课件31张PPT。钻石的故事石墨炸弹第六单元 碳和碳的氧化物课题1
金刚石、石墨和C60教师：万信魁
武汉经济技术开发区第三中学人教版九年级化学上册实验一：验证石墨能否导电实验探究： 实验二：请用小刀和玻璃刀分别来刻
划玻璃 实验三：用小刀削石墨棒，用手指去
搓揉石墨粉末，注意体会它
的触感 注意：以上这两个实验,要用到小刀、
玻璃刀和玻璃，大家一定要注
意安全实验探究：分组实验：实验一：请按以下实物图，验证石墨能否
导电 实验二：请用小刀和玻璃刀分别来刻划玻璃 实验三：用小刀削石墨棒，用手指去搓揉
石墨粉末，注意体会它的触感金刚石、石墨的性质及用途金刚石和石墨的物理性质无色透明深灰色
有金属光泽质 软?有滑腻感导 电天然最坚硬的物质?????金刚石的性质与用途连线无色透明、加工后璀璨夺目 最 硬 玻璃刀 钻 头 装饰品石墨的性质与用途连线深灰色、质软 润滑剂 有滑腻感导电性优良 铅笔芯 电 极 请大家仔细阅读P109页小资料中第1自然段，完成导学案课堂练习第3题。活 性 炭 木 炭活性炭吸附性实验疏松多孔活性炭冰箱除味剂
食品脱色
活性炭防毒面具 请大家阅读课本P107第3自然段和P108第3自然段,完成导学案课堂练习第4题。C60 1个C60分子是由60个碳原子构成的C60的性质及用途C60用于超导、催化、材料、医学、生物C80C60C70C90C540科技前沿碳纳米管单层石墨片
(石墨烯) 太空电梯运作的模拟图，一端固定在太平洋中部某基地上，另一端固定在小行星上石墨微观结构
分层排布单层石墨片
（石墨烯）
微观结构示意图碳纳米管微观结构示意图石墨微观结构
分层排布单层石墨片
（石墨烯）
微观结构示意图碳纳米管
微观结构示意图问题二：科学家是如何改造石墨的微观结构，从
而制造单层石墨片和碳纳米管的呢？ 问题一：从碳原子的排列方式看,它们的微观结构
有哪些相同点和不同点？撕 胶 带 法 百度：碳时代的到来巩固练习：2、下列说法中正确的是（ ）
A、同种元素可以组成不同的单质
B、同种元素只能组成一种单质
C、木炭的吸附性比活性炭强
D、碳的各种单质的物理性质相同A1、下列关于C60说法错误的是（ ）
A、 C60是由碳元素组成的
B、 C60表示1个C60分子
C、 1个C60分子是由60个碳原子构成的
D、 C60是由碳原子直接构成的D巩固练习：3、金刚石和石墨的物理性质差异很大，因为（ ）
A、碳原子内部结构不同
B、元素组成不同
C、碳原子排列方式不同
D、碳原子结构中，最外层电子数不同C我们学到了什么万信魁
武汉经济技术开发区第三中学
目 录
一、教案设计………………………………………………………2
二、导学案设计……………………………………………………6
人教版九年级上册第六单元
课题1 :金刚石、石墨和C60（第一课时）
武汉经济技术开发区第三中学 万信魁
教学目标
1. 知识与技能：
（1）初步认识金刚石、石墨、C60等碳单质的微观构成、性质和用途，初步认识物质结构、性质、用途之间的关系。
（2）了解金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，知道同种元素可
以组成不同的物质。
（3）能完成一些简单的验证金刚石、石墨物理性质的实验。
2. 过程与方法：
（1）通过观察活性炭吸附实验、对比分析石墨、石墨烯、碳纳米管的微观结构的活动，学习用比较、归纳的方法对信息进行加工。
（2）通过小组实验、讨论，在合作、交流、讨论过程中学习表达自己的观点和看法。
3. 情感、态度与价值观
（1）通过实验验证金刚石和石墨的物理性质，增强探究欲望，激发学习化学的兴趣。
（2）通过了解碳纳米管、石墨烯等科技前沿知识和分析相关碳单质的微观结构，体验人类在研究物质结构的同时，还能改变物质、创造新物质，感受并赞赏化学对改善人类生活和促进社会发展的积极作用。
教学重点
金刚石、石墨和C60的微观结构、性质和用途，及其相互间的关系。
教学难点
物质的结构、性质和用途之间的关系。
教学准备
（1）教具：
金刚石、石墨、C60的微观结构模型、玻璃刀、石墨棒、玻璃、锥形瓶、小烧杯、注射器玻璃管、红墨水、投影仪、电脑等。
（2）学具：
玻璃刀、小刀、玻璃、石墨棒、纸巾、干电池、灯泡、导线、电路板等。
教学流程
教学设计
教学流程
教师活动
学生活动（预设）
教学意图
一、新课导入
【播放视频】《钻石的故事》和《石墨炸弹》。
【提问】从视频中你能获得哪些信息？
金刚石和石墨有哪些物理性质和用途？
认真观看，收集视频中的信息。
独立思考后回答问题。
培养学生自主收集信息和自主学习的能力。
二、合作探究
【布置任务】实验验证金刚石、石墨的物理性质，将获得的信息填写在导学案上。
【介绍实验】分别介绍三个实验的要求，并强调实验中要注意安全。
【指导学生分组实验】
认真倾听，明确实验目的。
以小组为单位分工协作开展实验，认真观察、记录，积极思考。
激发学生探究的欲望，提高学生的动手能力，
培养学生对实验的分析处理能力、分工协作和合作学习的能力。
【组织交流】各小组在实验中观察到什么现象，得到了什么结论？
小组代表发言。
其他同学认真倾听，作出评价。
通过交流、评价，培养学生的交流、表达能力。
【播放视频】金刚石和石墨的物理性质和用途。
【布置任务】请大家根据视频中获得的信息，结合书本知识完成导学案课堂练习第1题。
【组织交流】
认真观看，及时收集相关信息。填写学案中金刚石和石墨物理性质的表格。交流。
进一步细化学生对金刚石和石墨物理性质、用途的认识，培养学生自主收集、处理信息和自主学习的能力。
【布置任务】完成金刚石、石墨的物理性质与用途的连线。
【提问】物质的性质和用途之间有怎样的逻辑关系？
独立思考，作出判断，得出结论。
帮助学生建立性质与用途间的逻辑关系。
【布置任务】金刚石和石墨是由什么元素组成的呢？请阅读课本P109小材料第一自然段完成导学案课堂练习第3题。
【组织交流】通过阅读获得了哪些信息？
看书，收集信息，了解科学家是怎样发现金刚石是由碳元素组成的。
积极发言，回答问题。
培养学生提取信息的能力，让学生了解科学家是怎样证明金刚石是由碳元素组成的，培养学生严谨的科学态度。
【提问】金刚石和石墨是由什么构成的呢？
【播放视频】金刚石和石墨的微观结构。
带着问题观看动画演示，寻找答案。
通过动画帮助学生认识金刚石、石墨中碳原子的不同的排列方式。
教学流程
教师活动
学生活动（预设）
教学意图
【提问】金刚石和石墨都是由碳原子构成的，为什么金刚石这么硬，石墨这么软呢？
【展示模型】金刚石和石墨的微观结构模型。
引导学生思考结构与性质之间的逻辑关系。
独立思考，得出结论。
帮助学生建立结构、性质间的联系。
三、拓展延伸
【演示实验】演示活性炭对红墨水的吸附性实验。
【图片展示】显微镜下的活性碳结构。
【提问】为什么活性炭具有吸附性呢？
观察、思考、得出结论。
强化对结构决定性质这一结论的认识。
【布置任务】阅读课本P107第3自然段和P108第3自然段，完成导学案课堂练习第4题。
认真阅读，收集信息，填写导学案。
把新知和旧知结合起来，培养学生自主提取信息的能力。
【展示模型】C60的微观模型。
【播放视频】C60的性质和用途。
介绍碳纳米管和石墨烯（单层石墨片）
认真观看结构模型、视频。
认真倾听。
让学生更直观地了解C60的结构，激发求知欲望。
了解前沿科技，激发兴趣。
展示石墨、石墨烯、碳纳米管的微观结构图片。
【布置任务】1.石墨、碳纳米管和单层石墨片的微观结构有哪些相同点和不同点？
2. 猜想科学家是如何改造石墨的微观结构，从而制造单层石墨片和碳纳米管的？
【组织小组讨论】
明确任务，积极思考，小组讨论，表达交流。
培养学生用发展的眼光看问题，提高学生的科学素养。让学生通过观察、分析，发现结构中的相同点和不同点，激发创新能力。
培养合作探究解决问题的能力。
四、课堂检测
出示问题，组织解答。
学生积极思考，回答问题。
检验、巩固本节课的学习内容。
五、课堂小结
【提问】学完本课后你有哪些收获？
学生思考、交流收获。
学生自主反思，提高元认知能力。
板书设计：
人教版初中九年级化学导学案
课 题
金刚石、石墨和C60
课时：第一课时
教师：万信魁
学
习
目
标
1.了解金刚石、石墨、C60等碳单质的微观构成、性质和用途，初步认识物质结构、性质、用途之间的关系。
2.了解金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，知道同种元素可以组成不同的物质。
3.能完成一些简单的验证金刚石、石墨的物理性质实验。
4.通过小组实验、讨论，学习用比较、归纳的方法对信息进行加工，学习在合作、交流过程中表达自己的观点。
5.体验人类通过研究物质结构，还能改变物质、创造新物质。
重点
金刚石、石墨和C60的微观结构、性质和用途，及其相互间的关系。
难点
物质的结构、性质和用途之间的关系。
学 习 活 动 安 排
【课前预习】查阅金刚石和石墨的相关资料。
【分组实验】
实验一：根据所给实验器材（电路板、干电池、导线、灯泡座、石墨棒），验证石墨能否导电。
现象： 结论：石墨（ ）【能/不能】导电。
实验二：请用小刀和玻璃刀分别来刻划玻璃（实验器材：小刀、玻璃刀、玻璃、尺）用尺子对齐刻划，大家一定要注意安全
结论：说明金刚石比小刀刀刃 【硬/软】
实验三： 用小刀削石墨棒，并用手去搓揉石墨粉末（实验器材：小刀、石墨棒、纸巾）大家一定要认真体会
结论：说明小刀刀刃比石墨 【硬/软】， 石墨粉末有（ ）感。
【课堂练习】
1.填写以下空白
金刚石
石墨
颜色
形状
正八面体形状
细鳞片状固体
硬度
触感
————
导电性
不导电
2.完成以下连线题
金刚石
石 墨
结论：（ ）决定（ ）【性质/用途】
3.请阅读课本P109小资料第一自然段完成下列空白。
金刚石和石墨都是由（ ）组成的。
金刚石和石墨都是由（ ）构成的。
碳原子的排列方式（ ）【同/不同】，故构成结构（ ）【同/不同】
结论：（ ）决定（ ）【结构/性质】
4.阅读课本P107第3自然段和P108第3自然段完成下列空白。
木炭和活性炭都具有（ ）性，是因为它们都具有（ ）结构。
活性炭的（ ）能力比木炭更（ ）。
每个C60分子是由（ ）构成的。
5.小组讨论：对照石墨、碳纳米管和单层石墨片的微观结构图，比较分析碳原子排列方式。
（1）找出石墨、碳纳米管和单层石墨片微观结构的相同点和不同点？
相同点：
不同点：
（2）科学家是如何改造石墨的微观结构，从而制造单层石墨片和碳纳米管的？
【课堂检测】
1、下列关于C60说法错误的是（ ）。
A、 C60是由碳元素组成的 B、 C60表示1个C60分子
C、 1个C60分子是由60个碳原子构成的 D、 C60是由碳原子构成的
2、下列说法中正确的是（ ）。
A、同种元素可以组成不同的单质 B、同种元素只能组成一种单质
C、木炭的吸附性比活性炭强 D、碳的各种单质的物理性质相同
3、金刚石和石墨的物理性质差异很大，因为（ ）。
A、碳原子内部结构不同 B、元素组成不同
C、碳原子排列方式不同 D、碳原子结构中，最外层电子数不同
【课后作业】
课本P113练习题1、2(①、②、③)、3题
手机关机 金刚石、石墨和C60
引入：同学们，你们知道吗? 最近科学家又有重大发现，他们发现了一颗行星，据推测它主要是由钻石组成的，我们今天的课就从它的故事开始讲起。留意里面的信息。
钻石是由金刚石打磨而成的，刚才看了大家感兴趣的钻石，下面看一个男生可能比较感兴趣的物质，石墨炸弹
结合视频，从化学的角度，你获得了哪些信息呢？请大家回忆一下，举手回答
学生回答：
教师评价：你提取信息的能力很强，同时也是第一个回答老师问题的学生，来，我们掌声鼓励一下
你是第一个回答老师问题的学生，来，我们掌声鼓励一下
其实金刚石和石墨的相关知识远不止这些，它们这间还存在着千丝万缕的联系，今天我就和大家来一起学习 课题1 金刚石 石墨和C60
点PPT
结合你的生活经验，你能否说说金刚石和石墨有哪些性质和用途呢？
学生回答：……………
教师评价：1.很好，谢谢你
2.你收集资料的能力非常强
3.没关系，请座，还有补充的吗？
按PPT
教师过渡：刚才通过大家的回答，我们知道了金刚石有…..…物理性质，石墨有………物理性质
那它们是否有以上几种物理性质呢？你验证过吗（停顿），想验证吗？下面我们通过这样几个实验来验证一下。
按PPT
实验一：验证石墨能否导电，这是一根石墨棒，请根据以下实物图思考如何验证
实验二：请用小刀和玻璃刀分别来刻画玻璃，这是一把玻璃刀，它的前端是一颗可以转动的、由金刚石做成的的刀刃，请注意它的使用方法。
实验三：用小刀削石墨棒，用手指去搓揉石墨棒粉末，注意体会它的触感
按PPT
以上两个实验,要用到小刀、玻璃刀和玻璃，请大家一定要注意安全
实验过程中，请大家将获得的结论填写在导学案上，好，开始实验
板书
大家的实验已经完成，好，我们来交流一下。谁愿意把你们组的结论跟大家分享一下。实验一。。。。。。，大家同意他的结论吗？
看来大家都得到了相同而且正确的结论。
通过以上几个实验，我们验证了金刚石和石墨的相关物理性质，知道了金刚石可以刻划玻璃，石墨可以做导电，做电极
其实它们的性质和用途远不止这些，下面我们通过一段视频更全面的了解一下
板书
请大家根据你从视频中获得的信息并结合书本完成导学案上的表格
学生填写
教师：请问金刚石是什么颜色（填表）
下面我们来完成金刚石的物理性质和用途的连线题
请你回答一下金刚石的性质和用途的连线
那么石墨呢？
根据以上两个连线题我们能得到关于性质和用途之间什么样逻辑关系呢， ----------------性质决定用途（板书）
预案：1、有同学答出答案。。。。。。过
2、有同学说出用途决定性质，再点学生回答：性质决定用途
教师：现在有两种不同的观点，你支持哪种观点呢？（举手）
①学生回答：
②若无人举手
教师：那我说说我支持的观点，我支持性质决定用途
因为金刚石具有坚硬的物理性质，所以可以用来刻画玻璃，你们觉得呢？
所以说性质决定用途
通过之前的学习，我们知道世间万物都是由元素组成的，当前已经发现的元素种类有一百多种，那么金刚石和石墨是由什么元素组成的呢?
大家想知道科学家是怎样证明金刚石是由碳元素组成的吗？请大家阅读课本P109小材料第一自然段完成导学案
结论：金刚石和石墨都是有（ ）组成的，也就是说同种元素可能组成不同的物质。
教师：过渡：金刚石和石墨是由什么构成的呢？下面我们来看一下金刚石和石墨的微观结构（介绍）金刚石是由无数个碳原子连接而成，每个碳原子与相邻的四个碳原子相连，无限延伸，我们看到的只是它微观结构的一部分
石墨也是由无数个碳原子连接而成，每个碳原子与相邻的三个碳原子相连，形成无限伸展的平面，石墨层与层之间相互作用力较弱，在一定条件下，层与层可以发生断裂，可以形成新的结构，从而形成新的物质。
通过刚才的介绍，金刚石和石墨是什么构成的啊？
老师板书
金刚石和石墨都是有（ ）构成的
那就存着一个问题了，金刚石和石墨都是由碳原子构成的：金刚石为什么这么硬，石墨为什么这么软呢？
我手上是它们的微观结构模型，这些黑色的小球代表的是碳原子，请大家仔细观察这两个模型，它们的碳原子的排列方式相同吗？
学生回答：
也正是因为碳原子的排列方式不同导致它们的结构（停顿）
学生回答：
金刚石中碳与碳之间的距离很难压缩或伸长，所以这种结构很牢固
也正是因为这种结构非常牢固，所以金刚石体现出坚硬的物理性质。
石墨（停顿）层与层之间作用力较弱，可以相对滑动，结构不牢固，所以它体现出质软的物理性质。
这两种不同的结构使它们具有了不同的（停顿）
学生回答
那么我们能得到结构与性质之间什么样的逻辑关系呢？
(金刚石和石墨的模型都拿出来)就是（ ）决定（ ）。
板书
金刚石的这种结构使它有了坚硬的物理性质，可用来切割玻璃，同时能切割玻璃也反映了它具有坚硬的物理性质，坚硬也反映看它的结构牢固。
除金刚石和石墨外，生活中木炭、活性炭等，这些物质的主要成分也是碳的单质，它们中含有杂质，其实它们是混合物。
活性炭我们学习水的净化时已经学习过了，它有什么性质啊----吸附性，来，我们重温这个实验
教师实验：向学生展示对比实验效果
活性炭为什么具有吸附性，我们来看一下它在显微镜下的照片，其实是因为它具有疏松多孔的结构，所以它有优良的吸附性，这也是结构决定性质的又一个有力证据。
活性炭具有优良的吸附性，所以它可以做冰箱除味剂。。。。。。
长期以来啊，人们一直认为由碳元素组成的单质只有金刚石和石墨，直到1985年，有三位美国的科学家发现了一种新的碳单质，并因此此得了诺贝尔化学奖，这种物质是什么呢？它就是C60
板书
下面请大家阅读课本P107页第3自然段和P108页第3自然段，完成导学案。
木炭和活性炭具有（ ）性，是因为它们都具有（ ）结构
活性炭的（ ）能力比木炭更（ ）
（ ）个C60分子是有（ ）构成的
过渡：请这位同学分享一下你的答案
教师介绍C60，足球烯
下面我们通过一段视频更全面的了解一下C60
随着科学技术的不断发展
点PPT
科学家还先后制造了碳70。。。。。。虽然它们形状都类似球状，但是由于碳原子排列方式不同，所以结构不同，导致性质和用途也有所不同
点PPT
后来，科学家又从石墨中分别获得了碳纳米管和单层石墨片
碳纳米管是由石墨中一层或几层碳原子卷曲而成的纤维，内部是空的，这样的材料很轻，但很结实
单层石墨片就是石墨中的一层
这两种材料都具有优良的导电性，耐高温。
点PPT
科学家畅想用碳纳米管这种材料建成太空电梯通道，实现地球与行星之间的互通，
点PPT
这是电脑模拟的电梯塔。
未来我们可以利用单层石墨片这种材料制成可折叠的显示器，这将给我们的生活带来极大的方便
下面我们来看这三幅图片（介绍）
我想和大家一起探讨两个非常具有挑战性的问题：
问题一：点PPT
从碳原子的排列方式看石墨、碳纳米管和单层石墨片，它们的微观结构有哪些相同点和不同点？
问题二：
科学家是如何改造石墨的微观结构，从而制造单层石墨片和碳纳米管的呢？
学生讨论：
学生回答：（表扬）回答的非常好，科学家也正是这样做的，他们采用撕胶带发，将石墨的层与层剥离开来，从而得到了单层石墨片，看来你具备了做科学家的潜质，掌声鼓励一下。
今天我们研究了金刚石、石墨、碳60、碳纳米管和单层石墨片等，相信不久的将来，一定会有下一个碳明星分子出现，这就需要我们不断的去探索，要求我们不断的努力学习，希望有朝一日你们中也有人能发现新的碳分子为人民造福。大家如果感兴趣的话，下去后可以在网上百度：碳时代的到来 了解一下人类研究碳单质的发展历程和发展趋势，
下面就我们今天所学的知识，来解决一下几个问题。
请各组同学谈下今天你学到了什么，【小组评分】，作业布置
今天我们学习的是金刚石和石墨的物理性质，知道它们存在着很大的差异，至于它们的化学性质是否相同，有待于我们下节课的学习
人教版初中九年级化学导学案
课 题
金刚石、石墨和C60
课时：第一课时
教师：万信魁
学
习
目
标
1.了解金刚石、石墨、C60等碳单质的微观构成、性质和用途，初步认识物质结构、性质、用途之间的关系。
2.了解金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，知道同种元素可以组成不同的物质。
3.完成一些简单的验证金刚石、石墨的物理性质实验。
4.通过小组实验、讨论，学习用比较、归纳的方法对信息进行加工，学习在合作、交流过程中表达自己的观点。
5.体验人类通过研究物质结构，还能改变物质、创造新物质。
重点
金刚石、石墨和C60的微观结构、性质和用途，及其相互间的关系。
难点
物质的结构、性质和用途之间的关系。
学 习 活 动 安 排
【课前预习】查阅金刚石和石墨的相关资料。
【分组实验】
实验一：根据所给实验器材（电路板、干电池、导线、灯泡座、石墨棒），验证石墨能否导电。
现象： 结论：石墨（ ）【能/不能】导电。
实验二：请用小刀和玻璃刀分别来刻划玻璃（实验器材：小刀、玻璃刀、玻璃、尺）用尺子对齐刻划，大家一定要注意安全
结论：说明金刚石比小刀刀刃 【硬/软】
实验三： 用小刀削石墨棒，并用手去搓揉石墨粉末（实验器材：小刀、石墨棒、纸巾）大家一定要认真体会
结论：说明小刀刀刃比石墨 【硬/软】， 石墨粉末有（ ）感。
【课堂练习】
1.填写以下空白
金刚石
石墨
颜色
形状
正八面体形状
细鳞片状固体
硬度
触感
————
导电性
不导电
2.完成以下连线题
金刚石
石 墨
结论：（ ）决定（ ）【性质/用途】
3.请阅读课本P109小资料第一自然段完成下列空白。
金刚石和石墨都是由（ ）组成的。
金刚石和石墨都是由（ ）构成的。
碳原子的排列方式（ ）【同/不同】，故构成结构（ ）【同/不同】
结论：（ ）决定（ ）【结构/性质】
4.阅读课本P107第3自然段和P108第3自然段完成下列空白。
木炭和活性炭都具有（ ）性，是因为它们都具有（ ）结构。
活性炭的（ ）能力比木炭更（ ）。
每个C60分子是由（ ）构成的。
5.小组讨论：对照石墨、碳纳米管和单层石墨片的微观结构图，比较分析碳原子排列方式。
（1）找出石墨、碳纳米管和单层石墨片微观结构的相同点和不同点？
相同点：
不同点：
（2）科学家是如何改造石墨的微观结构，从而制造单层石墨片和碳纳米管的？
【课堂检测】
1、下列关于C60说法错误的是（ ）。
A、 C60是由碳元素组成的 B、 C60表示1个C60分子
C、 1个C60分子是由60个碳原子构成的 D、 C60是由碳原子构成的
2、下列说法中正确的是（ ）。
A、同种元素可以组成不同的单质 B、同种元素只能组成一种单质
C、木炭的吸附性比活性炭强 D、碳的各种单质的物理性质相同
3、金刚石和石墨的物理性质差异很大，因为（ ）。
A、碳原子内部结构不同 B、元素组成不同
C、碳原子排列方式不同 D、碳原子结构中，最外层电子数不同
【课后作业】
课本P113练习题1、2(①、②、③)、3题
