優(yōu)選教案：金剛石石墨C60

課題6.1金剛石、石墨和C60教學(xué)設(shè)計(jì)知識(shí)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(guò)程與方法通過(guò)對(duì)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(jià)值觀通過(guò)對(duì)C60的發(fā)現(xiàn)及研究的介紹，學(xué)會(huì)用發(fā)展的眼光看問(wèn)題，樹(shù)立物質(zhì)性質(zhì)決定用途的觀點(diǎn)。重點(diǎn)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(diǎn)碳跟某些氧化物的反應(yīng)。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(gè))、鐵架臺(tái)、酒精燈、網(wǎng)罩、帶導(dǎo)管的塞子、足球藥品：紅墨水、烘烤過(guò)的木炭(活性炭)、木炭粉、CuO粉末、澄清石灰水一、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(jìn)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(wú)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(lái)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(kāi)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(duì)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(jué)？(2)用石墨在紙上劃一下，會(huì)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(xì)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(lái)制作石墨電極。師：展示石墨的用途。投影課本上圖6－2。實(shí)驗(yàn)探究1：木炭和活性炭的吸附性在兩個(gè)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(xì)的木炭倒入其中一個(gè)小錐形瓶里，塞上塞子，充分振蕩后過(guò)濾，注意觀察帶紅色的水中顏色的變化。再與另一個(gè)小錐形瓶中未加木炭的原溶液對(duì)比?，F(xiàn)象：紅色消失，液體變無(wú)色。結(jié)論：紅墨水顏色的褪去是因?yàn)槟咎康奈阶饔?。師：木炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，表面積大，具有較強(qiáng)的吸附性，因此能吸附一些食品和工業(yè)產(chǎn)品里的色素?；钚蕴康奈阶饔帽饶咎窟€強(qiáng)。師：利用這一性質(zhì)，活性炭會(huì)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(lái)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(jìn)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(gè)C60分子中含有60個(gè)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(gè)方面也具有廣泛的應(yīng)用前景：①氣體的貯存；②有感覺(jué)功能的傳感器；③增強(qiáng)金屬的強(qiáng)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(kuò)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？決定決定生：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。決定決定反映反映物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)的性質(zhì)物質(zhì)的用途反映反映單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)——常溫下不活潑師：投影資料：我國(guó)古代一些書(shū)法家、畫(huà)家用墨書(shū)寫(xiě)或繪制的字畫(huà)能保存很長(zhǎng)時(shí)間而不變色。師：這說(shuō)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(xiě)出木炭在氧氣中充分燃燒時(shí)的化學(xué)方程式。生：C＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))CO2師：當(dāng)碳不充分燃燒時(shí)，生成一氧化碳。師：跟氧氣反應(yīng)：C＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))CO2(充分燃燒)2C＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO(不充分燃燒)師：碳在高溫時(shí)還有重要的性質(zhì)。師：把經(jīng)過(guò)烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻，小心地鋪放進(jìn)試管，并將試管固定在鐵架臺(tái)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(xiě)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(shuí)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(lái)煉鐵：2Fe2O3＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))4Fe＋3CO2↑師：這個(gè)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。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(lái)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(diǎn)燃))CO2(充分燃燒)2C＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)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(diǎn)燃))CO2,（充分燃燒）,跟氧氣反應(yīng)：2C＋O2\o(=,\s\up7(點(diǎn)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＋3