《九年級(jí)化學(xué)上冊(cè) 第六單元 碳和碳的氧化物 課題1 金剛石、石墨和C60教學(xué)實(shí)錄素材1 （新版）新人教版》

1、課題1   金剛石、石墨和c60 【教學(xué)過程】：師：碳元素在自然界里的含量不是最多的，但它形成物質(zhì)的種類卻是最多的。我們今天開始學(xué)習(xí)第六單元“碳和碳的氧化物”。請(qǐng)同學(xué)們把書翻開。師：我們已經(jīng)知道，物質(zhì)由元素組成，由同種元素組成的純凈物叫做什么？生：由同種元素組成的純凈物叫單質(zhì)。師：不同種元素可以組成不同種單質(zhì)，同一種元素可以組成不同的單質(zhì)嗎？大家討論。生：不可以，一種元素應(yīng)該只能組成一種單質(zhì)。生：可以的。師：能舉例說明嗎？生：我們學(xué)過氧元素就能組成氧氣和臭氧兩種單質(zhì)。生：磷元素可以組成白磷和紅磷。師：碳元素能否組成不同的單質(zhì)？研究表明：金剛石、石墨和c60都是由碳元素組成的

2、單質(zhì)。今天，我們就來學(xué)習(xí)金剛石、石墨和c60?！景鍟浚赫n題1 金剛石、石墨和c60師：我們先來看一段發(fā)生在玻璃店里的小品。學(xué)生表演2名學(xué)生分別扮演老板和顧客，走到講臺(tái)前表演。顧客：老板，我要配一塊玻璃。老板：好啊。顧客：我自己有一把很鋒利的刀，我想我自己來劃玻璃。老板；你自己想劃，行啊，那你試試。（顧客用刀切玻璃沒有成功）老板：還是我來吧。（老板用玻璃刀很容易地把玻璃裁下來。）顧客：你的玻璃刀用什么做的，這么厲害？老板：我的玻璃刀上鑲了一小塊金剛石，它的硬度很高，給你看看。顧客：哇，只有圓珠筆頭這么大，真厲害。謝謝老板！老板：不客氣。師：謝謝這兩位同學(xué)的表演（大家鼓掌），由于金剛石非常堅(jiān)硬，

3、所以可以用來刻劃玻璃。我們大家也看一下玻璃刀上鑲嵌的金剛石吧。實(shí)物投影玻璃刀上的金剛石師：金剛石還有其他的性質(zhì)嗎？課前布置了大家到網(wǎng)上或書籍中查找有關(guān)碳單質(zhì)的一些資料，不知你們查到?jīng)]有？誰先說說有關(guān)金剛石的一些資料。生：金剛石的化學(xué)成分是碳，它是正八面體結(jié)構(gòu)，它的結(jié)晶發(fā)生在高溫、高壓條件下，是巖漿作用的產(chǎn)物。金剛石無色透明或帶藍(lán)、黃、褐和黑色，有光澤；硬度為10，是自然界硬度最大的物質(zhì)；比重為3.52；折光率為2.42，具有強(qiáng)色散性?？梢杂脕碇谱魇罪棥⒏哂捕鹊那懈畈牧?、高溫半導(dǎo)體材料等。師：誰還有不同資料要補(bǔ)充的嗎？生：早在羅馬時(shí)代，就有人把金剛石雕刻成印章，這是最早的金剛石的“工業(yè)用途”。事

4、實(shí)上人們從自然界里開采出來的絕大多數(shù)金剛石是用于工業(yè)的。長期以來，金剛石大多數(shù)的工業(yè)用途是利用它特別硬，不易磨損的特性。金剛石可以用于切割玻璃，制作鉆頭用于地質(zhì)鉆探、開采石油和打井等，還可以切割水泥，甚至大理石等建筑材料。至今，只有用金剛石車刀才能加工超硬的陶瓷，尚無其他代用品。金剛石還是優(yōu)質(zhì)的磨料，金剛石砂輪用來磨削硬質(zhì)合金，比碳化硅耐用一萬倍。師：金剛石可以做裝飾品鉆石，大家在商店里應(yīng)該看過吧，我這里有一顆鉆石，我們一起欣賞一下。實(shí)物投影鉆石師：純凈的金剛石是無色透明的、正八面體形狀的固體，經(jīng)仔細(xì)琢磨后，成為裝飾品鉆石，它還是天然界中存在的最硬物質(zhì)，可以劃玻璃、切割大理石等。投影金剛石的性

5、質(zhì)和用途         性質(zhì) 用途金剛石無色透明、正八面體形狀的固體，折光率 2.42，具有強(qiáng)色散性 經(jīng)仔細(xì)琢磨后，成為裝飾品鉆石自然界中存在的最硬物質(zhì)劃玻璃、切割大理石、加工堅(jiān)硬的金屬，裝在鉆探機(jī)的鉆頭上鉆鑿堅(jiān)硬的巖層等師：金剛石是碳單質(zhì)家庭中最難理奪目的、最稀有和昂貴的，而同為碳元素組成的石墨和金剛石相比外表要暗淡許多，不信我們看一下課本提供的石墨的圖片（學(xué)生看書）。同學(xué)們有關(guān)于石墨的資料嗎？生：石墨的化學(xué)成分是碳，它是層狀結(jié)構(gòu)，灰色，半金屬光澤，硬度12；比重2.212.26；有滑感，易

6、污手；具有導(dǎo)電性。由于熔點(diǎn)高，抗腐蝕性等特點(diǎn)，用于高溫增潤；由于具有滑感，用于機(jī)械工業(yè)的潤滑劑；由于其具有導(dǎo)電性，又可制作電極。生：跟金剛石相反，石墨是自然界最軟的礦物之一。用石墨在紙上劃過，會(huì)留下深灰色的痕跡。鉛筆芯就是用石墨粉和粘土混合制成的。由于石墨的熔點(diǎn)高，所以石墨潤滑劑可以在不適宜普通潤滑劑的高溫下使用。師：石墨是深灰色、有金屬光澤、不透明的細(xì)磷片狀固體，很軟，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，很滑膩。石墨的這些性質(zhì)決定它有哪些用途呢？生：石墨很軟，可以做鉛筆芯。生：石墨能導(dǎo)電，可以做電極。生：石墨可以做潤滑劑，因?yàn)樗芑?。投影石墨的性質(zhì)和用途    性質(zhì) 

7、用途 石墨 深灰色、有金屬光澤、不透明的細(xì)磷片狀固體    很軟 鉛筆芯 能導(dǎo)電 電極 滑膩 潤滑劑師：鉛筆是我們最熟悉的學(xué)習(xí)用品，鉛筆里面其實(shí)不含鉛，是石墨和粘土混合而成的。畫畫用的鉛筆常用“6b”的，寫字用的鉛筆常用“hb” 的，制圖用的鉛筆常常是“6h” 的，6b最軟，顏色最深，6h最硬，hb軟硬適中?！癶”代表hard，堅(jiān)硬的，“b”代表 black，黑的。由于石墨太軟，只用石墨做鉛筆芯，易斷又易磨損，所以加入粘土。我們看看不同型號(hào)鉛筆的筆跡。實(shí)物投影6b、hb、6h鉛筆的筆跡展示一幅用

8、6b鉛筆畫的人物頭像素描師：石墨除了做鉛筆芯，還可以做電池的電極。我們?nèi)U舊電池中的碳棒來做一個(gè)導(dǎo)電的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)兩位同學(xué)到講臺(tái)上來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)石墨的導(dǎo)電性。把一根石墨電極和導(dǎo)線連接在一起，接通電源后，觀察燈泡發(fā)亮，證明石墨具有導(dǎo)電性。師：鉛筆芯的成分里含有石墨，鉛筆芯有沒有導(dǎo)電性？想不想試驗(yàn)一下？生：想！（學(xué)生很有興趣）師：你們的鉛筆盒里有鉛筆芯嗎？自己上來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。（多個(gè)學(xué)生輪流做這個(gè)實(shí)驗(yàn)）學(xué)生實(shí)驗(yàn)自己的鉛筆芯接通電源后，也可以使燈泡發(fā)亮。師：如果有一把長期不用而生銹的鐵鎖，怎樣輕易打開它呢？想一想？生：把鉛筆芯的粉末放到鎖孔里。因?yàn)殂U筆芯的成分里有石墨，石墨具有潤滑性，可以做潤滑劑

9、。師：好，這個(gè)實(shí)驗(yàn)留給同學(xué)們回家去做。學(xué)習(xí)了金剛石和石墨，它們的性質(zhì)和用途一樣嗎？生：不一樣。投影比較金剛石和石墨的性質(zhì)和用途  金剛石石墨外觀無色透明正八面體狀晶體深灰色鱗片狀固體光澤加工琢磨后有奪目光澤略有金屬光澤硬度最硬較軟導(dǎo)電性無良好導(dǎo)熱性良好良好用途鉆探機(jī)鉆頭、刻刀、裝飾品等電極、鉛筆芯、潤滑劑等師：金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質(zhì)，物理性質(zhì)為什么有這么大的差異呢？展示金剛石和石墨的原子排列結(jié)構(gòu)模型師：金剛石的碳原子在空間構(gòu)成連續(xù)、堅(jiān)固的骨架結(jié)構(gòu)，所以堅(jiān)硬。石墨的碳原子呈平面層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間的作用力小，所以很軟，能導(dǎo)電，有滑感。除了金剛石和石墨以外，生活中我們還常常用

10、到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，它們主要由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成。誰查到了有關(guān)木炭和活性炭的資料嗎？請(qǐng)告訴我們。生1：木炭是一種黑色多孔的固體。在隔絕空氣的條件下加熱木材，可以制得木炭。因?yàn)槟咎烤哂惺杷啥嗫椎慕Y(jié)構(gòu)，表面積很大，能把氣體或溶液中的一些物質(zhì)吸附在它的表面，可做吸附劑。生2：活性炭是黑色粉末狀和顆粒狀的固體。把木炭在隔絕空氣的情況下加強(qiáng)熱，并不斷通入水蒸氣，便可得到活性炭。活性炭具有比木炭更優(yōu)良的吸附性能，可用來凈化各種氣體或液體。例如，活性炭可用做電冰箱的去味劑和制糖工業(yè)的脫色劑。防毒面具的濾毒罐里裝的活性炭，可吸附毒氣，而使純凈的空氣通過。師：同學(xué)的資料中提到的吸附性，我們?cè)?/p>

11、水的凈化里提到過，我們今天做一個(gè)活性炭吸附有色物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，來證明一下它的吸附性。學(xué)生實(shí)驗(yàn)在盛有半杯水的小燒杯里，加入一滴紅墨水，使水略顯紅色。放入活性炭，輕輕振蕩。師：由于黑色的活性炭懸浮于溶液中，現(xiàn)象不明顯，可以用過濾的方法除去活性炭。學(xué)生實(shí)驗(yàn)過濾。師：看到什么現(xiàn)象了？生：紅色消失，液體變無色。師：根據(jù)以前學(xué)過的知識(shí)，我們知道，過濾只能除去不溶性物質(zhì)，所以紅墨水顏色的退去是因?yàn)榛钚蕴康奈阶饔?。活性炭不僅能吸附色素，還能吸附氣體，防毒面具就是利用活性炭來吸附毒氣的。展示防毒面具（濾毒罐就是利用活性炭來吸附毒氣的）師：炭黑是一種黑色的極細(xì)粉末，由合碳的有機(jī)化合物不完全燃燒或強(qiáng)熱分解制得。蠟燭就

12、是一種含碳的有機(jī)物，讓它不完全燃燒，能不能制得炭黑呢？學(xué)生實(shí)驗(yàn)收集炭黑。點(diǎn)燃一支蠟燭，把冷碟子放在火焰的上方。師：看到什么現(xiàn)象？生：有黑色物質(zhì)生成。師：這就是炭黑，可用于制造油墨、油漆、鞋油、顏料以及橡膠輪胎的填料。大家回去后也可做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。焦炭的主要用途是冶煉金屬，是工業(yè)上冶煉生鐵的一種原料，我們?cè)诤竺娴膯卧飳?huì)學(xué)到它。現(xiàn)在，我們小結(jié)一下剛才學(xué)過的幾種含碳的物質(zhì)。投影木炭吸附一些食品和工業(yè)產(chǎn)品的色素，吸附有異味的物質(zhì)活性炭吸附能力比木炭強(qiáng)，吸附毒氣，制糖工業(yè)里脫色制白糖炭黑制造墨、油墨、油漆、鞋油和顏料，還可以增加輪胎制品的耐磨性焦炭冶煉金屬師：結(jié)合金剛石、石墨和木炭的性質(zhì)和用途，討論物質(zhì)

13、的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途之間有什么關(guān)系？生：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)又決定用途（學(xué)生一邊回答，教師一邊板書）師：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，除了金剛石、石墨外，還有一些新的以單質(zhì)形式存在的碳，其中，發(fā)現(xiàn)較早并在研究中取得重要進(jìn)展的是c60分子。大家看書，c60的分子結(jié)構(gòu)和什么相似？生：和足球相似。師：這種足球結(jié)構(gòu)的碳分子很穩(wěn)定。c60中60表示什么？生：一個(gè)c60分子中含有60個(gè)碳原子。師：c60是單質(zhì)還是化合物？生：是單質(zhì)。師：目前，人們正在進(jìn)一步地研究c60分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以及在材料科學(xué)、超導(dǎo)體等方面的應(yīng)用。c60具有廣泛的應(yīng)用前景，誰能說說這方面的信息嗎？生：除了超導(dǎo)領(lǐng)域外，c60在以下幾個(gè)方面也具有廣泛的應(yīng)用前

14、景：氣體的貯存；有感覺功能的傳感器；增強(qiáng)金屬的強(qiáng)度；新型的催化劑；光學(xué)應(yīng)用；對(duì)癌細(xì)胞具有殺傷效應(yīng)等醫(yī)療功能。師：除c60外，一些新的單質(zhì)碳也相繼被發(fā)現(xiàn)，如：c70、c240、c540等。（一邊說，一邊投影c70、c240、c540等的結(jié)構(gòu)圖）20世紀(jì)90年代初，科學(xué)家又致力于一種新型的納米材料納米碳管的研究，我們一起來看一下它的結(jié)構(gòu)圖。實(shí)物投影納米碳管的結(jié)構(gòu)圖師：誰說說關(guān)于納米碳管的性質(zhì)？生1：這是一種非常奇特的材料，它是石墨中一層或若干層碳原子卷曲而成的籠狀“纖維”，內(nèi)部是空的，外部直徑只有幾納米到幾十納米。這樣的材料很輕，很結(jié)實(shí)。它的密度是鋼的16，而強(qiáng)度卻是鋼的100倍。用這樣輕而柔軟、又非常結(jié)實(shí)的材料做防彈背心是最好不過的了。生2：如果用納米碳管做繩索，是唯一可以從月球掛到地球表面，而不會(huì)被自身質(zhì)量所拉斷的繩索。如果用它做成地球月球乘人的電梯，人們?cè)谠虑蚨ň泳秃苋菀琢?。師：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，碳單質(zhì)不斷被發(fā)現(xiàn)，碳單質(zhì)的用途也將不斷擴(kuò)大。學(xué)了這節(jié)課，大家有什么感受和反思嗎？生1：我覺得化學(xué)是一門與生活聯(lián)系非常緊密的科學(xué)，例如鉛筆芯、無軌電車、防毒面具等。化學(xué)使我們的世界變得更加絢麗多彩。生2：化學(xué)以實(shí)驗(yàn)探究為手段，是一門不斷向前發(fā)展的科學(xué)，化學(xué)新技術(shù)使我們的生活變得更加美好。生3：今天這節(jié)課讓我認(rèn)識(shí)到物質(zhì)的一切外在表現(xiàn)都是由其內(nèi)在