人教版化学九年级上册金刚石、石墨和C60学案 (4)

课题 1 金刚石、石墨和 C60 教学目标:了解金刚石、石墨、C60 的物理性质，并联系性质了解它们的主要用途。通过 单质的性质学习有关实验，培养学生的观察能力和思维能力。思想教育：通过对金刚石、石 墨和 C60 的学习，对学生 进行共性、个性关系的认识人和学习方法的培养与教育。 重点： 金刚石、石墨和 C60 的重要物性和用途；金刚石和石墨物性差异很大的原因。 难点：金刚石、石墨和 C60 的重要物性。 教学过程： 一、知识回顾 通过对化合物，单质的概念回顾，引出课题。 二、探究新知 思考：在物质世界中，有没有同一种元素组成不同物质呢？还有其他例子吗？ 讲解：氧气和臭氧。引出本课题。 [提问] 我们都见过晶莹璀灿的金刚石，也经常使用铅笔、碳棒，冬日里还可用木炭 取暖，可你们知道它们各是由什么成份组成的？它们有什么联系吗？ [讲解] 铅笔芯、碳棒的主要成份是石墨，金刚石、石墨、木炭，还有活性炭、焦炭 等都是由碳元素组成的不同单质。这节课主要学习金刚石、石墨及木炭的物理性质和用途。 [阅读] 课本金刚石和石墨的物理性质。 1、金刚石。通过图片展示金刚石外形。 特 点 ： 无 色 透 明 、 正 八 面 体 。 性质：硬度大，天然存在的最硬的物质。 用途：利用金刚石硬度大、耐高温可做钻探机的钻头；利用硬度大，可做玻璃刀；由于金刚 石对光有折射散射作用，可做装饰品。（性质决定用途，用途体现性质） 教法：通过图片展示讲解，激发学生兴趣。通过对金刚石切割的讲解，加深学生对金刚石硬 度的理解。通过对世界最大钻石的小故事的引入，调动大家学习积极性，共同讨论，认识到 金刚石价值非凡，从而在情感上让大家能像金刚石一样做个有价值的人。 2、石墨。图片展示，让学生回答石墨的颜色，并对易出现的错误进行纠正，加深理解。 特点：深灰色、有金属光泽、不透明、细鳞片状固体。 用途： a．利用石墨质软可做铅笔芯；利用石墨滑腻、耐高温，可做耐高温的润滑剂。 b．石墨可导电，可以做电极，又耐高温可做高温电炉的电极。 c．利用石墨传热性能好，并在温度骤然升高时不易炸裂，可做石墨坩埚。 d．利用石墨耐酸碱的耐腐蚀性强，可做化工管道，耐酸槽、耐碱槽等。 教法：引入铅笔小知识，激发学习热情，通过师友合作回答，讨论铅笔硬度，加深对石墨应 用的理解，图片展示石墨用途，让学生直观体验。 3、总结，列表对比金刚石石墨性质用途，让学生回答，通过师友互助共同协作完成表格， 让学生通过对比迅速掌握两者特点和用途。 师友互助完成 金刚石 石墨 颜色 无色透明 深灰色、不透明、有金属光泽 形状 正八面体的固体 细鳞片状固体 硬度 天然存在最硬 最软物质之一 导电性 不导电 良好 用途 玻璃刀、钻头、钻石饰品等 铅笔芯、电极、高温润滑剂等 4、讨论：为什么金刚石和石墨的物理性质有这么大差异呢？ 让学生共同讨论，让师友 回答评价。 5、图片展示两者结构。 结论：因为碳原子的排列方式不同，所以金刚石和石墨的物理性质有很大差异。 6、知识链接。 化学家和物理学家从 18 世纪末开始探索人造金刚石的制备方法。 1955 年，美国通用电气公司试制成功石墨转变成人造金刚石（C 石墨→C 金刚石）。 讨论：石墨转变成金刚石是物理变化还是化学变化？ 同类比较下：氧气变臭氧是物理变化还是化学变化？ 先让学生讨论，然后通过同类比较，进行提示引导，进而回答正确，通过师友互助完成。 [小结] 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，即结构决定性质，性质决定用途。 7、无定形碳 在碳元素组成的单质中，还有一类单质是无定形碳，包括木炭、焦炭、活性 炭及炭黑等。（交待：“炭”与“碳”的不同写法） 注：无定形碳是混合物。 下面着重介绍木炭。 [演示] 把木炭放入盛满 NO2 气体的锥形瓶，塞好塞子，摇动片刻，观察现象。再加热锥 形瓶，红棕色气体 NO2 又重出现，说明什么问题。 （讨论实验后，得出结论） 让师友讨论回答。 [小结] 木炭能吸附红色和棕红色物质，说明木炭具有吸附性，能把大量气体或染料小微 粒吸附在其表面。加热后，红棕色又出现，说明以上过程属于物理变化。 为什么活性炭可用作防毒面具？ 木炭、骨炭等的许多用途是它们对于气体或溶解物质吸附性能的利用。具有高吸附能力 的炭称为活性炭。吸附性是指各种气体、蒸气以及溶液里的溶质被吸在固体或液体物质表面 上的现象。具有吸附性质的物质叫吸附剂，被吸附的物质叫吸附质。吸附作用实际是吸附剂 对吸附质质点的吸引作用。吸附性能的大小是由吸附剂的性质、吸附剂表面的大小、吸附质 的性质和浓度的大小、温度高低而决定的。因为吸附作用既然是表面作用，所以吸附剂的表 面积愈大、吸附量也愈高。 防毒面具主要分面罩、呼吸管和滤毒罐三部分。滤毒罐里起主要作用的有活性炭层、化学吸 附层和防烟滤层。在不同滤毒罐里各层排列顺序不尽相同。活性炭层主要用于吸附毒气。由 于活性炭具有巨大的表面积，吸附能力很强，所以用于防毒面具。活性炭与防毒面具 用于吸附液相中的杂质的活性炭，可用于食品和化学产品加工过程中，被用来精制蔗糖、 甜菜糖和玉米糖浆；它也用于城市生活用水和工业用水的水处理中，以吸附会给水带来讨厌 气味和味道的的有害物料和杂质。 木炭可作燃料、黑火药、制铅笔和做吸附剂等。 8、C60 分子 C60 分子由 60 个碳原子构成，分子形似足球，又名足球烯。这种足球结构的分子很稳定。 它应用于材料科学、超导体等方面的研究正在进行中。 三、归纳总结 师友互助完成 名称 金刚石 石墨 C60 外观 纯净的金刚石是一种无色透 明、正八面体形状的晶体 石墨是一种深灰色有金属 光泽不透明的细磷片状的 固体。质软，有滑腻感， 分子形似足球状。有 金属光泽，其徵晶粉 末呈黄色。 导电性 几乎不导电 良好 几乎不导电 硬度 天然存在的最硬物质 质软 质脆 导热性 很差 良好 很差 用途 钻头、刻刀、装饰品 电极、铅笔芯、润滑剂 制备新材料、新配件、 医学应用 物质的组成结构  定 反映 物质的性质  定 反映 物质的用途 注： “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、碳酸、碳酸钙、碳氢化合物等。“炭”仅在书写由碳元素组成的无定形碳的名称时使用， 如木炭、活性炭、焦炭、炭黑等。 四、巩固提高 通过连线题，把物质的性质和用途搭配起来，让师友互助完成，调动学习积极性。 五、和谐互助 通过生活实例让师友互助完成，加深对物质用途的理解 1、某同学家有一把长期未使用而生锈的锁，请你用本节课所学知识帮忙打开？ 2、某同学家的冰箱用久了有异味，请你利用本节课所学知识帮忙解决？、 3、某同学家里香烟味太浓，他在家里点燃了一支蜡烛，过一会烟味变淡了，为 什么？