资源简介

金刚石、石墨、C60（第一课时）
一、学习目标
1.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；了解金刚石、石墨、C60都是由碳元素形成的单质；
2.通过对金刚石、石墨、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；
3.通过对C60、碳纳米管的发现及研究的介绍，学会用发展的眼光看问题，提高学生的科学素养。
二、教学重难点
重点：金刚石、石墨、C60中原子排列方式的分析，物质的结构、性质和用途之间的关系
难点：物质的结构、性质和用途之间的关系
三、教学方法
情境法、讲授法
四、教学过程
（一）新课导入：
故事导入：世界最大的宝石金刚石库利南
1905年1月25日，南非的普列米尔矿山（亦称总理矿），3106克拉，即621.2克。体积约为5×6.5×l0 cm，相当于一个成年男子的拳头。它纯净透明，带有淡蓝色调，是最佳品级的宝石金刚石。一直到现在，它还是世界上发现的最大的宝石金刚石。
“非洲之星第Ⅰ”也就是“库利南1号”，重530.2克拉，为水滴形，琢磨了74个面。它也是现今世界上最大的钻石，镶在英国国王的令牌上。
“非洲之星第Ⅱ”，重317.4克拉，外观方形，磨有64个面。它是世界上第二大的钻石，现镶在英国国王王冠下方的正中。
（二）新知探究
知识点1 碳的单质
问题讨论：金和银用什么方法可以区分金（并展示图片资料）
学生讨论：
1.同种元素可以组成不同的单质吗？
2.金刚石、石墨和C60是同一种物质吗？
教师总结：
1.可以，例如：氧元素可以组成氧气和臭氧两种不同的单质，磷元素可以组成红磷和白磷两种不同的单质。
2.金刚石、石墨和C60不是同一种物质，是由碳元素组成的三种不同的碳单质。
教师讲解：由同一种元素组成的物质可以是单质（纯净物）,也可以是几种单质所形成的混合物,但绝不是化合物。
教师总结：金刚石—— 高贵华丽的碳单质
性 质 用 途
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，装在钻探机的钻头钻凿坚硬的岩层。
资料展示：金刚石结构、金刚石切割成的钻石、金刚石制成的玻璃刀
教师总结：金刚石—— 平凡多能的碳单质
石墨是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。石墨是最软的矿物之一
资料展示：石墨的用途
1.铅笔芯是石墨和粘土粉末混合而成的。
2.石墨耐高温，可以制成坩埚来熔炼金属。
3.石墨具有优良的导电性能，可以用来做电极。
问题讨论：为什么能用石墨制作铅笔芯？
因为石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的细磷片状固体；石墨很软，有滑腻感。
图片展示：石墨的层状结构→有滑腻感
教师总结：
化学性质的概念：物质在化学变化中表现出来的性质
讨论：因为石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的细磷片状固体；石墨很软。
资料展示：铅笔
铅笔其实不含铅，除了 石墨 外还含有少量的 黏土 。
铅笔中的HB：H代表Hard，坚硬的；B代表Black，黑的。
6B含石墨最多、最软，颜色最深→写字、制图等
6H含石墨较少、最硬，HB居中→考试填涂、素描、眉笔
讨论：
1.为什么能用石墨作电极？
2.此处用石墨作电刷，这是利用了石墨的哪些性质？
3.炼钢炉用石墨作电极，这是利用了石墨的哪些性质？
教师提示：木炭、焦炭、活性炭、炭黑是不是单质？
它们是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，是混合物，称为无定形碳。
教师总结：木炭和活性炭的吸附性
木炭和活性炭都是由石墨的微小晶粒和少量杂质构成的。
在自来水厂净化水的过程中,用到活性炭，目的是吸附有色有味的物质，就是利用了活性炭的吸附性。
木炭和活性炭是具有疏松多孔的结构才具有吸附性。吸附性属于物理性质。
师生共同总结：木炭的用途
1.小盆饰；2.冰箱除味剂；3.食品脱色剂
资料展示：
1.防毒面具
活性炭的吸附作用比木炭还要强，防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的。
2.木炭作为燃料
木炭是一种灰黑色的多孔性固体，燃烧时，产生的烟很少，火焰很小。
3.炭黑用做生产轮胎和墨水
4.焦炭炼钢铁使用
学生活动：总结木炭、活性炭、炭黑、焦炭的用途
木 炭 活性炭 炭 黑 焦 炭
取暖、写生、吸附 吸附（气味、色素）防毒面具 颜料、油墨、鞋油、增加轮胎耐磨性 还原剂、冶炼金 属
教师讲解：C60—— 神奇的碳单质分子
1.C60是分子
2.每个C60分子是由60个碳原子构成
3.C60分子的结构形似足球
4.C60是单质
资料展示：高新科技—— 纳米碳管
这是一种非常奇特的材料，它是石墨中一层或几层碳原子卷曲而成的笼状“纤维”，内部是空的，外径只有几纳米到几十纳米。这样的材料很轻，很结实。它的密度是钢的1/6，而强度却是钢的100倍。
石墨烯是由单层碳原子构成的二维晶体，也是目前世界上最薄的材料——几片放在一起的直径只有一个原子大，令其看上去其实是透明。
学生活动：观察金刚石、石墨和C60的微观结构图，分析它们物理性质存在差异的原因是什么？
（三）课堂练习
1.只含有碳单质的物质（ ）
A.一定是金刚石 B.一定是石墨
C.一定是纯净物 D.可能是混合物
解析：碳元素形成的单质主要有金刚石、石墨和C60，可能是其中的一种，也可能是其中的两种或三种，所以由碳元素形成的单质可能是纯净物也可能是混合物。故选D。
2.氯气泄漏事件会造成人员中毒，会通过人的口、鼻、皮肤毛细孔侵入人体造成中毒，所以在救援时，救援人员需要使用防毒面具，以下适用于填充防毒面具并吸附毒气的是（ ）
A.金刚石 B.炭黑 C.活性炭 D.石墨
解析：利用活性炭地吸附性。故本题选C。
3.下列关于C60的说法中正确的是（ ）
A.它的一个分子中含有60个碳原子
B.它是一种化合物
C.它的相对分子质量为120
D.它的分子构成形似足球，这种足球结构的碳分子不稳定
解析：C60中只含碳元素，所以属于单质而非化合物；它的相对原子质量=12×60=720；足球结构的C60分子是一种相对稳定的结构。故本题选A。
（四）课堂小结
教师帮助学生总结本节课重要收获：
1.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。
2.木炭和活性炭具有吸附性
（五）作业布置
回去查阅资料，还有哪些碳单质？它们又有什么用途？
五、板书设计
金刚石、石墨和C60
一、碳的单质
1.金刚石
（1）结构；（2）性质；（3）用途
2.石墨
（1）结构；（2）性质；（3）用途
3. C60
（1）结构；（2）性质；（3）用途
4.无定形碳（吸附性）
（1）木炭；（2）活性炭
注意：碳单质物理性质差异大——原因：碳原子排列方式不同
六、教学反思
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；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，亲身体会化学就在我们身边。
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