2024年秋九年級(jí)化學(xué)上冊(cè) 第六單元 碳和碳的氧化物 課題1 金剛石、石墨和C60教學(xué)實(shí)錄 （新版）新人教版

2024年秋九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)第六單元碳和碳的氧化物課題1金剛石、石墨和C60教學(xué)實(shí)錄（新版）新人教版授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教材分析2024年秋九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)第六單元“碳和碳的氧化物”中的課題一“金剛石、石墨和C60”，通過對(duì)比金剛石、石墨和C60的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生理解同素異形體的概念，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。本課題與課本內(nèi)容緊密結(jié)合，貼近實(shí)際，有助于學(xué)生深刻理解碳及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，通過實(shí)驗(yàn)觀察金剛石、石墨和C60的性質(zhì)差異，提升學(xué)生的觀察、分析和推理能力。增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)思維，引導(dǎo)學(xué)生理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，培養(yǎng)跨學(xué)科思維。同時(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的興趣，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感，認(rèn)識(shí)到化學(xué)在材料科學(xué)中的重要性。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的相關(guān)知識(shí)：學(xué)生已具備基本的化學(xué)知識(shí)，包括元素周期表、物質(zhì)分類、化學(xué)反應(yīng)等基礎(chǔ)概念。對(duì)碳元素及其化合物的認(rèn)識(shí)有限，了解碳的幾種常見同素異形體，但對(duì)金剛石、石墨和C60的具體性質(zhì)和結(jié)構(gòu)了解較少。

2.學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：九年級(jí)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)充滿好奇，對(duì)新材料和新技術(shù)的探索興趣濃厚。他們的學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，能夠通過觀察和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)掌握新知識(shí)。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生傾向于通過實(shí)驗(yàn)操作來學(xué)習(xí)，而另一部分學(xué)生則更偏好理論學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學(xué)生對(duì)金剛石、石墨和C60的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的差異理解可能存在困難，尤其是在理解同素異形體的概念時(shí)。此外，實(shí)驗(yàn)操作中可能遇到的安全問題和管理問題，以及如何將理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相結(jié)合，也是學(xué)生可能面臨的挑戰(zhàn)。教學(xué)資源-實(shí)驗(yàn)室設(shè)備：金剛石、石墨、C60樣品，放大鏡，顯微鏡，燒杯，酒精燈，鑷子，試管等。

-教學(xué)輔助工具：多媒體投影儀，幻燈片或PPT，實(shí)物模型（金剛石、石墨、C60）。

-信息化資源：網(wǎng)絡(luò)資源查詢平臺(tái)，在線實(shí)驗(yàn)視頻教程，化學(xué)教育軟件。

-教學(xué)手段：實(shí)驗(yàn)演示，小組合作學(xué)習(xí)，多媒體教學(xué)，板書講解。教學(xué)過程設(shè)計(jì)**用時(shí)：45分鐘**

**一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘**）

1.**情境創(chuàng)設(shè)**：展示金剛石、石墨和C60的圖片，提問：“同學(xué)們，你們知道這些物質(zhì)分別是什么嗎？它們有什么特點(diǎn)？”

2.**提出問題**：引導(dǎo)學(xué)生思考：“為什么同一種元素可以形成不同的物質(zhì)？這些物質(zhì)之間有什么區(qū)別？”

3.**激發(fā)興趣**：通過提問激發(fā)學(xué)生的好奇心，為新課的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

**二、講授新課（20分鐘**）

1.**金剛石**：介紹金剛石的物理性質(zhì)（硬度、顏色、透明度等），化學(xué)性質(zhì)（穩(wěn)定性、反應(yīng)性等），并解釋其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。

2.**石墨**：講解石墨的物理性質(zhì)（軟、導(dǎo)電、潤滑等），化學(xué)性質(zhì)（穩(wěn)定性、反應(yīng)性等），以及石墨烯的概念。

3.**C60**：介紹C60的發(fā)現(xiàn)背景、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（足球烯），以及其在材料科學(xué)中的應(yīng)用。

**三、師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（10分鐘**）

1.**小組討論**：將學(xué)生分成小組，討論金剛石、石墨和C60的性質(zhì)差異，并總結(jié)出同素異形體的概念。

2.**提問**：針對(duì)學(xué)生的討論結(jié)果，提問：“同素異形體有什么特點(diǎn)？它們?cè)谧匀唤缰杏惺裁醋饔?？?/p>

3.**解答**：針對(duì)學(xué)生的回答，教師進(jìn)行總結(jié)和補(bǔ)充，確保學(xué)生理解同素異形體的概念。

**四、鞏固練習(xí)（10分鐘**）

1.**課堂練習(xí)**：發(fā)放練習(xí)題，要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)判斷金剛石、石墨和C60的性質(zhì)。

2.**小組合作**：學(xué)生以小組為單位，共同完成練習(xí)題，并討論解題思路。

**五、課堂提問（5分鐘**）

1.**提問**：針對(duì)練習(xí)題中的難點(diǎn)，提問：“為什么金剛石和石墨的硬度差異如此之大？C60的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)其性質(zhì)有什么影響？”

2.**解答**：學(xué)生回答后，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié)，強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。

**六、課堂小結(jié)（5分鐘**）

1.**回顧**：引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括金剛石、石墨和C60的性質(zhì)、同素異形體的概念等。

2.**總結(jié)**：強(qiáng)調(diào)本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，提醒學(xué)生在課后進(jìn)行鞏固。

**七、布置作業(yè)（5分鐘**）

1.**課后練習(xí)**：布置課后練習(xí)題，要求學(xué)生獨(dú)立完成。

2.**思考題**：提出思考題，引導(dǎo)學(xué)生課后思考：“同素異形體在生活中的應(yīng)用有哪些？”

**八、教學(xué)反思**

本節(jié)課通過創(chuàng)設(shè)情境、小組討論、課堂提問等方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析和推理能力。在教學(xué)過程中，注重師生互動(dòng)，關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，使每個(gè)學(xué)生都能參與到課堂活動(dòng)中來。同時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)演示和練習(xí)鞏固，幫助學(xué)生理解和掌握新知識(shí)。在今后的教學(xué)中，將繼續(xù)探索創(chuàng)新教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。知識(shí)點(diǎn)梳理1.**碳元素的基本性質(zhì)**：

-碳元素的原子結(jié)構(gòu)：碳原子由6個(gè)質(zhì)子、6個(gè)中子和6個(gè)電子組成。

-碳的物理性質(zhì)：碳在常溫下為非金屬元素，具有多種同素異形體。

2.**同素異形體的概念**：

-定義：同種元素形成的不同單質(zhì)，具有不同的物理性質(zhì)。

-舉例：金剛石、石墨、C60等。

3.**金剛石**：

-結(jié)構(gòu)：由碳原子以四面體結(jié)構(gòu)排列形成的晶體。

-性質(zhì)：硬度極高，具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性，無色透明。

-應(yīng)用：用于切割、磨削、拋光等。

4.**石墨**：

-結(jié)構(gòu)：由碳原子以六邊形結(jié)構(gòu)排列形成的層狀晶體。

-性質(zhì)：硬度較低，具有良好的導(dǎo)電性和潤滑性。

-應(yīng)用：用作鉛筆芯、電極、潤滑劑等。

5.**C60**：

-結(jié)構(gòu)：由60個(gè)碳原子構(gòu)成的球形分子，類似于足球。

-性質(zhì)：具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性。

-應(yīng)用：用作超導(dǎo)材料、太陽能電池、藥物載體等。

6.**碳的化學(xué)性質(zhì)**：

-碳的還原性：碳在高溫下可以還原金屬氧化物。

-碳的氧化性：碳可以與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳或一氧化碳。

-碳的穩(wěn)定性：碳的化合物在常溫下較為穩(wěn)定。

7.**碳及其化合物的應(yīng)用**：

-金剛石：用于切割、磨削、拋光等。

-石墨：用作鉛筆芯、電極、潤滑劑等。

-C60：用作超導(dǎo)材料、太陽能電池、藥物載體等。

-二氧化碳：用于滅火、碳酸飲料、植物光合作用等。

-一氧化碳：用作燃料、還原劑等。

8.**同素異形體的研究意義**：

-揭示了物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。

-豐富了化學(xué)學(xué)科的知識(shí)體系。

-為新材料的研究和應(yīng)用提供了理論依據(jù)。內(nèi)容邏輯關(guān)系①金剛石、石墨和C60的性質(zhì)對(duì)比：

-本文重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：金剛石的硬度、石墨的導(dǎo)電性、C60的球形結(jié)構(gòu)。

-關(guān)鍵詞：硬度、導(dǎo)電性、球形結(jié)構(gòu)。

-語句：金剛石是自然界中硬度最大的物質(zhì)；石墨具有良好的導(dǎo)電性；C60是由60個(gè)碳原子組成的球形分子。

②同素異形體的概念和特點(diǎn)：

-本文重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：同素異形體的定義、形成原因、物理性質(zhì)差異。

-關(guān)鍵詞：同素異形體、形成原因、物理性質(zhì)。

-語句：同素異形體是同種元素形成的不同單質(zhì)；同素異形體的形成是由于元素原子排列方式不同；同素異形體的物理性質(zhì)存在差異。

③碳及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用：

-本文重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：碳的化學(xué)性質(zhì)、二氧化碳和一氧化碳的性質(zhì)、碳的化合物應(yīng)用。

-關(guān)鍵詞：碳的化學(xué)性質(zhì)、二氧化碳、一氧化碳、碳的化合物。

-語句：碳在高溫下具有還原性；二氧化碳是無色無味的氣體；一氧化碳是一種有毒氣體；金剛石和石墨是碳的兩種同素異形體。典型例題講解**例題1：**

金剛石和石墨都是碳的同素異形體，它們?cè)谖锢硇再|(zhì)上有何差異？

**解答：**

金剛石和石墨雖然都是碳的同素異形體，但由于碳原子排列方式不同，它們?cè)谖锢硇再|(zhì)上存在顯著差異。金剛石中的碳原子以四面體結(jié)構(gòu)緊密排列，導(dǎo)致其硬度極高；而石墨中的碳原子以六邊形結(jié)構(gòu)排列成層狀，層與層之間的相互作用力較弱，因此石墨質(zhì)地較軟，具有良好的導(dǎo)電性。

**例題2：**

C60是一種由60個(gè)碳原子組成的球形分子，它在哪些領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用價(jià)值？

**解答：**

C60作為一種新型的碳材料，具有許多潛在的應(yīng)用價(jià)值。例如，在超導(dǎo)材料領(lǐng)域，C60可以被用來制備具有高溫超導(dǎo)特性的材料；在太陽能電池領(lǐng)域，C60可以作為光敏材料提高電池的轉(zhuǎn)換效率；在藥物載體領(lǐng)域，C60可以用于藥物遞送系統(tǒng)，提高藥物的靶向性和生物利用度。

**例題3：**

解釋為什么金剛石比石墨硬？

**解答：**

金剛石比石墨硬的原因在于它們的碳原子排列方式不同。在金剛石中，每個(gè)碳原子與其他四個(gè)碳原子通過共價(jià)鍵形成四面體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)非常緊密且穩(wěn)定。而在石墨中，碳原子以六邊形結(jié)構(gòu)排列成層狀，層與層之間的范德華力較弱，導(dǎo)致石墨質(zhì)地較軟。因此，金剛石的碳原子結(jié)構(gòu)使得它具有更高的硬度和耐磨性。

**例題4：**

在化學(xué)反應(yīng)中，碳通常表現(xiàn)出哪些化學(xué)性質(zhì)？

**解答：**

在化學(xué)反應(yīng)中，碳通常表現(xiàn)出以下化學(xué)性質(zhì)：

1.還原性：碳在高溫下可以還原金屬氧化物，如碳與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳。

2.氧化性：碳可以與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳或一氧化碳。

3.穩(wěn)定性：