山东郓城县随官屯镇九年级化学上册 第6单元 碳和碳的化合物 课题1 金刚石、石墨和C60教学实录 （新版）新人教版

山东郓城县随官屯镇九年级化学上册第6单元碳和碳的化合物课题1金刚石、石墨和C60教学实录（新版）新人教版课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：山东郓城县随官屯镇九年级化学上册第6单元碳和碳的化合物课题1金刚石、石墨和C60教学实录（新版）新人教版

2.教学年级和班级：九年级

3.授课时间：2023年X月X日上午第2节课

4.教学时数：1课时二、核心素养目标1.科学思维：通过观察金刚石、石墨和C60的结构与性质，培养学生运用科学方法分析问题的能力。

2.实践创新：引导学生进行简单的碳材料实验操作，培养动手实践能力和创新意识。

3.科学探究：鼓励学生自主探究碳的不同同素异形体在自然界中的应用，提高科学探究能力。

4.生命观念：认识碳元素在生物体中的重要性，形成对生命现象的初步理解。三、重点难点及解决办法重点：

1.金刚石、石墨和C60的结构特点及其与性质的关系。

2.碳的同素异形体在工业和生活中的应用。

难点：

1.理解金刚石、石墨和C60的结构差异及其对性质的影响。

2.应用碳的同素异形体解决实际问题。

解决办法：

1.通过模型展示和实验演示，帮助学生直观理解结构特点。

2.设计对比实验，让学生观察和比较不同碳材料的性质。

3.结合实际案例，引导学生思考碳材料在工业和生活中的应用，提高解决问题的能力。

4.组织小组讨论，鼓励学生主动探究，共同突破难点。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生拥有新版《新人教版九年级化学上册》教材。

2.辅助材料：准备金刚石、石墨和C60的结构模型图，碳材料应用的相关图片和视频。

3.实验器材：准备透明胶带、酒精灯、碳棒、滤纸等实验材料。

4.教室布置：设置分组讨论区，配备实验操作台，确保实验区域安全整洁。五、教学过程设计（一）导入环节（5分钟）

1.创设情境：展示自然界中碳元素存在的图片，如钻石、煤炭等，引导学生思考碳的多样性。

2.提出问题：碳元素在自然界中以多种形式存在，它们有什么不同？为什么会有这些差异？

3.学生回答：引导学生根据已有知识，初步猜测碳的不同形态可能与其结构有关。

4.引入新课：今天我们将学习碳的同素异形体，探究金刚石、石墨和C60的结构与性质。

（二）讲授新课（20分钟）

1.金刚石的结构与性质（5分钟）

-展示金刚石的结构模型，讲解其晶体结构特点。

-分析金刚石的硬度、导电性等性质，并与石墨进行对比。

-学生总结金刚石的性质特点。

2.石墨的结构与性质（5分钟）

-展示石墨的结构模型，讲解其层状结构特点。

-分析石墨的导电性、润滑性等性质，并与金刚石进行对比。

-学生总结石墨的性质特点。

3.C60的结构与性质（5分钟）

-展示C60的结构模型，讲解其足球烯结构特点。

-分析C60的化学性质、导电性等性质，与其他碳材料进行对比。

-学生总结C60的性质特点。

4.碳的同素异形体在工业和生活中的应用（5分钟）

-结合实际案例，讲解金刚石、石墨和C60在工业和生活中的应用。

-引导学生思考碳材料在现代社会的重要性。

（三）巩固练习（10分钟）

1.学生分组讨论：金刚石、石墨和C60在生活中的应用有哪些？

2.学生代表分享讨论成果，教师点评并总结。

（四）课堂提问（5分钟）

1.提问：金刚石、石墨和C60的结构特点分别是什么？

2.提问：碳的同素异形体在工业和生活中的应用有哪些？

3.学生回答，教师点评并总结。

（五）师生互动环节（5分钟）

1.教师提问：如何根据碳的结构特点，预测其性质？

2.学生回答，教师点评并总结。

3.教师提问：碳的同素异形体在生活中的应用有哪些？

4.学生回答，教师点评并总结。

（六）核心素养拓展（5分钟）

1.引导学生思考：碳的同素异形体在环保、能源等领域有哪些潜在的应用？

2.学生分享自己的观点，教师点评并总结。

教学过程流程环节：

1.导入环节：激发学生学习兴趣，引入新课。

2.讲授新课：讲解碳的同素异形体结构、性质和应用。

3.巩固练习：通过分组讨论，巩固学生对新知识的理解和掌握。

4.课堂提问：检验学生对知识的掌握程度，提高思维能力。

5.师生互动环节：培养学生分析问题和解决问题的能力。

6.核心素养拓展：引导学生关注碳材料在现代社会的重要性，提高创新意识。

教学双边互动，紧扣实际教学过程中需要凸显的重难点，解决问题及核心素养能力的拓展要求。用时共计45分钟。六、教学资源拓展1.拓展资源：

-碳的同素异形体在材料科学中的应用：介绍碳纤维、石墨烯等新兴材料在航空航天、电子技术、能源存储等领域的应用。

-碳的化学性质：探讨碳与其他元素形成的化合物，如二氧化碳、甲烷等，以及它们在环境、能源和生物化学中的重要性。

-碳循环：讲解碳在地球生态系统中的循环过程，包括碳的吸收、储存和释放，以及人类活动对碳循环的影响。

2.拓展建议：

-学生可以阅读关于碳纤维和石墨烯的科学文章，了解这些材料的研究进展和应用前景。

-通过实验或模拟软件，让学生动手制作简单的碳材料，如石墨烯的模拟生长过程。

-组织学生参观当地的材料科学实验室或工业生产现场，亲身体验碳材料的生产和应用。

-鼓励学生参与科学竞赛或创新项目，如设计一种新型的碳材料用于环保或能源领域。

-引导学生关注与碳相关的社会议题，如气候变化、碳足迹等，培养学生的社会责任感。

-学生可以通过网络资源或图书馆资料，深入研究碳在生物体内的作用，如碳在光合作用、呼吸作用中的角色。

-设计一个碳循环的模型，让学生通过实验了解碳在自然界中的循环过程，并探讨人类活动如何影响这一循环。

-学生可以参与社区服务项目，如植树造林或参与城市绿化，亲身体验碳吸收和氧气释放的过程。七、内容逻辑关系①金刚石、石墨和C60的结构特点

-金刚石：原子晶体，碳原子以sp3杂化形成四面体结构，硬度高。

-石墨：层状结构，碳原子以sp2杂化形成六边形平面，层间有弱范德华力，导电性好。

-C60：分子晶体，碳原子以sp2杂化形成足球烯结构，具有独特的化学性质。

②碳的同素异形体性质与结构的关系

-金刚石：由于sp3杂化，碳原子形成四面体结构，导致硬度高。

-石墨：由于sp2杂化，碳原子形成六边形平面，层间范德华力弱，导致导电性好。

-C60：足球烯结构赋予其独特的化学性质和稳定性。

③碳的同素异形体在工业和生活中的应用

-金刚石：用于切割、磨削硬质材料。

-石墨：用作电极、润滑剂、耐火材料等。

-C60：用于药物载体、电子材料、新能源等领域。八、教学反思与总结今天这节课，我们学习了碳的同素异形体，包括金刚石、石墨和C60。我觉得整体来说，这节课的开展还算顺利，但也存在一些值得反思的地方。

首先，在导入环节，我通过展示自然界中碳元素存在的图片，激发了学生的兴趣。我发现学生们对于碳的多样性表现出了浓厚的兴趣，他们积极提出自己的猜测，这让我感到很高兴。不过，我也注意到，有些学生对于碳的同素异形体的概念还不够清晰，这让我意识到在今后的教学中，需要更加注重概念的解释和例子的说明。

在讲授新课的过程中，我尽量将理论知识与实际应用相结合，比如通过展示碳纤维和石墨烯在工业中的应用，让学生们能够更加直观地理解这些知识。我发现学生们对于这些应用案例很感兴趣，他们能够积极地参与到讨论中，这让我感到欣慰。但是，我也发现有些学生在理解碳的化学性质时有些吃力，这可能是由于他们对化学基础知识的掌握还不够牢固。

在巩固练习环节，我设计了分组讨论的形式，让学生们互相交流学习心得。这个环节进行得比较顺利，学生们能够积极地分享自己的观点，互相学习。不过，我也发现有些学生对于问题的理解不够深入，这可能是由于我在讲解时没有考虑到所有学生的学习水平。

在课堂提问环节，我尽量提出了一些开放性的问题，鼓励学生们思考。我发现学生们对于这类问题比较感兴趣，他们能够提出一些有创意的答案。但是，我也发现有些学生在回答问题时显得有些紧张，这可能是因为他们对于自己的知识掌握不够自信。

在教学管理方面，我尝试着营造一个轻松、互动的课堂氛围，让每个学生都能参与到教学中来。我发现这种方法效果不错，学生们在课堂上表现得比较活跃。但是，我也注意到有些学生在课堂上容易分心，这让我意识到在今后的教学中，需要更加关注学生的注意力管理。

针对这些问题，我提出以下改进措施和建议：

1.在讲解新知识时，要更加注重概念的解释和例子的说明，确保学生能够理解。

2.对于不同层次的学生，要采取分层教学，提供个性化的辅导。

3.加强课堂管理，关注学生的注意力，创造一个良好的学习环境。

4.鼓励学生积极参与课堂讨论，提高他们的自信心和表达能力。

5.定期进行教学反思，不断调整和改进教学方法。

我相信，通过不断的努力和反思，我能够成为一名更加优秀的教师，为学生们提供更好的教育。典型例题讲解1.例题：金刚石和石墨的硬度差异很大，为什么？

解答：金刚石和石墨的硬度差异很大，是因为它们的晶体结构不同。金刚石中的碳原子以sp3杂化形成四面体结构，每个碳原子与其他四个碳原子形成强共价键，导致金刚石具有极高的硬度。而石墨中的碳原子以sp2杂化形成六边形平面，层间只有弱的范德华力，因此石墨的硬度较低。

2.例题：C60分子在化学性质上有哪些特点？

解答：C60分子具有以下化学性质特点：

-C60分子具有独特的足球烯结构，使其在化学反应中表现出独特的反应活性。

-C60分子具有较好的化学稳定性，不易被氧化或还原。

-C60分子可以与其他元素形成多种化合物，如C60Cl2、C60Br2等。

3.例题：石墨烯在电子器件中的应用有哪些？

解答：石墨烯在电子器件中的应用包括：

-作为高性能电极材料，用于超级电容器、锂离子电池等储能器件。

-作为场效应晶体管（FET）的沟道材料，提高器件的导电性和开关速度。

-作为透明导电薄膜，用于触摸屏、太阳能电池等电子设备。

4.例题：碳纤维在航空航天领域的应用有哪些？

解答：碳纤维在航空航天领域的应用包括：

-制造飞机和卫星的结构部件，如机翼、尾翼、天线等，提高结构强度和减轻重量。

-制作高性能复合材料，用于制造飞机的机身、机翼等部件。

-作为天线材料，提高通信设备的性能。

5.例题：如何利用碳的同素异形体进行环境治理？

解答：利用碳的同素异形体进行环境治理的方法包括：

-利用活性炭的吸附性能，去除水中的有机污染物和重金属离子。

-利用石墨烯的导电性，开发新型催化剂，提高废水处理效率。

-利用碳纤维的强度和耐腐蚀性，制造环保型复合材料，用于污水处理设施的建设。作业布置与反馈作业布置：

1.完成课后练习题，包括选择题、填空题和简答题，巩固对金刚石、石墨和C60结构的理解。

2.设计一个简单的实验方案，展示如何利用活性炭进行水的净化实验，并记录实验结果。

3.撰写一篇小论文，探讨碳的同素异形体在环保领域的应用前景，结合实际案例进行分析。

4.收集并整理与碳材料相关的科技新闻或专利，分析其技术突破和应用价值。

5.准备一个课堂展示，分享你对碳材料在日常生活中的应用的认识和理解。

作业反馈：

1.对学生的课后练习题进行批改，重点关注学生对结构特点的理解和应用能力的掌握。

2.对实验方案进行评估，检查学生是否能够设计出合理、可行的实验步骤，并确保实验的安全性。

3.阅读学生的小论文，评价其逻辑性、论证的充分性和案例分析的实际意义。

4.检查学生收集的新闻或专利材料，评估其信息的准确性和相关性。

5.课堂展示环节，给