課題1 金剛石、石墨 和 C60教學設計 廣州市育才中學東校區 黎綺芬教學目標1、知識與技能：(1)知道不同的元素可以組成不同的物質，同一種元素也可以組成不同的物質；(2)了解金剛石、石墨、C60等的物理性質，并聯系性質了解它們的主要用途；(3)了解木炭和活性炭具有吸附性；2、過程與方法：(1)通過對金剛石、石墨和C60中碳原子排列方式及空間結構的分析，知道物質結構、性質和用途三者之間的相互關系；(2)通過木炭（或活性炭）吸附作用演示實驗的探究，讓學生知道對比實驗是研究問題的常見方法。3、情感、態度與價值觀：通過對C60、碳鈉米管的發現及研究的介紹，學會用發展的眼光看問題、提高學生的科學素質。教材分析 本部分教材主要講述了金剛石、石墨、木炭等的物理性質，以及它們的主要用途。通過對碳單質的學習，進一步理解元素和單質這兩個基本概念的區別和聯系。教學重點金剛石、石墨的重要物理性質和用途。教學難點金剛石和石墨物理性質差異很大的原因。教學方法觀察法、講述法、討論法教學準備1、實驗6-1所需的有關器材及藥品 2、金剛石、石墨球棍模型、防毒面具教學策略分析：充分利用生動的例子和對比分析的方法，讓學生比較出同是碳元素組成的兩種單質在物理性質上有很大的差異，再分析性質的不同主要是由于它們的結構中碳原子的排列方式不同，從而使學生對物質的結構、性質和用途之間的關系有一個初步的認識。教學過程：教學流程 教師活動 學生活動 設計意圖設問引入世界上含有哪一種元素的物質最多嗎？積極思考并搶答引起學生對學習新知識的好奇心講解演示以生動的語言介紹金剛石的特性以及演示玻璃刀刻劃玻璃邊聽邊思考、觀察通過生動的語言和演示實驗讓學生對金剛石的性質有更感性的認識講解演示從學生身邊熟悉的物質出發介紹石墨的性質以及性質決定的用途邊聽邊思考、觀察、并動手做簡單的實驗讓學生感受身邊的化學，認識石墨的性質和用途比較分析用表格的形式比較金剛石和石墨各方面的差異學生總結歸納培養學生歸納知識的能力，并且通過比較的方法更明顯地體現出金剛石和石墨的差異性了解差異性的原因通過展示兩者的結構圖，分析差異的原因了解物質的性質由物質的結構決定讓學生了解物質的結構決定性質，性質決定用途播放短片播放金剛石和石墨的短片學生觀看短片使學生拓展知識面設問：先來考大家一個問題：世界上中含有哪一種元素的物質最多呢？對了，就是碳元素。碳元素是物質世界中最豐富的元素，含碳元素的物質已經超過1000多萬種今天我們先來認識碳氏家族的兩兄弟“硬漢子”和“軟骨頭”吧。“硬漢子”就是我手上這一小粒的金剛石，這小小的金剛石有什么本領呢？我們來比比看。我這里有一塊玻璃，一把鋒利的小刀，哪個同學愿意上來，你用小刀，我用金剛石，看看誰能把玻璃整齊地切開。不能弄碎哦。（演示）：玻璃刀切割玻璃，學生用小刀劃玻璃。（講述）：這把其實叫做玻璃刀。上面的金剛石雖小，可是它是自然界中硬度最大的物質。不僅可以刻劃玻璃，還可以把它裝在鉆探機的鉆頭上切割堅硬的巖層，或者切割水泥、大理石。我們一起來看看金剛石的外型特點吧：它是無色透明的正八面體固體，折光率和散射性都很強，經過打磨，就是璀璨奪目的鉆石。下面我們再來認識一下“軟骨頭”石墨，它是自然界中最軟的礦物之一，它是一種深灰色的有金屬光澤但不透明的固體。石墨在紙上畫過會留下痕跡，所以可以用來書寫和畫畫，我們身邊有沒有含有石墨的物質呢？有啊，我們經常用的鉛筆，鉛筆芯不是鉛哦，是石墨和粘土混合而成的，你還知道有什么物質是用石墨做成的呢？（生）：電池中的碳棒，也是用石墨制成的。（問）：那說明石墨有什么性質呢？（生）：導電性。利用這點性質，石墨可用作電極。既然鉛筆芯含有石墨，那鉛筆芯有沒有導電性呢？我們來試試看吧！（學生演示）：鉛筆芯導電為什么課本建議用6B鉛筆芯呢？其他標號的鉛筆芯也可以導電嗎？燈泡亮度一樣嗎？（課后繼續探究）下面一起來觀看以下有關鉛筆芯的小片斷，推斷一下石墨還具有什么性質呢？【播放學生拍攝的開鎖片斷】：石墨有潤滑性【小結】石墨的性質決定用途（過渡）：剛才我們分析了金剛石、石墨各自的性質和用途。（講述）：為什么說它們是兩兄弟呢？原來這璀璨奪目稀有昂貴的金剛石和黑乎乎的石墨都是有碳元素組成的單質，在18世紀化學家拉瓦錫通過實驗證明了它們確實是都由碳元素組成的，引起了當時貴族們的震驚，他們都不相信價值連城的鉆石和低賤的石墨竟然是一家，都是碳元素組成的。下面我們來比較一下這兩兄弟的性質。（質疑）：那你們知道它們在物理性質上為什么有那么大的差別呢？請同學們結合課本的內容討論一下，是什么原因引起性質的差異的？（展示）金剛石和石墨的立體圖片，讓學生觀察它們在結構上有什么不同：（學生討論后上講臺講解分析）：金剛石是空間網狀結構，每個碳原子都非常穩固，因此決定了它的硬度非常大的性質；石墨是層狀結構，層與層之間容易滑動，因此決定它的硬度較小，有潤滑性，能導電等性質，從而可以看出物質的結構決定其性質。這里要注意不是碳原子的結構不同，每個碳原子都是一樣的，只是碳原子的排列方式不同。那么能不能讓廉價的石墨變成昂貴的金剛石呢？其實科學家們經過了不懈的努力，在20世紀50年代已經制造出人造金剛石了，但是這樣的金剛石沒有璀璨奪目的光彩，暗黃色，晶體也不規整，但其硬度也很大，所以一般只用于工業鉆探。（過渡）：從以上的比較我們可以看出同種元素可以組成不同的單質，那么在碳氏家族里還有沒有其他的單質兄弟呢？有的，就是碳60。碳60分子是一種由60個碳原子構成的分子，它形似足球。目前，人們對碳60分子的結構和性質的認識正在不斷深入。除了金剛石和石墨以外，生活中我們還常常用到木炭、活性炭、炭黑和焦碳等，它們主要由石墨的微小晶體和少量雜質構成。下面請同學們觀察實驗，通過實驗現象說明木炭、活性炭具有什么性質？（演示）：木炭吸附紅棕色氣體二氧化氮為什么紅棕色的氣體顏色會逐漸變淺了呢？（因為木炭具有吸附性，吸附了氣體）為什么木炭有吸附能力呢？是因為木炭具有疏松多孔的結構，利用這個性質來吸附一些食品和工業產品的色素。還可以吸附有異味的物質。如可以放進冰箱里除異味呢，還可以放進鞋子里去除臭味呢。我們在學習水的凈化方法時，活性炭也有吸附性。這里有一些紅墨水，用活性炭看看能否去除色素。紅墨水變成黑墨水了，怎么知道是不是能除去色素呢？（活性炭是固體，使固體和液體分開，可以用什么方法呢？）有同學可能會有疑問：過濾能否就把色素濾去了呢？那我們就一起做一個對比實驗吧。請一個同學上來過濾紅墨水看看。（演示）：活性炭吸附紅墨水 （對比實驗）直接過濾紅墨水活性炭的表面積很大，它的吸附性比木炭還要強，防毒面具的濾毒灌就是利用活性炭來吸附毒氣的。（小結）木炭、活性炭性質和用途（討論）結合金剛石、石墨和木炭的性質和用途，討論物質的性質與用途有什么關系。物質的性質決定用途。（投影）C60分子的發現（設問）由于C60分子結構與足球相似，它的結構很穩定。C60中60表示什么？它是單質還是化合物？（講述）目前，人們正在進一步研究C60分子的結構和性質，以及在材料科學、超導體等方面的應用。C60具有廣泛前景，誰能說說這方面的信息？除C60外，一些新的單質也被相繼發現，如：C70、C240、C540等。（講述）20世紀90年代初，科學家又致力于一種新型的納米材料-納米碳管的研究，我們一起來看一下它的結構圖。（投影）納米碳管的結構圖（設問）誰能說說關于納米碳管的性質？（講述）隨著科學技術的發展，碳單質不斷被發現，碳單質的用途也將不斷擴大。學了這節課大家有什么感受和反思嗎？（小結）學完這堂課我們應該知道：不同的元素可以組成不同的物質，同一種元素也可以組成不同的物質，如金剛石、石墨、C60等都是由碳元素組成的單質；木炭和活性炭具有吸附性；物質的結構決定性質，性質又決