初三化學(xué)教案：碳的幾種單質(zhì)
教學(xué)目標
知識目標
了解金剛石、石墨等碳的單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途；
通過(guò)分析金剛石、石墨是由碳元素組成的兩種不同單質(zhì)，進(jìn)一步理解元素和單質(zhì)這兩個(gè)基本概念的區別和聯(lián)系。
能力目標
通過(guò)三種單質(zhì)用途的學(xué)習，繼續深化“結構決定性質(zhì)”思路，培養對比思維能力；
發(fā)展和培養學(xué)生的實(shí)驗觀(guān)察能力和從現象到本質(zhì)的思維能力。
情感目標
通過(guò)碳單質(zhì)的學(xué)習，了解同一元素可以組成不同物質(zhì)，提高學(xué)習化學(xué)興趣；
通過(guò)C60的學(xué)習，拓展課堂學(xué)習，開(kāi)闊學(xué)生視野，了解化學(xué)與社會(huì )。
教學(xué)建議
教材分析：
碳單質(zhì)（金剛石、石墨、球碳等）是初中學(xué)生學(xué)習氧氣、氫氣之后首次全面學(xué)習的固態(tài)非金屬單質(zhì)。此節內容起著(zhù)承上啟下的作用，它是氧氣、氫氣學(xué)習的繼續，同時(shí)為后面學(xué)習金屬單質(zhì)打下基礎。
碳單質(zhì)有定型碳和無(wú)定型碳兩類(lèi)。金剛石、石墨是重要的定型碳，做重點(diǎn)介紹。從學(xué)生較熟悉的金剛石、石墨入手學(xué)習，而后介紹球碳，符合學(xué)生認知規律，由宜到難，由遠及近，又熟悉到陌生，使學(xué)生在學(xué)習過(guò)程中體驗化學(xué)與社會(huì )的關(guān)系、體驗化學(xué)科學(xué)的發(fā)展。
另外，教材編排首先對碳的典型單質(zhì)——金剛石和石墨的結構、物理性質(zhì)、用途進(jìn)行學(xué)習，而后再簡(jiǎn)介無(wú)定型碳，最后安排碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)學(xué)習，旨在使學(xué)生從感性上理解碳單質(zhì)結構不同，物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎相同。
課堂引入指導
法一：璀燦的鉆石，普通的鉛筆芯，取暖用的煤，光合作用的原料——二氧化碳，“工業(yè)血液”石油等物質(zhì)之間有什么相互聯(lián)系?學(xué)完碳和碳的化合物后你就明白了。今天我們先來(lái)學(xué)習“第一節 碳的幾種單質(zhì)”。
法二：石墨、木炭能變成鉆石嗎?學(xué)習完《碳和碳的化合物》后你將自己得出結論。
關(guān)于球碳（C60）的建議：
球碳是碳的又一同素異形體，是科學(xué)家的最新發(fā)現，建議補充介紹。如何介紹，應根據學(xué)生狀況而定。生源較好的學(xué)校應對照金剛石、石墨的結構介紹球碳的結構，簡(jiǎn)單介紹球碳的用途，有條件的學(xué)校課安排學(xué)生上網(wǎng)查閱球碳的發(fā)現史及其它資料。生源機較差的學(xué)校至少應介紹球碳也是碳單質(zhì)的一種，結構獨特，性質(zhì)特殊。教學(xué)時(shí)適當介紹球碳，對學(xué)生感受科學(xué)的發(fā)展大有益處。如果程度更好的學(xué)校，課安排學(xué)生探究活動(dòng)，主題是關(guān)于球碳的調查。課下調查，課上交流匯報，從而培養學(xué)生探究能力、語(yǔ)言表達能力。
關(guān)于知識講解指導：
1.盡量讓學(xué)生觀(guān)察金剛石、石墨、木炭、活性炭等讓學(xué)生對透明、硬、軟、劃痕、疏松多孔、細等字眼有深刻的感性認識。
2.歸納對比學(xué)習是學(xué)習差異性較好的方法，具體操作時(shí)以列表方式較好。
3.講解金剛石、石墨的物理性質(zhì)差異時(shí)不可過(guò)分深入，否則會(huì )分散學(xué)生注意力，提高學(xué)習難度。
4.應深刻理解教材。講金剛石時(shí)應突出“硬”，講石墨時(shí)要突出“軟”，講無(wú)定形碳應以木炭為主，突出吸附作用。
5.本部分內容知識即貼近生活，又是貼近現代科技發(fā)展新動(dòng)向，適當補充是十分必要的。如碳纖維等。
課程結束指導
1.合成金剛石是人類(lèi)的夢(mèng)想，讓學(xué)生課外研究金剛石合成的歷史、主要問(wèn)題、現階段水平等會(huì )極大提高學(xué)生學(xué)習化學(xué)的興趣和積極性，是學(xué)生學(xué)習文獻研究的科學(xué)研究方法的一個(gè)教好的例子。
2.研究是當今世界科學(xué)研究的熱門(mén)話(huà)題，讓學(xué)生尋找這方面的資料學(xué)習，有利于學(xué)生科學(xué)探索精神的培養。
課外實(shí)驗指導
木炭制備可以利用鋁箔隔絕空氣，加熱干餾火柴桿的方法來(lái)制取。讓學(xué)生在家庭中完成，有利于學(xué)生對木材干餾和其液、氣產(chǎn)物的理解，有利于學(xué)生觀(guān)察能力的提高。
教學(xué)設計方案
教學(xué)目標：
通過(guò)錄像及實(shí)物學(xué)習金剛石、石墨及木炭的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)；
通過(guò)錄像了解金剛石、石墨及木炭的用途，對物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途這一辯證關(guān)系有進(jìn)一步理解；
通過(guò)對碳纖維、人造金剛石等知識的介紹激發(fā)學(xué)生學(xué)習化學(xué)的興趣和不斷進(jìn)取的探索精神。
教學(xué)重點(diǎn)：碳單質(zhì)的'物理性質(zhì)和用途的關(guān)系。
教學(xué)難點(diǎn)：金剛石和石墨物理性質(zhì)存在較大差異的原因
教學(xué)用具：
錄像機 石墨、木炭、活性炭、二氧化氮氣體、澄清石灰水、氧化銅、大試管、鐵架臺、酒精燈。
鑲鉆石的飾品、普通乒乓球拍、普通羽毛球拍、普通網(wǎng)球拍；碳纖維乒乓球、羽毛球拍、特制的網(wǎng)球拍等、防毒面具模型
教學(xué)方法：講述法與討論法
教學(xué)過(guò)程：
【引入】讓學(xué)生觀(guān)察鑲嵌在手表上的鉆石、鉛筆芯、碳纖維網(wǎng)球拍或釣魚(yú)竿、木炭，提問(wèn)它們之間有什么相互聯(lián)系?學(xué)習完碳和碳的化合物之后你就明白了。
【講解】金剛石和石墨還有木炭、活性炭、焦炭等都是由碳元素組成的不同單質(zhì)。用什么方法能證明這一點(diǎn)呢?
�。▽W(xué)生討論，并提出幾種方法）
教師總結、講解。引導學(xué)生看錄像《金剛石》在液氧中燃燒
【講解】同樣的方法，可以證明石墨、木炭、焦炭、活性炭等都是由碳元素組成的不同種單質(zhì)。
【閱讀】p79－80《化學(xué)》全一冊 初級中學(xué)教科書(shū) 人民教育出版社
要求：用列表的方式歸納金剛石、石墨的物理性質(zhì)及用途。
【投影】一 金剛石和石墨的物理性質(zhì)及用途
【講解】金剛石和石墨物理性質(zhì)上的差異決定了用途上的差異。
1.利用金剛石硬度大、耐高溫可做鉆探機的鉆頭；利用硬度大，可做玻璃刀；由于金剛石對光有優(yōu)異的折射作用，可做裝飾品。
2.利用石墨質(zhì)軟，在紙上劃過(guò)會(huì )留下深灰色的痕跡可做鉛筆芯；利用石墨滑膩、質(zhì)軟、耐高溫，可做耐高溫的潤滑劑。
3.利用石墨有良好導電性和耐高溫可做高溫電爐的電極和普通電極。（展示實(shí)物）
4.利用石墨傳熱性能好，耐腐蝕，耐溫度驟然變化的特性可做石墨坩堝。
5.利用石墨耐酸堿的耐腐蝕性強，可做化工管道，耐酸槽、耐堿槽等。
【小結】金剛石和石墨都是由碳元素組成的不同單質(zhì)，物理性質(zhì)上有如此大的差異是由于二者中碳原子的排列不同。性質(zhì)不同因而用途也不相同。即性質(zhì)決定用途。
【講解】在碳元素組成的單質(zhì)中還有一類(lèi)含雜質(zhì)較多的叫無(wú)定形碳，包括木炭、焦炭、活性炭及炭黑。
介紹：炭與碳的區別。
【展示】木炭
【演示】木炭吸附氣的實(shí)驗
【演示】木炭與紅或藍墨水的吸附實(shí)驗
�。▽W(xué)生討論，得出木炭性質(zhì)的結論）
【小結】木炭能吸附某些有色物質(zhì)，說(shuō)明木炭具有吸附性，能把大量氣體或染料吸附在其表面。加熱后，紅棕色又出現，說(shuō)明以上過(guò)程屬于物理變化。
【投影】二 無(wú)定形碳（以木炭為例）
1.物理性質(zhì)：灰黑色多孔、疏松物質(zhì)，具有吸附性。能大量吸附氣體和小微粒。
2.吸附作用：氣體或液體里的某些物質(zhì)被吸附到固體表面的作用。
3.吸附原理：（引導學(xué)生閱讀課本p81第四段）
4.用途：燃料，黑火藥、吸附劑制鉛筆（某些）
三、 碳單質(zhì)的新成員--C60：
1985年美國科學(xué)家羅伯特·柯?tīng)�，理查得·斯莫利和英國科學(xué)家哈羅德·克羅特在研究太空物質(zhì)時(shí)，發(fā)現了一種碳元素形成的單質(zhì)，化學(xué)式為，形成具有32個(gè)面的近似球體，包括20個(gè)等六邊形和12個(gè)等五邊形，這同英式足球正好相同，因此又叫足球烯。
近來(lái)科學(xué)家發(fā)現往中嵌入少量的某些金屬，可制成超導材料，這為高溫超導開(kāi)辟了嶄新的領(lǐng)域。另外，為物質(zhì)結構的研究提供了新素材。
【小結】金剛石、石墨和等物質(zhì)都是由碳元素組成的不同單質(zhì)，性質(zhì)和用途上存在很大差異，這是由于它們的結構不同所造成的。
探究活動(dòng)
1.如何由石墨制得金剛石?
2.碳的研究目前有何新進(jìn)展?
3.撰文介紹人類(lèi)合成金剛石的歷史――《人造金剛石過(guò)程》。
4.球碳（C60）又稱(chēng) “富勒烯”。是借一位建筑師的姓名而命名的。這位建筑師就是巴克明斯特·富勒。富勒是美國著(zhù)名的建筑學(xué)家，他設計的著(zhù)名建筑有加拿大蒙特利爾市萬(wàn)國博覽會(huì )美國館。請你通過(guò)上網(wǎng)、查資料寫(xiě)一份關(guān)于C60分子結構發(fā)現史的調查報告。
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