课题 1 金刚石、石墨和 C60
教材分析
本节课是继第二、第四单元学习空气、氧气和水以后，学习的又一个“元素及其化合物
知识”单元，学习碳及其氧化物的性质以及它们之间的衍变关系。碳单质的学习，是起到承
前启后的作用。
学情分析
本节课的学习是在学生具备了一定的化学基本概念和基本技能之后深入、细致地研究具
体物质，内容紧密联系社会和高新科技，可以冲淡学生在学习物质构成以及元素符号、化学
式、化学方程式等化学用语中产生的枯燥感。本节课的实验贴近学生生活实际、重视学科间
的联系、注重探究能力培养，可以激发学生学习化学的兴趣。
教学目标：
知识与技能
（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；
（2）了解金刚石、石墨和 C60 都是由碳元素形成的单质
（3）了解木炭、活性炭的吸附性。
过程与方法
（1）通过金刚石、石墨和 C60 中碳原子撩开方式的分析，懂得物质结构、性质和用途之间
的关系。
（2）通过木炭、活性炭对红墨水的吸附实验，学会作对比实验的方法来解决实际问题。
情感、态度与价值观
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
质。
重点难点
重点
金刚石、石墨和 C60 中原子排开方式的分析、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。
教学准备
教师用具
投影仪、电视媒体
学生用具
玻璃刀、导线、电池、灯泡、铅笔、蜡烛、刀片、烧杯
教学过程
引入：我们学过 O2 和 O3 ，红磷和白磷，它们的共同点是什么，不同点是什么？
学生回答：它们组成元素相同，属不同物质。
【板书】同种元素可以组成不同的单质
【师】我们来猜一个谜语：
和和睦睦一人家，兄弟三人本领大；
老大模样生得俊，通体透明骨头硬；
老二皮肤有点黑，偏偏还得软骨病；
老三长得像足球，材料科学显身手。
请猜：这家人是谁？这家人老大、老二、老三分别叫什么名字？
预习过课本的学生一下子能猜出来了。
【生】老大是金刚石，老二是石墨，老三是 C60
研究表明：金刚石、石墨和 C60 都是由碳元素组成的单质。今天，我们就来学习金刚石、石
墨和 C60。
【板书】课题 1 金刚石、石墨和 C60
一、金刚石
【师】我们先来看一段发生在玻璃店里的故事。
【学生表演】划玻璃，两学生分别扮演老板和顾客
【顾】：老板，我要配一块玻璃。
【板】：好啊。
【顾】：我自己有一把很锋利的刀，我想自己划。
【板】：你自己想划，行啊，那你试试。
（顾客用刀划玻璃，凡次都学有成功。）
【板】：还是我来吧，小心划破手。
（老板用玻璃刀很容易地把玻璃裁下来。）
【顾】：你的玻璃刀用什么做的？这么厉害！
【板】：我的玻璃刀上镶了一小块金刚石，它的硬度很高，给你看看。
【顾】：哇，只有圆珠笔头这么大，真厉害。谢谢老板！
【板】：不客气。
师：谢谢两位同学的表演。是否想知道更多的金刚石的知识呢？
【投影】金刚石有关的 PPT。
【提问】通过观看金刚石的相关内容，你知道金刚石有哪些物理性质和用途
【总结】
性质 用途
金
刚
石
无色透明、正八面体形状 经琢磨后，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，钻探机的钻头
二、石墨
【学生实验】请同学们把铅笔用铅笔刀削好，并注意环境卫生。
【引导】请同学们将刚才削下的黑色粉末用手指轻轻地摸摸，有什么感觉？这铅笔芯中的铅
芯是铅吗？
【学生】很软、的感觉
【实验】请同学们将自己桌上的导线、电池、灯泡、铅笔连接起来。
【投影】石墨有关的 PPT。
【提问】你知道石墨有哪些物理性质和用途？
性质
石
墨
深灰色、有金属光泽、不透明鳞片状固体
很软 铅笔芯
能导电 电极
滑腻 润滑剂
【总结】“神六”的发射火箭就是用石墨通风管。石墨坩埚、石墨电极、电刷等。
【总结】
金刚石 石墨
外观 无色、透明、正八面体关晶体 深灰色鳞片状固体
光泽 经琢磨后有夺目光泽 略有金属光泽
硬度 最硬 较软
导电性 无 良好
导热性 良好 良好
用途 钻探机钻头、刻刀、装饰品等 电极、铅笔芯、润滑剂
【引入】那么金刚石和石墨物理性质上 的差异是由什么引起的呢？
【展示】金刚石和石墨的原子排列结构模型
三、无定形碳
【实验】请同学们把蜡烛点燃，在火焰上方 2~3cm 处将刀片烧烤一分钟，熄灭蜡烛，等小
刀稍冷却，仔细观察刀片变化，请用手轻轻摸摸，有什么感觉？
【讨论】1.这种黑色物质是什么？
2.它与石墨是否有联系？
【展示】焦炭、木炭、活性炭、炭黑的物理性质和用途。
【讨论】设计简易净水器
铁锁不易开启，你有什么办法？
冰箱去味
葡萄酒脱色
【实验探究】设计如何除去红墨水中的颜色？
【展示】防毒面具
【思考】人造金刚石和石墨的相互转换是什么变化？为什么？
四、C60
【引入】随着科技的发展，新形态的碳单质逐渐被人们发现，其中取得重要进展的是 C60 分
子，另外还有碳纳米管。
【展示】C60 和碳纳米管的结构图，说出他们的性质。
【教师】C60 中 60 表示什么？它是单质还是化合物？有哪些用途？
【学生】C60 可用于材料科学、超导体，甚至气体贮存、有感觉的传感器，增强金属的强度，
新型催化剂，光学应用和对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。
【教师】碳纳米管是一种非常奇特的材料，由石墨中一层或几层碳原子卷曲而成的笼状“纤
维”，碳纳米管的硬度与金刚石相当，却拥有良好的柔韧性，可以拉伸。在工业上常用的增
强型纤维中，决定强度的一个关键因素是长径比，即长度和直径之比。是理想的高强度纤维
材料。2000 年 10 月，美国宾州州立大学的研究人员称，碳纳米管的强度比同体积钢的强
度高 100 倍，重量却只有后者的 1/6 到 1/7。碳纳米管因而被称“超级纤维”。
【教师】今天我们学习了几种物质？它们之间有什么联系和区别？
结构 决定 性质 决定 用途
板书设计
课题 1 金刚石、石墨和 C60 （第 1 课时）
结构
金刚石 性质
用途
结构
碳单质 石墨 性质
用途
结构 结构决定 性质 决定 用途
C60 性质
用途
木炭
活性炭
无定形碳 炭黑
焦炭
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