6.1 金刚石、石墨和C60

金刚石、石墨和C60知识与技能1了解金刚石和石墨的物理性质和用途。2知道碳单质的化学性质。过程与方法通过对金刚石、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。情感、态度与价值观通过对C60的发现及研究的介绍，学会用发展的眼光看问题，树立物质性质决定用途的观点。重点金刚石、石墨和C60中原子排列方式的分析以及碳单质的化学性质。难点碳跟某些氧化物的反应。仪器：金刚石的分子模型、石墨的分子模型、C60的分子模型、玻璃刀、铅笔芯、干电池、石墨电极、导线、灯泡、小锥形瓶、试管(大小各1个)、铁架台、酒精灯、网罩、带导管的塞子、足球药品：红墨水、烘烤过的木炭(活性炭)、木炭粉、CuO粉末、澄清石灰水一、导入新课师：我佃知道不同元素可以组成不同物质，同种元素能组成单质，那么同种元素能否组成不同的物质呢？研究表明，透明的金刚石、灰色的石墨和足球状的C60都是由碳元素组成的单质(展示玻璃刀、C60的分子模型、铅笔)。它们之间有什么联系呢？这就是我们今天要学习的内容。二、推进新课碳的单质1金刚石师：展示金刚石及模型：生：学生观察金刚石样品后，尝试描述有关金刚石的物理性质：金刚石是无色透明的固体，呈现正八面体结构。师：金刚石可以用来切割玻璃、水泥，甚至大理石等建筑材料，制作钻头用于地质钻探、开采石油和打井等。金刚石是自然界中存在的最硬物质。2石墨师：金刚石对光有折射和散射作用，但是同为碳元素组成的石墨，和金刚石相比外表要暗淡许多。师：展示石墨及模型：师：(1)用手触摸一下石墨，有什么感觉？(2)用石墨在纸上划一下，会有什么现象？生：(1)石墨很软、有滑腻感。(2)留下深灰色的痕迹。师：石墨是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体，常用石墨作铅笔芯。此外，石墨还具有优良的导电性能，用来制作石墨电极。师：展示石墨的用途。投影课本上图62。实验探究1：木炭和活性炭的吸附性在两个盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色，将研细的木炭倒入其中一个小锥形瓶里，塞上塞子，充分振荡后过滤，注意观察带红色的水中颜色的变化。再与另一个小锥形瓶中未加木炭的原溶液对比。现象：红色消失，液体变无色。结论：红墨水颜色的褪去是因为木炭的吸附作用。师：木炭具有疏松多孔的结构，表面积大，具有较强的吸附性，因此能吸附一些食品和工业产品里的色素。活性炭的吸附作用比木炭还强。师：利用这一性质，活性炭会有什么用途？生：制作防毒面具。师：展示防毒面具图片(滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的)。师：木炭和活性炭的吸附作用还有哪些用途呢？生：冰箱的除味剂、制糖工业的脱色剂、净水器等。3C60师：随着科技的发展，新形态的碳单质逐渐被人们发现，其中取得重要进展的是C60分子，另外还有碳纳米管。师：展示C60分子模型：师：(1)C60的分子结构和什么相似？(2)C60是单质还是化合物？(3)C60中60表示什么？生：(1)C60分子结构和足球相似。(2)它是一种单质。(3)一个C60分子中含有60个碳原子。师：这种足球结构的碳分子很稳定。目前，人们正在迸一步地研究C60分子的结构和性质，以及其在材料科学、超导体等方面的应用。师：出示资料：C60在以下几个方面也具有广泛的应用前景：气体的贮存；有感觉功能的传感器；增强金属的强度；新型的催化剂；光学应用等。随着科学技术的发展，碳单质不断被发现，碳单质的用途也将不断扩大。除C60外，一些新的单质碳也相继被发现，如：C70、C240、C540等。20世纪90年代初，科学家又致力于一种新型的纳米材料纳米碳管的研究。师：金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，物理性质为什么有这么大的差异呢？生：三种碳的单质中碳原子的排列不同造成了性质上的差异。物质的结构物质的性质物质的用途单质碳的化学性质常温下不活泼师：投影资料：我国古代一些书法家、画家用墨书写或绘制的字画能保存很长时间而不变色。师：这说明了什么？生：常温下，碳的化学性质不活泼。师：若升高温度，又如何呢？师：写出木炭在氧气中充分燃烧时的化学方程式。生：CO2CO2师：当碳不充分燃烧时，生成一氧化碳。师：跟氧气反应：CO2CO2(充分燃烧)2CO22CO(不充分燃烧)师：碳在高温时还有重要的性质。师：把经过烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管，并将试管固定在铁架台上，试管口装有通入澄清石灰水的导管(如下图)，用酒精灯(可加网罩以使火焰集中并提高温度)加热混合物几分钟。然后先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析。生：交流现象：澄清石灰水变浑浊，试管粉末中有红色物质。分析得出产物为二氧化碳、铜。师：上述反应的反应物、生成物、条件都已确定，你能写出反应的化学方程式吗？生：2CuOC2CuCO2师：从分子组成上看CuO转变为Cu，发生了什么变化？是谁导致了这种变化？生：CuO转变为Cu失去了氧，是碳夺走了CuO中的氧。师：还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。还原性：能夺走含氧化合物里氧的物质具有还原性。练习：焦炭在工业上可用来炼铁：2Fe2O33C4Fe3CO2师：这个反应是否是还原反应？若属于还原反应，哪种物质具有还原性？生：此反应是还原反应，其中碳具有还原性。师：工业上常利用碳的还原性，制取多种金属。第六单元碳和碳的氧化物课题1金刚石、石墨和C60一、碳的单质1金刚石很硬，可用来切割玻璃2石墨很软，有良好的导电性3C60物质的结构、性质和用途之间的关系：结构性质用途二、单质碳的化学性质1高温下，碳能跟多种物质反应。(1)跟氧气反应：CO2CO2(充分燃烧)2CO22CO(不充分燃烧)(2)跟某些氧化物反应：2Fe2O33C4Fe3CO22还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。还原性：能夺走含氧化合物里氧的物质具有还原性。本节课以碳的知识为载体，激发学生学习化学的兴趣，培养学生学会用发展的眼光看待问题。本节课采用的是探究法进行教学，让学生感受到探究的乐趣，充分调动学生的积极性，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。课堂学习气氛浓厚，较好地完成了教学任务。