江蘇省連云港市東海縣晶都雙語(yǔ)學(xué)校九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)6.1金剛石、石墨和C60教學(xué)設(shè)計(jì)2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)間教學(xué)內(nèi)容分析同學(xué)們，今天我們要一起探索一個(gè)神奇的世界——碳的世界。這節(jié)課，我們主要學(xué)習(xí)的是“金剛石、石墨和C60”這一章節(jié)。你們可能覺(jué)得碳元素很普通，但是它卻有著不同的面貌，就像孫悟空七十二變一樣，可以變成金剛石、石墨和C60。這些不同的形態(tài)，就像碳的三種不同的性格，各有各的特點(diǎn)。接下來(lái)，我們就一起走進(jìn)碳的世界，看看這些不同的“碳”都有哪些奇妙之處吧！核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察碳的不同形態(tài)，激發(fā)學(xué)生提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的興趣。

2.提升學(xué)生的科學(xué)思維能力，引導(dǎo)學(xué)生分析碳的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，理解物質(zhì)的多樣性和結(jié)構(gòu)的多樣性。

3.強(qiáng)化學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，認(rèn)識(shí)到化學(xué)知識(shí)在材料科學(xué)中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣和探索欲望。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)：在進(jìn)入九年級(jí)化學(xué)之前，學(xué)生們已經(jīng)學(xué)習(xí)了基本的化學(xué)概念，如原子、分子、元素等，以及基礎(chǔ)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能。他們對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)和變化有一定的認(rèn)識(shí)，尤其是在單質(zhì)這一章節(jié)中，對(duì)氧、氫等元素的性質(zhì)有所了解。

2.學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：九年級(jí)的學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科普遍保持較高的興趣，尤其是對(duì)于那些能夠直觀看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和物質(zhì)變化的課程。他們的學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，能夠跟隨教師的引導(dǎo)進(jìn)行思考和分析。在課堂上，學(xué)生們可能表現(xiàn)出不同的學(xué)習(xí)風(fēng)格，有的偏好通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作來(lái)學(xué)習(xí)，有的則更傾向于通過(guò)理論講解來(lái)理解知識(shí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：由于金剛石、石墨和C60是碳的幾種不同的同素異形體，學(xué)生對(duì)它們之間結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的差異可能感到困惑。此外，化學(xué)鍵和分子結(jié)構(gòu)的抽象概念可能讓一些學(xué)生感到難以理解。實(shí)驗(yàn)操作中，如何精確控制條件以觀察不同碳形態(tài)的特性，也可能是學(xué)生面臨的挑戰(zhàn)。因此，教師需要通過(guò)直觀的演示和逐步引導(dǎo)，幫助學(xué)生克服這些困難。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生人手一冊(cè)新教材《化學(xué)上冊(cè)》第6.1節(jié)的內(nèi)容，以便學(xué)生跟隨教材學(xué)習(xí)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備碳的晶體結(jié)構(gòu)、石墨層狀結(jié)構(gòu)的圖片，以及C60分子的三維模型圖，以及展示碳的不同形態(tài)在工業(yè)中的應(yīng)用視頻。

3.實(shí)驗(yàn)器材：提前檢查實(shí)驗(yàn)器材，包括顯微鏡、碳棒、石墨片、金剛石樣品、滴瓶、酒精燈等，確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，讓學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行小組討論；實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)要清潔整齊，確保安全使用。教學(xué)過(guò)程一、導(dǎo)入新課

（一）教師引導(dǎo)

同學(xué)們，今天我們要學(xué)習(xí)的是化學(xué)中一個(gè)非常有趣的主題——“金剛石、石墨和C60”。你們可能對(duì)碳元素不陌生，但是你們知道碳可以以不同的形態(tài)存在嗎？今天，我們就來(lái)揭開碳的神秘面紗。

（二）學(xué)生互動(dòng)

同學(xué)們，你們能想到碳除了我們平時(shí)吃的碳素筆芯，還有哪些形態(tài)嗎？請(qǐng)你們分享一下你們的想法。

二、新課講授

（一）碳的同素異形體

1.教師講解：碳的同素異形體是指同一種元素，由于原子排列方式不同，而具有不同物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的單質(zhì)。碳的同素異形體主要包括金剛石、石墨和C60。

2.學(xué)生探究：請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材，了解金剛石、石墨和C60的基本性質(zhì)，并思考它們之間的區(qū)別。

（二）金剛石

1.教師講解：金剛石是自然界中最硬的物質(zhì)，它的硬度主要來(lái)源于其晶體結(jié)構(gòu)。金剛石的晶體結(jié)構(gòu)是由碳原子以四面體形式排列而成，每個(gè)碳原子與其他四個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵。

2.學(xué)生實(shí)驗(yàn)：同學(xué)們，下面我們來(lái)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，觀察金剛石的硬度。請(qǐng)同學(xué)們用金剛石劃玻璃板，感受一下它的硬度。

（三）石墨

1.教師講解：石墨是碳的一種軟質(zhì)同素異形體，其晶體結(jié)構(gòu)由碳原子以六邊形形式排列而成，每個(gè)碳原子與其他三個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵。

2.學(xué)生實(shí)驗(yàn)：同學(xué)們，接下來(lái)我們觀察石墨的導(dǎo)電性。請(qǐng)同學(xué)們將石墨放在電路中，觀察電路是否導(dǎo)通。

（四）C60

1.教師講解：C60是一種球狀分子，由60個(gè)碳原子組成，形狀類似于足球，因此被稱為“足球烯”。

2.學(xué)生探究：請(qǐng)同學(xué)們查閱教材，了解C60的性質(zhì)和用途。

三、課堂練習(xí)

（一）選擇題

1.下列哪種物質(zhì)是碳的同素異形體？（）

A.碳酸鈣B.石墨C.氧化碳D.二氧化碳

2.金剛石的硬度主要來(lái)源于其（）

A.原子間距離B.原子半徑C.原子質(zhì)量D.原子結(jié)構(gòu)

（二）填空題

1.石墨的晶體結(jié)構(gòu)由碳原子以______形式排列而成。

2.C60是一種______分子，由______個(gè)碳原子組成。

四、課堂小結(jié)

1.教師總結(jié)：今天我們學(xué)習(xí)了碳的同素異形體，包括金剛石、石墨和C60。這些同素異形體具有不同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，它們?cè)诠I(yè)和科技領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

2.學(xué)生回顧：請(qǐng)同學(xué)們回顧本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)，并思考碳的同素異形體在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

五、作業(yè)布置

1.閱讀教材，完成課后練習(xí)題。

2.查閱資料，了解碳的同素異形體在工業(yè)和科技領(lǐng)域的應(yīng)用，下節(jié)課分享給大家。

六、課后反思

1.教師反思：本節(jié)課通過(guò)實(shí)驗(yàn)和多媒體資源，幫助學(xué)生直觀地了解了碳的同素異形體，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力。

2.學(xué)生反思：通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我對(duì)碳的同素異形體有了更深入的了解，也更加熱愛化學(xué)這門學(xué)科。拓展與延伸一、拓展閱讀材料

1.**《碳的奇遇》**

這是一本介紹碳及其同素異形體應(yīng)用的科普讀物，通過(guò)生動(dòng)的故事和插圖，向讀者展示碳的多種形態(tài)如何轉(zhuǎn)化為實(shí)用材料和技術(shù)。閱讀這本書，學(xué)生可以了解碳材料在環(huán)境保護(hù)、新能源和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.**《材料科學(xué)中的碳》**

這本書詳細(xì)介紹了碳材料在材料科學(xué)中的重要性，包括金剛石、石墨和C60等材料的合成方法、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能。適合對(duì)材料科學(xué)感興趣的學(xué)生深入閱讀。

3.**《碳的世界》**

該書以通俗易懂的語(yǔ)言介紹了碳元素的基本知識(shí)，包括碳的化學(xué)性質(zhì)、同素異形體的發(fā)現(xiàn)和分類，以及碳在地球科學(xué)中的地位。適合對(duì)地球科學(xué)和化學(xué)結(jié)合感興趣的學(xué)生。

二、課后自主學(xué)習(xí)和探究

1.**碳的循環(huán)**

學(xué)生可以探究碳在自然界中的循環(huán)過(guò)程，包括碳在植物、動(dòng)物和微生物中的轉(zhuǎn)化，以及碳在空氣、水和土壤中的流動(dòng)?？梢圆殚嗁Y料，了解碳循環(huán)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

2.**碳納米管的潛在應(yīng)用**

碳納米管是一種具有獨(dú)特性能的新型材料，具有極高的強(qiáng)度和導(dǎo)電性。學(xué)生可以研究碳納米管在電子、能源和醫(yī)療領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，并討論其對(duì)社會(huì)的影響。

3.**金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化**

學(xué)生可以研究在實(shí)驗(yàn)室條件下，如何通過(guò)物理或化學(xué)方法將金剛石轉(zhuǎn)化為石墨，或者相反。這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生理解同素異形體之間的相互轉(zhuǎn)化。

4.**C60的合成與結(jié)構(gòu)**

C60（富勒烯）是一種球狀分子，由60個(gè)碳原子組成。學(xué)生可以研究C60的合成方法、分子結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)，以及它作為催化劑的應(yīng)用。

5.**碳纖維的生產(chǎn)和應(yīng)用**

碳纖維是一種高強(qiáng)度、輕質(zhì)的新型材料，廣泛應(yīng)用于航空航天、體育器材和汽車制造等領(lǐng)域。學(xué)生可以研究碳纖維的生產(chǎn)過(guò)程、性能特點(diǎn)和應(yīng)用前景。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論講解相結(jié)合：在講解碳的同素異形體時(shí)，我嘗試將抽象的理論知識(shí)與具體的實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合，讓學(xué)生通過(guò)親自動(dòng)手來(lái)感受和理解碳的不同形態(tài)。

2.多媒體輔助教學(xué)：我使用了多媒體資源，如圖片、視頻和三維模型，來(lái)幫助學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問(wèn)題

1.學(xué)生對(duì)抽象概念理解困難：在講解金剛石和石墨的晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)原子間的共價(jià)鍵和晶體結(jié)構(gòu)的概念理解存在困難。

2.課堂互動(dòng)不足：雖然我嘗試了分組討論和實(shí)驗(yàn)操作，但整體上學(xué)生的參與度和互動(dòng)性還有待提高，課堂氛圍不夠活躍。

3.評(píng)價(jià)方式單一：本節(jié)課的評(píng)價(jià)主要依賴于學(xué)生的課堂表現(xiàn)和練習(xí)題的完成情況，缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)際操作能力和探究能力的全面評(píng)價(jià)。

反思改進(jìn)措施（三）改進(jìn)措施

1.加強(qiáng)概念講解的直觀性：針對(duì)學(xué)生對(duì)抽象概念理解困難的問(wèn)題，我計(jì)劃在今后的教學(xué)中使用更多的模型和類比，幫助學(xué)生更好地理解原子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。

2.增加課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)：為了提高學(xué)生的參與度和互動(dòng)性，我計(jì)劃在課堂上設(shè)計(jì)更多的問(wèn)題和討論環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題并分享自己的觀點(diǎn)。

3.豐富評(píng)價(jià)方式：我將嘗試采用多元化的評(píng)價(jià)方式，包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告、小組討論的表現(xiàn)、課堂參與度等，以更全面地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

4.拓展課外實(shí)踐機(jī)會(huì)：為了讓學(xué)生更好地將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，我計(jì)劃與學(xué)校實(shí)驗(yàn)室合作，為學(xué)生提供更多的實(shí)驗(yàn)操作和探究機(jī)會(huì)。

5.利用信息技術(shù)：我計(jì)劃利用信息技術(shù)，如在線學(xué)習(xí)平臺(tái)和虛擬實(shí)驗(yàn)室，來(lái)輔助教學(xué)，提供更多的學(xué)習(xí)資源和互動(dòng)機(jī)會(huì)。典型例題講解1.**例題**：金剛石和石墨的硬度差異很大，請(qǐng)問(wèn)造成這種差異的主要原因是什么？

**答案**：金剛石和石墨的硬度差異主要原因是它們的晶體結(jié)構(gòu)不同。金剛石中碳原子以四面體結(jié)構(gòu)排列，每個(gè)碳原子與其他四個(gè)碳原子形成強(qiáng)共價(jià)鍵，形成了一個(gè)非常堅(jiān)固的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。而石墨中碳原子以六邊形層狀排列，層與層之間只有弱的范德華力，因此石墨層與層之間容易滑動(dòng)，表現(xiàn)出較軟的性質(zhì)。

2.**例題**：C60分子在化學(xué)性質(zhì)上有哪些特點(diǎn)？

**答案**：C60分子具有獨(dú)特的球狀結(jié)構(gòu)，它的化學(xué)性質(zhì)包括：

-對(duì)環(huán)境穩(wěn)定，不易被氧化或還原。

-具有較高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。

-具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。

-可以作為催化劑或用于材料科學(xué)中。

3.**例題**：石墨烯的發(fā)現(xiàn)對(duì)材料科學(xué)有什么重要意義？

**答案**：石墨烯的發(fā)現(xiàn)對(duì)材料科學(xué)具有重要意義，主要包括：

-提供了一種新型的二維材料，具有極高的強(qiáng)度和導(dǎo)電性。

-為開發(fā)新型電子器件提供了新的材料選擇。

-為能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換技術(shù)提供了新的可能性。

4.**例題**：金剛石和石墨在工業(yè)上有哪些不同的應(yīng)用？

**答案**：金剛石和石墨在工業(yè)上的應(yīng)用各有不同：

-金剛石因其硬度極高，常用于切割、磨削和拋光硬質(zhì)材料。

-石墨因其良好的導(dǎo)電性和潤(rùn)滑性，廣泛應(yīng)用于電池、潤(rùn)滑劑和耐火材料等領(lǐng)域。

5.**例題**：請(qǐng)簡(jiǎn)述C60分子的電子結(jié)構(gòu)。

**答案**：C60分子的電子結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：

-C60分子中的每個(gè)碳原子都參與形成一個(gè)六元環(huán)，共有60個(gè)碳原子，形成了一個(gè)球狀結(jié)構(gòu)。

-每個(gè)碳原子與其他三個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵，分子中的碳原子具有sp2雜化軌道。

-C60分子中的π電子在分子內(nèi)形成離域π電子云，這賦予了C60分子特殊的化學(xué)性質(zhì)。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

今天我們學(xué)習(xí)了碳的同素異形體，包括金剛石、石墨和C60。通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解到：

1.碳的同素異形體是指同一種元素由于原子排列方式不同而具有不同物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的單質(zhì)。

2.金剛石是自然界中最硬的物質(zhì)，其硬度來(lái)源于其晶體結(jié)構(gòu)中的四面體排列和強(qiáng)共價(jià)鍵。

3.石墨是一種軟質(zhì)同素異形體，其層狀結(jié)構(gòu)使其具有良好的導(dǎo)電性和潤(rùn)滑性。

4.C60是一種球狀分子，具有獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)和潛在的應(yīng)用領(lǐng)域。

-碳的同素異形體有哪些？

-金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？

-這些同素異形體在工業(yè)和科技領(lǐng)域有哪些應(yīng)用？

當(dāng)堂檢測(cè)：

1.金剛石和石墨的硬度差異主要是由什么原因造成的？

A.原子間距離不同

B.原子半徑不同

C.原子質(zhì)量不同

D.原子結(jié)構(gòu)不同

2.C60分子的電子結(jié)構(gòu)具有哪些特點(diǎn)？

A.每個(gè)碳原子與其他三個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵

B.π電子在分子內(nèi)形成離域π電子云

C.分子中的碳原子具有sp3雜化軌道

D.分子結(jié)構(gòu)呈層狀排列

3.石墨烯的發(fā)現(xiàn)對(duì)材料科學(xué)有什么重要意義？

A.提供了一種新型的二維材料

B.為開發(fā)新型電子器件提供了新的材料選擇

C.為能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換技術(shù)提供了新的可能性

D.以上都是

請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真思考并回答以上問(wèn)題，這有助于鞏固我們對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的理解。在接下來(lái)的時(shí)間里，我將根據(jù)同學(xué)們的回答進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和講解。板書設(shè)計(jì)①碳的同素異形體

-金剛石：自然界中最硬的物質(zhì)，四面體結(jié)構(gòu)，強(qiáng)共價(jià)鍵。

-石墨：軟質(zhì)同素異形體，層狀結(jié)構(gòu)，弱范德華力。

-C60