九年級(jí)化學(xué)上冊(cè) 第六單元 碳和碳的化合物 課題1 金剛石、石墨、C60教案 （新版）新人教版

九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)第六單元碳和碳的化合物課題1金剛石、石墨、C60教案（新版）新人教版學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來自于九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)第六單元“碳和碳的化合物”課題1“金剛石、石墨、C60”。本節(jié)課主要介紹了金剛石、石墨和C60這三種碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途。

1.金剛石：金剛石是自然界中存在的最硬的物質(zhì)，它由碳原子通過共價(jià)鍵形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成。金剛石具有極高的硬度和熱穩(wěn)定性，因此在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，如切割、磨削和鉆孔等。

2.石墨：石墨是另一種碳單質(zhì)，它的結(jié)構(gòu)是由碳原子形成的層狀六邊形網(wǎng)絡(luò)。石墨具有良好的導(dǎo)電性和潤(rùn)滑性，因此在制造電極、潤(rùn)滑劑和高溫材料等方面有著重要的應(yīng)用。

3.C60：C60是一種由60個(gè)碳原子組成的足球形狀的分子，也被稱為富勒烯。C60具有獨(dú)特的化學(xué)和物理性質(zhì)，如高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性和可燃性，它在材料科學(xué)和超導(dǎo)體領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括以下幾個(gè)方面：

1.科學(xué)探究能力：通過觀察和分析金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的能力，讓他們能夠提出問題、假設(shè)、設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.科學(xué)思維能力：通過比較和對(duì)比金剛石、石墨和C60的性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，讓他們能夠運(yùn)用邏輯推理和批判性思維來解決問題。

3.科學(xué)交流能力：通過小組討論和報(bào)告，培養(yǎng)學(xué)生與他人合作和交流的能力，讓他們能夠表達(dá)自己的觀點(diǎn)、傾聽他人的意見，并進(jìn)行有效的溝通。

4.科學(xué)價(jià)值觀：通過了解金剛石、石墨和C60在工業(yè)和科技領(lǐng)域的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣和好奇心，讓他們能夠理解科學(xué)對(duì)社會(huì)和人類的重要性，并培養(yǎng)他們對(duì)科學(xué)的負(fù)責(zé)任的態(tài)度。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)掌握了化學(xué)的基本概念，如原子、分子和化學(xué)鍵等。他們也應(yīng)該了解了一些基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，如觀察、測(cè)量和實(shí)驗(yàn)操作。

2.學(xué)生的學(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)實(shí)驗(yàn)和探索新知識(shí)通常比較感興趣。他們具有較強(qiáng)的觀察力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ矚g通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)來學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，他們可能更傾向于通過視覺和動(dòng)手操作來學(xué)習(xí)，因此需要教師提供直觀的實(shí)驗(yàn)演示和實(shí)踐活動(dòng)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在學(xué)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容時(shí)，學(xué)生可能會(huì)遇到以下困難和挑戰(zhàn)：

-理解金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：這些概念比較抽象，學(xué)生可能難以理解它們之間的關(guān)系和差異。

-實(shí)驗(yàn)操作和安全意識(shí)：學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)可能不夠熟練，需要教師進(jìn)行指導(dǎo)和糾正。同時(shí)，他們可能對(duì)實(shí)驗(yàn)安全的重要性缺乏意識(shí)，需要教師進(jìn)行安全教育。

-理解和應(yīng)用科學(xué)概念：學(xué)生可能對(duì)科學(xué)概念的理解不夠深入，需要教師通過實(shí)例和實(shí)際應(yīng)用來幫助他們理解和掌握。

教師需要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)者分析，設(shè)計(jì)適合他們的教學(xué)活動(dòng)和策略，以幫助他們克服困難和挑戰(zhàn)，提高他們的學(xué)習(xí)效果。教學(xué)資源1.軟硬件資源：實(shí)驗(yàn)室用具（顯微鏡、試管、燒杯等）、實(shí)驗(yàn)材料（金剛石、石墨、C60樣品等）、投影儀、電腦、白板等。

2.課程平臺(tái)：學(xué)校提供的教學(xué)平臺(tái)，用于上傳教學(xué)材料、布置作業(yè)和交流討論。

3.信息化資源：PPT課件、視頻資料（金剛石、石墨、C60的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)視頻等）、在線學(xué)習(xí)資源（科普文章、研究論文等）。

4.教學(xué)手段：實(shí)驗(yàn)教學(xué)、小組討論、PPT講解、互動(dòng)提問、作業(yè)練習(xí)等。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

教師通過展示金剛石、石墨和C60的圖片，引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考它們的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)。然后，教師提出問題：“你們認(rèn)為金剛石、石墨和C60有什么特殊的性質(zhì)和用途呢？”讓學(xué)生發(fā)表自己的觀點(diǎn)和想法。通過這樣的導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，引發(fā)他們對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的思考。

2.新課講授（15分鐘）

（1）教師首先介紹金剛石的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，通過PPT展示金剛石的晶體結(jié)構(gòu)模型，讓學(xué)生了解金剛石是由碳原子通過共價(jià)鍵形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。然后，教師講解金剛石的高硬度和熱穩(wěn)定性，以及它在工業(yè)上的應(yīng)用，如切割、磨削和鉆孔等。

（2）接著，教師介紹石墨的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，通過PPT展示石墨的層狀結(jié)構(gòu)模型，讓學(xué)生了解石墨是由碳原子形成的層狀六邊形網(wǎng)絡(luò)。然后，教師講解石墨的導(dǎo)電性和潤(rùn)滑性，以及它在制造電極、潤(rùn)滑劑和高溫材料等方面的應(yīng)用。

（3）最后，教師介紹C60的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，通過PPT展示C60的足球形狀模型，讓學(xué)生了解C60是由60個(gè)碳原子組成的分子。然后，教師講解C60的獨(dú)特化學(xué)和物理性質(zhì)，以及它在材料科學(xué)和超導(dǎo)體領(lǐng)域的潛在應(yīng)用前景。

3.實(shí)踐活動(dòng)（10分鐘）

（1）學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察和比較金剛石、石墨和C60的硬度、導(dǎo)電性和燃燒性質(zhì)。教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生的問題，并糾正操作錯(cuò)誤。

（2）學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系。教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維能力，提出合理的解釋和假設(shè)。

（3）學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析，完成作業(yè)練習(xí)，如填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告、回答相關(guān)問題等。教師及時(shí)批改和反饋，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

（1）學(xué)生分組討論金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以及它們?cè)诠I(yè)和科技領(lǐng)域的應(yīng)用。鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和想法，培養(yǎng)他們的科學(xué)交流能力。

（2）學(xué)生分享自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析，討論實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題和解決方法。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)和反思，提高他們的實(shí)驗(yàn)操作能力和問題解決能力。

（3）學(xué)生小組共同完成一份關(guān)于金剛石、石墨和C60的報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)結(jié)果、結(jié)構(gòu)性質(zhì)分析、應(yīng)用前景等內(nèi)容。培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和科學(xué)寫作能力。

5.總結(jié)回顧（5分鐘）

教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容，包括金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途。然后，教師提出問題：“你們認(rèn)為碳的化合物還有哪些潛在的應(yīng)用前景？”讓學(xué)生思考和討論。最后，教師對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)和鼓勵(lì)，總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)成果。

總用時(shí)：45分鐘拓展與延伸1.提供了與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料，包括科普文章、研究論文和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)等。例如，關(guān)于碳納米管的研究進(jìn)展、石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域、C60的合成方法等。這些材料可以幫助學(xué)生更深入地了解碳的化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以及它們?cè)诳萍己凸I(yè)中的應(yīng)用。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究。教師可以提供一些研究性問題或項(xiàng)目，讓學(xué)生通過查閱資料、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和撰寫研究報(bào)告的方式來深入探究。例如，研究碳的化合物在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，如醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等。

3.教師可以組織一些相關(guān)的課外活動(dòng)，如參觀科研機(jī)構(gòu)、邀請(qǐng)專家講座等，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸到碳的化合物的最新研究成果和應(yīng)用案例。

4.鼓勵(lì)學(xué)生參與科學(xué)競(jìng)賽和項(xiàng)目申請(qǐng)，如全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽等，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題和創(chuàng)新項(xiàng)目中。板書設(shè)計(jì)①金剛石：碳原子形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，高硬度、高熱穩(wěn)定性

②石墨：碳原子形成的層狀六邊形網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)電性、潤(rùn)滑性

③C60：碳原子形成的足球形狀分子，獨(dú)特化學(xué)、物理性質(zhì)

2.碳的化合物的應(yīng)用

①金剛石：切割、磨削、鉆孔等工業(yè)應(yīng)用

②石墨：電極、潤(rùn)滑劑、高溫材料等應(yīng)用

③C60：材料科學(xué)、超導(dǎo)體等領(lǐng)域的前景

3.碳的化合物的發(fā)現(xiàn)與研究

①金剛石、石墨的發(fā)現(xiàn)：自然界的觀察與研究

②C60的發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)室合成與研究

③碳納米管、石墨烯等新研究的進(jìn)展

板書設(shè)計(jì)要求簡(jiǎn)潔明了，重點(diǎn)突出，可以使用圖示、模型、符號(hào)等元素，以直觀地展示碳的化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用。同時(shí)，可以通過色彩、字體大小等藝術(shù)手法，增加板書的趣味性和吸引力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)1.課堂小結(jié)

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了金剛石、石墨和C60這三種碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途。金剛石是自然界中存在的最硬的物質(zhì)，由碳原子形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有高硬度和熱穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于工業(yè)切割、磨削和鉆孔等領(lǐng)域。石墨由碳原子形成的層狀六邊形網(wǎng)絡(luò)，具有良好的導(dǎo)電性和潤(rùn)滑性，常用于制造電極、潤(rùn)滑劑和高溫材料。C60是由60個(gè)碳原子組成的足球形狀分子，具有獨(dú)特的化學(xué)和物理性質(zhì)，子在材料科學(xué)和超導(dǎo)體領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景。

2.當(dāng)堂檢測(cè)

（1）填空題

①金剛石的結(jié)構(gòu)是由碳原子通過共價(jià)鍵形成的三維________。

②石墨的結(jié)構(gòu)是由碳原子形成的________狀六邊形網(wǎng)絡(luò)。

③C60是由________個(gè)碳原子組成的分子。

（2）選擇題

下列關(guān)于金剛石、石墨和C60的描述，正確的是________。

A.金剛石是自然界中存在的最軟的物質(zhì)

B.石墨具有良好的導(dǎo)電性和潤(rùn)滑性

C.C60具有高硬度和熱穩(wěn)定性

D.金剛石、石墨和C60都是碳的同素異形體

（3）簡(jiǎn)答題

請(qǐng)簡(jiǎn)述金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途。課后作業(yè)1.實(shí)驗(yàn)報(bào)告

請(qǐng)根據(jù)課堂實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，撰寫一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

2.結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分析

分析金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系，并舉例說明其他碳單質(zhì)可能存在的性質(zhì)。

3.應(yīng)用前景討論

討論金剛石、石墨和C60在未來的應(yīng)用前景，如新材料研發(fā)、能源領(lǐng)域等，并給出自己的觀點(diǎn)和理由。

4.科普文章寫作

撰寫一篇科普文章，向非專業(yè)人士介紹金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用，要求語言通俗易懂，條理清晰。

5.研究性學(xué)習(xí)項(xiàng)目

選擇一種碳單質(zhì)，如碳納米管或石墨烯，進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)項(xiàng)目。通過查閱資料、實(shí)驗(yàn)探究和撰寫研究報(bào)告，深入了解其在科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用中的最新進(jìn)展。

舉例題型：

1.實(shí)驗(yàn)報(bào)告示例：

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河^察金剛石、石墨和C60的硬度。

實(shí)驗(yàn)步驟：

-分別取適量金剛石、石墨和C60放入三個(gè)不同容器中。

-使用硬度計(jì)分別測(cè)量金剛石、石墨和C60的硬度。

-記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行分析。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：金剛石的硬度最高，石墨次之，C60硬度最低。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：金剛石、石墨和C60的硬度與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，金剛石的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使其具有最高的硬度。

2.結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分析示例：

金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)分別為三維網(wǎng)絡(luò)、層狀六邊形網(wǎng)絡(luò)和足球形狀分子。根據(jù)它們的結(jié)構(gòu)，我們可以推測(cè)金剛石具有高硬度和熱穩(wěn)定性，石墨具有良好的導(dǎo)電性和潤(rùn)滑性，C60可能具有獨(dú)特的化學(xué)反應(yīng)性和物理性質(zhì)。

3.應(yīng)用前景討論示例：

金剛石在未來的應(yīng)用前景非常廣泛，可以用于制造超級(jí)硬材料，提高工業(yè)切割、磨削和鉆孔的效率。石墨烯在能源領(lǐng)域具有巨大的潛力，可以用于制造超級(jí)電容器和鋰離子電池，提供更高的能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換效率。

4.科普文章寫作示例：

金剛石、石墨和C60是碳的三種不同單質(zhì)，它們?cè)谖覀兊纳钪杏兄鴱V泛的應(yīng)用。金剛石是最硬的天然物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)切割、磨削和鉆孔等領(lǐng)域。石墨具有良好的導(dǎo)電性和潤(rùn)滑性，常用于制造電極、潤(rùn)滑劑和高溫材料。而C60則是一種足球形狀的分子，具有獨(dú)特的化學(xué)和物理性質(zhì)，子在材料科學(xué)和超導(dǎo)體領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景。

5.研究性學(xué)習(xí)項(xiàng)目示例：

本研究性學(xué)習(xí)項(xiàng)目以碳納米管為主題。首先，通過查閱資料了解碳納米管的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和制備方法。然后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，如通過化學(xué)氣相沉積法制備碳納米管，并觀察其物理性質(zhì)。最后，撰寫研究報(bào)告，總結(jié)碳納米管的最新研究進(jìn)展及其在電子器件、能源和環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用前景。教學(xué)反思今天，我教授了關(guān)于金剛石、石墨和C60的課，學(xué)生們對(duì)碳的化合物表現(xiàn)出濃厚的興趣。在導(dǎo)入新課時(shí)，我通過展示金剛石、石墨和C60的圖片，成功吸引了學(xué)生的注意力。他們開始思考這些碳單質(zhì)的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，從而為后續(xù)的教學(xué)內(nèi)容奠定了基礎(chǔ)。

在新課講授過程中，我通過PPT展示了金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)模型，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)視頻，讓學(xué)生更直觀地了解它們的性質(zhì)和用途。我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中表現(xiàn)出了很高的參與度和積極性。他們通過親手操作，觀察和比較了金剛石、石墨和C60的硬度、導(dǎo)電性和燃燒性質(zhì)。在這個(gè)過程中，我鼓勵(lì)他們提出問題并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而培養(yǎng)了他們的科學(xué)思維能力。

在小組討論環(huán)節(jié)，學(xué)生們表現(xiàn)出了良好的合作精神和交流能力。他們分享了自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析，討論了實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題和解決方法。這有助于提高他們的實(shí)驗(yàn)操作能力和問題解決能力。

最后，在總結(jié)回