金刚石、石墨、C60的性质和用途

金刚石、石墨和C60教学设计【教学目标】（一）知识与技能1.认识金刚石、石墨、C60的物理性质、主要用途和空间结构。2、了解以木炭活性炭为主的无定形碳的用途。3、通过分析金刚石、石墨是由碳元素组成的两种不同的单质，进一步理解元素和单质的区别和联系。（二）过程与方法通过观看视频和教材P106-110页上的相关内容，培养学生进行观察对比，推理分析，总结归纳的能力。（三）情感态度价值观1、引导欣赏物质结构的美，激发学生的创造力。 2、感受化学学科为人类社会所作出的巨大贡献。3、知识改变生活，科学发展无止境。【教学重点】结构决定性质，性质决定用途观念的建立【教学难点】改变结构创造物质【教法】创设情景 展示模式 引导分析【学法】查阅资料 动手实验 类比分析【教学准备】1.仪器药品：自制简易净水器（ U型管、注射器），烧杯，电池组，导线，灯泡，红墨水，铅笔，活性炭粉，木炭粉。2.其他资源：多媒体，导学案等。【教学过程】环节一：认识金刚石，石墨，C60的用途和物理性质观看碳单质的视频，思考金刚石、石墨和C60的性质和用途。再看书P106-110页上的相关内容，用笔勾画金刚石，石墨，C60的用途和物理性质，再填写下表：金刚石石墨活性炭C60结构性质色态 色透明，高折射率 形状的固体 色，不透明，有金属光泽的 状固体硬度天然存在的 的物质质地 ，有 感，在纸上划过会留下痕迹导电性 导电（填“能”或“不能”） 导电（填“能”或“不能”）用途 ， ， ， ， 广泛用于超导、催化、材料、医学及生物领域。汇报交流：请用：“因为所以”造句因为金刚石 ，所以可以 因为金刚石 ，所以可以 因为石墨 ，所以可以 因为石墨 ，所以可以 因为石墨 ，所以可以 最后，学生得出结论：用途是由 决定的。环节二：认识金刚石，石墨，C60的空间结构1、教师展示模型（如图1），正因为金刚石这种空间网状结构，碳原子之间结合得十分牢固，所以金刚石很稳定且硬度大。2、老师展示模型（如图2）正因为石墨的空间层状结构，层与层之间的作用力很弱，层与层可以滑动，所以石墨滑腻，质地很软。石墨的碳原子上有自由移动的电子，所以石墨能够导电。图2图1小结：结构决定性质。在日常生活中还有一些物质主要成分也是碳单质，结构与石墨类似。它们就是木炭，焦炭，活性炭，炭黑。简介无定形碳的用途。活性炭吸附做演示实验环节三：学生验证实验：请同学们根据桌上的实验器材进行探究：（1、4）组：实验内容实验现象实验结论分别用玻璃刀、小刀分别刻划玻璃（2、5）组：实验内容实验现象实验结论(1)用铅笔芯在纸上划过(2) 用手感受摸摸、捻捻铅笔芯粉末(3) 将铅笔芯串连在电路中（3、6）组：实验内容实验现象实验结论将取3匙活性炭倒入装有红墨水的小烧杯中，用玻璃棒搅拌，过滤，观察滤液与原烧杯中红墨水进行比较 学生汇报实验现象和实验结论。最后得出结论：物质的结构决定性质，性质决定用途，这一化学基本思想。环节四：改变结构创造物质由于石墨结构中，层与层之间的作用力相对很弱，每一层都容易被剥离出来。取下石墨模型的一层，再弯曲石墨变碳纳米管 介绍结构性质用途 图片，文字，视频石墨变石墨烯 介绍结构性质用途 拓展： 【还不能实现的改变】学生自学教材109页“化学技术社会”，了解人造金刚石教师补充说明1954年霍尔等人将石墨在1500压强不低于4.03109KPa时，用FeS作溶剂，隔绝氧气。改变了石墨的结构而制造出小颗粒金刚石。人造金刚石虽然和天然金刚石硬度相当，但是在透明度和外形上达不到天然金刚石的水平，由于石墨结构中层内碳原子之间作用力很大，要想破坏掉层内碳原子之间的作用力，碳原子重新排列成金刚石的方式不是一件容易的事情。石墨排列方式和金刚石相比差别很大，所以要想通过石墨来制造出宝石级别的大颗粒金刚石目前还不能实现。这就需要我们继续实验，继续研究，继续探索。学习的步伐不会停止，科学发展的步