2024年秋九年級化學(xué)上冊 第6單元 碳和碳的氧化物 課題1 金剛石、石墨和C60 第2課時 單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)教學(xué)實錄 （新版）新人教版

2024年秋九年級化學(xué)上冊第6單元碳和碳的氧化物課題1金剛石、石墨和C60第2課時單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)教學(xué)實錄（新版）新人教版授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間設(shè)計思路本節(jié)課圍繞“金剛石、石墨和C60”這一主題，深入探討單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)。通過對比金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生理解碳原子的成鍵方式及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響。結(jié)合實驗和案例，讓學(xué)生掌握單質(zhì)碳的還原性、可燃性和化學(xué)穩(wěn)定性等基本性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和實驗操作能力。同時，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注碳材料在生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的興趣。核心素養(yǎng)目標培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，通過實驗和觀察，引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)碳的化學(xué)性質(zhì)。提升學(xué)生的科學(xué)思維能力，通過分析金剛石、石墨和C60的異同，理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的原理。增強學(xué)生的社會責(zé)任感，探討碳材料在環(huán)保和新能源領(lǐng)域的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識。

學(xué)生在學(xué)習(xí)本課前，已具備一定的化學(xué)基礎(chǔ)知識，了解物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)，對單質(zhì)和化合物的概念有所了解。此外，學(xué)生在初中階段已接觸過一些常見的碳化合物，如二氧化碳、一氧化碳等，對碳的某些化學(xué)性質(zhì)有所認識。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格。

學(xué)生對化學(xué)實驗通常具有濃厚興趣，喜歡通過動手操作來探究物質(zhì)性質(zhì)。學(xué)生的實驗操作能力逐漸增強，能夠熟練使用實驗器材。學(xué)習(xí)風(fēng)格方面，部分學(xué)生偏好通過實驗觀察和操作來學(xué)習(xí)，而另一部分學(xué)生則更傾向于理論分析和理解。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)。

在學(xué)習(xí)單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)時，學(xué)生可能對金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)差異感到困惑，難以理解它們的性質(zhì)差異。此外，學(xué)生可能對碳的還原性、可燃性等化學(xué)性質(zhì)的理解不夠深入，需要通過實驗和案例進行鞏固。在實驗操作過程中，學(xué)生可能面臨實驗技能不足、實驗現(xiàn)象不明顯等挑戰(zhàn)。教學(xué)方法與策略1.采用講授與討論相結(jié)合的方法，通過講解碳原子的成鍵方式，引導(dǎo)學(xué)生理解單質(zhì)碳的性質(zhì)。

2.設(shè)計角色扮演活動，讓學(xué)生扮演化學(xué)家，探討碳材料在工業(yè)中的應(yīng)用，提高學(xué)生的參與度。

3.進行碳的還原性和可燃性實驗，讓學(xué)生親自動手操作，觀察實驗現(xiàn)象，加深對碳化學(xué)性質(zhì)的理解。

4.利用多媒體展示金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)模型，幫助學(xué)生直觀理解它們的結(jié)構(gòu)差異。

5.通過案例分析，讓學(xué)生分析碳材料在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和解決問題的能力。教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（5分鐘）

1.以“碳家族的成員”為題，展示金剛石、石墨和C60的圖片，引導(dǎo)學(xué)生回顧已知的碳單質(zhì)。

2.提問：“同學(xué)們，你們知道金剛石、石墨和C60有哪些不同？它們的性質(zhì)有什么區(qū)別？”

3.通過學(xué)生的回答，導(dǎo)入本節(jié)課的主題——單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)。

二、新課講授（15分鐘）

1.講解碳原子的成鍵方式，展示金剛石、石墨和C60的晶體結(jié)構(gòu)圖，分析其性質(zhì)差異。

2.詳細講解碳的還原性：展示木炭還原氧化銅的實驗，分析實驗現(xiàn)象，得出碳的還原性結(jié)論。

3.講解碳的可燃性：展示碳燃燒生成二氧化碳的實驗，分析實驗步驟和結(jié)果，強調(diào)燃燒條件和產(chǎn)物。

三、實踐活動（20分鐘）

1.學(xué)生分組進行碳的還原性實驗，觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)。

2.學(xué)生分組進行碳的可燃性實驗，分析實驗結(jié)果，總結(jié)碳燃燒的產(chǎn)物。

3.學(xué)生通過實驗觀察，總結(jié)碳的化學(xué)性質(zhì)，包括還原性和可燃性。

四、學(xué)生小組討論（15分鐘）

1.學(xué)生討論碳在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用，例如：金剛石在工業(yè)切割、石墨在鉛筆芯、C60在材料科學(xué)中的應(yīng)用。

2.學(xué)生討論碳的化學(xué)性質(zhì)在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用，例如：碳捕捉技術(shù)減少二氧化碳排放。

3.學(xué)生討論碳在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用，例如：碳納米管在太陽能電池中的應(yīng)用。

五、總結(jié)回顧（5分鐘）

1.總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)差異。

2.分析本節(jié)課的重難點，例如：碳的還原性和可燃性實驗的觀察與分析。

3.強調(diào)學(xué)生在實踐活動中的表現(xiàn)，鼓勵學(xué)生積極參與實驗和討論。

整個教學(xué)流程用時：45分鐘

注意：以上內(nèi)容僅為示例，具體實施時可根據(jù)實際情況進行調(diào)整。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-碳的同素異形體：介紹碳的不同同素異形體，如金剛石、石墨、富勒烯等，以及它們在自然界中的存在和工業(yè)中的應(yīng)用。

-碳的化學(xué)性質(zhì)：提供碳與氧氣、二氧化碳、水等物質(zhì)的反應(yīng)方程式，以及這些反應(yīng)的實驗條件和產(chǎn)物。

-碳材料的應(yīng)用：介紹碳材料在能源、電子、航空航天、環(huán)境保護等領(lǐng)域的應(yīng)用實例，如碳納米管在高效電池中的應(yīng)用，石墨烯在復(fù)合材料中的應(yīng)用。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以通過圖書館或網(wǎng)絡(luò)資源查閱碳的同素異形體及其性質(zhì)的相關(guān)資料，了解它們在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中的重要性。

-建議學(xué)生收集碳的化學(xué)性質(zhì)的實驗數(shù)據(jù)，分析不同條件下碳的化學(xué)反應(yīng)，如碳在不同氧氣濃度下的燃燒。

-鼓勵學(xué)生參與或觀看與碳材料相關(guān)的科普講座或紀錄片，了解碳材料在高科技領(lǐng)域的應(yīng)用進展。

-學(xué)生可以嘗試進行一些簡單的碳材料制備實驗，如石墨烯的簡易制備，以增強對碳材料結(jié)構(gòu)的直觀理解。

-通過閱讀相關(guān)的科學(xué)雜志或?qū)W術(shù)論文，學(xué)生可以了解碳材料研究的最新動態(tài)，拓展自己的科學(xué)視野。

-組織學(xué)生進行小組討論，分享各自對碳材料在環(huán)境保護中作用的看法，提高學(xué)生的環(huán)保意識和科學(xué)素養(yǎng)。

-建議學(xué)生參與社區(qū)或?qū)W校的環(huán)?；顒?，如植樹造林、垃圾分類等，將所學(xué)知識應(yīng)用于實際生活中。典型例題講解1.例題：將石墨和金剛石分別與氧氣反應(yīng)，比較它們的燃燒產(chǎn)物。

解答：石墨和金剛石都是碳的同素異形體，它們與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物相同，都是二氧化碳。反應(yīng)方程式如下：

\[C(s)+O_2(g)\rightarrowCO_2(g)\]

2.例題：石墨烯是一種新型碳材料，其結(jié)構(gòu)類似于單層石墨。假設(shè)石墨烯的厚度為0.335納米，計算其厚度對應(yīng)的碳原子數(shù)量。

解答：首先，需要知道碳原子的直徑大約為0.1納米。石墨烯的厚度為0.335納米，因此可以計算碳原子數(shù)量：

\[\text{碳原子數(shù)量}=\frac{\text{石墨烯厚度}}{\text{碳原子直徑}}=\frac{0.335\text{nm}}{0.1\text{nm}}=3.35\]

由于厚度是三維的，實際碳原子數(shù)量需要乘以厚度方向上的原子數(shù)，假設(shè)為1，則碳原子數(shù)量為3.35。

3.例題：C60分子是一種富勒烯，由60個碳原子構(gòu)成，形成一個球狀結(jié)構(gòu)。計算C60分子的平均鍵長。

解答：C60分子的結(jié)構(gòu)是一個球狀，由60個碳原子構(gòu)成20個六邊形和12個五邊形。每個碳原子與其他三個碳原子形成共價鍵。C60分子的平均鍵長可以通過計算所有鍵長的平均值得到。由于C60的對稱性，可以簡化計算。假設(shè)每個碳原子與其他碳原子形成的鍵長相同，則平均鍵長為：

\[\text{平均鍵長}=\sqrt{\frac{4\times0.107\text{nm}^2}{3}}\approx0.142\text{nm}\]

其中，0.107nm是碳原子半徑的近似值。

4.例題：在高溫下，石墨與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。

解答：該反應(yīng)是石墨與水蒸氣的還原反應(yīng)，生成氫氣和一氧化碳?；瘜W(xué)方程式如下：

\[C(s)+H_2O(g)\rightarrowCO(g)+H_2(g)\]

5.例題：C60分子在紫外線照射下可以分解成碳原子。假設(shè)C60分子在分解過程中釋放的能量為3.4eV，計算分解一個C60分子所需的能量。

解答：C60分子分解成碳原子需要克服分子內(nèi)的化學(xué)鍵能。假設(shè)每個碳原子與其他碳原子形成的鍵能為3.4eV，則分解一個C60分子所需的能量為：

\[\text{能量}=60\times3.4\text{eV}=204\text{eV}\]

這里的60是C60分子中碳原子的數(shù)量，3.4eV是每個碳原子鍵能的近似值。教學(xué)評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：

課堂表現(xiàn)評價將關(guān)注學(xué)生的參與度、注意力集中程度以及回答問題的準確性。評價標準包括：

-學(xué)生是否能積極回答問題，提出自己的見解。

-學(xué)生在實驗操作中是否能夠按照步驟進行，注意安全。

-學(xué)生是否能主動參與課堂討論，與同學(xué)進行有效的互動。

2.小組討論成果展示：

通過小組討論成果展示，評估學(xué)生的小組合作能力和對知識的理解和應(yīng)用能力。評價標準包括：

-小組成員是否能明確分工，有效協(xié)作。

-小組展示的內(nèi)容是否準確反映了課堂所學(xué)，包括碳的化學(xué)性質(zhì)和應(yīng)用。

-小組是否能夠提出創(chuàng)新性的觀點或問題。

3.隨堂測試：

隨堂測試將包括選擇題、填空題和簡答題，旨在評估學(xué)生對本節(jié)課知識點的掌握程度。評價標準包括：

-學(xué)生是否能正確回答選擇題，理解并區(qū)分不同碳同素異形體的性質(zhì)。

-學(xué)生是否能夠根據(jù)所學(xué)知識填寫化學(xué)方程式，展示對反應(yīng)物和產(chǎn)物的理解。

-學(xué)生是否能簡要解釋碳的化學(xué)性質(zhì)，如還原性和可燃性。

4.實驗操作技能評價：

評估學(xué)生在實驗操作中的技能，包括實驗器材的使用、實驗步驟的遵守和實驗數(shù)據(jù)的記錄。評價標準包括：

-學(xué)生是否能正確使用實驗器材，如酒精燈、試管等。

-學(xué)生是否能按照實驗步驟進行操作，確保實驗的安全和有效性。

-學(xué)生是否能準確記錄實驗數(shù)據(jù)，并對實驗結(jié)果進行分析。

5.教師評價與反饋：

教師評價將針對學(xué)生在課堂上的整體表現(xiàn)和課后作業(yè)完成情況進行反饋。具體包括：

-針對學(xué)生課堂表現(xiàn)的反饋：教師將對學(xué)生在課堂上的參與度、回答問題的情況以及實驗操作的熟練度給予正面或改進性的反饋。

-針對學(xué)生課后作業(yè)的反饋：教師將對學(xué)生的作業(yè)完成情況進行批改，并針對作業(yè)中的錯誤給予具體的指導(dǎo)和糾正。

-教師將與學(xué)生進行一對一的交流，了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的困難，并提供個性化的輔導(dǎo)建議。

-教師將定期回顧學(xué)生的學(xué)習(xí)進度，確保每個學(xué)生都能跟上教學(xué)進度，并適時調(diào)整教學(xué)策略以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。內(nèi)容邏輯關(guān)系①金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

-金剛石：由碳原子以四面體結(jié)構(gòu)緊密排列而成，具有極高的硬度。

-石墨：由碳原子以六邊形層狀結(jié)構(gòu)排列，層間通過范德華力連接，具有良好的導(dǎo)