金剛石、石墨和C60(第一課時)教學(xué)設(shè)計

1、金剛石、石墨和C60（第一課時）教學(xué)設(shè)計高淳縣第一中學(xué)楊劍春一、教學(xué)內(nèi)容分析第六單元碳和碳的氧化物是在前面經(jīng)歷了五個單元學(xué)習(xí)，學(xué)生接觸了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作和化學(xué)分析基本方式；從化學(xué)的角度了解了身邊熟悉的物質(zhì)空氣、氧氣、水等；初步了解了物質(zhì)構(gòu)成的奧秘，學(xué)會了定性分析化學(xué)變化的基礎(chǔ)上，開始系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，用途決定性質(zhì)等角度深入、細(xì)致地研究碳和碳的氧化物，從而獲得系統(tǒng)學(xué)習(xí)元素及其化合物知識的方法。學(xué)習(xí)碳及其氧化物的性質(zhì)以及它們之間的衍變關(guān)系，為以后學(xué)習(xí)燃料及其利用、酸和堿、鹽和化肥等單元的內(nèi)容打下一定基礎(chǔ)，具有承上啟下的地位。而且本單元的學(xué)習(xí)是在學(xué)生具備了一定的化學(xué)基本概念和基本技能之后深入、細(xì)

2、致的研究具體物質(zhì)，內(nèi)容緊密聯(lián)系社會和高新科技，可以沖淡學(xué)生在學(xué)習(xí)物質(zhì)構(gòu)成以及元素符號、化學(xué)式、化學(xué)方程式等化學(xué)用語中產(chǎn)生的枯燥感。課題1金剛石、石墨和C60（第一課時）從物質(zhì)組成多樣性的角度主要介紹了碳的幾種單質(zhì)金剛石、石墨和C60，介紹了金剛石的“硬”、石墨的“軟”和導(dǎo)電性以及C60分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。由于木炭和活性炭主要是由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成的，同時結(jié)合第三單元學(xué)習(xí)活性炭的吸附性又介紹了木炭的吸附性。并引導(dǎo)學(xué)生以發(fā)展的眼光看待碳單質(zhì)，介紹了20實(shí)際90年代初發(fā)現(xiàn)的一些以新的形態(tài)存在的單質(zhì)如管狀碳。二、教學(xué)設(shè)計思路根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，以創(chuàng)新教育和學(xué)生發(fā)展為宗旨，緊密聯(lián)系生活實(shí)際，從學(xué)生

3、熟悉的日常事物和生活實(shí)際入手，創(chuàng)設(shè)輕松愉悅的學(xué)習(xí)氛圍，可以有效地恢復(fù)學(xué)生在第四、第五單元學(xué)習(xí)中受到影響的學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。通過故事“鉆石消失案”引入課題學(xué)習(xí)，本課題的主要內(nèi)容認(rèn)識碳的幾種單質(zhì)金剛石與石墨，向?qū)W生提供所需的實(shí)驗(yàn)探究素材，引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)、親自動手操作實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究金剛石與石墨的物理性質(zhì)。再通過問題“為什么都是碳元素組成的單質(zhì)，物理性質(zhì)卻存在很大的差異？”將學(xué)生引入到對金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)的探究，獲得結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致性質(zhì)不同的結(jié)論。同時在根據(jù)金剛石與石墨不同的物理性質(zhì)，它們在不同的領(lǐng)域有不同的用途，性決定用途。本課題依據(jù)教學(xué)實(shí)際創(chuàng)設(shè)“開放”的問題情境，采用“提出問題一實(shí)驗(yàn)探究一

4、得出結(jié)論”的教學(xué)模式，指導(dǎo)學(xué)生掌握探求知識的方法，感受發(fā)現(xiàn)、發(fā)明直至創(chuàng)造的感覺，使學(xué)生能真切地體驗(yàn)到科學(xué)探究的樂趣，領(lǐng)略到學(xué)習(xí)成功的喜悅。三、教學(xué)目標(biāo)分析知識與技能:知道不同元素可以形成不同物質(zhì)，同種元素也可以形成不同物質(zhì)；了解金剛石、石墨和C60都是由碳元素形成的單質(zhì)；了解木炭、活性炭的吸附性。過程與方法：通過對金剛石、石墨和C60中碳原子排列方式的分析，懂得物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途之間的關(guān)系；通過木炭、活性炭對紅墨水的吸附實(shí)驗(yàn)，學(xué)會用對比實(shí)驗(yàn)的方法來解決實(shí)際問題。情感與態(tài)度：通過對C60、碳鈉米管的發(fā)現(xiàn)及研究的介紹，學(xué)會用發(fā)展的眼光看問題、提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。教學(xué)重點(diǎn)：金剛石、石墨和C60中原

5、子排列方式的分析，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途之間的關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途之間的關(guān)系。教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)探究法四、教學(xué)準(zhǔn)備1 學(xué)生準(zhǔn)備：收集廢舊電池中的碳棒；削鉛筆的小刀；不同型號的鉛筆芯（6B、2B、HB）;玻璃刀；冰箱去味劑；觀察家長的鉆石首飾。2. 教師準(zhǔn)備：木炭、活性炭、防毒面具；電池、導(dǎo)線；玻璃的邊角料；紅墨水燒杯；硬質(zhì)玻璃管，棉花，玻璃棒，金剛石、石墨和C60的球棍模型、足球、實(shí)驗(yàn)6-1所需的有關(guān)器材及藥品等五、教學(xué)過程設(shè)計教學(xué)過程：教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖問題1不同的化合物可以是由相同的元素組成嗎？通過前面的學(xué)習(xí)你知道哪些？冋題2同種元素可以組成不同的單質(zhì)嗎？問題3碳元素可

6、以組成不同的單質(zhì)嗎？回憶已有的知識，討論猜測從學(xué)生的已有知識入手，創(chuàng)設(shè)情境，大膽猜測，培養(yǎng)學(xué)生的膽略故事鉆石消失案結(jié)論鉆石一一金剛石是碳元素的一種單質(zhì)。今天我們來學(xué)習(xí)碳的幾種單質(zhì)：金剛石、石墨、C60o視頻金剛石的用途想一想提問為什么金剛石可以用于切割玻璃？學(xué)生傾聽并思考學(xué)生觀看了解金剛石的用途并思考作答。通過創(chuàng)設(shè)情境將同們帶入到碳單質(zhì)的世界通過了解金剛石的用途來得知金剛石的性質(zhì)使學(xué)生形成性質(zhì)決定用途，用途反映性質(zhì)的思想。設(shè)問除了金剛石你還知道哪些碳的單質(zhì)？關(guān)于石墨你知道多少？探一探探究試驗(yàn)石墨的物理性質(zhì)同學(xué)們動手實(shí)驗(yàn)探究石墨的物理性質(zhì)通過學(xué)生們動手實(shí)驗(yàn)使學(xué)生能親身體會石墨的導(dǎo)電性，潤滑性等。

7、試一試歸納將金剛石和石墨的性質(zhì)和用途對比歸納出來同學(xué)們自己設(shè)計表格將金剛石和石墨的性質(zhì)用途歸納出來。通過學(xué)生自己設(shè)計表格歸納石墨和金剛石的性質(zhì)用途使學(xué)生掌握對比學(xué)習(xí)的方法。提問為什么同樣是碳的單質(zhì)，它們的物理性質(zhì)卻存在這么大的差異呢？展示金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)模型并講解播放金剛石的立體模型學(xué)生思考并作答學(xué)生通過思考和觀看模型并對比，形成空間思維并得出結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。試驗(yàn)另外幾種碳的單質(zhì)：木炭和活性炭的吸附性。觀察木炭在顯微鏡卜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。列舉木炭的性質(zhì)和用途。學(xué)生觀察學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)一步建立性質(zhì)、用途、結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。講述科學(xué)家通過研究還發(fā)現(xiàn)了一些其他的新的碳的單質(zhì)C60。展示C

8、60的結(jié)構(gòu)模型。學(xué)生觀察通過介紹一些新的碳單質(zhì)，使學(xué)生能用發(fā)展的眼光看問題，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。思一思這節(jié)課通過對比分析、對比實(shí)驗(yàn)，從結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途三個方面介紹了談元素形成的單質(zhì)。你們能發(fā)現(xiàn)這三者之間的關(guān)系嗎？（結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途；反之，用途體現(xiàn)了性質(zhì)，性質(zhì)又體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)）分組討論；交流體會；總結(jié)歸納將所學(xué)的知識升華，形成理論布置作業(yè)1、同學(xué)們課后可以上網(wǎng)查資料找找其他最新的碳單質(zhì)，了解它們的一些用途。2、思考金剛石和石墨的化學(xué)性質(zhì)是否一致？如何證明金剛石和石墨都是碳單質(zhì)呢？力圖使課堂學(xué)習(xí)予以延伸，并為下一節(jié)課的學(xué)習(xí)作鋪墊。板書課題1金剛石、石墨和C60一、碳的幾種單質(zhì)1、金剛石與石墨

9、的物理性質(zhì)和用途2、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途之間的關(guān)系金剛石石墨顏色、狀態(tài)硬度是否有導(dǎo)電性是否有滑膩感用途六、同步作業(yè)A基礎(chǔ)題1 碳元素形成的單質(zhì)主要有、其中是天然存在最硬的物質(zhì)，是最軟的礦物質(zhì)之一，他們性質(zhì)差異的原因是。由此說明決定物質(zhì)的性質(zhì)。2 將與下列物質(zhì)相關(guān)的用途的序號寫在橫線上。A、石墨B、炭黑C、活性炭D、金剛石A、冰箱去味劑b、電極c、切割大理石d、墨汁AB、C、D、3. 我國北京大學(xué)化學(xué)系和物理系研究小組也研制出了C60分子，它的一個分子是由個原子構(gòu)成的，相對分子質(zhì)量是B能力題F列關(guān)于碳單質(zhì)的敘述正確的是B.碳原子的排列方式都相同D.都能使紅墨水褪色活性炭D干冰1.元素有金剛石、石墨和

10、無定形等多種單質(zhì),（）A.都是黑色固體C.在氧氣中充分燃燒時都生成二氧化碳2下列物質(zhì)中不含有碳單質(zhì)的是（）A.金剛石B鉛筆的筆芯C3 金剛石和石墨的物理性質(zhì)不同，是由于A.構(gòu)成它們的碳原子結(jié)構(gòu)不同B.它們有不同的用途C.構(gòu)成它們的碳原子相同，但碳原子之間的排列方式不同D.它們在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化4 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)錢逸泰教授等以CC14和金屬鈉為原料，在700r制造出納米級金剛石粉末。該成果發(fā)表在世界最權(quán)威的科學(xué)雜志上，立即被科學(xué)家們高度評價為“稻草變黃金”A.金剛石屬于金屬單質(zhì)C.CC14是一種化合物同學(xué)們對此的一些“理解”，不正確的是（B.制造金剛石過程中發(fā)生了化學(xué)變化D.這個反應(yīng)是置

11、換反應(yīng)5.2003年2月1日，美國“哥倫比亞”號航天飛機(jī)在空中失事。有專家分析認(rèn)為，其原因可能是航天飛機(jī)機(jī)殼底部的石墨瓦在空中脫落，擊中機(jī)翼。航天飛機(jī)表面覆蓋石墨瓦可以起隔熱和保護(hù)作用，這主要是因?yàn)槭ǎ〢.能導(dǎo)電B.密度小C.熔點(diǎn)高、耐高溫，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定D.硬度小，有潤滑作用6.下列幾種情況能證明“金剛石和石墨由相同元素組成”的事實(shí)是A.它們的熔點(diǎn)都很高B它們都不溶于水C.完全燃燒后都得到同一產(chǎn)物二氧化碳D.在一定條件下可以把石墨轉(zhuǎn)化為金剛石C（拓展題）1.鉛筆為什么有軟和硬的差別呢？這是由于石墨太軟，光用石墨做筆芯，既易斷又易磨損，因此，生產(chǎn)上常在石墨粉末中摻進(jìn)一些粘土粉末以增加硬度。粘

12、土摻得越多，鉛筆就越硬。下表為部分普通鉛筆的標(biāo)號及筆芯原料的配比：標(biāo)號原料配2HHHB2B石墨（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%74.0%75.2%81.3%85.5%粘土（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）260%24、8%187%14、5%試回答下列問題:7（1）上表中硬度最大的鉛筆是（填標(biāo)號）請列舉石墨的另一種用途。2如圖所示，向盛有紅棕色N02氣體的廣口瓶中投入幾塊木炭，廣口瓶中出現(xiàn)的現(xiàn)象是這說明活性炭具有能力，在右邊漏斗中液面會。七、教學(xué)反思本節(jié)課在設(shè)計時，試圖通過“聽一聽”一一講述鉆石消失案，將學(xué)生引入金剛石與石墨都是碳元素組成的單質(zhì)，這一課題的研究中，使學(xué)生在接受知識的同時，又對它們產(chǎn)生疑惑，很快地進(jìn)入情境的學(xué)習(xí)中。接著通過觀察視頻引導(dǎo)學(xué)生歸納金剛石的物理性質(zhì)，并通過“想一想”幫助同學(xué)們形成性質(zhì)決定用途，用途反映性質(zhì)的化學(xué)學(xué)科思想。再通過“探一探”引導(dǎo)學(xué)生自主探究石墨的物理性質(zhì)，并通過“試一試”將石墨與金剛石的物理性質(zhì)進(jìn)行對比歸納形成表格，然后乘機(jī)引導(dǎo)學(xué)生思考為什么同樣是碳單質(zhì)，物理性質(zhì)卻存在很大的差異？通過觀察模型獲得結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的學(xué)科思想?？傮w上，本節(jié)課