《6.1 金剛石、石墨和C60》課堂教學(xué)實錄（附導(dǎo)學(xué)案）

PAGE《金剛石、石墨和C60》課堂教學(xué)實錄【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能1．了解金剛石和石墨的物理性質(zhì)和用途。2．知道碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。過程與方法通過對金剛石、石墨和C60中碳原子排列方式的分析，懂得物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途之間的關(guān)系。情感、態(tài)度與價值觀通過對C60的發(fā)現(xiàn)及研究的介紹，學(xué)會用發(fā)展的眼光看問題，樹立物質(zhì)性質(zhì)決定用途的觀點?！窘虒W(xué)重點和難點】重點：金剛石、石墨和C60中原子排列方式的分析以及碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。難點：碳跟某些氧化物的反應(yīng)。【教學(xué)準(zhǔn)備】儀器：金剛石的分子模型、石墨的分子模型、C60的分子模型、玻璃刀、鉛筆芯、干電池、石墨電極、導(dǎo)線、燈泡、小錐形瓶、試管(大小各1個)、鐵架臺、酒精燈、網(wǎng)罩、帶導(dǎo)管的塞子、足球藥品：紅墨水、烘烤過的木炭(活性炭)、木炭粉、CuO粉末、澄清石灰水【教學(xué)進程】一、導(dǎo)入新課師：我佃知道不同元素可以組成不同物質(zhì)，同種元素能組成單質(zhì)，那么同種元素能否組成不同的物質(zhì)呢？研究表明，透明的金剛石、灰色的石墨和足球狀的C60都是由碳元素組成的單質(zhì)(展示玻璃刀、C60的分子模型、鉛筆)。它們之間有什么聯(lián)系呢？這就是我們今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。二、推進新課碳的單質(zhì)1．金剛石師：展示金剛石及模型：生：學(xué)生觀察金剛石樣品后，嘗試描述有關(guān)金剛石的物理性質(zhì)：金剛石是無色透明的固體，呈現(xiàn)正八面體結(jié)構(gòu)。師：金剛石可以用來切割玻璃、水泥，甚至大理石等建筑材料，制作鉆頭用于地質(zhì)鉆探、開采石油和打井等。金剛石是自然界中存在的最硬物質(zhì)。2．石墨師：金剛石對光有折射和散射作用，但是同為碳元素組成的石墨，和金剛石相比外表要暗淡許多。師：展示石墨及模型：師：(1)用手觸摸一下石墨，有什么感覺？(2)用石墨在紙上劃一下，會有什么現(xiàn)象？生：(1)石墨很軟、有滑膩感。(2)留下深灰色的痕跡。師：石墨是一種深灰色的有金屬光澤而不透明的細鱗片狀固體，常用石墨作鉛筆芯。此外，石墨還具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，用來制作石墨電極。師：展示石墨的用途。投影課本上圖6－2。實驗探究1：木炭和活性炭的吸附性在兩個盛有半瓶水的小錐形瓶里，加入一滴紅墨水，使水略顯紅色，將研細的木炭倒入其中一個小錐形瓶里，塞上塞子，充分振蕩后過濾，注意觀察帶紅色的水中顏色的變化。再與另一個小錐形瓶中未加木炭的原溶液對比?，F(xiàn)象：紅色消失，液體變無色。結(jié)論：紅墨水顏色的褪去是因為木炭的吸附作用。師：木炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，表面積大，具有較強的吸附性，因此能吸附一些食品和工業(yè)產(chǎn)品里的色素。活性炭的吸附作用比木炭還強。師：利用這一性質(zhì)，活性炭會有什么用途？生：制作防毒面具。師：展示防毒面具圖片(濾毒罐就是利用活性炭來吸附毒氣的)。師：木炭和活性炭的吸附作用還有哪些用途呢？生：冰箱的除味劑、制糖工業(yè)的脫色劑、凈水器等。3．C60師：隨著科技的發(fā)展，新形態(tài)的碳單質(zhì)逐漸被人們發(fā)現(xiàn)，其中取得重要進展的是C60分子，另外還有碳納米管。師：展示C60分子模型：師：(1)C60的分子結(jié)構(gòu)和什么相似？(2)C60是單質(zhì)還是化合物？(3)C60中60表示什么？生：(1)C60分子結(jié)構(gòu)和足球相似。(2)它是一種單質(zhì)。(3)一個C60分子中含有60個碳原子。師：這種足球結(jié)構(gòu)的碳分子很穩(wěn)定。目前，人們正在迸一步地研究C60分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以及其在材料科學(xué)、超導(dǎo)體等方面的應(yīng)用。師：出示資料：C60在以下幾個方面也具有廣泛的應(yīng)用前景：①氣體的貯存；②有感覺功能的傳感器；③增強金屬的強度；④新型的催化劑；⑤光學(xué)應(yīng)用等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，碳單質(zhì)不斷被發(fā)現(xiàn)，碳單質(zhì)的用途也將不斷擴大。除C60外，一些新的單質(zhì)碳也相繼被發(fā)現(xiàn)，如：C70、C240、C540等。20世紀(jì)90年代初，科學(xué)家又致力于一種新型的納米材料——納米碳管的研究。師：金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質(zhì)，物理性質(zhì)為什么有這么大的差異呢？生：三種碳的單質(zhì)中碳原子的排列不同造成了性質(zhì)上的差異。物質(zhì)的結(jié)構(gòu)eq\o(,\s\up7(決定),\s\do5(反映))物質(zhì)的性質(zhì)eq\o(,\s\up7(決定),\s\do5(反映))物質(zhì)的用途單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)——常溫下不活潑師：投影資料：我國古代一些書法家、畫家用墨書寫或繪制的字畫能保存很長時間而不變色。師：這說明了什么？生：常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑。師：若升高溫度，又如何呢？師：寫出木炭在氧氣中充分燃燒時的化學(xué)方程式。生：C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2師：當(dāng)碳不充分燃燒時，生成一氧化碳。師：跟氧氣反應(yīng)：C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2(充分燃燒)2C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2CO(不充分燃燒)師：碳在高溫時還有重要的性質(zhì)。師：把經(jīng)過烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻，小心地鋪放進試管，并將試管固定在鐵架臺上，試管口裝有通入澄清石灰水的導(dǎo)管(如下圖)，用酒精燈(可加網(wǎng)罩以使火焰集中并提高溫度)加熱混合物幾分鐘。然后先撤出導(dǎo)氣管，待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上。觀察現(xiàn)象并分析。生：交流現(xiàn)象：澄清石灰水變渾濁，試管粉末中有紅色物質(zhì)。分析得出產(chǎn)物為二氧化碳、銅。師：上述反應(yīng)的反應(yīng)物、生成物、條件都已確定，你能寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式嗎？生：2CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑師：從分子組成上看CuO轉(zhuǎn)變?yōu)镃u，發(fā)生了什么變化？是誰導(dǎo)致了這種變化？生：CuO轉(zhuǎn)變?yōu)镃u失去了氧，是碳奪走了CuO中的氧。師：還原反應(yīng)：含氧化合物里的氧被奪去的反應(yīng)。還原性：能奪走含氧化合物里氧的物質(zhì)具有還原性。練習(xí)：焦炭在工業(yè)上可用來煉鐵：2Fe2O3＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))4Fe＋3CO2↑師：這個反應(yīng)是否是還原反應(yīng)？若屬于還原反應(yīng)，哪種物質(zhì)具有還原性？生：此反應(yīng)是還原反應(yīng)，其中碳具有還原性。師：工業(yè)上常利用碳的還原性，制取多種金屬?！景鍟O(shè)計】第六單元碳和碳的氧化物課題1金剛石、石墨和C60一、碳的單質(zhì)1．金剛石很硬，可用來切割玻璃2．石墨很軟，有良好的導(dǎo)電性3．C60物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途之間的關(guān)系：結(jié)構(gòu)eq\o(,\s\up7(決定),\s\do5(體現(xiàn)))性質(zhì)eq\o(,\s\up7(決定),\s\do5(體現(xiàn)))用途二、單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)1．高溫下，碳能跟多種物質(zhì)反應(yīng)。(1)跟氧氣反應(yīng)：C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2(充分燃燒)2C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2CO(不充分燃燒)(2)跟某些氧化物反應(yīng)：2Fe2O3＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))4Fe＋3CO2↑2．還原反應(yīng)：含氧化合物里的氧被奪去的反應(yīng)。還原性：能奪走含氧化合物里氧的物質(zhì)具有還原性。eq\a\vs4\al(3.\x(\a\al(碳,的,化,學(xué),性,質(zhì)))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(穩(wěn)定性：常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑,可燃性\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(跟氧氣反應(yīng)：C＋O2\o(=,\s\up7(點燃))CO2,（充分燃燒）,跟氧氣反應(yīng)：2C＋O2\o(=,\s\up7(點燃))2CO,（不充分燃燒）)),還原性\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2CuO＋C\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑,CO2＋C\o(=,\s\up7(高溫))2CO,2Fe2O3＋3C\o(=,\s\up7(高溫))4Fe＋3CO2↑)))))【教學(xué)反思】本節(jié)課以碳的知識為載體，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會用發(fā)展的眼光看待問題。本節(jié)課采用的是探究法進行教學(xué)，讓學(xué)生感受到探究的樂趣，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，發(fā)揮其主體作用；從不同的角度引導(dǎo)，進而提出結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途之間的關(guān)系，以及一種元素能形成多種單質(zhì)。課堂學(xué)習(xí)氣氛濃厚，較好地完成了教學(xué)任務(wù)?！督饎偸⑹虲60》導(dǎo)學(xué)案第1課時碳的單質(zhì)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解金剛石、石墨和C60都是碳元素形成的單質(zhì)及各自的物理性質(zhì)和用途。2．了解木炭、活性炭的吸附性?！局攸c難點】1．認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì)和用途的關(guān)系。2．知道不同元素可以組成不同的物質(zhì)，同一種元素也可以組成不同物質(zhì)。學(xué)習(xí)內(nèi)容一金剛石、石墨和C60【學(xué)習(xí)指導(dǎo)】閱讀課本第106頁－108頁的有關(guān)內(nèi)容，完成下列填空。1．填表。物質(zhì)金剛石石墨C60組成都是由碳元素組成的單質(zhì)物理性質(zhì)外觀無色透明、正八面體形狀的固體深灰色不透明鱗片狀固體，有金屬光澤形似足球狀硬度最硬質(zhì)軟導(dǎo)電性不導(dǎo)電導(dǎo)電幾乎不導(dǎo)電導(dǎo)熱性無良好用途劃玻璃、鉆頭、裝飾品電極、鉛筆芯、潤滑劑材料科學(xué)、超導(dǎo)體2.同一種元素可以組成不同的單質(zhì)。碳元素組成的單質(zhì)有金剛石、石墨、C60，氧元素組成的單質(zhì)有O2、O3，磷元素組成的單質(zhì)有白磷、紅磷。3．金剛石、石墨、C60它們物理性質(zhì)存在差異的原因是碳原子的排列方式不同。4．物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)決定了它的性質(zhì)，物質(zhì)的用途在很大程度上取決于物質(zhì)的性質(zhì)。5．用石墨制取金剛石是化學(xué)變化。6．C60的一個分子是由60個碳原子構(gòu)成的，C60的相對分子質(zhì)量是720?！居懻摻涣鳌?．元素和單質(zhì)之間有什么關(guān)系？2．碳元素形成的各單質(zhì)物理性質(zhì)不同的原因?！緶剀包c撥】1．一種元素可形成多種單質(zhì)，多種單質(zhì)可由一種元素組成；即同種元素組成的物質(zhì)可能為單質(zhì)，也可能為混合物。2．金剛石、石墨、C60的物理性質(zhì)不同的原因：碳原子的排列方式不同。金剛石、石墨、C60的物理性質(zhì)如同建筑物的穩(wěn)固程度，其材料一樣，但材料組合方式不同，其穩(wěn)固程度就不同?！久麕煔w納】1．自然界中最硬的物質(zhì)為金剛石。2．鉛筆芯中不含鉛，而是含石墨。3．物質(zhì)的性質(zhì)決定用途，用途體現(xiàn)性質(zhì)?！痉答伨毩?xí)】1．近年來，科學(xué)家研制出一種新物質(zhì)，它具有空心的類似足球狀結(jié)構(gòu)，化學(xué)式為C60，下列說法正確的是(B)A．它是一種新型的化合物B．它與金剛石、石墨都是碳的單質(zhì)C．該物質(zhì)是由金剛石和石墨構(gòu)成的D．該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量為602．下列關(guān)于碳的幾種單質(zhì)的組成和用途的說法錯誤的是(D)A．璀璨奪目的天然鉆石是由碳元素組成的B．長期未用而難開啟的鐵鎖，可在鎖孔中加入少量鉛筆芯粉便于開啟C．活性炭可用作防毒面具的濾毒劑D．鉛筆芯主要是用鉛和少量炭粉制成的3．只含有碳元素的物質(zhì)(C)A．一定是純凈物B．一定是金剛石C．可能是純凈物，也可能是混合物D．一定是炭黑4．金剛石、石墨在氧氣中充分燃燒都生成唯一的產(chǎn)物CO2，且這一產(chǎn)物里所含氧的質(zhì)量等于參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量，由此證明它們是由碳元素組成的不同單質(zhì)。5．在石墨、活性炭和金剛石等碳的單質(zhì)中，硬度最大的是金剛石；軟而滑膩的是石墨；導(dǎo)電性能好的是石墨；能使集氣瓶中紅棕色的二氧化氮顏色消失的是活性炭，發(fā)生的變化是物理變化(填“物理”或“化學(xué)”)。6．輕軌電車是一種快速便捷的交通工具，當(dāng)輕軌電車開動時，輕軌電車與架空電線的接觸點由于高速摩擦?xí)a(chǎn)生高溫，因此接觸點上的材料應(yīng)該具有耐高溫、不易氧化、能導(dǎo)電的性質(zhì)。你認(rèn)為接觸點的材料應(yīng)選用(B)A．金剛石B．石墨C．鋁D．錫學(xué)習(xí)內(nèi)容二木炭、焦炭、活性炭、炭黑【學(xué)習(xí)指導(dǎo)】閱讀課本107－108頁的有關(guān)內(nèi)容，完成下列填空。1．在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常用到木炭、焦炭、活性炭和炭黑等，這些物質(zhì)的主要成分也是碳單質(zhì)，它們的結(jié)構(gòu)與石墨類似。2．木炭、焦炭、活性炭、炭黑都具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，因此它們都具有吸附性?；钚蕴坑米鞅淙ノ秳?，炭黑用作制墨汁，焦炭用于冶金工業(yè)，活性炭用來除去食品和工業(yè)產(chǎn)品里的色素，活性炭用于制造防毒面具里的濾毒罐，炭黑加入到橡膠里增強輪胎的耐磨性。在這幾種物質(zhì)中，活性炭的吸附能力最強?！居懻摻涣鳌俊疤肌焙汀疤俊庇惺裁磪^(qū)別？【溫馨點撥】碳指的是碳元素；而炭指由碳元素組成且含有少量雜質(zhì)的具體物質(zhì)，因此書寫時一定要注意?！久麕煔w納】1．木炭的吸附性是物理性質(zhì)。2．木炭、焦炭、活性炭、炭黑的性質(zhì)、用途比較。木炭、焦炭、活性炭、炭黑等的類別混合物(由石墨微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成)木炭、焦炭、活性炭、炭黑等的結(jié)構(gòu)疏松多孔木炭和活性炭的性質(zhì)吸附性木炭和活性炭的用途去異味、吸附毒氣、脫色等【反饋練習(xí)】1．重慶天原化工廠發(fā)生氯氣泄漏事故，救援人員使用了防毒面具，以下適用于填充防毒面具并吸附毒氣的是(C)A．金剛石B．炭黑C．活性炭D．石墨2．碳和炭這兩個字表示的意義是不同的。下面關(guān)于這兩個字的具體用法中，正確的是①②③⑤(填序號)。①碳單質(zhì)②木炭粉③活性炭④一氧化碳⑤碳酸鈉3．現(xiàn)有A.木炭；B.石墨；C.活性炭；D.焦炭；E.金剛石五種物質(zhì)，按下列要求選擇填空(只填序號)。①用于制黑火藥的是A；②裝在鉆探機鉆頭上的是E；③用來作電極的是B；④用作裝飾品的是E；⑤填充濾毒罐的是C。第2課時單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．掌握單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)。2．理解氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)。3．能運用單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)解決實際問題?！局攸c難點】1．掌握單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)。2．理解氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)。學(xué)習(xí)內(nèi)容一單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)【學(xué)習(xí)指導(dǎo)】閱讀課本第110－111頁的有關(guān)內(nèi)容，完成下列填空。1．常溫下，碳的穩(wěn)定性：原子最外層電子數(shù)決定了元素的化學(xué)性質(zhì)。碳原子的最外層電子數(shù)是4，既不容易得到電子，也不容易失去電子，所以碳的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。古代字畫能長久保存，就是利用了碳的穩(wěn)定性。2．木制的電線桿在埋入地下前，將其表面燒焦的目的是什么？把電線桿燒焦后木頭變成木炭，由于碳的穩(wěn)定性，所以可以保存較長的時間。3．可燃性：(1)回憶木炭在氧氣中充分燃燒的實驗，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C＋O2CO2。實驗現(xiàn)象：劇烈燃燒，發(fā)白光。如何檢驗產(chǎn)物：向集氣瓶里倒入澄清的石灰水，澄清的石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成。(2)在密閉的室內(nèi)用煤爐燒煤取暖，如果使用不慎，就會發(fā)生“煤氣”中毒事件，猜測一下“煤氣”是CO。“煤氣”是怎樣產(chǎn)生的？煤不完全燃燒產(chǎn)生的。(3)碳燃燒的化學(xué)方程式為C＋O2CO2、2C＋O22CO。4．還原性：(1)木炭還原氧化銅的實驗中，CuO是黑色的，木炭是黑色的。此實驗的反應(yīng)物是固體，反應(yīng)條件需要加熱，該反應(yīng)的發(fā)生裝置是固固加熱型。酒精燈加網(wǎng)罩的目的是集中火焰，提高溫度。做該實驗時因為有氣體生成，所以必須先檢查裝置的氣密性。反應(yīng)結(jié)束后，先撤導(dǎo)氣管，后撤酒精燈。(2)分小組實驗，在實驗中看到黑色的氧化銅變成了紅色，澄清的石灰水變渾濁。紅色的固體是銅，澄清的石灰水變渾濁說明有二氧化碳生成。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式C＋2CuO2Cu＋CO2↑?！久麕煔w納】1．在常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。2．木炭還原氧化銅的實驗，反應(yīng)中看到試管中黑色固體逐漸變?yōu)榧t色物質(zhì)，說明CuO變成了Cu；試管中有氣泡產(chǎn)生且澄清石灰水變渾濁，證明有CO2生成?！痉答伨毩?xí)】1．古代的字畫經(jīng)久不變色，其原因是(C)A．顏料質(zhì)量好B．字畫保存得好C．碳的化學(xué)性質(zhì)在常溫下穩(wěn)定D．因為是黑色的2．常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，隨著溫度的升高，碳的活動性增強。3．碳燃燒可以生成兩種氧化物，二氧化碳和一氧化碳；其中碳元素的化合價分別為＋4和＋2。4．下列符號，既能表示一種元素，又能表示該元素的一個原子，還能表示一種單質(zhì)的是(D)A．O2B．NC．2HD．C5．下列性質(zhì)中，不屬于碳的化學(xué)性質(zhì)的是(B)A．穩(wěn)定性B．吸附性C．可燃性D．還原性6．碳的某種氧化物中，碳元素和氧元素的質(zhì)量比為3∶8，該氧化物中碳原子和氧原子的個數(shù)比為1∶2，該氧化物的化學(xué)式為CO2。學(xué)習(xí)內(nèi)容二氧化還原反應(yīng)【學(xué)