山东省惠州市惠东县梁化中学九年级化学上册 6.1 金刚石、石墨和C60教案 新人教版

山东省惠州市惠东县梁化中学九年级化学上册6.1金刚石、石墨和C60教案新人教版学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容分析本节课的主要教学内容为山东省惠州市惠东县梁化中学九年级化学上册6.1节，围绕金刚石、石墨和C60这三种碳的同素异形体展开。教学内容包括：金刚石和石墨的结构、性质及用途；C60分子的结构特点及其与金刚石、石墨性质的不同；碳的同素异形体概念及其相互转化。

教学内容与学生已有知识的联系：学生在八年级化学课程中学习了碳及其化合物的基础知识，为本节课理解金刚石、石墨和C60的特性打下基础。此外，学生通过之前的学习，已经掌握了物质的结构决定性质这一基本原理，这将为探讨金刚石、石墨和C60的结构与性质关系提供理论支持。核心素养目标本节课的核心素养目标旨在培养学生以下几方面的能力：首先，通过学习金刚石、石墨和C60的结构与性质，提高学生运用化学知识解释现象、解决问题的能力；其次，通过分析碳同素异形体的特点，培养学生分类、比较、归纳的思维能力；再次，通过探讨金刚石、石墨和C60的实际应用，激发学生的创新意识和社会责任感；最后，通过本节课的学习，引导学生树立科学探究的观念，培养他们勇于探索、严谨求实的科学态度。学习者分析1.学生已经掌握了碳元素的基本知识，了解了碳在自然界中的存在形式，以及碳的化学性质。他们对于金刚石和石墨这两种常见的碳同素异形体有初步的认识，能够列举出它们的某些性质和用途。

2.在学习兴趣方面，学生对新奇的物质结构和新材料的应用表现出较高的兴趣。他们的学习能力较强，已经具备了一定的观察、分析和解决问题的能力。在学习风格上，学生倾向于通过实验和直观教具来加深对抽象概念的理解。

3.学生可能遇到的困难和挑战包括：对于C60等较为复杂的碳同素异形体的理解可能存在难度；在理解结构与性质之间的关系时，可能需要更多的引导和实例；此外，对于同素异形体之间的相互转化过程，学生可能需要额外的辅导以加深理解。教学资源准备1.教材：确保每位学生都备有九年级化学上册教材，以便于课堂学习和预习复习。

2.辅助材料：准备金刚石、石墨和C60的结构模型图片、性质对比图表以及相关应用的视频资料，增强学生的直观认识和理解。

3.实验器材：准备碳同素异形体样品、显微镜、安全防护用品等，确保实验环节的安全性和有效性。

4.教室布置：将教室划分为实验操作区、小组讨论区，便于学生进行合作学习和实验探究。同时，设置多媒体展示区，以便于展示辅助材料。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过学校在线平台，发布关于金刚石、石墨和C60的预习资料，包括结构模型图片和性质对比图表，明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕碳的同素异形体，设计问题如“金刚石和石墨的性质差异由什么决定？”引导学生自主思考。

-监控预习进度：通过平台跟踪学生的预习情况，及时给予反馈。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照要求，学生阅读资料，初步理解碳同素异形体的基本概念。

-思考预习问题：针对问题进行独立思考，记录疑问。

-提交预习成果：将笔记、思维导图等提交至平台。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：培养学生的自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台，共享预习资源。

作用与目的：

-帮助学生为课堂学习做好准备，了解课程重难点。

-培养学生的独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过展示金刚石和石墨的实物样品，引出碳的同素异形体话题，激发兴趣。

-讲解知识点：详细讲解金刚石、石墨和C60的结构、性质和用途，结合实例加深理解。

-组织课堂活动：设计小组讨论，探讨碳同素异形体的应用；进行实验，观察碳同素异形体的物理性质。

-解答疑问：针对学生疑问，进行解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：在小组讨论和实验中积极发言，体验知识的应用。

-提问与讨论：对疑问进行提问，参与课堂讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：帮助学生深入理解知识点。

-实践活动法：通过实验，培养学生的动手能力。

-合作学习法：通过讨论，培养学生的团队合作意识。

作用与目的：

-帮助学生掌握碳同素异形体的知识，突破课程重难点。

-通过实践活动，培养学生的实践操作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据课程内容，布置课后习题，巩固学习效果。

-提供拓展资源：分享关于碳同素异形体的最新研究文章和视频，供学生拓展学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：认真完成作业，巩固知识。

-拓展学习：利用拓展资源，进行深入学习。

-反思总结：对自己的学习过程进行反思，提出改进措施。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业。

-反思总结法：帮助学生认识到自身不足，促进自我提升。

作用与目的：

-巩固课程知识点，提高学生的应用能力。

-通过反思总结，提升学生的学习策略和自我管理能力。拓展与延伸1.拓展阅读材料

（1）《碳的同素异形体及其应用》：介绍碳的同素异形体种类、结构、性质和在实际应用中的优缺点，以及未来发展趋势。

（2）《金刚石的切割与打磨工艺》：详细阐述金刚石切割与打磨的过程，探讨金刚石在工业领域的应用。

（3）《石墨烯：一种神奇的二维材料》：介绍石墨烯的发现、结构特点、性质及其在电子、能源等领域的应用前景。

（4）《C60分子的结构与性质》：深入探讨C60分子的结构、性质以及其在材料科学、生物医药等领域的潜在应用。

2.课后自主学习和探究

（1）碳的同素异形体研究：鼓励学生查阅资料，了解碳的其他同素异形体，如碳纳米管、富勒烯等，并分析它们的特点和应用。

（2）金刚石与石墨的性质比较：引导学生通过实验或查阅资料，比较金刚石与石墨在物理和化学性质上的差异，并探讨原因。

（3）碳同素异形体在生活中的应用：让学生收集生活中碳同素异形体的应用实例，如石墨烯在手机屏幕、可穿戴设备中的应用，金刚石在工业切割、磨具中的应用等。

（4）C60分子研究：鼓励学生了解C60分子在科学研究中的最新进展，如C60在超导、光电子、生物医药等领域的应用。反思改进措施（一）教学特色创新

1.结合生活实例，激发学生学习兴趣：在教学过程中，我注重将碳同素异形体的知识与学生生活实际相结合，如石墨烯在手机屏幕、可穿戴设备中的应用，使学生对抽象的化学知识产生更直观的感受，提高他们的学习兴趣。

2.多元化教学手段，提高课堂效果：通过运用多媒体、实物展示、实验等多种教学手段，帮助学生从不同角度理解碳同素异形体的性质和应用，提高课堂学习效果。

（二）存在主要问题

1.教学组织方面：在课堂活动中，我发现部分学生参与度不高，可能是由于课堂氛围不够活跃，学生积极性未被充分调动。

2.教学方法方面：在讲解知识点时，可能过于依赖讲授法，学生的主动探究和思考能力未能得到充分发挥。

（三）改进措施

1.针对课堂氛围不够活跃的问题，我将在今后的教学中增加互动环节，如小组讨论、角色扮演等，鼓励学生积极参与课堂活动，提高他们的学习积极性。

2.在教学方法上，我将尝试采用更多的探究式教学，如让学生通过实验、查阅资料等方式主动发现和解决问题，培养他们的独立思考能力。

3.加强课后辅导和反馈，针对学生在学习过程中遇到的困难，及时给予指导和帮助，提高他们的学习效果。典型例题讲解解答：金刚石、石墨和C60的物理性质有显著区别。金刚石是自然界中最硬的物质，具有良好的导热性和导电性，常用于切割和磨削；石墨质软，导电性好，具有良好的润滑性，常用于制造石墨烯、石墨电极等；C60是一种球形分子，具有良好的化学稳定性，可用于制造新型材料、药物载体等。

2.请简要说明金刚石和石墨在化学性质上的异同。

解答：金刚石和石墨在化学性质上有以下异同：

相同点：它们都是由碳原子组成，具有良好的化学稳定性，不易与其他元素发生化学反应。

不同点：金刚石中的碳原子以四面体结构排列，形成紧密的晶体结构，使其具有很高的硬度和抗压性；而石墨中的碳原子以六边形层状结构排列，层与层之间以弱的范德华力结合，使其具有良好的润滑性和导电性。

3.请举例说明金刚石、石墨和C60在实际应用中的优缺点。

解答：金刚石在实际应用中具有以下优缺点：

优点：硬度高，耐磨性好，适用于切割、磨削等工艺；导热性好，适用于高温环境下的作业。

缺点：价格昂贵，加工难度大。

石墨在实际应用中具有以下优缺点：

优点：具有良好的润滑性，适用于高温、高压、高速等恶劣环境下的润滑；导电性好，适用于电极、石墨烯等材料的生产。

缺点：质地软，易磨损。

C60在实际应用中具有以下优缺点：

优点：具有良好的化学稳定性，适用于药物载体、催化剂等；球形分子结构，具有独特的物理性质。

缺点：制备过程复杂，成本较高。

4.简述金刚石、石墨和C60在科学研究中的价值。

解答：金刚石、石墨和C60在科学研究领域具有重要价值：

金刚石：作为自然界中最硬的物质，金刚石在材料科学、物理学、化学等领域具有广泛的应用，如作为单晶材料、光学元件、半导体材料等。

石墨：石墨烯作为一种新型二维材料，具有优异的物理、化学性质，如高强度、高导电性、高热稳定性等，有望在电子、能源、生物医药等领域实现突破性应用。

C60：C60分子具有独特的球形分子结构，使其在材料科学、化学、生物学等领域具有广泛的应用前景，如新型材料、药物载体、催化剂等。

5.请简述金刚石、石墨和C60的制备方法。

解答：金刚石、石墨和C60的制备方法如下：

金刚石：自然界中的金刚石主要来源于火山喷发过程中碳元素在高温高压条件下结晶形成。人工合成金刚石主要采用高温高压法、化学气相沉积法等。

石墨：自然界中的石墨主要来源于碳质岩石在高温、高压条件下变质形成。人工制备石墨主要采用高温热解法、化学气相沉积法等。

C60：C60的制备方法主要有电弧放电法、激光烧蚀法、化学气相沉积法等。其中，电弧放电法是目前最常用的制备方法，通过在惰性气体环境下对石墨电极进行电弧放电，使石墨蒸发并在冷却过程中形成C60分子。作业布置与反馈1.作业布置：

(1)请根据金刚石、石墨和C60的性质，分别设计一个小实验，观察并记录实验现象。要求实验操作简单，现象明显。

(2)查阅资料，了解一种新型碳同素异形体（如碳纳米管、石墨烯等）的结构、性质和应用，并撰写一篇100字左右的简介。

(3)结合本节课所学知识，讨论金刚石、石墨和C60在实际应用中的优缺点，以及未来发展趋势。

2.作业反馈：

(1)实验作业：检查学生的实验操作是否规范，实验现象记录是否准确，实验结论是否合理。针对存在的问题，给予具体指导和建议。

(2)撰写作业：检查学生的资料收集是否全面，简介内容是否准确，语言表达是否清晰。针对存在的问题，给予具体指导和建议。

(3)讨论作业：检查学生的讨论内容是否深入，观点是否明确，论据是否充分。针对存在的问题，给予具体指导和建议。内容逻辑关系①碳的同素异形体：金刚石、石墨、C60

②结构特点：金刚石四面体结构，石墨层状结构，C60球形结构

③性质差异：金刚石硬度高、导热性好，石墨润滑性好、导电性好，C60化学稳定性好

④应用领域：金刚石切割、磨削，石墨润