教学设计
教学目标
知识与技能：
（1）知道不同元素可以形成不同物质，同种元素也可以形成不同物质；了解金刚石、石墨和C60都是碳元素形成的单质。
（2）了解木炭、活性炭的吸附性。
（3）知道物质的性质决定其用途。
过程与方法：
（1）通过对金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式的分析，懂得物质结构、性质和用途之间的关系。
（2）通过木炭、活性炭对红墨水的吸附实验，学会用对比实验的方法来解决实际问题。
情感态度与价值观：
通过对C60、碳纳米管的发现及研究的介绍，学会用发展的眼光看问题，提高学生的科学素质。
教学重点
金刚石、石墨的物理性质及用途
教学难点
理解金刚石、石墨物理性质不同的原因，组织好学生实验
教学方法
创设问题情境 实验探究 分析讨论 归纳总结
教学用品
投影仪、多媒体
教学流程
导入新课
【提问】同种元素能否组成不同种物质？
【讨论】为什么玻璃刀能够切割玻璃片？玻璃刀上是一种什么物质？
【提问】金刚石有哪些性质和用途？
让学生根据自己的生活经验与已有的知识体系对金刚石从感性认识上升到理性认识。
【引导】是否想知道更多有关金刚石的知识呢？观看后请填写相关学案。
【播放视频】金刚石的物理性质和用途。
【提问】通过观看金刚石的用途，你又了解到金刚石哪些用途？
玻璃刀上有金刚石，硬度比玻璃大。
1、金刚石在自然界中硬度最大。
2、可以切割玻璃，也可以做钻石（宝石）。
认真观看，记录金刚石的物理性质和用途。并填写学案。
实验探究（二）
【引导】同学们，已对金刚石有所了解，想不想知道你们手里的铅笔中的铅芯是什么物质？是铅吗？
请同学们将刚才削下的铅芯粉末用手指轻轻地摸摸，有什么感觉？
【提问】你知道石墨有哪些物理性质和用途？
【引导】同学们是否想知道更多有关石墨的知识呢？观看后请填写相关学案。
【播放视频】石墨的物理性和用途。
【追忆】石墨的物理性质和用途还有哪些？
【讨论】1、这种墨色物质是什么？
2、它与石墨是否有联系？
【引导】同学们是否知道这种黑色物质是什么？它与石墨有何联系呢？
【播放视频】焦炭、木炭、活性炭、炭黑的物理性质和用途。
【提问】你又理解到哪些知识呢？
【讨论】
（家庭实验小超市）
设计简易净水器。
铁锁时间长了不易开启，你有办法解决吗？
冰箱去味。
葡萄酒脱色。
【实验探究】设计如何除去红墨水中的颜色？
【播放视频】金刚石、石墨自述的相声
不是。
石墨。
很软、油腻的感觉。
深灰色、有金属光泽、不透明、细鳞片状固体。
能制作铅笔芯、干电池中的石墨电极，说明有良好的导电性。
【实验探究】请同学们将自己桌上的导线、电池、灯泡、铅笔芯连接起来，学生们很快连接起来，灯泡亮了。
认真观看。
火箭的通风管、石墨坩埚（耐高温3000℃~3500℃）石墨电极、电刷、飞机、宇航、核反应减速器等。
“神六”的发射火箭就是用石墨通风管。
【实验探究】请同学们将蜡烛点燃，在火焰上方2-3cm处将刀片烘烤一分钟，熄灭蜡烛，待小刀稍将冷却，仔细观察刀片的变化，请用手轻轻摸摸，有什么感觉？
刀片上有一层黑色物质。（炭黑）
有一种油腻感。
焦炭、木炭、活性炭、炭黑主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，它们是混合物。
活性炭、木炭具有吸附能力，是因为具有疏松多孔的结构……
学生自行设计并实验，对实验结果进行分析，将结论进行交 流，并对比。
亲自感受。
考查学生自己的生活经验。
分析归纳能力。
培养学生的探究能力和探索能力。
培养爱国爱科学的热情。
学生积极回忆，培养分析问题、处理问题、认真思考的能力。
探索新知
【引导】同学们强烈的求知欲望深深的感动了我，近年来，科学家们积极研究，又发现了一种新的物质，同学们一定想知道，对吗？
【播放视频】C60分子介绍。
【提问】你又理解到哪些知识呢？
【讲授】随着科技的不断发展，一些新的单质碳又相继发现，碳单质的用途将不断扩大。
【播放视频】纳米管材料。
【提问】你又理解到哪些知识呢？
【引导】学好化学可以为人类制造出更多更新的材料，为人类造福。
【提问】今天我们共学习了几种物质？
它们之间有什么联系和区别？
【提问】为什么金刚石、石墨、C60分子在用途上存在很大的差异呢？石墨转化为金刚石的物理变化还是化学变化？
C60分子具有金属光泽、抗腐蚀、导电极低，与绝缘体相差无几……
金刚石、石墨、C60分子、焦炭、木炭、活性炭、炭黑。
金刚石、石墨、C60分子是碳的三种单质，焦炭、木炭、活性炭、炭黑是石墨的微小晶体和少量杂质成的，它们是混合物。
培养学生的探究能力和探索能力。
激发求知欲望。
感受新知识。
培养分析归纳的能力。
学会总结。
反思、评价
【总结】学完本课你知道了什么？
请用一句话对本课所学知识谈谈你的体会。
石墨也有很多用途，并且在一定条件下也可以转化为金石，发生的是化学变化。
决定
性质 用途
体现
1、不同的元素可以组成不同的物质，同一种无素也可以组成不同的物质。如金刚石、石墨、C60分子等都是由碳元素组成的单质。
2、木炭和活性炭具有吸附性。
……
学会归纳、并交流
学以致用
展示练习题（见多媒体课件）
1 、连线题（略）
2 、应用知识解释
3 、拓展思维的发散题教师适时加以引导
学生思考，交流回答问题
了解学生对知识的掌握情况，培养运用知识的能力
教学反思：
本节课以碳的知识为载体，激发学生学习化学的兴趣；以C60、碳纳米管、C240的发现和研究的介绍，培养学生学生用发展的眼光看待问题；借助于日常生活感受到探究的乐趣，充分调动学生积极性，发挥其主体作用。从不同的角度引导，进而提出结构、性质、用途之间的关系，以及一种元素能形成多种单质，并启发学生多角度思考问题。列举碳元素组成的其他单质，帮助学生树立科学发展观。
第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 金刚石、石墨和C60
5分钟训练 (预习类训练，可用于课前)
碳原子的核外电子排布K(第一)层_______个电子，______________层4个电子，常温下碳的化学性质_______，自然界存在的碳单质有_______和_______。
思路解析：碳原子有两个电子层，最外层有4个电子，次外层有2个电子。碳在常温下性质稳定，但高温容易与氧气反应，生成一氧化碳和二氧化碳气体。自然界中存在多种碳单质，如金刚石、石墨等。
答案：2 L 稳定 金刚石 石墨
2.碳的单质有______________、______________和_____________等，其中_______是天然存在的最硬的物质，_______是最软的矿物之一，金刚石和石墨性质的差异是因为_______。由此说明_______决定物质的性质。
思路解析：本题考查碳的单质基本物理性质，性质的差异来自于结构的不同。
答案：金刚石 石墨 C60 金刚石 石墨 它们的原子排列方式不同 物质的结构
3.我国北京大学化学系和物理系研究小组研制出了C60分子，它形如足球。它的一个分子是由_______个_______原子构成的，相对分子质量是_______。
思路解析：C60分子是碳的一种单质，它的结构像足球，由60个碳原子组成，相对分子质量为720。
答案：60碳720
4. 选用下列物质：炭黑、木炭、活性炭、焦炭填在有关用途的空格内：冰箱去味剂_______，制墨汁_______，用于冶金工业_______，用来除去食品和工业产品里的色素_______，制造防毒面具里的滤毒罐_______，加入橡胶里增强轮胎的耐磨性_______，上述用途都是利用了物质的_______性质。
思路解析：物质的性质决定了物质的用途。根据碳的同素异形体的性质，选择合适的用途。
答案：活性炭 炭黑 焦炭 活性炭 活性炭 炭黑 物理
10分钟训练 (强化类训练，可用于课中)
1.木炭具有吸附作用，是因为它有______的结构，它是由______在______的条件下加强热制得的。
思路解析：木炭因为疏松多孔，决定了木炭具有很强的吸附能力。它的多孔结构是由于强热下干馏得到的。
答案：疏松多孔 木材 隔绝空气
2.写出下列物质或物质主要成分的化学式：
(1)大理石______。(2)煤气____________。(3)生石灰____________。(4)金刚石______。
思路解析：本题考查物质的化学式的书写方法。
答案：(1)CaCO3 (2)H2、CO (3)CaO (4)C
3.打水井时常在水井周围埋一些木炭,其作用是__________________。这是由于木炭有______结构,因此具有____________的性能。
思路解析：由于井水中含有杂质，利用木炭疏松多孔结构，可以吸附除去水中杂质。
答案：吸附水中的杂质疏松多孔吸附
4.下列关于金刚石和石墨的说法正确的是( )
A. 金刚石和石墨都能导电 B. 金刚石很硬，石墨很软
C. 金刚石和石墨都很名贵 D. 金刚石和石墨的外观很相似
思路解析：此题考查金刚石和石墨的物理性质的不同。
答案：B
5. 下列几种情况，能证明“金刚石和石墨是由相同元素组成”的是( )
A. 它们的熔点相同 B. 都不溶于水
C. 燃烧后都得同一产物二氧化碳 D. 石墨在一定条件下可转化为金刚石
思路解析：由于金刚石和石墨都是碳元素的单质，它们燃烧后的产物均是二氧化碳。
答案：C
6.下列说法中正确的是( )
A. 由一种元素组成的物质，一定是纯净物
B. 吸附是化学变化
C. 在一定条件下，石墨可转化为人造金刚石，这个变化是化学变化
D. 一种元素只能形成一种单质
思路解析：金刚石和石墨均是由碳元素组成的，它们放在一起是混合物，A错。吸附是物理变化，B错。一种元素能形成一种或多种单质，如碳元素能形成金刚石、石墨和C60等单质，D错。
答案：C
快乐时光
报警
一位著名钢琴家乘火车赴K城演出。她在包厢里休息时，用手弹动床边练习指法。?
到K城时，火车晚点两小时，她责怪列车长。?
列车长抱歉地回答说：“我们在路上先后共停车两小时，因为不时有人弹动警报器，可又找不到是谁。”
30分钟训练 (巩固类训练，可用于课后)
1. 以美国为首的北约曾用“石墨炸弹”使南联盟的高压输电线短路，这是因为石墨( )
A. 质软 B. 耐高温 C. 具有导电性 D. 具有润滑性
思路解析：能使南联盟的高压输电线短路，说明石墨具有导电性。
答案：C
2.（经典回放）最近中国科技大学陈乾旺教授领导的研究组以二氧化碳和金属钠作原料，在440 ℃和800 atm的条件下，成功合成了金刚石，同时生成氧化钠，首次实现了从二氧化碳到金刚石的逆转变。该反应的化学方程式是_________________，反应类型是_____________。
思路解析：这是一道信息给予题，主要考查学生根据信息书写化学方程式的能力。题目给出了反应物、生成物及反应条件，按信息书写即可。书写时两个反应条件一个也不能落下，否则，会因为书写不完整而失分。
答案：CO2+4NaC+2Na2O 置换?反应
3.(2010广东广州中考，4)下列物质的用途主要由其化学性质决定的是( )
A.用金刚石做玻璃刀的刀头 B.用碳酸氢钠治疗胃酸过多症
C.用石墨做铅笔芯写字 D.用钨做电灯泡里的灯丝
思路解析：NaHCO3与盐酸反应的原理是NaHCO3+HCl====NaCl+CO2↑+H2O。胃酸的主要成分是盐酸，用NaHCO3来治疗胃酸过多症，主要是利用了它能与胃酸发生反应的化学性质。
答案：B
4. 防毒面具中用来除去有毒气体的物质是( )
A. 焦炭 B. 炭黑 C. 活性炭 D. 石墨
思路解析：此题考查碳的不同单质的用途。其中活性炭具有疏松多孔的结构，有很好的吸附性，能够吸附气体和固体微小颗粒。
答案：C
5.用墨书写的字或绘的画能保存多年不褪色，是由于常温下碳( )
A. 化学性质不活泼 B. 具有吸附性
C. 具有还原性 D. 具有氧化性
思路解析：墨的主要成分是碳单质，由于碳在常温下化学性质不活泼，所以用墨书写的字或绘的画能保存多年不褪色。
答案：A
6.有关碳的化学性质的叙述错误的是( )
A. 碳和氧气反应时，产物可以是CO2也可以是CO
B. 碳和氧气的反应无论产物是什么，都是吸热反应
C. 碳和氧气的反应无论产物是什么，都是放热反应
D. 灼热的碳能还原二氧化碳
思路解析：燃烧是发光、发热的剧烈的反应，因此燃烧是放热反应。
答案：B
7.下列说法正确的是( )
A. 碳元素形成的单质均是黑色的
B. 碳和氧气反应时生成物一定是二氧化碳
C. 碳的几种单质具有相同的化学性质
D. 碳的几种单质具有相同的物理性质和化学性质
思路解析：金刚石是无色透明的晶体，不是黑色，A错。碳和氧气反应，氧气充足时生成物是二氧化碳，氧气不足时生成物是一氧化碳，B错。碳的几种单质具有不同的物理性质，相同的化学性质，D错。
答案：C
8. 下列物质中，既有可燃性，又有还原性的固体单质是( )
A. 氢气 B. 二氧化碳 C. 木炭 D. 二氧化硫
思路解析：根据题意固体单质即可得出答案。
答案：C
9.在下列各种碳单质的用途中，利用其化学性质的是( )
A. 石墨用作电极 B. 焦炭用于金属的冶炼
C. 活性炭用于某些气体或液体的净化 D. 炭黑用于制造油墨、鞋油和颜料
思路解析：用焦炭冶炼金属，发生了化学反应，该反应利用焦炭的还原性。其他均是利用的是物理性质。
答案：B
10.在木炭还原氧化铜的实验中：
（1）反应开始后，在盛澄清石灰水的试管中观察到的现象是________________，说明反应中有_____________生成，被加热的试管中发生的化学反应方程式是_____________________。
（2）反应完成后，把被加热的试管里的粉末倒在纸上可以看到有_______色的铜，这是由于_______________________________________。
（3）右图中酒精灯上加一金属网罩的作用__________________________。
（4）实验结束时，应先_____________，再撤掉____________。
思路解析：木炭还原氧化铜的实验中，木炭生成二氧化碳；酒精灯上加上金属网，有利于集中加热，产生高温；由于澄清石灰水容易倒吸，必须先撤导气管，再熄灭酒精灯，否则会炸裂试管。
答案：(1)澄清石灰水变浑浊二氧化碳
C+2CuO2Cu+CO2↑
（2）亮红 木炭有还原性，能与氧化铜反应，生成金属铜
（3）使酒精灯的火焰集中，使被加热部位的温度更高
（4）把导气管从澄清石灰水中移出酒精灯
11．金刚石与石墨混合在一起,组成的物质是单质还是混合物?
甲生:是单质。因为金刚石是碳的单质,石墨也是碳的单质,它们混合在一起,仍只含一种元素,所以仍是单质。
诊断:
乙生:是混合物。金刚石和石墨都是碳的单质,但它们是两种不同的物质，所以它们混合在一起不是单质而是混合物。诊断：
思路解析：金刚石和石墨都是由一种元素组成,但它们是两种不同的物质(这是由各自本身的结构决定的)，所以它们混合在一起是混合物。因此判断单质必须强调是纯净物，一种元素可以形成多种不同的单质，某物质中只含一种元素,也不一定是纯净物。
答案：错误正确
课件24张PPT。碳的单质？问题 同一种元素能不能组成不同的单质呢？ 几种不同的单质几种单质金刚石石墨粉金刚石、石墨、 C60都是由碳元素组成的单质足球烯(C60)？为什么？同一种元素可以组成不同的单质原因：同一类原子，排列方式不同，所形成的单质不同。例如：金刚石、石墨、 C60都是由碳元素组成，却形态各异！根本原因就在于它们的原子排列方式不同。1. 金刚石
2. 石墨
3. C60
4. 小结
一、碳的单质同一类原子，排列方式不同，所形成的单质不同。金刚石石墨金刚石1. 金刚石
2. 结构
3. 物理性质和用途
1. 金刚石
2. 结构
3. 物理性质和用途
金刚石的结构金刚石的物理性质和用途1. 金刚石
2. 结构
3. 物理性质和用途
物理性质对应的主要用途①无色透明、正八面体形状的固体②天然存在最硬的物质①装饰品——钻石②划玻璃、钻头等1. 金刚石
2. 结构
3. 物理性质和用途
金刚石的主要用途1. 石墨
2. 结构
3. 物理性质和用途
4. 木炭、活性炭
石墨石墨的结构1. 石墨
2. 结构
3. 物理性质和用途
4. 木炭、活性炭
物理性质对应的主要用途①深灰色、有金属光泽、不透明、细鳞片状固体②很软，有滑腻感①制造铅笔芯,，做润滑剂石墨的物理性质和用途③优良的导电性②石墨电极1. 石墨
2. 结构
3. 物理性质和用途
4. 木炭、活性炭
制造铅笔芯石墨和粘土混合制成铅笔芯1. 石墨
2. 结构
3. 物理性质和用途
4. 木炭、活性炭
石墨电极1. 石墨
2. 结构
3. 物理性质和用途
4. 木炭、活性炭
木炭、活性炭木炭、活性炭主要由______构成，具有________的结构，因此它具有_____能力，可用于___________。石墨疏松多孔吸附吸附除杂例如：活性炭用于制造防毒面具，白糖脱色，冰箱除异味等。1. 石墨
2. 结构
3. 物理性质和用途
4. 木炭、活性炭
防毒面具1. 石墨
2. 结构
3. 物理性质和用途
4. 木炭、活性炭
1. C60
2. 结构
C601. C60
2. 结构
C60的结构每一个C60分子都是由60个碳原子构成。小结1. 金刚石
2. 石墨
3. C60
4. 小结同一种元素也可以组成不同的物质。金刚石、石墨和C60等都是由碳元素组成的单质。金刚石是天然存在的最硬的物质
木炭和活性炭具有吸附性结构决定性质决定用途问题1：为何这些名作历经几百年甚至几千年而
依然色泽鲜艳不褪色？古画2问题2：铁路上的枕木和农田里的电杆表面都被
烧焦碳化，是为什么？古画1：清明上河图二、碳的化学性质1. 在常温下，碳的化学性质不活泼2. 在高温或点燃的条件下，（1）能与O2反应（充分燃烧）（不充分燃烧）碳的化学性质活泼（2）能与某些氧化物反应对比：H2还原CuO的反应三、氧化反应与还原反应1. 氧化反应：有O2参加的反应2. 还原反应：含氧化合物里的氧被夺走的反应失去氧的反应得到氧的反应写出单质碳（焦炭）还原氧化铁的反应 3. 还原性：能夺走含氧化合物里氧的物质
具有还原性。
