教学设计《金刚石、石墨和C60》.doc

《金刚石、石墨、C60》教学设计

许昌市经济开发区实验中学 孙长安

一、素质教育目标
（一）知识教学点
碳的单质（金刚石、石墨、C60）。
（二）能力训练点
培养学生在实验中的观察能力，动手能力，增强学生的记忆力。
（三）德育渗透点
通过介绍金刚石和C60新的超导研究中取得的重要成果，对学生进行爱国主义教育，认识“科教兴国”的意义。

二、教学重点、难点、疑点及解决办法
1、重点 金刚石、石墨的物理性质及用途。
2、难点 金刚石和石墨在物理性质上存在巨大差异的原因。
3、疑点 碳和炭的区别是什么？
4、解决办法
（1）通过学生阅读教材、教师演示试验、学生动手实验等多种形式，调动学生的主动性和积极性，掌握金刚石、石墨的物理性质和用途，并理解木炭的吸附性。
（2）教师运用形象的比喻，帮助学生理解金刚石和石墨在物理性质上存在差异的原因。

三、课时安排
1课时。

四、教具准备
石墨的导电性实验装置，木炭吸附性实验装置，简易净水器的装置。

五、教学步骤
（一）明确目标
1、知识目标
（1）了解金刚石、石墨、等的物理性质和用途。
（2）理解金刚石、石墨由同种元素组成但物理性质不同的原因。
（3）木炭具有吸附能力的原因。
2、能力目标
培养学生的观察能力，对知识进行总结归纳的能力。
3、德育目标
培养学生的爱国主义情感。
（二）整体感知
本章主要是较为全面、完整地学习碳及其化合物的知识，内容包括物质的组成、结构、性质、制法、用途和鉴别等方面。从学习研究物质的角度看，本章具有典型性；从本章在全书中的地位看，具有承上启下的作用，占有重要的地位。
本节主要讲金刚石、石墨的物理性质和用途。通过对碳单质的学习，掌握固态非金属单质所特有的一些物理性质，进一步理解元素和单质这两个基本概念的区别和联系，这是学好本章内容的基础。
（三）重点、难点的学习与目标的完成过程
前面我们学习了氧气和氢气两种气态非金属单质，从这章开始学习碳及其化合物。首先学习碳的几种单质。
1、碳的单质：金刚石、石墨、C60
2、金刚石和石墨。

【教学过程】
师问：“有学生曾经问过我，老师，你的耳环上的是钻石吗？我说：当然不是啦，真的钻石好昂贵，老师现在还买不起呢。虽然我们现在都还没有经济能力购买钻石，但是我们饱饱眼福还是可以的。”
（展示钻石图片）
师问：“让我们欣赏一下这些璀璨夺目的钻石，大家有没有注意到图上的小字，琢磨。这么耀眼的钻石是由什么物质琢磨而成的呢？
生答：“金刚石”。
（展示金刚石图片）
师说：“钻石是由天然采集的金刚石经过仔细琢磨而成的。好，这节课我们所学内容就是有关金刚石的知识。”
板书：课题1 金刚石、石墨和C60
师说：“相信大家回家后都进行了一些相关资料的搜集，下面请两个同学来为我们简要介绍一下金刚石或石墨的性质和用途。注意语言简练，表述清晰。大家一起来认真听。”
板书：一、金刚石和石墨的性质和用途
（学生活动：学生上台介绍金刚石的性质和用途。）
师说：“很好！谢谢***同学。（进行相应评价）还有哪位同学进行补充吗？
师说：“很好！谢谢***同学。经过两个同学的言简意赅的介绍，我们了解到金刚石的的一些性质和用途。下面我们来填表。大家先讨论一下。
（学生活动：讨论金刚石和石墨的一些性质和用途。）
师问：“好，请问金刚石有哪些用途呢？”
生说：“可做玻璃刀和钻探机的钻头。”
师问：“金刚石可做玻璃刀和钻探机的钻头是由它的什么物理性质决定的？”
生说：“金刚石硬度大。”
（学生观看金刚石做玻璃刀和钻探机的钻头视频）
师问：“金刚石还可以用来做什么呢？”。
生说：“钻石”。
师问：“金刚石可做钻石是由它的什么物理性质决定的？”
生说：“由于金刚石无色透明，而且对光有折射散射作用，因此经琢磨后成钻石。”
师问：“那么，石墨呢？”
生说：“石墨可做铅笔芯。”
师问：“石墨可做铅笔芯是由它的什么物理性质决定的？”
生说：“石墨可做铅笔芯，是由于石墨深灰色、质软，而且在纸上划过留有痕迹等物理性质决定的。在石墨中加入一些粘土，可制成软硬不同的铅笔。”
（投影展示电源中的石墨电极及电路图图片）
师说：“石墨可还可以以做电极，这是因为石墨可导电。大家一起来看看石墨可导电的视频。”
（观看石墨导电性实验的视频）
师问：“让我们对比一下两者的物理性质，看看石墨和金刚石有何异同？”
生说：“金刚石硬度大而石墨质软，石墨能导电而金刚石不能导电。”
过渡：好，既然如此，请大家看到课本P105，讨论题，物质的性质和用途之间有什么关系？
（学生活动：讨论）
学生总结：性质决定用途，用途反应性质
板书：性质决定用途，用途反应性质
师说：“因此，我们可以知道，金刚石和石墨物理性质上的差异决定了用途上的差异。
过渡：“好，学习了金刚石和石墨的性质和用途之后，我们来思考这样两个问题：金刚石和石墨的组成元素都是碳，为什么物理性质差距却如此之大呢？
板书：二、金刚石C和石墨C都是由同一种元素碳元素组成的不同单质。
师说：“金刚石和石墨都是由碳元素组成的不同单质，性质上有如此大的差异是由于二者中碳原子的排列顺序不同。”
（展示金刚石和石墨结构示意图）
师说：“看图，金刚石是网状结构，这样的结构非常稳定，无论从那个角度去攻击它都不会轻易垮掉，因此硬度大；而石墨是层状结构，层与层之间可以相互滑动，因此质软、具有滑腻感。”
师说：“假如把碳原子比喻成建筑用的砖，那么金刚石和石墨就像用砖盖成的建筑物”，两种“建筑物”外形不同，牢固程度自然也就存在差异。”
师问：“那么，请问大家，物质的结构和性质之间又有什么关系？
（学生活动：讨论）
学生总结：结构决定性质
板书：结构决定性质
过渡：“除此之外，碳元素除了能组成金刚石和石墨外，还可以组成炭黑、木炭、活性炭、焦炭等。
（学生观看教学视频）
板书：三、碳元素的其它单质形式1、炭黑、木炭、活性炭、焦炭等
“其中木炭和活性炭具有吸附性。活性炭的吸附性比木炭又要强。生活中利用到这个性质的有许多，首先让我们看下面这个例子。”
“防毒面具里的大嘴装的主要就是活性炭。看到课本P105。”
（观看网上链接：科普知识“防毒面具的原理”。）
师说：“下面我演示一个课本平P105页的实验，大家注意观察。”
（学生观察实验）
师问：“这个实验证明了什么呢？“
生说：“活性碳具有吸附性。”
过渡：“科学家们发现，除金刚石、石墨外，还有一类新的单质形式存在的碳。其中发现较早并已在研究中取得重要进展的是C60分子。”
板书：2.有关C60
师说：“C60分子由60个碳原子构成，它的形状酷似足球。”大家动笔计算一下它的相对分子量。
板书：四、小结：

课堂练习
1 、消防员抢险时，佩带的防毒面具中装有
活性炭，其作用是______________ 。2、金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是_______
A.金刚石不含杂质，而石墨含杂质
B.金刚石是单质，而石墨是化合物
C.金刚石和石墨里碳原子排列不同
D.金刚石和石墨是由不同元素组成的
3、“石墨炸弹”能使高压输变电线电路短路，这是利用了石墨的（ ）。
（Ａ）可燃性 （B）还原性
（C）导电性 （D）润滑性
（观看网络链接：石墨炸弹控伊“电力开关”）

课外相关资料的阅读：
资料1：《铅笔上的H或B》
我们画画用的铅笔，常用“6B”的；写字用的铅笔常用“HB”的；而制图用的铅笔，常用“6H”的。“B”是英文“Black”的第一个字母，在铅笔中表示“软”；“H”是英文
“Hard”的第一个字母，在铅笔中表示“硬”。“6B”铅笔最软，“6H”铅笔最硬，“HB”铅笔软硬适中。铅笔为什么有软和硬的差别呢？这是由于石墨太软，用石墨做铅笔芯即易断又易磨损，因此，生产上常在石墨粉中掺一些黏土以增加硬度。黏土掺得越多，铅笔就越硬；黏土掺得越少，铅笔就越软。

资料2：《碳、炭和煤有什么区别？》
“碳”是元素的名称，是所有核电荷数为6的原子的总称，元素符号为C。常在书写碳元素的单质及含有碳元素的化合物名称时使用。如碳元素、碳-60、一氧化碳、二氧化碳等。“炭”仅在书写由碳元素组成的碳的名称时使用，如木炭、活性炭、焦炭、炭黑等。“煤”是以碳元素为主的有机物和无机物共同组成的复杂混合物。

板书设计：
课题1 金刚石、石墨和C60

一、金刚石和石墨的性质和用途
性质决定用途，用途反应性质
二、金刚石C和石墨C都是由同一种元素碳元素组成的不同单质。
结构决定性质
三、碳元素的其它单质形式
1、炭黑、木炭、活性炭、焦炭等
2、有关C60
四、小结：

附：课堂练习答案：1、活性炭具有吸附性；2、C；3、C。