江苏省连云港市东海县晶都双语学校九年级化学上册 6.1 金刚石、石墨和C60教学设计2 新人教版

江苏省连云港市东海县晶都双语学校九年级化学上册6.1金刚石、石墨和C60教学设计2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学内容分析同学们，今天我们要一起探索一个神奇的世界——碳的世界。这节课，我们主要学习的是“金刚石、石墨和C60”这一章节。你们可能觉得碳元素很普通，但是它却有着不同的面貌，就像孙悟空七十二变一样，可以变成金刚石、石墨和C60。这些不同的形态，就像碳的三种不同的性格，各有各的特点。接下来，我们就一起走进碳的世界，看看这些不同的“碳”都有哪些奇妙之处吧！核心素养目标1.培养学生的科学探究能力，通过实验观察碳的不同形态，激发学生提出问题和解决问题的兴趣。

2.提升学生的科学思维能力，引导学生分析碳的物理性质和化学性质，理解物质的多样性和结构的多样性。

3.强化学生的社会责任感，认识到化学知识在材料科学中的应用，激发学生对科学技术的兴趣和探索欲望。学习者分析1.学生已经掌握的知识：在进入九年级化学之前，学生们已经学习了基本的化学概念，如原子、分子、元素等，以及基础的化学实验技能。他们对物质的性质和变化有一定的认识，尤其是在单质这一章节中，对氧、氢等元素的性质有所了解。

2.学习兴趣、能力和学习风格：九年级的学生对化学学科普遍保持较高的兴趣，尤其是对于那些能够直观看到实验现象和物质变化的课程。他们的学习能力强，能够跟随教师的引导进行思考和分析。在课堂上，学生们可能表现出不同的学习风格，有的偏好通过实验操作来学习，有的则更倾向于通过理论讲解来理解知识。

3.学生可能遇到的困难和挑战：由于金刚石、石墨和C60是碳的几种不同的同素异形体，学生对它们之间结构和性质的差异可能感到困惑。此外，化学键和分子结构的抽象概念可能让一些学生感到难以理解。实验操作中，如何精确控制条件以观察不同碳形态的特性，也可能是学生面临的挑战。因此，教师需要通过直观的演示和逐步引导，帮助学生克服这些困难。教学资源准备1.教材：确保每位学生人手一册新教材《化学上册》第6.1节的内容，以便学生跟随教材学习。

2.辅助材料：准备碳的晶体结构、石墨层状结构的图片，以及C60分子的三维模型图，以及展示碳的不同形态在工业中的应用视频。

3.实验器材：提前检查实验器材，包括显微镜、碳棒、石墨片、金刚石样品、滴瓶、酒精灯等，确保实验的顺利进行。

4.教室布置：设置分组讨论区，让学生能够在实验前进行小组讨论；实验操作台要清洁整齐，确保安全使用。教学过程一、导入新课

（一）教师引导

同学们，今天我们要学习的是化学中一个非常有趣的主题——“金刚石、石墨和C60”。你们可能对碳元素不陌生，但是你们知道碳可以以不同的形态存在吗？今天，我们就来揭开碳的神秘面纱。

（二）学生互动

同学们，你们能想到碳除了我们平时吃的碳素笔芯，还有哪些形态吗？请你们分享一下你们的想法。

二、新课讲授

（一）碳的同素异形体

1.教师讲解：碳的同素异形体是指同一种元素，由于原子排列方式不同，而具有不同物理性质和化学性质的单质。碳的同素异形体主要包括金刚石、石墨和C60。

2.学生探究：请同学们阅读教材，了解金刚石、石墨和C60的基本性质，并思考它们之间的区别。

（二）金刚石

1.教师讲解：金刚石是自然界中最硬的物质，它的硬度主要来源于其晶体结构。金刚石的晶体结构是由碳原子以四面体形式排列而成，每个碳原子与其他四个碳原子形成共价键。

2.学生实验：同学们，下面我们来进行一个简单的实验，观察金刚石的硬度。请同学们用金刚石划玻璃板，感受一下它的硬度。

（三）石墨

1.教师讲解：石墨是碳的一种软质同素异形体，其晶体结构由碳原子以六边形形式排列而成，每个碳原子与其他三个碳原子形成共价键。

2.学生实验：同学们，接下来我们观察石墨的导电性。请同学们将石墨放在电路中，观察电路是否导通。

（四）C60

1.教师讲解：C60是一种球状分子，由60个碳原子组成，形状类似于足球，因此被称为“足球烯”。

2.学生探究：请同学们查阅教材，了解C60的性质和用途。

三、课堂练习

（一）选择题

1.下列哪种物质是碳的同素异形体？（）

A.碳酸钙B.石墨C.氧化碳D.二氧化碳

2.金刚石的硬度主要来源于其（）

A.原子间距离B.原子半径C.原子质量D.原子结构

（二）填空题

1.石墨的晶体结构由碳原子以______形式排列而成。

2.C60是一种______分子，由______个碳原子组成。

四、课堂小结

1.教师总结：今天我们学习了碳的同素异形体，包括金刚石、石墨和C60。这些同素异形体具有不同的物理性质和化学性质，它们在工业和科技领域有着广泛的应用。

2.学生回顾：请同学们回顾本节课所学的知识，并思考碳的同素异形体在实际生活中的应用。

五、作业布置

1.阅读教材，完成课后练习题。

2.查阅资料，了解碳的同素异形体在工业和科技领域的应用，下节课分享给大家。

六、课后反思

1.教师反思：本节课通过实验和多媒体资源，帮助学生直观地了解了碳的同素异形体，提高了学生的学习兴趣和动手能力。

2.学生反思：通过本节课的学习，我对碳的同素异形体有了更深入的了解，也更加热爱化学这门学科。拓展与延伸一、拓展阅读材料

1.**《碳的奇遇》**

这是一本介绍碳及其同素异形体应用的科普读物，通过生动的故事和插图，向读者展示碳的多种形态如何转化为实用材料和技术。阅读这本书，学生可以了解碳材料在环境保护、新能源和医学领域的应用。

2.**《材料科学中的碳》**

这本书详细介绍了碳材料在材料科学中的重要性，包括金刚石、石墨和C60等材料的合成方法、结构特点和性能。适合对材料科学感兴趣的学生深入阅读。

3.**《碳的世界》**

该书以通俗易懂的语言介绍了碳元素的基本知识，包括碳的化学性质、同素异形体的发现和分类，以及碳在地球科学中的地位。适合对地球科学和化学结合感兴趣的学生。

二、课后自主学习和探究

1.**碳的循环**

学生可以探究碳在自然界中的循环过程，包括碳在植物、动物和微生物中的转化，以及碳在空气、水和土壤中的流动。可以查阅资料，了解碳循环对生态环境的影响。

2.**碳纳米管的潜在应用**

碳纳米管是一种具有独特性能的新型材料，具有极高的强度和导电性。学生可以研究碳纳米管在电子、能源和医疗领域的潜在应用，并讨论其对社会的影响。

3.**金刚石与石墨的转化**

学生可以研究在实验室条件下，如何通过物理或化学方法将金刚石转化为石墨，或者相反。这个实验可以帮助学生理解同素异形体之间的相互转化。

4.**C60的合成与结构**

C60（富勒烯）是一种球状分子，由60个碳原子组成。学生可以研究C60的合成方法、分子结构和物理化学性质，以及它作为催化剂的应用。

5.**碳纤维的生产和应用**

碳纤维是一种高强度、轻质的新型材料，广泛应用于航空航天、体育器材和汽车制造等领域。学生可以研究碳纤维的生产过程、性能特点和应用前景。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验教学与理论讲解相结合：在讲解碳的同素异形体时，我尝试将抽象的理论知识与具体的实验操作相结合，让学生通过亲自动手来感受和理解碳的不同形态。

2.多媒体辅助教学：我使用了多媒体资源，如图片、视频和三维模型，来帮助学生直观地认识金刚石、石墨和C60的结构和性质，提高了学生的学习兴趣。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对抽象概念理解困难：在讲解金刚石和石墨的晶体结构时，我发现部分学生对原子间的共价键和晶体结构的概念理解存在困难。

2.课堂互动不足：虽然我尝试了分组讨论和实验操作，但整体上学生的参与度和互动性还有待提高，课堂氛围不够活跃。

3.评价方式单一：本节课的评价主要依赖于学生的课堂表现和练习题的完成情况，缺乏对学生实际操作能力和探究能力的全面评价。

反思改进措施（三）改进措施

1.加强概念讲解的直观性：针对学生对抽象概念理解困难的问题，我计划在今后的教学中使用更多的模型和类比，帮助学生更好地理解原子结构和晶体结构。

2.增加课堂互动环节：为了提高学生的参与度和互动性，我计划在课堂上设计更多的问题和讨论环节，鼓励学生提出问题并分享自己的观点。

3.丰富评价方式：我将尝试采用多元化的评价方式，包括实验报告、小组讨论的表现、课堂参与度等，以更全面地评估学生的学习成果。

4.拓展课外实践机会：为了让学生更好地将理论知识应用于实践，我计划与学校实验室合作，为学生提供更多的实验操作和探究机会。

5.利用信息技术：我计划利用信息技术，如在线学习平台和虚拟实验室，来辅助教学，提供更多的学习资源和互动机会。典型例题讲解1.**例题**：金刚石和石墨的硬度差异很大，请问造成这种差异的主要原因是什么？

**答案**：金刚石和石墨的硬度差异主要原因是它们的晶体结构不同。金刚石中碳原子以四面体结构排列，每个碳原子与其他四个碳原子形成强共价键，形成了一个非常坚固的三维网络结构。而石墨中碳原子以六边形层状排列，层与层之间只有弱的范德华力，因此石墨层与层之间容易滑动，表现出较软的性质。

2.**例题**：C60分子在化学性质上有哪些特点？

**答案**：C60分子具有独特的球状结构，它的化学性质包括：

-对环境稳定，不易被氧化或还原。

-具有较高的热稳定性和化学稳定性。

-具有良好的导电性和导热性。

-可以作为催化剂或用于材料科学中。

3.**例题**：石墨烯的发现对材料科学有什么重要意义？

**答案**：石墨烯的发现对材料科学具有重要意义，主要包括：

-提供了一种新型的二维材料，具有极高的强度和导电性。

-为开发新型电子器件提供了新的材料选择。

-为能源存储和转换技术提供了新的可能性。

4.**例题**：金刚石和石墨在工业上有哪些不同的应用？

**答案**：金刚石和石墨在工业上的应用各有不同：

-金刚石因其硬度极高，常用于切割、磨削和抛光硬质材料。

-石墨因其良好的导电性和润滑性，广泛应用于电池、润滑剂和耐火材料等领域。

5.**例题**：请简述C60分子的电子结构。

**答案**：C60分子的电子结构具有以下特点：

-C60分子中的每个碳原子都参与形成一个六元环，共有60个碳原子，形成了一个球状结构。

-每个碳原子与其他三个碳原子形成共价键，分子中的碳原子具有sp2杂化轨道。

-C60分子中的π电子在分子内形成离域π电子云，这赋予了C60分子特殊的化学性质。课堂小结，当堂检测课堂小结：

今天我们学习了碳的同素异形体，包括金刚石、石墨和C60。通过这节课的学习，我们了解到：

1.碳的同素异形体是指同一种元素由于原子排列方式不同而具有不同物理性质和化学性质的单质。

2.金刚石是自然界中最硬的物质，其硬度来源于其晶体结构中的四面体排列和强共价键。

3.石墨是一种软质同素异形体，其层状结构使其具有良好的导电性和润滑性。

4.C60是一种球状分子，具有独特的化学性质和潜在的应用领域。

-碳的同素异形体有哪些？

-金刚石、石墨和C60的结构特点是什么？

-这些同素异形体在工业和科技领域有哪些应用？

当堂检测：

1.金刚石和石墨的硬度差异主要是由什么原因造成的？

A.原子间距离不同

B.原子半径不同

C.原子质量不同

D.原子结构不同

2.C60分子的电子结构具有哪些特点？

A.每个碳原子与其他三个碳原子形成共价键

B.π电子在分子内形成离域π电子云

C.分子中的碳原子具有sp3杂化轨道

D.分子结构呈层状排列

3.石墨烯的发现对材料科学有什么重要意义？

A.提供了一种新型的二维材料

B.为开发新型电子器件提供了新的材料选择

C.为能源存储和转换技术提供了新的可能性

D.以上都是

请同学们认真思考并回答以上问题，这有助于巩固我们对本节课内容的理解。在接下来的时间里，我将根据同学们的回答进行点评和讲解。板书设计①碳的同素异形体

-金刚石：自然界中最硬的物质，四面体结构，强共价键。

-石墨：软质同素异形体，层状结构，弱范德华力。

-C60