2024年秋九年级化学上册 第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 金刚石、石墨和C60教学实录 （新版）新人教版

2024年秋九年级化学上册第六单元碳和碳的氧化物课题1金刚石、石墨和C60教学实录（新版）新人教版授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教材分析2024年秋九年级化学上册第六单元“碳和碳的氧化物”中的课题一“金刚石、石墨和C60”，通过对比金刚石、石墨和C60的物理性质和化学性质，引导学生理解同素异形体的概念，培养学生的观察能力、分析能力和综合运用知识的能力。本课题与课本内容紧密结合，贴近实际，有助于学生深刻理解碳及其化合物的性质和应用。核心素养目标培养学生的科学探究精神，通过实验观察金刚石、石墨和C60的性质差异，提升学生的观察、分析和推理能力。增强学生的科学思维，引导学生理解物质结构与性质的关系，培养跨学科思维。同时，激发学生对化学学科的兴趣，培养社会责任感，认识到化学在材料科学中的重要性。学习者分析1.学生已经掌握的相关知识：学生已具备基本的化学知识，包括元素周期表、物质分类、化学反应等基础概念。对碳元素及其化合物的认识有限，了解碳的几种常见同素异形体，但对金刚石、石墨和C60的具体性质和结构了解较少。

2.学习兴趣、能力和学习风格：九年级学生对化学实验充满好奇，对新材料和新技术的探索兴趣浓厚。他们的学习能力强，能够通过观察和实验活动掌握新知识。学习风格上，部分学生倾向于通过实验操作来学习，而另一部分学生则更偏好理论学习和独立思考。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生对金刚石、石墨和C60的物理性质和化学性质的差异理解可能存在困难，尤其是在理解同素异形体的概念时。此外，实验操作中可能遇到的安全问题和管理问题，以及如何将理论知识与实验现象相结合，也是学生可能面临的挑战。教学资源-实验室设备：金刚石、石墨、C60样品，放大镜，显微镜，烧杯，酒精灯，镊子，试管等。

-教学辅助工具：多媒体投影仪，幻灯片或PPT，实物模型（金刚石、石墨、C60）。

-信息化资源：网络资源查询平台，在线实验视频教程，化学教育软件。

-教学手段：实验演示，小组合作学习，多媒体教学，板书讲解。教学过程设计**用时：45分钟**

**一、导入环节（5分钟**）

1.**情境创设**：展示金刚石、石墨和C60的图片，提问：“同学们，你们知道这些物质分别是什么吗？它们有什么特点？”

2.**提出问题**：引导学生思考：“为什么同一种元素可以形成不同的物质？这些物质之间有什么区别？”

3.**激发兴趣**：通过提问激发学生的好奇心，为新课的学习做好铺垫。

**二、讲授新课（20分钟**）

1.**金刚石**：介绍金刚石的物理性质（硬度、颜色、透明度等），化学性质（稳定性、反应性等），并解释其结构与性质的关系。

2.**石墨**：讲解石墨的物理性质（软、导电、润滑等），化学性质（稳定性、反应性等），以及石墨烯的概念。

3.**C60**：介绍C60的发现背景、结构特点（足球烯），以及其在材料科学中的应用。

**三、师生互动环节（10分钟**）

1.**小组讨论**：将学生分成小组，讨论金刚石、石墨和C60的性质差异，并总结出同素异形体的概念。

2.**提问**：针对学生的讨论结果，提问：“同素异形体有什么特点？它们在自然界中有什么作用？”

3.**解答**：针对学生的回答，教师进行总结和补充，确保学生理解同素异形体的概念。

**四、巩固练习（10分钟**）

1.**课堂练习**：发放练习题，要求学生根据所学知识判断金刚石、石墨和C60的性质。

2.**小组合作**：学生以小组为单位，共同完成练习题，并讨论解题思路。

**五、课堂提问（5分钟**）

1.**提问**：针对练习题中的难点，提问：“为什么金刚石和石墨的硬度差异如此之大？C60的结构特点对其性质有什么影响？”

2.**解答**：学生回答后，教师进行点评和总结，强调关键知识点。

**六、课堂小结（5分钟**）

1.**回顾**：引导学生回顾本节课所学内容，包括金刚石、石墨和C60的性质、同素异形体的概念等。

2.**总结**：强调本节课的重点和难点，提醒学生在课后进行巩固。

**七、布置作业（5分钟**）

1.**课后练习**：布置课后练习题，要求学生独立完成。

2.**思考题**：提出思考题，引导学生课后思考：“同素异形体在生活中的应用有哪些？”

**八、教学反思**

本节课通过创设情境、小组讨论、课堂提问等方式，激发学生的学习兴趣，培养学生的观察、分析和推理能力。在教学过程中，注重师生互动，关注学生的个体差异，使每个学生都能参与到课堂活动中来。同时，通过实验演示和练习巩固，帮助学生理解和掌握新知识。在今后的教学中，将继续探索创新教学方法，提高教学质量。知识点梳理1.**碳元素的基本性质**：

-碳元素的原子结构：碳原子由6个质子、6个中子和6个电子组成。

-碳的物理性质：碳在常温下为非金属元素，具有多种同素异形体。

2.**同素异形体的概念**：

-定义：同种元素形成的不同单质，具有不同的物理性质。

-举例：金刚石、石墨、C60等。

3.**金刚石**：

-结构：由碳原子以四面体结构排列形成的晶体。

-性质：硬度极高，具有优良的导热性，无色透明。

-应用：用于切割、磨削、抛光等。

4.**石墨**：

-结构：由碳原子以六边形结构排列形成的层状晶体。

-性质：硬度较低，具有良好的导电性和润滑性。

-应用：用作铅笔芯、电极、润滑剂等。

5.**C60**：

-结构：由60个碳原子构成的球形分子，类似于足球。

-性质：具有良好的化学稳定性和导热性。

-应用：用作超导材料、太阳能电池、药物载体等。

6.**碳的化学性质**：

-碳的还原性：碳在高温下可以还原金属氧化物。

-碳的氧化性：碳可以与氧气反应生成二氧化碳或一氧化碳。

-碳的稳定性：碳的化合物在常温下较为稳定。

7.**碳及其化合物的应用**：

-金刚石：用于切割、磨削、抛光等。

-石墨：用作铅笔芯、电极、润滑剂等。

-C60：用作超导材料、太阳能电池、药物载体等。

-二氧化碳：用于灭火、碳酸饮料、植物光合作用等。

-一氧化碳：用作燃料、还原剂等。

8.**同素异形体的研究意义**：

-揭示了物质结构与性质之间的关系。

-丰富了化学学科的知识体系。

-为新材料的研究和应用提供了理论依据。内容逻辑关系①金刚石、石墨和C60的性质对比：

-本文重点知识点：金刚石的硬度、石墨的导电性、C60的球形结构。

-关键词：硬度、导电性、球形结构。

-语句：金刚石是自然界中硬度最大的物质；石墨具有良好的导电性；C60是由60个碳原子组成的球形分子。

②同素异形体的概念和特点：

-本文重点知识点：同素异形体的定义、形成原因、物理性质差异。

-关键词：同素异形体、形成原因、物理性质。

-语句：同素异形体是同种元素形成的不同单质；同素异形体的形成是由于元素原子排列方式不同；同素异形体的物理性质存在差异。

③碳及其化合物的性质和应用：

-本文重点知识点：碳的化学性质、二氧化碳和一氧化碳的性质、碳的化合物应用。

-关键词：碳的化学性质、二氧化碳、一氧化碳、碳的化合物。

-语句：碳在高温下具有还原性；二氧化碳是无色无味的气体；一氧化碳是一种有毒气体；金刚石和石墨是碳的两种同素异形体。典型例题讲解**例题1：**

金刚石和石墨都是碳的同素异形体，它们在物理性质上有何差异？

**解答：**

金刚石和石墨虽然都是碳的同素异形体，但由于碳原子排列方式不同，它们在物理性质上存在显著差异。金刚石中的碳原子以四面体结构紧密排列，导致其硬度极高；而石墨中的碳原子以六边形结构排列成层状，层与层之间的相互作用力较弱，因此石墨质地较软，具有良好的导电性。

**例题2：**

C60是一种由60个碳原子组成的球形分子，它在哪些领域有潜在的应用价值？

**解答：**

C60作为一种新型的碳材料，具有许多潜在的应用价值。例如，在超导材料领域，C60可以被用来制备具有高温超导特性的材料；在太阳能电池领域，C60可以作为光敏材料提高电池的转换效率；在药物载体领域，C60可以用于药物递送系统，提高药物的靶向性和生物利用度。

**例题3：**

解释为什么金刚石比石墨硬？

**解答：**

金刚石比石墨硬的原因在于它们的碳原子排列方式不同。在金刚石中，每个碳原子与其他四个碳原子通过共价键形成四面体结构，这种结构非常紧密且稳定。而在石墨中，碳原子以六边形结构排列成层状，层与层之间的范德华力较弱，导致石墨质地较软。因此，金刚石的碳原子结构使得它具有更高的硬度和耐磨性。

**例题4：**

在化学反应中，碳通常表现出哪些化学性质？

**解答：**

在化学反应中，碳通常表现出以下化学性质：

1.还原性：碳在高温下可以还原金属氧化物，如碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳。

2.氧化性：碳可以与氧气反应生成二氧化碳或一氧化碳。

3.稳定性：