【教学设计】金刚石、石墨和C60_化学

金刚石、石墨和C60教学设计一、教学目标：知识与技能目标：1.了解金刚石和石墨的物理性质和用途；2.知道碳单质的化学性质；3.知道不同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。4.掌握碳的化学性质，重点掌握碳还原氧化铜实验的装置、现象和结论。过程与方法目标：1.学会分析、归纳展示或演示的资料。能认真观察实验现象，并会对现象分析归纳，总结出重要的知识点。2.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。3.通过对生活现象的描述，能了解碳单质在常温下的稳定性和可燃性，学会分析问题、解决问题的思维方法。情感态度与价值观目标：1.以发展的观点看待碳的单质；体验科学发展给人类带来的新视野，在科技信息的获取和反思中树立科学观念，增强学习兴趣。2.通过学习，能以发展的眼光看待事物，认识科学的发展具有阶段性和局限性，并且领悟物质的多样性和复杂性。二、教学重难点重点：碳单质的结构、性质与用途之间的关系及碳单质的化学性质难点：碳跟某些氧化物的反应三、教学方法讲授法、实验法、小组合作法、自主归纳法等四、教学过程【师】今天老师给同学们带来几样东西，昨天我在超市买的冰箱除味剂，干电池的碳棒，钻戒，请同学们猜一下，这些东西都与什么有关呢？【生】碳【师】作为一名化学老师，我发现碳是一个非常庞大的家族，在我们的日常生活中随处可见，这节课就让我们一起学习碳的几种单质【板书】金刚石、石墨和C60一、 碳的单质【师】金刚石在生活中有哪些用途呢？【生】略【幻灯】金镶玉的奖牌【师】今年奥运会的奖牌金镶玉，上面镶的环形玉石就是用金刚石刀具切割而成的，金刚石为什么能够切割坚硬的玉石呢？【生】略【师】石墨有什么用途呢？【幻灯】射箭图片【师】这反映了石墨的什么性质？【生】略【幻灯】无轨电车【师】为了倡导低碳生活，在许多城市都提倡这种无轨电车，在电车与电路连接的部位就有石墨滑块，这利用了它的什么性质呢？我们使用的干电池的碳棒就是利用石墨制成的，建议在大家回去试验一下，【师】生活中常接触到木炭、活性炭、焦炭、炭黑,这些都是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的物质，一般称为无定形碳。你对他们中的哪个最熟悉，它有什么样的性质？又有什么样的用途？【生】我们在水的净化里提到过活性炭，活性炭有吸附性。【生】木炭有吸附性。【师】你是怎么知道的？木炭是否有吸附性，我们来探究一下。【师】教师演示活性炭吸附性实验【生】仔细观察【师】活性炭的内部疏松多孔，使得它的表面积非常大， 1克活性炭表面积大概是多少呢？【师】有半个足球场之大，所以它能捕捉到固体杂质或气体。在防毒面具中就有活性炭。【师】通过对金刚石和石墨的了解，你认为物质的性质和用途之间有什么关系呢？【生】略【师】科学家在1985年发现了一种新的碳单质C60，它的应用前景很广泛。另外，科学家还发现了C70和碳纳米管，它们在生产生活中也发挥着重要作用。既然金刚石、石墨、C60它们都是同一种元素组成的单质，为什么性质差异这么大呢？【师】请大家看这三种分子模型，它们分别是谁的结构模型呢？同学猜测一下哪一种是C60的模型呢？ 【师】这只球很小，它的中间是空的，在这样一个艺术花篮中可以插入氢分子，它就是一种很好的储氢的材料。如果插入钾，它就是一种超导材料，在C60的研究方面，我国的北京大学和中国科学院物理所合作，已经取得了很大的成就。正是因为它这种奇特的结构，决定了它有许多奇特用途。【师】大家猜猜看，剩下的两种，哪一种是石墨的结构模型，石墨每一层上的碳原子是怎样排列的？在每一层上都有无数个正六边形连在一起，在平面上无限延伸，而层与层之间结合得不牢固容易滑动所以石墨才很滑很软容易磨损。【师】金刚石：立体几何，在金刚石中碳原子排列是整齐有序？还是杂乱无章？正是因为金刚石内碳原子排列是整齐有序，而且每两个碳原子之间结合的相当牢固，才成就了金刚石的硬度非常大，它是天然存在的最硬的矿物质之一【师】好了，欣赏了它们的微观结构以后，大家有没有体会到物质的结构和物质的性质之间有什么关系吗？【幻灯】结构性质用途【生】略【师】刚才咱们是从三种碳单质的微观结构中找到了不同点，现在你再看一下，三种结构中有没有共同点？【生】它们中都含有碳原子，【师】碳原子的最外层有几个电子？这样决定了不同的碳单质它们具有相同的化学性质，下面我们来学习碳的化学性质。【板书】二、碳的化学性质【师】以前我们学过木炭能在氧气中燃烧，那么金刚石能燃烧吗？，我们通过一个实验来看一下。【视频】金刚石在氧气中的燃烧。【师】看看再珍贵的金刚石也能燃烧，我发现同学们的表情很惊呀！这个实验告诉大家，再珍贵的金刚石它也是由碳元素组成的，是金子就能发光，是碳就能燃烧，只不过燃烧的难度会有所不同，同学们想一下，碳燃烧能生成什么物质？【生】二氧化碳【幻灯】碳燃烧的化学方程式【师】这是碳在氧气充分的条件下生成二氧化碳，氧气不充足的时候它会生成CO【师】请同学思考一下，是什么因素决定了碳与氧气反应的生成物？【幻灯】略【师】碳和氧气的质量比决定了这个反应的生成物，这个反应体现了咱们化学变化中的量变而引起质变的规律。【师】在这个反应中，碳能和性质活泼的氧气反应，假如碳遇到像氧化铜这样的氧化物时，会不会发生反应呢？【师】下面我们来进行实验探究，探究碳究竟能不能和氧化铜反应。【幻灯】实验装置【师】老师先介绍一下实验用到的仪器和步骤，这个实验我们要在W型管中进行，在W管中有黑色的木炭和氧化铜的混合物，右边是澄清的石灰水，它有什么作用呢？实验开始的时候，同学们可用试管夹夹住盛有石灰水一端的玻璃管，用酒精灯的外焰加热，在实验中大家要仔细观察实验现象，实验结束后，熄灭酒精灯，并把观察到的实验现象记录下来。【生】学生实验，教师指导【师】在这个实验中学你发现了哪些现象呢【生】黑色粉末变成红色、澄清的石灰水变浑浊【师】为什么发红呢？刚才看到碳燃烧也发红、发红是因为这个反应放出了大量的热，是一个放热反应。大胆的猜想，才可能有伟大的成就，这个现象也是化学变化中的量变引起的质变。【师】在木炭还原氧化铜的实验中，碳得到了氧，变成了二氧化碳，氧化铜失去了氧变成了铜【幻灯】三个化学方程式【师】这三个反应推动了人类社会的发展，第一个反应古代用碳来取暖，烧烤食物；第二个反应把人类从石器时代推向青铜器时代；第三个反应把人类从青铜器时代推向铁器时代。直到现在人类应用最广泛的金属还是铁。在以后将要学习。【师】我们再来仔细分析一下这三个反应，碳具有什么样的爱好？也就是碳比较喜欢谁？碳特别钟情于氧，既然碳这么钟情于氧，但人们为什么用这样一句话来赞美它呢？【幻灯】钻石恒久远【师】这说明碳在常温下化学性质稳定，【板书】常温下性质稳定【师】人们把这句话同样也送给了我们的国画。这幅画距今已有300多年的历史，但墨迹清晰如初，哪又是为什么呢？【小结】请同学们谈谈这一节的收获。五：板书设计课题1 金刚石、石墨和C60一、碳的单质1金刚石很硬，可用来切割玻璃。2石墨很软，有良好的导电性。3木炭、活性炭有强吸