课题1金刚石、石墨和C60(物理性质)
课题1金刚石、石墨和C60教案
课题1金刚石、石墨和C60教案一、教学内容本节课我们将探讨《化学》教材第2单元“碳的世界”中的第1章“金刚石、石墨和C60”。
具体内容包括：金刚石和石墨的结构与性质；C60分子的发现及其结构特点；碳的同素异形体概念；以及金刚石、石墨和C60在实际应用中的区别与联系。
二、教学目标1. 了解金刚石、石墨和C60的结构特点及其物理性质。
2. 掌握碳的同素异形体概念，并能运用该概念分析金刚石、石墨和C60的共性与特性。
3. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
三、教学难点与重点难点：金刚石、石墨和C60的结构特点及其物理性质的区别。
重点：碳的同素异形体概念及其在实际应用中的体现。
四、教具与学具准备1. 教具：金刚石、石墨和C60的模型，PPT展示课件。
2. 学具：实验器材（放大镜、导电实验装置等），实验手册。
五、教学过程1. 导入：展示金刚石、石墨和C60的实物图片，引导学生思考它们的区别与联系。
2. 知识讲解：（1）金刚石和石墨的结构与性质（2）C60分子的发现及其结构特点（3）碳的同素异形体概念3. 实践情景引入：分组讨论，每组探讨一种碳的同素异形体在实际生活中的应用。
4. 例题讲解：讲解一道关于金刚石、石墨和C60的选择题，引导学生运用所学知识解决问题。
5. 随堂练习：布置一道关于碳的同素异形体的填空题，检查学生对课堂内容的掌握。
6. 实验演示：展示金刚石、石墨和C60的导电性能实验，引导学生观察并分析实验结果。
六、板书设计1. 金刚石、石墨和C60的结构与性质2. 碳的同素异形体概念3. 实验现象及分析七、作业设计1. 作业题目：（1）简述金刚石、石墨和C60的结构特点。
（2）举例说明碳的同素异形体在实际应用中的区别与联系。
（3）分析金刚石、石墨和C60的导电性能实验结果。
2. 答案：（1）金刚石：正八面体结构，硬度大，导电性差；石墨：层状结构，导电性好，硬度较低；C60：足球烯结构，导电性能介于金刚石和石墨之间。
课题1 金刚石石墨C60
3. C60
C60分子是一种由60 个碳原子构成的分子， 它形似足球(如图6-4)， 这种足球结构的碳分子 很稳定。
目前，人们对C60分子的结构和性质的认识正在 不断深入，它应用于材料科学、超导体等方面的研 究正在进行中。我国在这方面已取得不少成就。
近年来，又发现了新的碳单质如C70、 C240、C540和碳纳米管
焦炭、活性炭、炭黑等的构成和结构与 木炭类似。
比较碳与炭的区别：
是元素的名称，是核电荷数 为6的一类原子的总称。比 如：碳元素、碳单质、含碳 化合物、一氧化碳。（这儿 不能用“炭”） 表示由碳元素组成的某种 单质—木炭、活性炭、焦 炭、炭黑等。
一般在 未指明 具体单 质时， 习惯上 用碳， 如“炽 热的碳” “当碳 燃烧 时”。
讨论： 同一种元素可以组成不同的物质吗？
金刚石
石墨
C60
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，但是由于它们的原子排 列方式不同，因此它们的性质存在着差异。
1. 金刚石
(1)金刚石的性质
纯净的金刚石是无色透明、正八面 体形状的固体。它是天然存在的最硬的 物质。
点燃
2CO
3.还原性 【实验6-2】 把刚烘干的木炭粉末 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6-7)，用酒精灯(可加网罩以使火焰 集中并提高温度，最好使用酒精喷灯) 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。
• 化学在生活中的应用
• 1. 在锁芯中加入适量铅笔末，会使锁芯转 动更好，为什么？ • 所用铅笔末4B的比HB的效果更好，为什 么? • 2.刚刚用漆粉刷的房子，油漆味很浓，为 除去异味，人们往往在房间里放些木炭， 以除去异味，这是利用了木炭的那些性质？ 有些人就地取材，利用废弃掉的洋葱片除 异味，效果比较明显，请你推理洋葱 有吸附性吗？
《课题1 金刚石 石墨和C60》1
3C + 2Fe2O3
失去氧
4Fe +3CO2
还原反应
还原剂 氧化剂
C Fe２O3
氧化产物 还原产物
CO2
Fe
小结：
一、碳的化学性质： 1、稳定性 点燃 2、可燃性 C + O2 CO2 2C + O2 2CO + O2
点燃 点燃
2 CO 2 CO2
2 Cu +CO2
3、还原性
C + 2CuO
为达到此目的，某同学设计 右图装置进行实验
第一步，先向特制玻璃管中通入纯净氧气，然后再给试管加 热，这样做的目的是 。 第二步，不断加强热后，发现M逐渐氧化并消失，同时澄清 石灰水变浑浊，此时停止反应，先将A处断开，再停止加热 。这样做的目的是 。 由此，他得出M物质只含有碳元素的结论，遭到其他同学的 反对。反对的理由是：
不导电
最硬
良好 质软
硬度
用途
结构
组成元素
不同的原因
钻头、刻刀、 制备新材料、 铅笔芯、电极、润滑剂 器件等 装饰品等 立体网状 层状结构 形似足球
都是由碳元素组成的 碳原子方式排列不同
讨论P108
金刚石、石墨和C60的结构
结构
决定
体现
性质
决定
体现
用途
1、金刚石很硬，可用来切割玻璃；
2、石墨很软，可用来做铅笔芯； 石墨有良好的导电性，可用来做 电极； 3、木炭、活性炭有强吸附性，可做吸附剂； 4、C60有特殊的性质，可用于材料科学、 超导体等方面。
二、碳的化学性质：
东晋书法家 距今1600多年
说明通常情况下碳的化学性质很稳定
1、碳与氧气的反应
课题1_金刚石、石墨和C60
未加工的钻石
加工后的钻石
天然采集的金刚石雕琢后——钻石
金刚石是天然存在的最硬的物质。可以用 来刻划玻璃，切割大理石，加工金属，把它装 在钻探机的钻头上，钻凿坚硬的岩层等。
硬度大 结构
决定
性质
决定
用途
2．石墨
石墨是深灰色有金属光泽、不透明的细 磷片状固体,具有优良的导电性，很滑腻。
石墨的结构 （层状结构）
4、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 到红棕色消失 (填“变深”或“消失” 上升 或“不变”)，漏斗中液面 (填“ 上升”或“下降”或“不变”)。其原因为 吸附 小于 ：活性炭具有 作用，使瓶中气体压强 外 界大气压。
5、我们知道金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，石 墨在一定的条件下可以转变成金刚石，该变化属于 化 学 变化。 D 6、下列变化中，属于化学变化的是（ ） A、用石墨制铅笔芯； B、石墨制成碳纤维；
活性炭
滤毒罐 防毒面具
木炭、活性炭、焦炭和炭黑的比较
种类 色态 特性 用途 木炭 灰黑色，多孔固 可燃性、 作燃料，制火药， 体 吸附性 做食品和工业的吸 附剂、除异味 活性 黑色、多孔性颗 强吸附 炭 粒或粉末 性 焦炭 浅灰色，多孔固 还原性 体，质地坚硬 炭黑 非常细的黑色粉 有滑腻 末 感 净化水，用于防毒 面具，做吸附剂、 脱色剂 冶炼金属，化工原 料 黑色颜料，用作墨 汁，橡胶填料
这是因为石墨具有良好的导电性， 所以它们释放出来后，覆盖在发电 厂的设备上，会造成设备短路而停 电
课堂检测
2、下列有关“化学之最”的叙述中，错误的是（A A、地壳中含量最多的元素是氮元素 B、密度最小的气体是氢气 C、天然存在的最硬的物质是金刚石 D、相对分子质量最小的气体是氢气 ）
课题1 金刚石、石墨和C60
5、1999年北约曾用“石墨炸弹”，该炸弹 爆炸后释放出大量的纤维状石墨覆盖在发电 厂的设备上，使南联盟的高压输电线路短路， 这是利用了石墨的什么性质？ 利用了石墨的导电性 6、将下列左边物质与右边的用途用线连接起 来。 石墨 冰箱去味剂 炭黑 作电极 金刚石 冶炼金属 焦炭 制油墨 活性炭 作钻头
3、具有导电性 可以用来做电极 4、具有润滑性 可以用来做润滑剂
想一想：如果有一把长期不用而生锈的铁锁， 怎样可以轻易打开？ 把铅笔芯的粉末放到生锈的锁孔里。
5、耐高温 可以制成耐高温材料
金刚石和石墨的比较 金刚石 色态 硬度 熔点 导电性 用途 石墨
无色透明、正八 深灰色、有金属色泽 面形状的固体 细鳞片状固体
第六单元
课题1
碳和碳的氧化物
金刚石、石墨和C60
想一想： 由同种元素组成的纯净物叫做什么? ——单质 同种元素可以组成不同的单质吗? ——可以! 例如: 氧元素组成氧气和臭氧， 磷元素组成红磷和白磷。 碳元素也可以组成不同的单质吗？ 研究表明: 金刚石、石墨和C60都是由碳元素 组成的单质。
一、金刚石
吸附有毒气体
防毒面具活性炭
3、焦炭：
冶炼金属
4、炭黑：
可用于制墨子
C60是一种单质，一个C60分子是由60个碳 原子构成的，相对分子质量为720。形似 足球，性质很稳定。
更新的碳单质：
C70 C240 C540
课堂练习：
1、下列叙述中正确的是( A ) A.金刚石、石墨都是碳的单质 B.碳单质都是黑色固体 C.所有物质中金刚石最硬、石墨最软 D.石墨是优质绝缘材料 2、家用净水器常用活性炭作净水剂，这是因 为活性炭( B ) A.可作催化剂 B.疏松多孔，吸附性强 C.无毒 D.可以吸附水中的不洁物质
《金刚石、石墨和 C60》 讲义
《金刚石、石墨和 C60》讲义一、引言碳是一种非常神奇的元素，它可以以多种形式存在，其中最著名的当属金刚石、石墨和 C60。
这三种物质虽然都是由碳元素组成，但它们的性质和用途却大不相同。
接下来，让我们一起深入了解它们。
二、金刚石金刚石是碳的一种同素异形体，也是自然界中最坚硬的物质之一。
1、结构特点金刚石中的碳原子以正四面体的结构排列，每个碳原子都与周围四个碳原子形成共价键，这种紧密的结构使得金刚石具有极高的硬度和稳定性。
2、物理性质金刚石具有出色的光学性质，它能够很好地折射和反射光线，因此常用于珠宝首饰中，如钻石。
同时，它的导热性能也极佳，是良好的热导体。
3、用途由于其硬度极高，金刚石常被用于制造切割和磨削工具，如钻头、砂轮等。
在工业领域，金刚石薄膜也被应用于高科技设备中。
与金刚石不同，石墨的性质要柔软得多。
1、结构特点石墨中的碳原子呈层状排列，层与层之间的结合力较弱，容易发生相对滑动。
2、物理性质石墨具有良好的导电性和润滑性。
它的颜色通常为黑色，质地较软。
3、用途因其导电性能良好，石墨被广泛用于电池电极、电刷等。
而其润滑性则使得它在机械工业中用作润滑剂。
此外，石墨还常用于制作铅笔芯。
四、C60C60 是碳元素的又一种奇妙存在形式。
1、结构特点C60 分子由 60 个碳原子组成，形状类似于一个足球，因此也被称为“足球烯”。
2、物理性质C60 具有独特的电学和光学性质，在材料科学领域具有潜在的应用价值。
目前，C60 在超导材料、纳米技术等方面的研究正在不断推进，有望为未来的科技发展带来新的突破。
五、三者的比较1、结构差异金刚石的碳原子排列紧密且规整，石墨层状结构，C60 则是独特的足球状分子结构。
2、物理性质差异硬度方面，金刚石最强，石墨最软；导电性上，石墨良好，金刚石较差，C60 则有特定的电学性质。
3、化学性质差异在化学稳定性上，三者都相对稳定，但在特定条件下的反应活性有所不同。
六、形成差异的原因金刚石、石墨和 C60 性质的差异，主要是由于碳原子的排列方式和结合方式不同。
人教版九年级化学第6单元 课题1 金刚石、石墨和C60(有答案)
第六单元碳和碳的氧化物课题1 金刚石、石墨和C60知识点一碳的单质不同元素可以组成不同的单质，而同一种元素也可以组成不同的单质。
几种常见元素的不同单质如下表所示：常见元素碳元素氧元素磷元素形成的单质金刚石、石墨和C60氧气(O2)和臭氧(O3)白磷(P4)和红磷（P）一、金刚石、石墨、C60的性质及用途1、金刚石A、物理性质：无色透明、正八面体形状的固体，不导电，经加工琢磨后有夺目光泽，是天然存在最硬的物质。
B、用途：雕琢作装饰品(钻石就是金刚石雕琢成的)；制作钻头；制作玻璃刀、刻刀。
2、石墨A、物理性质：深灰色、不透明的细鳞片状固体，有金属光泽，质软，滑腻，导电性好，耐高温。
B、用途：用于制铅笔芯(不同型号的铅笔芯，石墨含量不同，“B”值越大，石墨含量越高)、石墨电极、电刷、耐高温的润滑剂等。
3、C60C60分子由60个碳原子构成，形似足球，很稳定。
目前应用于材料科学、超导体等方面的研究。
理解辨析1、金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的，为什么物理性质差异这么大？原子之间的排列顺序不相同4、不定形碳—木炭、焦炭、活性炭和炭黑木炭主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，它具有疏松多孔的结构。
焦炭、活性炭、炭黑等的构成和结构与木炭类似，通常称为无定形碳。
由于木炭、活性炭的结构疏松，因此它们具有吸附性。
利用这种性质可以吸附气体或溶液中的一些物质，可用作吸附剂，如木炭用来吸附食品工业里的色素和有异味的物质；活性炭用在防毒面具中吸附毒气。
理解辨析1、吸附性是物理性质吗？吸附性是物质的物理性质，吸附过程是物理变化。
吸附剂与物质的接触面积越大，吸附能力越强。
2、“碳”与“炭”有什么区别吗？1.碳是表示碳元素，炭是主要成分为碳的一些物质，如活性炭、木炭等2.碳是用于对化学式的命名，而炭往往是对一些物质命名的俗称里。
例题1、金刚石、石墨、C60的性质不同解释正确的是（ B ）A．碳原子的结构不同B．碳原子的排列方式不同C．由不同种元素组成的D．组成的原子数不同例题2、小刚要检验妈妈的钻石戒指是真还是假，下列方法你认为正确简便的是( D)A.铁锤砸毁B.火烧C.测密度D. 刻画玻璃例题3（1）金刚石可作玻璃刀，因为_____金刚石硬度大________________________________。
初中化学人教版九年级上第六单元碳和碳的氧化物课题1《金刚石、石墨和C60》优秀教学案例
一、案例背景物》课题1《金刚石、石墨和C60》。通过学习本节课，学生能够了解金刚石、石墨和C60的结构、性质及用途，认识碳单质的多样性，从而培养学生的物质结构与性质关系观念，提高学生的科学素养。
金刚石、石墨和C60的结构和性质是本节课的核心内容。金刚石和石墨是碳的同素异形体，它们具有不同的物理性质，如硬度、导电性等。C60是一种分子晶体，具有足球烯的外貌和性质。通过对比分析这三种碳单质的结构与性质，学生可以深入理解同素异形体的概念，掌握物质结构与性质之间的关系。
在教学过程中，我以生活实际为切入点，引导学生关注碳单质在现实生活中的应用。例如，通过展示金刚石和石墨在工业和科技领域的应用，让学生了解它们的用途和价值。同时，通过介绍C60的独特结构和性质，激发学生对科学的好奇心和探索欲。
2.问题导向：教师设计具有挑战性和思考性的问题，如“金刚石和石墨为什么具有不同的性质？”“C60的结构特点是什么？”等，引导学生主动探究、积极思考。这种问题导向的教学方法有助于培养学生的科学思维和解决问题的能力。
3.小组合作：教师组织学生进行小组讨论和实验操作，培养学生的团队合作能力和实验技能。通过小组合作，学生可以互相学习、互相评价，提高自我认知和反思能力。
3.各小组派代表进行汇报，分享讨论成果。
（四）总结归纳
1.教师引导学生总结金刚石、石墨和C60的结构和性质，强调同素异形体的概念。
2.教师总结碳单质在现实生活和科技领域的应用，突出碳单质的重要性。
3.教师强调碳单质在能源、材料科学等领域的研究意义，激发学生的学习兴趣。
（五）作业小结
1.教师布置课后作业，要求学生复习本节课所学内容，巩固基础知识。
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A．属于单质 B．属于混合物 C．碳元素的化合价为+4 D．足球烯是实心的
4．下列关于碳的几种单质的组成和用途的
说法，错误的是（ C ）
A．璀灿夺目的天然钻石是由碳元素组成的
B．长期未用而难开启的铁锁，可在锁孔中 加入少量铅笔芯来作润滑剂
C．铅笔芯主要是用铅和少量碳粉制成的
D．活性炭可作防毒面具的滤毒剂
木炭、活性炭、焦炭和炭黑的比较
种类
色态
特性
用途
木炭 灰黑色，多孔固 可燃性、 作燃料，制火药，
体
吸附性 做食品和工业的吸
附剂、除异味
活性 黑色、多孔性颗 强吸附 净化水，用于防毒
炭 粒或粉末
性
面具，做吸附剂、
脱色剂
焦炭 浅灰色，多孔固 还原性 冶炼金属，化工原
体，质地坚硬
料
炭黑 非常细的黑色粉 有滑腻 黑色颜料，用作墨
用途 制铅笔芯
制电极
讨论：都是由碳元素组成的单质， 金刚石、石墨的物理性质为什么会 有如此大的差异？
金刚石、石墨的结构
金刚石的结构
石墨的结构 （层状结构）
金刚石和石墨的物理性质不同， 是因为碳原子的排列方式不同
从而得知：
决定
1.结构 反映
决定
性质
反映
用途
2.判断同种物质的标准：
a、组成元素相同 (缺一不可) b、原子结构相同
大，具有较强的吸附性，能将红墨水吸附 在木炭多孔性结构中。（物理变化）
可以利用木炭的吸附性来吸附色素、 气味和有毒气体等物质。
活性炭的吸附 作用比木炭还要强 （物理变化），防 毒面具里的滤毒罐 就是利用活性炭来 吸附毒气的。
木炭、活性炭 还可以做冰箱中的 除异味剂、制糖工 业的脱色剂等。
活性炭
滤毒罐 防毒面具
1．金刚石和石墨都是（ D）
A．有金属光泽的无色透明晶体 B．电的良导体 C．非常坚硬的物质 D．由碳元素组成的单质
2．活性炭或木炭能使红墨水的红色
褪去，是因为（ B）
A．它们的主要成分是碳
B．它们具有多管道的疏松结构而有 吸附作用
C．它们的化学性质在常温下很活泼
D．它们的颗粒很细小，而且是黑色 的
一、碳的单质
1．金刚石
纯净的金刚石是无色透明的、 正八面体的固体
物理性质：
1.无色透明
2.天然存在的 最硬的物体
1．金刚石
2．石墨
石墨是深灰 色、有金属 光泽的鳞片 状固体
物理属性： 1.深灰色，软， 有滑腻感，有金 属光泽的鳞片状
石墨
2.导电性、导热性 能良好
2．石墨
物理 性质
深灰色，软，有滑 腻感，有金属光泽 导电性能良好 的鳞片状固体
3．C60
每个C60分子由60个碳原子构成，结构类似 足球，又名足球烯。
C60的分子结构和足球相似
C60 物理性质：
1.金属光泽的固体 2.不导电，导热差 用途： 超导领域
除了金刚石、石墨、C60 这3种碳单质外， 还发现碳纳米管、单层石墨片
课堂练习
3 ．化学物质中有一种由多个五边形和 六边形组成的形似足球的笼状分子，称为 “足球烯”，化学式为C60。关于C60的说法
末
感
汁，橡胶填料
比较碳与炭的区别
“碳”：是元素的名称，是核电荷数为6 的一类原子的总称。比如：碳元素、碳单质、 含碳化合物、一氧化碳。（这儿不能用“炭”）
“炭”：表示由碳元素组成的某种单质— —木炭、活性炭、焦炭、炭黑等。
一般在未指明具体单质时，习惯上用碳， 如“炽热的碳”、“当碳燃烧时”。
课堂练习
课堂小结
1．金刚石无色透明，是天然存在最硬的物质。 2．石墨很软，有滑腻感，有良好的导电性。 木炭、活性炭有强吸附性（物理变化）。 3．C60的结构稳定，不导电，导热性差。
无定形碳（是混合物）
木炭、焦炭、活性炭、炭 黑等通常被称为无定形碳。
焦炭
木炭
炭黑
活性炭
木炭
木炭主要是由 石墨的微小晶体和 少量的杂质构成的， 它具有疏松多孔的 结构。焦炭、活性 炭、炭黑等的结构 和木炭类似。
木炭
木炭能吸附红墨水吗？化学变化？
加入木炭粉
现象：红色逐渐褪去。 分析：木炭能吸附色素。 木炭具有疏松多孔的结构，表面积很
知识回顾
1、什么是单质？ 单质是由同种元素组成的纯净物
2、同种元素组成的物质一定是纯净物吗？
不一定，氧气（O2）和臭氧（ O3 ） 组成的就是混合物，但氧气和臭氧都 是由O元素组成。
新课导入
1、不同的元素组成不同的物质 2、同种元素也可以组成不同的物质
如C元素组成的3种单质主要有： 金刚石、石墨、C60