(共24张PPT)
南非最大的金刚石
山东常林钻石
戴 维
Humphry Davy
（1778～1829）
英国化学家
同种元素组成的不同单质的现象称为同素异形体，金刚石和石墨互称为碳的同素异形体。
都是由碳元素组成的单质,为什么它们是不同的单质呢？与它们的什么性质有关？
饰品
金刚石
玻璃划刀
石墨
生锈的铁锁
钻探机的钻头
性质
物理
用 途
钻石饰品
玻璃划刀
钻探机钻头
无色透明、正八面体状、有强折光性的固体
硬度大
深灰色鳞片状固体，略有金属光泽
质软
润滑性
铅笔芯
良好的导电性
润滑剂
电极
碳的单质
金刚石
石墨
都是由碳元素组成的单质,为什么它们的物理性质差异那么大？
呈空间网状结构
呈平面层状结构
金刚石中碳原子的排列
石墨中碳原子的排列
金刚石价格不菲，而石墨相对便宜得多。但既然它们都是由碳元素组成的，如果你是科学家，你会做怎样的尝试呢？
其它碳单质 C60（20世纪80年代）
在材料科学、超导体方面有广阔的前景
C70
碳纳米管
生活中常见含石墨的物质
木炭
焦炭
炭黑
活性炭
提供的实验材料：
红墨水、活性炭、两支小试管
小组设计实验
进行验证活性炭的吸附性
显微镜下的木炭的结构
疏松多孔的结构
为什么木炭、活性炭会具有吸附性呢？
同种活性炭1克在15℃和常压下吸附某些气体的实验数据
气体 氢气 氧气 二氧化硫 二氧化碳 氯气
吸附的体积
（V厘米3） 4.7 8.2 380 47.6 235
相对分子质量 2 32 64 44 71
沸点（℃） -252.7 -183 -10.1 -78.5 -34
找一找活性炭吸附气体的能力主要跟气体的什么有关？有怎样的关系？
1、你对金刚石和石墨了解多少
2、在方法上你学到了什么
1、下列不是互为同素异形体的是（ ）
A、O2和O3 B、金刚石和石墨
C、CO和CO2 D、红磷和白磷
2、金刚石、石墨、木炭、活性炭有着广泛的用途，例如：制干电池电极的材料是 ；净水器内的黑色物质是 ；制铅笔芯时用到 和黏土；
石墨
活性炭
石墨
C
3、如下图所示，中盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里放几小块活性炭，最终观察到红棕色 (填“变深”或“消失”或“不变”)，漏斗中液面 (填“上升”或“下降”或“不变”)。
其原因为：活性炭具有 作用，使瓶中气体压强 外界大气压。
消失
上升
吸附
小于
练习册P46
兴趣题：
1、寻找富勒烯家族的其他成员。
2、寻找合适的材料，自制净水器。本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
学生活动纸
一、学生实验
1、实验一
实验目的：探究石墨的物理性质
实验用品：铅笔芯、石墨棒、电线、干电池、小灯泡、开关
实验过程：（1）用小刀削（注意：小心手）一些铅笔芯在纸上，触摸铅笔芯粉末，感觉一下它的质地，在纸上滑动，观察留下的痕迹的色泽。
（2）用石墨棒串联成一个电路，观察灯泡是否明亮。（注意：先检查灯泡是否发亮）
归纳金刚石和石墨的主要物理性质
金刚石 石 墨
外观
光泽
硬度
导电性
用途
2、实验二
实验目的：验证活性炭的吸附性
实验用品：红墨水、活性炭、两支小试管
实验过程：
实验步骤 实验现象 实验结论
二、反馈练习
1、下列不是互为同素异形体的是（ ）
A、O2和O3 B、金刚石和石墨
C、CO和CO2 D、红磷和白磷
2、金刚石、石墨、木炭、炭黑、活性炭、焦炭有着广泛的用途，例如：制干电池电极的材料是 ；净水器内的黑色物质是 ；制铅笔时用到 和黏土；冶炼生铁时用到 ；制造墨和油墨时用到 。
3、如下图所示，中盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里放几小块活性炭，最终观察到红棕色 (填“变深”或“消失”或“不变”)，漏斗中液面 (填“上升”或“下降”或“不变”)。其原因为：活性炭具有 作用，使瓶中气体压强 外界大气压。
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4.2 碳 同素异形体（第一课时）
兰田中学 吴叶红
一、背景分析：
1、教材分析：
本课时是新教材第四章第2节的内容，是学习碳及碳的化合物的第一课，本节内容与生活、生产实际密切联系，容易引起学生的学习兴趣和求知欲。课程标准中关于碳的同素异形体、无定形碳及活性炭的吸附性三个维度目标的要求分别是B、A、B级，说明本节课中一是要让学生理解金刚石和石墨是碳的同素异形体的原因，主要是通过两种物质的部分物理性质和结构的比较；二是让学生理解无定形碳及活性炭的吸附原理，主要是通过实验验证。在理解金刚石和石墨是碳的同素异形体，无定形碳及活性炭吸附的原理的同时，要让学生认识到化学在促进社会发展和提高人类生活质量方面的重要作用。而同素异形现象和同素异形体概念三个维度目标的要求分别是A、A、A级，说明只要通过对同素异形现象和同素异形体概念的分析，能推断出氧气和臭氧是同素异形体即可，不需要再深入。
2、学情分析：
之前学生已经学习了元素符号、化学式、化学方程式等化学符号，也学习了空气、氧气、水等具体物质的知识，又学习了物质结构的初步知识，学习了燃烧的概念及可燃物燃烧所需的条件，现在学习碳，是把已学的知识加以运用、巩固并加深理解，是学习物质知识的继续和发展。学生对本节内容有一定的感性认识，但是对于物质的结构决定性质、性质决定用途的核心思想体会较浅，还没能站在理性的高度认识物质，因此需要通过以知识为载体，形成一条渗透这种核心思想的主线来突破这个难点。
二、教学设计思想：
基于对课程标准和目前学生认知的进一步分析，本节课本着“教学应从学生已有的经验出发，让学生们在熟悉的生活情景中感受化学的重要性，了解化学与日常生活的密切联系”的基本理念设计教学。紧紧围绕“结构决定性质决定用途”这一主线设置学生活动，充分调动学生的主体意识，自主建构本节课的重点知识，并使学生逐步掌握学习化学的方法。
本节课主要采用学生故事演绎、实验探究、小组讨论等合作学习的方式进行教学。具体表现如下：围绕着同素异形体的概念展开讨论，让学生感受到金刚石和石墨具有相同的“质”，但“形”或“性”却不同。通过故事的演绎，激发学生的学习兴趣，并从中产生思维碰撞；通过实验活动，让学生理解金刚石和石墨的物理性质的差异，让学生理解活性炭的吸附性的原理；通过人造金刚石的视频，了解石墨能在一定条件下转化为金刚石；通过对活性炭吸附各种气体的数据分析，让学生初步学会从数据中寻找规律；通过对其他碳的单质的介绍，拓宽学生的知识面，并学会用发展的眼光看待化学知识。
三、教学目标：
1、知识与技能：
（1）了解同素异形现象及同素异形体的概念。
（2）知道金刚石和石墨的主要物理性质的差异，理解存在差异的原因。
（3）理解无定形碳及活性炭吸附的原理。
2、过程与方法：
（1）通过对金刚石、石墨的物理性质的比较，形成结构决定性质、性质决定用途的思维方式。
（2）通过活性炭的吸附实验及数据的分析，感受对比法思想、初步学会从数据中分析活性炭吸附气体能力强弱和气体沸点大小的规律。
3、情感态度与价值观：
（1）通过对通过对其他碳的同素异形体及诺贝尔奖关于碳原子的了解，感悟化学与生活的联系及科技的不断发展。
（2）通过对人造金刚石知识的学习，激发学习化学的兴趣和不断进取的探索精神。
四、教学重难点：
教学重点：同素异形体的概念、金刚石和石墨物理性质的差异、活性炭的吸附性。
教学难点 ：物质的结构决定性质、性质决定用途的核心思想的理解。
五、教学流程：
六、教学过程
教学程序 教师活动 学生活动 设计意图
创设情境、确定课题 【课间循环播放】钻石广告【过渡】今天我们就来研究一下钻石，它就是由金刚石经过琢磨而成的。【引入新课】【板书】一、金刚石 观看片段 激发学生学习的兴趣，体现师生关系的和谐
合作探究 【过渡】提起钻石，给我们的第一感觉是光彩夺目，昂贵，让人望而却步。【出示】世界上最大的金刚石和山东常林钻石【过渡】但是在这位科学家眼里却一文不值。【出示】英国化学家戴维和他的故事【讲解】科学实验表明，将金刚石和石墨分别在氧气中燃烧得到的生成物只有二氧化碳，并且二氧化碳中所含碳的质量等于金刚石或石墨的质量，这就证明，金刚石和石墨都是有碳元素组成的。这种由同种元素组成的不同单质的现象称为同素异形现象，它们互为同素异形体。【板书】同素异形体【提问】都是由碳元素组成的单质,为什么它们是不同的单质呢？与它们的什么性质有关？【出示】金刚石和石墨的用途图片【归纳】金刚石的物理性质和用途的关系【提问】都是由碳元素组成的单质,为什么它们的物理性质差异那么大？【归纳】由于碳原子的排列不同。【设问】金刚石价格不菲，而石墨相对便宜得多。但既然它们都是由碳元素组成的，如果你是科学家，你会做怎样的尝试呢？【过渡】金刚石和石墨犹如“孪生兄弟”，其实，它们还有很多“兄弟”。【出示】C60、C70、碳纳米管【过渡】在生活中有很多物质中含有石墨的微晶。【出示】无定形碳的图片【提问】你们了解它们的用途吗？【讲解】这些物质统称为无定形碳【板书】二、无定形碳【设问】为什么活性炭有吸附性？【出示】显微镜下的活性炭【出示】活性炭吸附某些气体的实验数据 观看三位同学当场演绎故事片段观看各小组按要求讨论并做实验自由发言小组讨论自由发言自由发言学生实验：活性炭的吸附性讨论、交流，寻找规律 与生活、生产相联系从学生身边的物质着手。体会性质决定用途的科学思想体会结构决定性质的科学思想激发学生学习化学的兴趣和不断进取的探索精神感悟化学科技的发展。让学生了解吸附的过程，感受用对比法实验的严密性初步学会从数据中寻找活性炭吸附气体能力强弱的规律
归纳小结 【提问】你在这节课中你对金刚石、石墨了解多少？在方法上你学到了什么？ 轻松交流 学会自我寻找规律，进一步体会结构决定性质，性质决定用途的核心思想。
布置作业 【投影】 记录 知识的巩固和拓展
七、反馈练习
1、下列不是互为同素异形体的是（ ）
A、O2和O3 B、金刚石和石墨
C、CO和CO2 D、红磷和白磷
2、金刚石、石墨、木炭、炭黑、活性炭、焦炭有着广泛的用途，例如：制干电池电极的材料是 ；净水器内的黑色物质是 ；制铅笔时用到 和黏土；冶炼生铁时用到 ；制造墨和油墨时用到 。
3、如下图所示，中盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里放几小块活性炭，最终观察到红棕色 (填“变深”或“消失”或“不变”)，漏斗中液面 (填“上升”或“下降”或“不变”)。其原因为：活性炭具有
作用，使瓶中气体压强 外界大气压。
科学家故事演绎，得出同素异形体概念
开 始
引入新课
播放钻石广告
动手实验和讨论
设问：都是由碳元素
组成的单质,为什么
它们的物理性质差
异那么大？
设问：都是由碳元素组成的单质,为什么它们是不同的单质呢？与它们的什么性质有关？
归纳金刚石和石墨的性质和用途的关系
展示金刚石和石墨的结构图片，感受结构和性质的关系
设问：既然它们都是由碳
元素组成的，如果你是科
学家，你会做怎样的尝试
呢？
播放石墨在一定条件下转化为金刚石的视频
走进生活，认识其他碳的单质及用途
演示活性炭吸附性实验，分析吸附原因
分析数据，讨论活性炭吸附各种气体的能力和气体的什么性质有关。
轻松小结
小结
反馈练习
结 束
布置作业
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戴维瞥了一下托斯康纳手指上套的一枚钻石戒指，心中一动，便说：“石墨和金刚石，都只是由碳元素组成的，就象您手上那颗美丽的钻石戒指也是碳元素组成的，与木炭没什么不同。”托斯康纳一听很不高兴，没想到这么昂贵的东西竟被说成不值一文的碳。他认为戴维是在糊弄他。便赌气地取下钻石戒指，说：“钻石不怕火，你说它是碳，请你把它烧掉吧！我倒要看看你们的话是真是假！”戴维笑笑说：“您不后悔？”托斯康纳狠狠地说：“君子一言，驷马难追！”戴维举起放大镜，对准焦距，让一束用透镜聚焦的强烈阳光直射在光华夺目的钻石上。不一会，戒指上的钻石消失了。
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