金刚石石墨和C60教案

金刚石石墨和C60教案一、教学目标1.知识与技能目标了解金刚石和石墨的物理性质及主要用途。知道碳单质的化学性质。了解C60的分子结构特点及其相关用途。理解不同碳单质物理性质有差异的原因。2.过程与方法目标通过对金刚石、石墨和C60性质及用途的学习，培养学生对比分析、归纳总结的能力。让学生经历实验探究碳的化学性质的过程，提高学生的实验操作能力和观察分析能力。3.情感态度与价值观目标通过了解碳单质在不同领域的应用，感受化学与生活的紧密联系，激发学生学习化学的兴趣。培养学生的创新意识和科学探究精神，让学生体会到结构决定性质、性质决定用途的化学学科思想。二、教学重难点1.教学重点金刚石、石墨和C60的物理性质及用途。碳单质的化学性质。2.教学难点不同碳单质物理性质差异的原因。碳与某些氧化物的反应原理及实验操作。三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法、多媒体辅助教学法四、教学过程（一）导入新课1.展示璀璨夺目的钻石图片和铅笔芯在纸上划过留下痕迹的图片。提问：同学们，你们知道钻石和铅笔芯的主要成分是什么吗？它们看起来截然不同，为什么都是由同一种元素组成呢？2.引出课题：今天我们就来学习由碳元素组成的几种不同单质金刚石、石墨和C60。（二）讲授新课1.金刚石展示金刚石的实物（如有），介绍其来源。利用多媒体展示金刚石的微观结构模型，讲解其结构特点：每个碳原子都与周围的四个碳原子以共价键结合，形成正四面体的空间网状结构。讲解金刚石的物理性质：硬度：天然存在的最硬的物质。光泽：无色透明，有璀璨夺目的光泽。导电性：不导电。介绍金刚石的用途：切割玻璃、大理石等坚硬材料。制作钻探机的钻头。装饰品，如钻石。2.石墨展示石墨的实物（如有），让学生观察其外观与金刚石的不同。展示石墨的微观结构模型，讲解其结构特点：碳原子呈平面层状结构，层与层之间以较弱的分子间作用力结合。讲解石墨的物理性质：硬度：很软，在纸上划过会留下痕迹。颜色：深灰色。光泽：有金属光泽。导电性：良好的导电性。润滑性：有滑腻感。介绍石墨的用途：制作铅笔芯：利用其软且能留下痕迹的特点。作电极：因其良好的导电性。作高温润滑剂：利用其滑腻感和耐高温性。3.金刚石和石墨物理性质差异的原因引导学生思考：金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，为什么它们的物理性质差异如此之大呢？总结：因为它们碳原子的排列方式不同，导致了它们的物理性质有很大差异。这充分体现了结构决定性质的化学学科思想。4.C60展示C60的分子结构模型图片，介绍C60是由60个碳原子构成的分子，形似足球，也叫足球烯。讲解C60的性质特点：稳定性：在常温下化学性质稳定。独特的物理性质：具有超导性等一些特殊性质。介绍C60的用途：在超导、催化、材料科学等领域有潜在的应用价值。可用于制造高性能的复合材料等。5.碳单质的化学性质常温下的稳定性举例说明生活中常见的含碳单质的物质，如古代字画能保存很长时间不褪色，木质电线杆埋入地下部分要烧焦等。讲解原因：在常温下，碳的化学性质不活泼，不易与其他物质发生化学反应。可燃性实验探究：操作：将木炭放在酒精灯上加热，待其发红后，迅速插入盛有氧气的集气瓶中，观察现象。现象：剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。结论：碳在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，化学方程式为C+O₂点燃CO₂。思考：当氧气不充足时，碳燃烧会生成什么呢？讲解：碳在氧气不充足时燃烧生成一氧化碳，化学方程式为2C+O₂点燃2CO。还原性实验探究：碳还原氧化铜操作：将木炭粉和氧化铜粉末混合均匀，放入试管中，用酒精灯加热，观察现象，并将生成的气体通入澄清石灰水中。现象：黑色粉末逐渐变红，澄清石灰水变浑浊。结论：碳具有还原性，能将氧化铜还原为铜，同时生成二氧化碳，化学方程式为C+2CuO高温2Cu+CO₂↑。讲解：在这个反应中，碳夺取了氧化铜中的氧，发生了氧化反应，是还原剂；氧化铜失去了氧，发生了还原反应，是氧化剂。拓展延伸：碳还能与氧化铁等金属氧化物发生类似反应，如3C+2Fe₂O₃高温4Fe+3CO₂↑，进一步强调碳的还原性在工业生产中的应用，如炼铁等。（三）课堂小结1.引导学生回顾本节课所学内容，包括金刚石、石墨和C60的物理性质、用途以及碳单质的化学性质。2.强调结构决定性质、性质决定用途的化学学科思想。（四）课堂练习1.金刚石可用来切割玻璃，是因为金刚石（）A.硬度大B.导电性好C.化学性质稳定D.熔点高2.石墨可以作电极，是因为石墨（）A.能导电B.硬度小C.熔点高D.呈黑色3.下列关于C60的说法正确的是（）A.是一种新型的化合物B.由60个碳原子构成C.相对分子质量为720D.常温下化学性质活泼4.碳在氧气中燃烧，下列说法符合质量守恒定律的是（）A.3g碳和8g氧气完全反应，生成11g二氧化碳B.2g碳和4g氧气完全反应，生成6g二氧化碳C.4g碳和5g氧气完全反应，生成9g二氧化碳D.5g碳和9g氧气完全反应，生成14g二氧化碳5.写出碳在氧气中不充分燃烧的化学方程式：____________________。6.用化学方程式表示碳还原氧化铁的反应：____________________。（五）布置作业1.完成课后习题。2.查阅资料，了解除了金刚石、石墨和C60外，还有哪些碳单质，它们有什么特殊的性质和用途？五、教学反思通过本节课的教学，学生对金刚石、石墨和C60等碳单质有了较为全面的认识，了解了它们的物理性质、用途以及化学性质。在教学过程中，通过展示实物、模型、图片以及进行实验探究等方式，激发了学生的学习兴趣，提