金刚石、石墨和C60教学设计

化学九年级第六单元 课题1 金刚石、石墨和C60 教学设计一 教学目标1 知识与技能(1)了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途；知道不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质；(2)了解木炭和活性炭具有吸附性； (3)通过对金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式及空间结构的分析，知道物质结构、性质和用途三者之间的相互关系；通过活性炭（或木炭）吸附作用演示实验的探究，让学生知道对比实验是研究问题的常用方法；(4) 碳单质常温下的化学性质的稳定性和高温下的活泼性，说明稳定和活泼都是相对的、有条件的.2 过程与方法 通过对金刚石、石墨、和C60中碳原子排列方式的分析，懂得物质结构、性质和用途之间的关系。 通过木炭、活性炭对红墨水的吸附实验，学会用对比实验的方法来解决实际问题。 (3) 通过碳与氧在不同条件下反应的产物不同，渗透物质所发生的化学反应既决定于物质本身的性质，又决定于反应条件的学习方法的指导。3 情感、态度与价值观 通过对碳单质新的形态的发现及其简单介绍，学生能以发展的观点看待碳的单质，认识科学的发展具有阶段性和局限性； 通过对碳的不同单质有不同用途的讨论探究，体会物质结构决定物质的性质，物质的性质决定物质的用途的的逻辑关系。二教材分析1.教学重点:(1) 金刚石、石墨、木炭的重要物性和用途，物质的结构、性质和用途之间的关系.(2) 碳与氧气及某些氧化物的反应碳的可燃性和还原性。2.教学难点：(1)物质的结构、性质和用途之间的关系是本课时的难点。(2) 碳与某些氧化物的反应碳的还原性。三、教学过程（第一课时）教学流程教师活动学生活动设计意图创设情境设疑导入引入新课同学们认为最昂贵的物质是什么吗?钻石也叫金刚石.请观看最大的金刚石“库利南”以及盛产钻石南非最大的金刚石“南非之星”.展示石墨的图片大家知道金刚石和石墨的成分是什么吗？对比金刚石和石墨照片，让学生思考同样是碳元素组成的单质为什么差异会如此之大。学生回答: “钻石”学生回答: “碳元素组成的”学生观察、思考引起学生的思考为何金刚石和石墨同样都是碳元素组成的单质,外观上有这么大的差异?提问投影过渡投影分组实验解决问题进而提问以及引导投影展示提问为何镶嵌着一小块金刚石的玻璃刀为什么能轻易切割玻璃呢?1、 金刚石：同样是碳元素组成的石墨会有哪些不同的性质呢?利用实验材料（石墨电极、6B铅笔、电路板、小刀） 设计实验，探究石墨的以下物理性质： （1）石墨的色、态 （2）石墨的硬度 （3）石墨是否导电 请同学们根据视频和教材填写以下表格内容。2、 石墨：对比思考，石墨和金刚石都是有碳元素组成的碳的单质，为什么它们的物理性质存在着很大的差异？展示并投影：金刚石和石墨的碳原子排布结构模型.通过学习金刚石和石墨的例子，物质的结构、性质、用途三者的关系如何？物质的结构决定了它的性质，性质又决定了它的用途。 无定性碳介绍：视频介绍：木炭，活性炭，焦炭，炭黑。了解木炭存在吸附性的原因。展示防毒面具.如果水被红墨水污染了，如何进行水的净化？演示实验6-1，将教材中的一个锥形瓶改成A、B两个锥形瓶，加入相同的略显红色的水，分别想A、B两个锥形瓶中加入适量的木炭粉和活性炭。并提出以下问题：、A、B两个锥形瓶中现象有何不同？说明了木炭、活性炭具有什么性质？、请你与其他同学一起讨论分析产生不同现象的本质原因是什么？、你们知道这一性质有什么实际用途吗？ 那种物质效果更好。学生回答: “金刚石很硬”学习指导P71学案表格填写结合课本思考。观看微课学习指导表格填写学生讨论，思考。交流结论。学生观察，形象理解其存在差异的原因。学生回答“结构不同”分析差异原因,理解结构决定性质,性质决定用途学生很想知道原因真相学生恍然大悟，正因为防毒面具中有活性炭。回答：“过滤”观察现象,分组讨论代表发言了解活性炭和木炭都具有吸附能力,活性炭的吸附能力更强. 引出金刚石的硬度大.培养学生的阅读能力和自主学习能力，学会用比较法分析问题。引导学生学会总结归纳回顾活性炭的吸附作用木炭具有吸附能力是因为木炭有疏松多孔的结构,进一步深化结构、性质、用途三者的关系。过渡新型的碳单质C60C60相关知识以及碳纳米管引导学生用发展的眼光看问题讨论交流形成共识小结这节课通过对比分析、对比实验，从结构、性质和用途三个方面介绍了碳元素形成的单质。你们能发现这三者之间的关系吗？（结构决定性质，性质决定用途；反之，用途体现了性质，性质有体现了结构）分组讨论；交流体会；总结归纳将所学的知识升华，形成理论板书设计 (第一课时)课题1 金刚石、石墨、和C60一 碳的单质(一)金刚石与石墨的性质、用途与结构1.金刚石（1）性质： 无色透明、正八面体形状,天然最硬.（2）用途： 装饰品-钻石, 切割玻璃、钻头（3）结构：碳原子排列成网状2石墨（1）性质：很软、滑腻感、能导电。（2）用途:铅笔、润滑剂、电极（3）结构: 碳原子排列成层状(二) 金刚石与石墨都是由同种元素组成不同单质两种单质物理性质差异大原因：碳原子的排列方式不同结构性质用途(三) 木炭、活性炭的吸附性第 二 课 时 教学过程活动一：生活实例引入: 师:曾有报纸报道:我国考古学家在挖掘出的古墓中发现,棺中一千年的女尸不腐烂,肌肉有弹性,头上青丝依旧.保存如此之好,使用了什么防腐剂呢?考古学家门发现棺木周围埋了足有一米厚的木炭,这说明了碳的什么性质?还有,下面两幅就是古代留下的珍贵字画。请看屏幕：【屏幕投影】学生欣赏二幅古代字画图片：明代：董其昌古画师：为什么明代董其昌的作品历经四百余年而依然笔峰清晰，古图保存到现在色泽鲜艳而不褪色呢？师：你们知道古代一些书法家、画家是用什么来书写或绘制字画的？生：黑色的墨水！师：墨汁又是用什么制成的？生：用炭黑来制成的。活动二、讨论与交流师：炭黑的主要成分是碳。古代字画保存几百年乃至上千年，纸或布都已开始腐烂破损，但墨色依然不变，这说明碳具有怎样的化学性质？猜猜看。生：碳单质的化学性质应该是很稳定的。师：都同意他的观点吗？（大部分同学都表示同意）生：不对，木炭可以在氧气中燃烧，怎么说它的化学性质稳定呢？我觉得应该是活泼的。师：我们说碳单质的化学性质是稳定还是活泼应该是有条件的。在常温下，碳的化学性质不活泼。但在点燃条件下，碳能与氧气发生化学反应。师：我们在分析问题得出结论时，一定要注意将条件和结论有机地联系起来，辩证地看待问题，才不至于犯以偏概全的错误。师：那么是什么决定了碳在常温下化学性质不活泼呢？还记得元素的化学性质与元素原子结构中的哪部分关系最为密切？生：最外层电子数。【屏幕投影】碳原子的结构示意图。师：分析原子结构示意图，你有哪些发现？生：碳原子最外层上有4个电子。师：在化学反应中，它要成为稳定结构，有几种途径？生；可以得到4个电子或失去4个电子使最外层都达到稳定结构。可以看出碳原子既难失去电子亦难得到电子,所以，碳化学性质常温下不活泼。师：这也体现了上节课我们所讲的结构和性质之间存在什么关系？生；结构决定性质。【投影】二、碳的化学性质常温下的稳定性、高温下的活泼性。点燃师：回忆木炭在氧气中燃烧的实验，写出木炭在氧气中充分燃烧时的化学方程式，并说出你所看到的实验现象。（一同学上台书写化学方程式并描述实验想像：C+O2=CO2）点燃师：如果氧气的量不充足，碳燃烧就不充分，这时生成一氧化碳，同时放出热量。（一同学上台书写化学方程式：2C+O2=2CO）师：从上述内容的学习，你能得到碳的什么性质?生；说明碳具有可燃性;并且条件不同, 燃烧的产物也不相同。师：所以，冬天里烧煤烤火时应该特别注意的是生：要注意通风，防止因煤燃烧缺氧生成有毒的一氧化碳而引起中毒。【投影】1、碳跟氧气的反应碳的可燃性。燃烧条件点燃化学方程式结论启示在氧气中充分燃烧C+O2=CO2碳具有可燃性；条件不同，燃烧主要产物可能也不相同书写化学方程式一定要注明反应条件；冬天用煤取暖一定要注意通风。燃烧不充分点燃2C+O2=2CO师：碳不仅可以和氧气反应，在较高温度时它还能和某些氧化物反应。活动三：活动与探究【投影】2、碳跟某些氧化物的反应（教师演示教材P107实验6-2木炭粉还原氧化铜。引导学生观察实验装置、实验操作及实验现象。引导学生通过实验现象，分析该反应的实质。）师：请同学看一下用于加热的装置特别之处？师：这是酒精喷灯，你知道为什么要这个装置吗？生：提高加热的温度。师：这说明碳与氧化铜反应的条件是什么？生：（异口同声）高温。师：实验中我们观察到哪些现象？ 生：黑色粉末逐渐变成光亮的红色；澄清的石灰水变成白色浑浊。师：该反应中生成了什么物质？谁能分析一下。活动四、讨论与交流生：石灰水变浑浊，说明反应生成了二氧化碳气体。黑色粉末变成红色物质，说明有铜生成。高温（请一位同学上台书写化学方程式：C+2CuO=2Cu+CO2）【投影】现象结论澄清石灰水变成白色浑浊有二氧化碳生成黑色粉末变成红色物质有铜生成师：分析很好！这个实验中在操作上还有哪些要注意的地方？生：为什么实验完毕后要先撤出导气管？生：为了防止试管中的气体因冷却压强减小而使石灰水倒吸，这样会导致热试管因遇冷而炸裂。师：为什么要待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上观察？师：要回答这个问题，请看下面的补充实验，仔细观察实验现象。（教师补充做铜丝在酒精灯灼烧的实验。）生：红色的铜丝表面变成黑色。说明在加热条件下，铜能被空气中的氧气氧化，生成黑色的氧化铜。如果未等试管冷却就将试管里的粉末倒在纸上，生成的红色铜在灼热条件下，又和空气中的氧气反应生成氧化铜，从而观察不到红色铜的生成。师：完全正确！再观察这个化学方程式有什么特点？生：我发现在这个反应里，氧化铜失去了氧而变成了单质铜，碳得到了氧化铜里的氧而变成了二氧化碳。师：像氧化铜这种含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。氧化铜因失去氧变成铜，我们就说氧化铜被还原。是木炭使氧化铜失去了氧，木炭是使氧化铜还原为铜的物质，我们就说木炭具有还原性。【投影】 2、碳跟某些氧化物的反应还原性师：利用碳的还原性，说明碳具有哪项重要应用？生：在工业上，可以用它来冶炼金属，即将金属氧化物里的金属还原出来。师：这是冶炼金属的一种方法。例如，焦炭可以在高温下把铁从它的氧化物矿石里还原出来。请同学们写出这这个反应的化学方程式。（一学生上台书写。）【投影】 2Fe2O3 + 3C 4Fe + 3CO2 活动五、本课小结师；通过本节课的学习，你有哪些收获和体会？生：知道了物质化学性质的活泼与稳定是相对的、有条件的。生：由于碳具有可燃性，可利用煤