计方案：用石墨做润滑剂，轻易的打开了铁锁。在我们生活中家里的锁生涩了我们就可以用这个方法，小小石墨有大用。
师：由于石墨的熔点高，所以石墨润滑剂可以在不适宜普通润滑剂的高温下使用。
活动三：师出具电路，将铅笔连在其中，发现铅笔是导体。
学生得出石墨性质二：是电的良导体。
同学们根据这个性质来谈谈石墨在生产生活中有什么用途。
生：做电极。
师：在美伊大战时，当时美国就用了石墨炸弹，让伊拉克的电力设施瞬间瘫痪。就是利用了石墨的导电性。生活中，我们对于这一性质的应用非常广泛。家里面遥控板用久了，电路老化，大家可以用铅笔勾画线路图，会更加灵敏。
[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
[投影］比较金刚石和石墨的性质和用途
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：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？
［展示]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。
得出结论：金刚石与石墨的性质差异巨大是因为原子排列方式不同
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）
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。
生1：木炭是一种黑色多孔的固体。在隔绝空气的条件下加热木材，可以制得木炭。因为木炭具有疏松多孔的结构，表面积很大，能把气体或溶液中的一些物质吸附在它的表面，可做吸附剂。
生2：活性炭是黑色粉末状和颗粒状的固体。把木炭在隔绝空气的情况下加强热，并不断通入水蒸气，便可得到活性炭。活性炭具有比木炭更优良的吸附性能，可用来净化各种气体或液体。例如，活性炭可用做电冰箱的去味剂和制糖工业的脱色剂。防毒面具的滤毒罐里装的活性炭，可吸附毒气，而使纯净的空气通过。
师：同学的资料中提到的吸附性，我们在水的净化里提到过，活性炭具有吸附有色物质的性质。
师：根据以前学过的知识，我们知道，过滤只能除去不溶性物质，所以红墨水颜色的退去是因为活性炭的吸附作用。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。
[展示图片]防毒面具（滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的）
师：炭黑是一种黑色的极细粉末，可用于制造油墨、油漆、鞋油、颜料以及橡胶轮胎的填料。
焦炭的主要用途是冶炼金属，是工业上冶炼生铁的一种原料，我们在后面的单元里将会学到它。
师：如果其他同学还有想法，我们课后接着交流。学完这堂课，我们应该知道：1．不同种元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质。如金刚石、石墨和C60等都是由碳元素组成的单质。2．木炭和活性炭具有吸附性。
师：现在做课后练习来巩固一下今天所学的内容。
[学生练习]练习后当堂订正。
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。
（伴随着下课的音乐声这堂课结束了）
板书设计：
课题：金刚石 石墨 C60
主要物理性质 对应用途
金刚石 无色透明、正八面体状天然最硬的物质 装饰品钻石 玻璃刀、钻探机 的钻头、
石墨 灰黑色不透明；很软；有滑腻感； 具有导电性 铅笔芯 润滑剂 电 极
C60 材料科学、超导体、光学、新型的催化剂
2、碳原子的排列方式不同
3、结构（决定）性质（决定）用途

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