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
教学设计
教学目标
1、知道金刚石和石墨的主要物理性质及相关的用途。
2、记住单质碳的化学性质及对应的用途。
3、知道同种元素可以组成不同的物质,以及物质结构、性质和用途的关系,且能以发展的观点看待碳的单质。
教学重难点
1、重点：金刚石、石墨的物理性质和用途以及碳与氧气及某些氧化物的反应。
2、难点：通过学习初步认识物质的结构与性质、性质与用途的关系。
教学过程
一、导入新课
[投影]展示美丽夺目的钻石。
[师]一位化学家说：我可以把价格低廉的木炭变成价值连城的钻石，如果你是投资商，你会投资赞助化学家的研究吗？
[生]会，因为钻石是金刚石经过仔细研磨后得到的，金刚石的成分就是碳。
[导入]金刚石是由碳元素组成的单质，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”，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。
二、新课讲授
知识点一 碳的单质
[拓展知识]金刚石的化学成分是碳，它是正八面体结构，它的结晶发生在高温、高压条件下，是岩浆作用的产物。早在罗马时代，就有人把金刚石雕刻成印章，这是最早的金刚石的“工业用途”。事实上人们从自然界里开采出来的绝大多数金刚石是用于工业的。长期以来，金刚石大多数的工业用途是利用它特别硬、不易磨损的特性。金刚石可以用于切割玻璃，制作钻头用于地质钻探、开采石油和打井等，还可以切割水泥，甚至大理石等建筑材料。至今，只有用金刚石车刀才能加工超硬的陶瓷，尚无其他代用品。金刚石还是优质的磨料，金刚石砂轮用来磨削硬质合金，比碳化硅耐用一万倍。
[过渡]金刚石是碳单质家庭中最璀璨夺目的、最稀有和最昂贵的，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？
[学生展示]石墨的化学成分是碳，它是层状结构，灰色，有金属光泽，硬度为1~2；比重为2.21~2.26；有滑感，易污手；具有导电性。由于熔点高、抗腐蚀性等特点，可用于高温增润；由于具有滑感，可用于机械工业的润滑剂；由于其具有导电性，又可制作电极。
[学生展示]跟金刚石相反，石墨是自然界中最软的矿物之一。用石墨在纸上划过，会留下深灰色的痕迹。铅笔芯就是用石墨粉和黏土混合制成的。由于石墨的熔点高，所以石墨润滑剂可以在高温下使用，而普通润滑剂则不能。
[师]石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的细鳞片状固体，很软，具有优良的导电性，很滑腻。石墨的这些性质决定了它有哪些用途呢？
[生]石墨很软，可以制铅笔芯。
[生]石墨能导电，可以作电极。
[生]石墨可以作润滑剂，因为它很滑腻。
[师]请同学们阅读课本P106~107，并根据刚刚对金刚石和石墨的了解，补充学案表格。
[归纳]比较金刚石 、石墨的物理性质和用途
金刚石 石墨
物理性质 外观 无色透明正八面体 深灰色细鳞片状固体
光泽 有光泽 有金属光泽
硬度 天然存在的最硬物质 很软
导电性 无 有
用途 装饰品 电池的电极、铅笔芯
[过渡]除了金刚石与石墨外，生活中我们还常常接触到木炭、活性炭、焦炭、炭黑等，它们都是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，我们把它们叫做无定形碳。　　　　　　
[投影]展示木炭的图片。
[讲解]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，可作吸附剂。
[投影]展示活性炭的图片。
[讲解]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，活性炭可用作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，使纯净的空气通过。
[投影]展示炭黑的图片。
[师]炭黑是一种黑色的极细粉末，由含碳的有机化合物不完全燃烧或加强热分解制得。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？
[学生实验]收集炭黑。点燃一支蜡烛，把冷碟子放在火焰的上方。
[师]看到什么现象？生：有黑色物质生成。
[师]这就是炭黑，可用于制造油墨、油漆、鞋油、颜料以及橡胶轮胎的填料。大家回去后也可做这个实验。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。
现在，我们小结一下刚才学过的几种含碳的物质。
[归纳总结]
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，能吸附毒气，在制糖工业里脱色制白糖炭黑：制造油墨、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。
[思考]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]大家认为“碳”和“炭”有什么区别呢？
[讲解]“碳”指的是碳元素，它是核电荷数为6的同一类原子的总称，有广泛的、概括的含义，如碳原子、碳元素、碳单质、碳的化合物等；“炭”指的是具体物质，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。
[过渡]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。
[投影]C60的分子结构
[师]大家看C60的分子结构和什么相似？
[生]和足球相似。
[讲解]C60是由60个碳原子构成的一个分子，结构类似足球，又名足球烯。C60性质稳定，在材料科学、超导体方面有广阔的前景。
[提问]金刚石、石墨和C60是不同物质及物理性质存在差异的原因是什么？
[生]都是它们的微观结构中碳原子的排列方式不同。
[强调]金刚石、石墨是由原子构成的物质，C60是由分子构成的物质。
知识点二 单质碳的化学性质
[投影]展示古代名人字画。
[师]古代名画历经几百年甚至几千年而依然色泽鲜艳不褪色，你知道其中的原因吗？
[讲解]碳原子的核外电子排布第一层有2个电子,第二层(最外层)有4个电子,因此常温下碳的化学性质比较稳定。
[师]回忆木炭在氧气中充分燃烧的现象。
[生]发出白光，放出热量， 生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。
[板书]碳的可燃性
(1)氧气充足时:C+O2CO2
(2)氧气不充足时:2C+O22CO。
[提问]如何证明金刚石、石墨都是由碳元素组成的？
[讨论]高温下将纯净的金刚石和石墨燃烧。检验产物：唯一性、产物是CO2。
[实验探究]碳还原氧化铜。
[学生活动]观察实验，回答下列问题。
[师]1.试管为什么要略向下倾斜？
[生]防止冷凝的水流到热的试管底部使试管炸裂。
[师]2.火焰上罩网罩的作用是什么？
[生]因为木炭与氧化铜反应的温度要求较高，用网罩使火焰集中，提高温度。
[师]3.实验结束时，为什么要先从石灰水中取出导气管再熄灭酒精灯？
[生]防止石灰水倒吸入热的试管使试管炸裂。
[师]4.反应的现象
[生]试管粉末中有红色的物质出现；澄清的石灰水变浑浊。
[得出结论]碳单质具有还原性。
板书设计
课题1 金刚石、石墨和C60
一、碳的单质
1、金刚石、石墨
2、无定形碳
3、新型碳单质
二、单质碳的化学性质
1、碳的稳定性
2、碳的可燃性
3、碳的还原性
2

展开更多......

收起↑