资源简介

第六单元 碳和碳的氧化物
课题1　金刚石、石墨和C60 （第一课时）
【教学目标】
1、知识与技能
⑴知道不同元素可以形成不同物质，同种元素也可以形成不同物质。
⑵知道金刚石、石墨和C60都是由碳元素形成的单质。
⑶了解金刚石和石墨的物理性质及主要用途。
⑷了解木炭和活性炭的吸附性。
2、过程与方法
⑴通过对金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式的分析，懂得物质结构、性质和用途之间的关系。
⑵通过木炭或活性炭对红墨水的吸附实验，学会用实验的方法来解实际问题。
3、情感态度价值观
通过对 C60、石墨烯的发现及研究的介绍，学会用发展的眼光看问题，提高学生的科学素质。
【教材分析】碳的单质主要介绍了金刚石、石墨和C60。木炭和活性炭的主要成分都是碳的单质，而它们的结构与石墨的类似，因此木炭和活性炭的性质放在石墨的内容中介绍。介绍碳的单质时，教材注意图文结合，密切联系学生的生活实际，并引导学生体会物质的性质和用途之间的关系。此外，教材还注意充分反映科技进展。
【学情分析】通过前面的学习，学生已有了由现象推知性质、由性质了解用途的思维，但对于结构与性质的关系还不知道，所以要使学生初步认识“用途-性质-结构”三者之间的关系。
【教学模式与学习方式】
以学生为主体，教师引导学生通过实验认识物质，总结物质的性质。
学生通过小组合作探究法、实验探究法、归纳法、对比法等方法学习。
【教学重点难点】
重点：1、金刚石、石墨的物理性质和用途及二者物理性质差异很大的原因。
2、物质的结构、性质、用途之间的关系。
难点：1、同种元素组成的物质不一定是单质。
2、物质的结构、性质、用途之间的关系。
【实验用品】
烧杯、U型管、药匙、红墨水、活性炭、纱布、棉花、玻璃片、玻璃刀、防毒面具及金刚石、石墨和C60的结构模型、电池组、导线、灯泡、铅笔芯(2B、12B)、小刀、滤纸、白纸、鳞片状石墨、石墨粉。
【教学流程图】
【教学过程】
教师活动 学生活动 设计意图
【引入】同学们，从这节课开始，我们就要学习第六单元-碳和碳的氧化物。我们知道，丰富多彩的物质世界是由元素组成的。例如，氧气是由——氧元素组成（学生回答，下同），氢气是由——氢元素组成的，水是由——氢、氧两种元素组成的。不同的元素组成不同的物质。那么，同一种元素，能否组成不同的物质呢？【视频】铅中毒 真的吗？对，铅笔芯中不含铅，铅笔芯是由石墨和粘土做成的。刚才视频中涉及到的物质就是我们今天要学习的主角---金刚石和石墨。它们都是由碳元素组成的不同单质。接下来，我们通过实验一起来学习它们的性质。大家桌面上摆放的是我们这节课要用到的实验用品，其中有玻璃、小刀等，大家在实验过程中一定要注意安全。现在请同学们用小刀划玻璃片。【提问】玻璃片有没有被划开？再用力划一次。玻璃片有没有被划开？【教师演示裁玻璃】老师刚才裁玻璃用的工具是玻璃刀，（展示玻璃刀图片）在玻璃刀头有一颗金刚石，由于金刚石是天然存在最硬的物质，比玻璃还硬，所以可以用来裁玻璃。当然，利用金刚石的硬度大，还可以---（视频）师：所以，金刚石可以用来裁玻璃，切割大理石，加工坚硬的金属，装在钻探机的钻头钻凿坚硬的岩石，还可以用来切割大理石，加工坚硬的金属，由此推测，金刚石的硬度很——对，它是天然存在最硬的物质。【投影】天然存在最硬的物质；裁玻璃、作钻探机的钻头【板书】一、碳的单质金刚石【投影】金刚石图师：这是金刚石，它的颜色是---对，纯净的金刚石是无色透明，正八面体形状的固体，天然采集到的金刚石经过仔细研磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品------钻石（图片）【投影】纯净的金刚石是无色透明，正八面体形状的固体；装饰品------钻石【过渡】同学们看（钻石图片），这些钻石都价值不菲，你们想不想要？给你。一样吗？（拿石墨给学生）对，不一样。这是碳家族的另一位成员---石墨。（观看视频）【板书】2、石墨石墨和金刚石都是由碳元素组成的单质，所以石墨可制成人造金刚石。那么，金刚石和石墨的性质是否相同？在大家的实验台上就有石墨，请大家仔细观察石墨的颜色 、状态。【提问】石墨的颜色是---有光泽吗？对，石墨是深灰色，具有金属光泽，而不透明的细鳞片状固体。我们的铅笔芯中就含有石墨（展示铅笔芯）请大家用小刀轻轻刮铅笔芯，使铅笔芯粉末落在纸上。请同学们停止实验，将小刀放回原处。通过实验，我们发现铅笔芯粉末容不容易刮下：由此可知，石墨的质地很——再请同学们用铅笔芯在纸上画一下，纸上留下什么由于石墨的质软且为深灰色，在纸上划过能够留下痕迹，所以石墨可以用来制作铅笔芯。在制作过程中，掺入不同比例的黏土，可以制成不同类型的铅笔芯。比如：（展示各种类型的铅笔芯）在大家的实验上有一瓶石墨粉，请同学们用药匙取少量石墨粉，放在纸上，用手磨一下石墨，有什么感觉？同学们停止实验，用手磨石墨，有什么感觉？对，石墨有滑腻感，可以做---【提问】如果生锈的锁打不开，可以怎么办？对，同学们真聪明！那石墨还有哪些性质呢？我们一起通过这个实验探究。请同学们先看老师演示，然后再实验。【投影】实验内容（边演示边讲）师：首先检查电路是否是通路，我们看到灯泡亮的，是通路。断开电源。同学们按老师的演示实验。同学停下实验，听老师讲，接下来，请同学们跟老师一样，将铅笔芯连接在刚才的电路中，观察灯泡是否发亮？这个实验说明石墨具有——对，接下来，老师再给大家演示一个实验。这是一套并联电路，大家看灯泡的亮度是否一样？现在老师分别将一根2B和12B铅笔芯连入电路中，与黑线连接的是12B铅笔芯，与黄线连接的是2B铅笔芯。接入。。。。（再说）大家观察，灯泡的亮度一样吗？哪个灯泡较亮？说明其他条件相同时，B值大，导电性能较好。这是因为B值越大，铅笔芯中石墨含量越高。【投影】石墨具有导电性;师：刚才的实验告诉我们，石墨能导电，所以石墨可以做---（干电池图）电车上的电刷也是用石墨制成的，这是利用石墨的什么性质？对，那还有没有利用到石墨的其他性质呢？【提示】电刷在电轨上滑动，会产生很大的摩擦，利用石墨的什么性质能减少摩擦呢？对，同时还利用了石墨耐高温的性质。利用石墨的耐高温熔点高的性质，还可以用石墨制作坩埚等【石墨熔点高的视频】【比一比】现在我们一起总结金刚石和石墨的性质和用途。由此可见，物质的性质决定物质的用途，物质的用途体现物质的性质。【提问】为什么金刚石和石墨的物理性质差异这么大？（ 展示金刚石、石墨的微观结构模型）这是金刚石和石墨的微观结构模型。绿色小球代表碳原子。金刚石的碳原子在空间构成连续、坚固的骨架结构，所以金刚石很坚硬；而石墨的碳原子呈平面层状结构，层与层之间的作用力小，所以石墨很软.可见，金刚石和石墨的物理性质差异大的原因在于它们碳原子的排列方式------。【投影】它们碳原子的排列方式不同。物质的结构决定物质的性质。在日常生活中，同学们有没有见过这种现象？（烧纸钱的图片）墙上会留下黑色的物质，这些黑色物质是什么呢？这是炭黑。我们也可以自己制作炭黑。【投影】点燃一支蜡烛，用坩埚钳夹住碟子，把碟子放在蜡烛火焰的上方，如图所示，过一会儿，碟子底部有没有新物质产生？大家先观察碟子的底部，有没有东西？接下来，请同学们点燃一支蜡烛，用坩埚钳夹住碟子，把碟子放在蜡烛火焰的上方，请同学们停下实验，并将蜡烛熄灭。大家观察碟子底部出现了——？这就是炭黑，炭黑是由石墨的微小晶体和少量杂质构成请大家将炭黑涂在白纸上，观察。纸上出现了——炭黑可以在纸上留下黑色痕迹，所以它可以用作颜料，还可以制作碳素墨水，也可以作鞋底、轮胎等橡胶制品的填料，增加耐磨性等。（图）【过渡】炭黑的主要成分是碳单质，它的结构与石墨类似，日常生活和工农业生产中，用到的木炭、活性炭也有类似的结构。那它们又具有什么性质和用途呢？我们一起探究。师：我们先来了解一下木炭的结构【木炭视频】从视频中，我们可以看到木炭具有疏松多孔的结构。因此，木炭具有——可以利用木炭的这个性质吸附一些食品和工业产品里的色素，也可除去异味。前面我们学过的哪一种物质也具有疏松多孔的结构？【实验】老师将课本【实验6-1】作如下改进：【实验6-1】U型管中装入的黑色物质是活性炭，请大家将15ml红墨水往装有活性炭的一端缓缓倒入U型管中，观察并记录现象现象分析大家观察到，U型管的另一端液体的颜色，由红色变为----这是因为活性炭具有——活性炭的吸附能力比木炭的还要强，防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气，制糖工业也利用活性炭来脱色以制白糖。除此之外，还可以用活性制作---（冰箱除味剂，去除异味）；也可以制作---（环保活性碳包，可以吸附装修产生的有害气体）；随着社会的发展，活性炭的应用范围不断扩大，如城市污水、工业废水和饮用水在深度净化处理时都要用到活性炭。（活性炭净水器示意图）而焦炭常用于工业炼铁。【讨论】结合金刚石、石墨、木炭和活性炭的性质和用途，讨论物质的性质与用途之间有什么关系？科学家还发现，除金刚石、石墨外，还有一类新的以单质形式存在的碳，其中，发现较早并已在研究中取得重要进展的是C60.（图片），C60分子的结构跟什么相似？（模型）对，所以C60又称“球碳”，这种足球结构的C60分子很稳定。接下来，我们一起认识C60.【C60视频】C60应用范围很广，可用于超导、催化、材料、医学及生物等领域【提问】1、一个C60分子由 个碳原子构成。2、由C60分子构成的物质是单质还是化合物？即C60之后，C70，碳纳米管，石墨烯又相继被发现（石墨烯视频）除此之外，科学家还成功地将石墨制成了人造金刚石和金刚石薄膜，有关内容请大家阅读课本化学技术社会的相关内容，也可上网查询相关资料。随着科学技术的发展，碳单质的用途也将不断扩大。如果，同学们，认真学习化学，没准在一个发现新的碳单质获得诺贝尔奖的人就是你！【总结】学完本课题，我们应该知道不同的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 都是由碳元素组成的单质。木炭和活性炭具有--结构决定性质，性质决定用途，用途体现性质，性质体现结构【课堂练习】【作业】1、课本P112 第1题，第2题的（1）、（2）、（3）2、 《同步解析与测评》P58-60 氧元素组成氢元素组成氢、氧两种元素组成不是真的用小刀划玻璃片没有还是没有玻璃片断了大无色的要（学生疑惑）不一样观看视频观察石墨深灰色有学生用小刀轻轻刮铅笔芯、容易软（学生活动）留下痕迹滑滑的，有滑腻感润滑剂可以用石墨、油、还可用刚才削下来的铅笔芯粉末学生实验，探究石墨性质发亮导电性一样与12B铅笔连接的灯泡较亮，作电极导电性【思考】滑腻感观看视频学生回顾答出不同有思考，回答没有学生实验，自制炭黑黑色物质黑色痕迹观看图片观看视频吸附性活性炭学生实验无色吸附性冰箱除味剂吸附装修产生的有害气性质决定用途，用途体现性质。足球观看视频学生回答问题60单质观看视频，了解石墨烯的发现，用途金刚石、石墨和C60吸附性 创设情景，联系生活，引入新课通过实验对比和视频介绍，感知金刚石质地通过图片认识金刚石外观，用途过渡引出石墨由学生自己观察得出结论由学生自己实验得出结论，认识石墨性质，进而知道石墨的用途运用所学知识解决生活问题通过模型讲解，从微观角度认识金刚石和石墨的性质差异原因。学生自己制作炭黑，再认识炭黑的性质、用途改进实验，让学生更容易认识活性炭的吸附性联系生活、生产，让学生知道所学物质的用途，感受化学的重要性通过讨论、归纳，认识性质与用途之间的关系。联系近期的科技信息，让学生知道碳单质的用途广，研究价值高。激发学生学习化学的热情。
【板书设计】
第六单元 碳和碳的氧化物
课题1　金刚石、石墨和C60 （第一课时）
1、金刚石
2、石墨
3、C60
【教学设计思路与教学反思】本节课通过一系列教学环节，环环相扣将知识讲透彻，也真正做到以学生为主体，合理设计实验，尽可能让学生自己动手实验，通过实验探究得出物质的性质；还自拍视频创设情景引入新课，也拍摄很多实验图片，引导学生正确实验；除此之外还通过教学视频和一些关于碳单质（比如石墨烯）的网络视频，让学生感知碳单质的运用前景广泛，科学技术发展让一切成为可能，激发学生学习化学的兴趣。
在上课时，学生表现积极，积极实验，积极发言，在愉快的氛围中掌握知识，达到我这节课的教学目的。
图片、视频过渡引出石墨
学生观看金刚石图片，认识金刚石的外观，及相应的用途
学生实验，教师再演示另一个实验，学生观看视频，从而得出金刚石硬度大及对应的用途
复习旧知，设问并用视频引入新课
学生自制炭黑，了解炭黑的用途
通过生活现象引出炭黑
学生通过实验探究得知石墨的质软、有滑腻感、有优良的导电性
学生观察石墨，认识石墨的颜色外观
作业
课堂练习
总结
关注科技发展，介绍C60、石墨烯等物质
通过视频、实验认识木炭、活性炭的吸附性及用途

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