资源简介

碳的单质
1、教学目标
1、知识与技能
（1）理解金刚石、石墨的物理性质和主要用途；了解C60的结构、性质和用途。
（2）理解同素异形体的概念，并能简单判断同素异形体。
（3）知道无定形碳，理解木炭、活性炭的吸附原理及应用。
2、过程与方法
（1）通过石墨的用途推测并验证其物理性质，再从结构上分析其原因，初步建立结构决定性质、性质决定用途的化学学科思想，并在金刚石和C60得到验证。
（2）在金刚石、石墨的物C60的学习中感受“同中求异”的哲学思想。
3、情感态度与价值观
（1）通过金刚石、石墨和活性炭的学习感悟化学使生活更美好。
（2）初步体验物质的微观结构之美。
（3）通过科学工作者对碳单质的不断认识，感悟“科学是不断发展的”观点。
2、教学重难点
重点：金刚石、石墨、活性炭的物理性质及用途，同素异形体的概念。
难点：建立结构决定性质、性质决定用途的化学学科思想及同一种元素可以组成不同的单质。
3、教学用品
多媒体课件
4、教学过程
教学内容 教师活动 学生活动
引入 【讲解】1996年10月5日，一个与众不同的日子，这一天有三位科学家将“球”射进了诺贝尔化学奖的大门中，他们带来的球，又称为富勒烯。随着富勒烯的发现，越来越多的科学家致力于富勒烯的应用和开发中去，慢慢地有了今天如此众多的发现，带动了科技的进步！富勒烯是碳他们家的一个小儿子，他有两位哥哥：金刚石和石墨。他们是一对“双胞胎”，可是他们却长的完全不一样！一个无色透明，一个黑漆漆的。从出生之日起，他们到底经历了些什么呢？导致他们有着如此大的差异？同时思考下他们之间的差异仅限于此吗？ 【听讲】【思考】引起兴趣
【听】【思考】
金刚石的物理性质 【讲】在我国古代关于金刚石的记录在葛洪的《抱朴子》中可以找到，从这段文字中，我们可以知道金刚石具有怎样的性质？【问】利用金刚石质地坚硬这样一个性质，可以有什么样的用途？【讲】金刚石除了质地坚硬之外，我们从图片上可以看出他的颜色，状态是怎么样的？【讲】这是黑暗中的金刚石，光照在上面，同学们看到了什么？美不美？【讲】我们的生活中不缺乏美的东西，缺乏的是发现美的眼睛，如此美的金刚石，你们觉得他有什么样的用途呢？为什么会具有这样的用途？ 【看】【思考】【回答】质地坚硬【回答】切割玻璃【回答】无色透明的固体【回答】光的折射【回答】美【回答】作装饰品
石墨的物理性质 【讲解】从外表上我们可以看出石墨是一种什么颜色的固体？【问】石墨有着什么样的性质呢？我们请大家亲自来感受下，摸一下铅笔的笔芯，你的感觉如何？【讲解】我们再来看一段小视频，看看视频中体现了石墨什么样的性质？【讲解】所以石墨常被用来制成电极。 【回答】灰黑色【回答】有滑腻感【回答】导电性
性质决定用途 【讲】从我们填的表格中，有没有同学能够总结下物质的性质与物质的用途之间存在着怎样一种关系？【讲】刚才我们在探究石墨性质的时候，不知道大家有没有注意到，我们探究的顺序和金刚石是不同的，我们是先知道了石墨的用途，然后再倒推出石墨的性质，所以物质的用途对物质的性质有什么样的作用呢？ 【思考】【回答】物质的性质决定物质的用途【思考】【回答】物质用途反映或体现了物质的性质
结构决定性质 【讲】金刚石和石墨性质的差异导致了他们有着不同的用途，那么又是什么原因导致了他们性质上的差异呢？这个老师查阅了资料发现，性质上的差异与构成物质微粒的结构或者说空间的排列方式有着很大的关系，我们来看一下。【展】金刚石和石墨的结构【讲】从图上我们看到了相同的原子在空间不同的排列方式形成了两种不同的物质，思考金刚石可以和石墨之间相互转化吗？【讲解】科学家发现，在高温高压催化剂的条件下石墨可以转化为金刚石，同样也有科学家在实验室实现了金刚石向石墨的转变。 【听】【观看】【思考】【回答】可以
同素异形体 【讲】像金刚石、石墨、富勒烯这样的现象我们称为同素异性现象，有没有同学能结合刚才的分析，给我们来说说这几个字字面上的意思。【讲】根据刚才的讲解，我们知道了金刚石、石墨、富勒烯之间都只有碳元素，同时他们又都是一个个的个体，并不一样，同种元素组成的纯净物叫什么？【问】现在这些单质一样吗？【讲】就是因为这三点原因，所以金刚石、石墨、富勒烯互称为同素异形体。 【回答】同：相同；素：元素；异：不同；形：形状、结构体：物体；【回答】单质【回答】不一样
无定型碳 【讲】在采访碳这两兄弟的同时，老师还见到了他们的几个近亲，同学们猜猜他们是谁家的孩子【展示】木炭、活性炭、焦炭、炭黑图片【讲解】这几个确实是石墨他们家的几个近亲，他们体内流淌着石墨的血液，但是不纯，还有其他的一些杂质，所以这四兄弟我们称为无定型碳。【讲解】碳他们本家“一门三杰”，为人类社会做出了巨大的贡献。那么石墨他们家的这几位近亲又如何呢？我们先来说说和我们最亲密的炭黑？想想我们的文具用品中有没有一样东西是黑黑的？【讲解】是的墨汁里面就是加了炭黑，所以墨宝可以保存很长一段时间，这个问题我们留着下节课说。【讲解】我们再来说说焦炭，焦炭顾名思义烧焦的碳，说明他承受着很高的温度，那么哪里比较容易见到他呢？工厂里面，特别是冶金工业中！【讲解】在揭晓活性炭和木炭的用途之前，我们先来看两个视频。想想其中体现了活性炭的什么性质？【讲解】为什么活性炭和木炭会具有吸附性呢？我们刚才说了什么因素决定了性质？【讲解】我们来看一下活性炭的结构，你们看到了什么？【讲解】正是因为这些小孔的存在，所以才使得活性炭和木炭具有了吸附色素分子和异味分子的能力。所以想想活性炭或木炭有什么样的应用？ 【回答】石墨【听讲】【回答】墨汁【观察】【回答】吸附性【回答】物质的结构决定了物质的性质【回答】很多的小孔【听讲】【回答】防毒面具、口罩、净水器、除异味包等。
小结 【讲】揭晓最后的答案，金刚石和石墨为什么作为“双胞胎”会有如此大的差别，是因为出生之后他们所处的环境不同，金刚石的生存环境比较艰苦在高温高压的地底下，而石墨的生存环境则比较的安逸，所以石墨要变成金刚石有没有可能呢？有但是必须付出一定的代价：高温、高压、催化剂。只有承受金刚石所承受的那些苦，那么就能变成金刚石了。 【感悟】通过努力我们可以改变很多东西

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