《多样的碳单质》教学设计

《多样的碳单质》教案设计

西安市第十二中学赵金娃

知识与技能：

、了解金刚石、石墨等碳单质的物理性质和用途

、知道同一元素可以组成不同的物质。

过程和方法：

、通过对碳的几种单质的结构、性质和用途的学习，建构“结构—性质—用途”三者之间思维关系模型。

、通过对碳的物理性质的探究，激发学生的创新意识，并形成以发展的眼光来看待碳的单质的观点。

情感、态度、价值观：

、使学生感受科学探究的乐趣，树立科学观念。

、通过对碳单质用途的学习，使学生感受化学与生活息息相关、处处离不开化学，进一步增强他们学习化学的兴趣。

五、教材重、难点分析：

重点：碳单质的物理性质和用途

难点：碳的几种单质性质不同的原因

六、教案方法：假说——实证法类比——归纳法

七、教案准备：石墨棒、小刀、导线、干电池、铅笔芯、小灯泡、放大镜、防毒面具、玻璃刀、木炭、活性炭、焦炭、油漆、油墨、石墨、金刚石、模型等。教案过程

【导入】展示图片[金刚石、石墨、]

这三种物质都是由碳元素组成的单质，碳元素是神奇的元素，以碳元素为主要成分的煤和石油，仍是人类最主要的燃料，从今天开始，我们一起学习第二节“组成燃料的主要元素—碳”，本节课我们主要认识一下碳的单质。重点探究碳单质的物理性质。

【板书】多样的碳单质

[师]请大家跟我一起走进碳氏家族[碳府]中，认识一下各有千秋的碳氏兄弟。

[投影展示] 金刚石图片

[师]这是“老大”—金刚石，它高贵华丽。

【板书】金刚石——高贵华丽的碳单质

[师] 同学们见过金刚石吗? 能举出一些金刚石的例子吗？

（学生回答，教师补充并实验）[师]同学们列举的很好，老师这里也收集了一些资料，我们来看一下。

[投影展示]金刚石的用途

[小结并板书]由于金刚石无色透明、折光性强，经天然采集的金刚石琢磨加工后制成了璀璨夺目的钻石、钻戒。由于金刚石硬度大，因此设计师们将金刚石镶嵌在玻璃刀里用来切割玻璃，将金刚石镶嵌在钻头里用来切割坚硬的岩层。

（性质决定用途）

[过渡]在碳氏家族中，它还有一孪生兄弟“老二”—石墨，那么它和老大—金刚石有什么不同呢？下面，我们就一起来领略石墨兄弟的风采。

[投影展示]石墨图片

【板书】石墨—平凡多能的碳单质

[师]显然，与哥哥金刚石相比，石墨皮肤黑，但却有金属光泽。在生活中，我们经常见到石墨，你们知道是什么吗？（学生回答）那么，它有哪些物理性质呢？请大家运用我们学习金刚石性质的方法，推测石墨有哪些物理性质，并通过桌子上现有的器材，通过实验来验证你们的推测。请各小组先设计实验方案，讨论方案可行后，再进行实验。对于石墨物理性质的推测可参考投影上的问题。

[分组实验]

、用铅笔在纸上划一下看有什么感觉？

、摸铅笔芯粉末，说说有什么感觉？

、石墨的导电性如何？利用桌上的仪器设计实验证明？（四人一组）小组汇报：石墨色黑质软，因此可以制成铅笔；石墨具滑腻感，因此可以用作石墨润滑剂；石墨能导电，因此可以用作电极。（学生表达，教师板书）

[教师总结并投影展示] 同学们探究得很好，石墨有广泛的用途：是常用的润滑剂，因为其熔点高，耐高温，作为机床的润滑剂，比其他润滑油更安全，作用更持久。利用它耐高温的性质，还可以制成坩埚，用于冶炼熔点较高的金属。由于石墨能导电，耐高温，常用做电车上的电刷。石墨炸弹就是利用石墨的导电性，将碳纤维经特殊处理而制成。

[师]认识了这对孪生兄弟之后，请大家把它们放在一起，对比一下，看看 从中能够发现什么问题。

[投影展示]

金刚石 石墨

外 观 无色透明 正八面体状晶体 深灰色鳞片状固体

光 泽 加工琢磨后 有夺目光泽 略有金属光

硬 度 自然界最硬物质 最软矿物质之一

导电性 无 良好

用 途 钻头、刻刀、装饰品等 电极、铅笔芯、润滑剂等

（学生思考，回答问题）

[师] 这对碳氏兄弟都是由碳元素组成的，为什么在性质上有如此大的差别呢？

[展示模型]

[师] 金刚石中每个碳原子都与其他碳原子紧密相连，构成一个立体网状结构，因此，金刚石硬度大，而石墨中的碳原子是层与层排列，层与层间的作用力

石墨的结构

作电刷。

很弱，就像两本书一样，在外界作用力下，层和层之间很容易交错开，因此，石墨比较软，又因为层内有自由移动的电子，因此，石墨具有导电性。由此看来，二者在性质上的差异，是由于其结构不同的原因。性质的不同，决定了用途不同，那么，我们是否能从物质的用途，反推其性质呢？

[学生练习]教材“观察活动”

（教师引导，得出结【板书】

论）

[师]两兄弟一个高贵华丽，一个平凡无奇，那么，我们能不能想办法将平凡无奇的石墨变成金刚石呢？

[播放视频]“人造金刚石”

[过渡]在生活中，我们很少能见到纯的石墨，它总是和一些杂质混合，形成了多种多样的无定形碳，如木炭、活性炭、炭黑、焦炭等。学生阅读课本相关内容。

[投影展示]（逐页播放，边展示边补充讲解）

[师] 如果说自然界恩赐了碳氏家族一对双胞胎—金刚石和石墨，那我可以自豪地告诉同学们，人类通过自己的智慧，为碳氏家族增添了一个神奇的“生命”，它就是碳氏家族中的“老三”——富勒烯。

[学生阅读]“知识视窗”

[投影问题]、富勒烯（足球烯）名字的由来？

、是由什么微粒构成的？它是单质还是化合物？

、有什么重要的用途？ 决定 反映 结构 决定 反映 性质

用途这

[投影展示] 碳纳M管

（边展示图片，边介绍。）

[师]这就是碳氏家族的兄弟们！本节课我们了解了他们的物理性质，化学性质将在下节课给大家介绍，请提前预习。

【小结】

、金刚石、石墨的物理性质及用途。

、碳的不同单质物理性质不同的原因是因为构成它们的碳原子的排列方式不同。

、无定形碳

、富勒烯

、物质的结构、性质和用途之间的关系。

【课后作业】

请设计一实验，证明金刚石、石墨、中都含有碳元素。

【板书设计】

多样的碳单质

金刚石石墨

——高贵华丽的碳单质——平凡多能的碳单质

（用途）（性质）（用途）（性质）

外观钻戒无色透明折光性强铅笔芯色黑质软

硬度钻头硬度大润滑剂硬度小

导电性玻璃刀硬度大电车电刷能导电

…………

物理性质

不同的原因碳原子的排列不同