人教版九年级化学上册教案：6.1金刚石、石墨和C60

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课题1　金刚石、石墨和C60第1课时　碳的单质第2课时　碳的化学性质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。3．知道不同元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质。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。一、创设情境，导入新课提问：(1)由同种元素组成的纯净物叫做什么？(2)不同种元素可以组成不同种单质，同一种元素可以组成不同的单质吗？大家讨论。(氧气、臭氧；红磷、白磷)引入金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。今天，我们就来学习金刚石、石墨和C60。二、合作交流，探究新知(一)碳的单质1．金刚石学生演示实验：用玻璃刀切割玻璃提问：(1)根据生活经验，你知道玻璃刀切割玻璃的原理吗？(2)由此，你可以推断出金刚石的性质吗？(金刚石是无色透明的固体，呈现正八面体结构；金刚石装在钻探机的钻头上钻凿坚硬的岩层；金刚石砂轮用来磨削硬质合金；金刚石是天然存在最硬的物质。)金刚石经过仔细的琢磨加工后，折光性能大大加强，就成了商店里价格昂贵的钻石。拓展：设计实验证明金刚石中含有碳元素。设计实验步骤：(1)使金刚石燃烧；(2)收集其燃烧后生成的气体，再往气体中倒入澄清石灰水。2．石墨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。投影展示石墨及模型。介绍石墨是一种深灰色、有金属光泽的细鳞片状的固体。提问：生活中哪些物质中含有石墨？(铅笔、电池电极)(1)质软设问：为什么石墨可以用作铅笔芯？石墨也是由碳元素组成的，但跟金刚石相反，它是硬度最小的矿物之一。由于石墨太软，只用石墨做铅笔芯，易断又易磨损，所以加入黏土。铅笔是石墨和黏土混合而成的。铅笔的型号用“H”和“B”区分。“H”代表Hard，坚硬，数字越大，黏土含量越高，越硬；“B”代表 Black，黑的，数字越大，石墨含量越高，越黑；画画用的铅笔常用“6B”。提问：有人说：“不小心吃了铅笔芯就会中毒，因为铅笔芯中含有铅。”你同意吗？(2)导电性提问：石墨可做电极，由此推知它具有什么性质？演示铅笔芯(6B)导电实验：把一根6B的铅笔芯和导线连接在一起，接上电池和灯泡，接通电源后，观察灯泡是否发亮。(3)润滑性提问：如果有一把长期不用而生锈的铁锁，怎样轻易打开它呢？想一想？(把铅笔芯的粉末放到锁孔里)(4)结构和性质的关系设疑：金刚石和石墨都是由碳元素组成，但它们的物理性质差别很大(外观、硬度、导电性等)，这是什么原因呢？ 投影展示金刚石和石墨的结构示意图。金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但碳原子的排列方式不一样，金刚石的碳原子排列成网状结构，这种结构很坚固，所以金刚石的硬度很大；而石墨中的碳原子是排列成平面层状结构，层与层之间是可以滑动的，所以石墨具有滑腻感，这种感觉我们摸铅笔芯就可以体会到。小结：结构决定性质。让学生阅读课本P109“化学·技术·社会”。木炭、活性炭都是由石墨的微小晶体和少量杂质组成的。木炭是一种黑色多孔的固体。在隔绝空气的条件下加热木材，可以制得木炭。木炭具有吸附性，吸附颜色、异味，如吸附食品和工业产品中的色素。设疑：为什么木炭具有吸附性？展示：因为木炭具有疏松多孔的结构，能把气体或溶液中的一些物质吸附在它的表面。联系我们前面学过的知识，活性炭具有什么性质？演示实验6－1：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，将烘烤过的木炭(或活性炭)倒入其中一个小锥形瓶里，塞上塞子，充分振荡，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烘烤过的木炭(或活性炭)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(或活性炭)的吸附作用。利用这一性质，活性炭的用途：防毒面具、冰箱的除味剂、制糖工业的脱色剂。提问：木炭和活性炭来吸附色素和异味是物理变化还是化学变化？(只是把被吸附物吸附到疏松多孔的细孔管里，没有生成新物质。)讨论：结合金刚石、石墨和木炭的性质和用途，讨论物质的性质和用途之间有什么关系。性质用途3．C60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。提问：(1)观察它的化学式，你认为它是单质还是化合物？(2)该物质由哪种微粒构成？(3)“60”的含义？投影展示C60分子的结构模型，介绍这种分子形状与足球相似，也成为“足球烯”这种结构很稳定，这决定了C60具有稳定的化学性质。C60的用途：目前，人们正在进一步地研究C60分子的结构和性质，以及在材料科学、超导体等方面的应用，C60具有广泛的应用前景。阅读课本P108～109资料卡片：碳单质的研究进展。(了解碳纳米管以及单层石墨片)(二)单质碳的化学性质投影资料：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。设问：(1)这说明了什么？(常温下，碳的化学性质不活泼。)(2)若升高温度，又如何呢？1．碳与氧气的反应碳在氧气中充分燃烧时，生成二氧化碳，同时放出大量的热。C＋O2CO2当碳燃烧不充分时，生成—氧化碳，同时放出热。2C＋O22CO2．碳与某些氧化物的反应演示实验6－2：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。现象：澄清石灰水变浑浊，试管粉末中有红色物质。分析：产物为二氧化碳、铜。提问：(1)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？2CuO＋C2Cu＋CO2↑(2)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？CuO转变为Cu失去了氧，是碳夺走了CuO中的氧。这种含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。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：2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑ 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？(此反应是还原反应，其中碳具有还原性)工业上常利用碳的还原性，制取多种金属。碳除了可以还原金属氧化物，还能还原一些非金属氧化物C＋CO22CO三、练习设计《探究在线·高效课堂》“基础在线”部分。四、课堂小结本节课我们学习了碳的单质。首先认识了几种不同的碳单质，并了解了它们重要的物理性质和用途。然后重点分析总结了碳的化学性质，最后总结出了还原反应及还原性的概念。五、布置作业《探究在线·高效课堂》“能力在线”部分。