资源简介

第六单元 碳和碳的氧化物
课时主题 第1课时 《碳单质的多样性》教学设计
课型 新授课 章/单元复习课□专题复习课□习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□
1.课时学习目标 1.通过几个分组实验学习金刚石、石墨、木炭和活性炭的性质和主要用途，知道同一种元素也可以组成不同的物质。 2.通过对金刚石和石墨中空间结构、木炭、活性炭结构的分析、知道物质的结构、性质和用途之间的相互关系。 3.通过对C60、石墨烯等新物质的渗透学习，开拓视野，感受碳单质在未来社会的应用价值，培养化学服务 社会的科学态度和社会责任。
2.课时评价任务 (1)学习金刚石、石墨、木炭和活性炭的性质和主要用途，并独立完成练习1(检测目标1) (2)知道结构决定性质，性质决定用途这一思想，并独立完成练习2(检测目标2) (3)学习C60、碳纳米管、石墨烯等新物质的结构、性质和用途，并独立完成练习3(检测目标3)
3.课时学习内容分析 本节课主要从物质多样性的视角介绍了金刚石、石墨和C60在硬度、导电性等物理性质上的差异，穿插介绍活性炭的吸附性等相关内容，又从化学学科未来发展的视介绍新型碳材料、碳纳米管、石墨烯在超导、强度等方面的优异性能以及未来广泛的用途。
4.课时重点难点 本节课重点是理解金刚石、石墨、活性炭等碳单质的物理性质及用途；难点是树立同种元素可以组成不同物质的化学观念，构建“结构一性质一用途”的物构观。
5.课时学生实际水平 本课时属于人教版《化学》九年级上册第6单元课题1第一课时的内容，学生在生活中常见铅笔芯、钻石、玻璃刀等物品，具有一定的生活经验储备，同时在第四单元净水处已学过活性炭可以吸附色素和异味，利于学生更好的了解和学习本节课的内容，但是学生并不能系统概括金刚石、石墨以及C60的物理性质以及其他碳元素单质及其化合物的性质和用途，以及金刚石、石墨和C60的结构、性质、用途间的关系同学们还未建立，学习时还需加深这部分知识的认知，构建物化观，同时碳材料在生活生产中应用相当广泛，尤其2022北京冬奥会上碳材料发挥出了强大的功能，应穿插于课中，加强爱国教育和社会责任感教育。
6.课前准备 (1)教师用具：多媒体课件 (2)视频资料：北京冬奥会中保暖颁奖礼服介绍、一支铅笔点亮了整个微型城市、清华大学“神奇的碳”三个视频 (3)金刚石、石墨和C60的结构模型 (4)分组实验6组 实验用品：玻璃片、小刀、玻璃刀、石墨棒、小灯泡导线、开关、注射器、棉花、小烧杯 药品：黄冰糖水、木炭、活性炭
7.学习过程设计 教师活动 学生活动
环节一：从身边实例出发，引出新课
教师活动1 讲解北京冬奥会中石墨烯所做贡献 播放视频，引出课题 学生活动1 观看视频：碳材料家族——石墨烯在冬奥会上贡献。 问题：石墨烯是碳元素组成的一种单质，碳材料家族中还有哪些也是质呢 金刚石、石墨和C60 【活动意图】通过冬奥会中石墨烯所做的巨大贡献，引入碳材料家族中另三种单质：金刚石、石墨和C60的学习，同时培养学生热爱科学、学习化学的热情。
环节二：探性质 知用途
教师活动2 展示钻石戒指实物 引导学生观察 指导操作，强调安全引导分析总结 展示一支铅笔，可以干些什么呢 以画画、写字…… 播放“一支铅笔点亮了整个微型城市”的短视频 引导学生设计实验证明石墨的物理性质。 指导实验，观察现象得出结论，总结石墨的性质 指导实验，观察现象得出结论，总结石墨的性质 学生活动2 学习任务1：观察钻石戒指实物，总结金刚石的物理性质。 小组代表回答：无色透明正八面体的固体 实验1：分组实验，用小刀和玻璃刀切割相同的玻璃片 操作要求：每个小组派两位同学分别用小刀和玻璃刀切割相同的两片玻璃片，观察现象，得出结论。 小组代表回答：小刀在玻璃片上无划痕 玻璃刀在玻璃片上有划痕一一金刚石硬度大可以切割 归纳总结： 观看“一支铅笔点亮了整个微型城市”的短视频，思考这是为什么？ 小组代表回答：铅笔芯的主要成分是石墨和黏土，其中的石墨具有导电性。 学习任务2：分组实验，探究石墨的物理性质 实验2： (1)观察石墨棒的颜色、光泽度和状态并记录； (2)小刀轻轻的刮下一些石墨，摸一摸并记录。 小组代表回答：石墨深灰色、有金属光泽、不透明固体，质软，有金属光泽。 实验3： (1)将导线夹在石墨棒的两端(实验装置见图)； (2)合上闸刀开关，观察灯泡亮度； 小组代表回答：小灯泡发亮，说明石墨有导电性归纳总结： 学习任务3：分组实验：探究木炭和活性炭的吸附性 实验4： (1)取一支塞有棉花的注射器，拉出活塞，倒入20mL黄冰糖水，用干净烧杯接推出的糖水，观察所得糖水的颜色； (2)另取一支塞有棉花和木炭(或活性炭)的注射器，重复上述操作，观察颜色。 (3)对比两烧杯中糖水的颜色，得出结论。 小组代表回答：木炭(或活性炭)具有吸附性 归纳小结：
独立完成点拨评价 【练习1】性质决定用途。下列关于物质用途的叙述中正确的打“ ” 【检测目标1】 ①炭黑可制成油墨() ②干电池里的电极是由石墨制成的() ③活性炭可在防毒面具中吸附毒气() ④制糖工业中用C 脱色制白糖() ⑤金刚石可用来切割大理石() ⑥用炭粉和铅可制成铅笔芯()
活动意图说明：通过几个分组实验操作观察现象、质疑结果、顿悟，将课堂还给学生，有利于引导学生利用所学化学知识来解决实际问题，有助于建立学生的实验自信，使其体验到学习能渗透证据推理的核心素养。
环节三：探结构 明原因
教师活动3 提出问题，展示模型引导分析，得出结论 提出问题 投影结构图示 引导分析，得出结论 独立完成 点拨评价 学生活动3 学习任务1：探究金刚石和石墨物理性质差异大的原因 实验1：观察老师为每个小组提供的金刚石和石墨的模型，并动手推的有何不同。 小组代表回答：石墨的结构可以轻易调动，而金刚石的结构很稳固。 归纳总结：金刚石和石墨物理性质差异大的原因：碳原子排列方 式不同。 学习任务2：探究活性炭、木炭有吸附性的原因 投影展示：活性炭、木炭显微镜下结构 小组代表回答：活性炭、木炭具有疏松多孔的结构 归纳总结： 【练习2】金刚石、石墨都是碳元素组成的单质，化学性质相同而物理性质不同的原因是( )【检测目标2】 A.原子最外层电子数相同 B.同种元素组成，但原子排列不同 C.都是碳元素组成 D.原子的相对原子质量相同
活动意图说明：学生动手、观察结构、联系实际，逐渐形成“结构 -性质 -用途”思维到理性认识事物的过程，培养证据推理意识。
环节四：渗透前沿，开阔视野
教师活动4 老师讲解，随着科技进步，新型 碳材料也逐渐被发现，科学家正在通过新技术手段改变碳单质的结构，合成人类社会所需要的碳单质，增强学生的科学探索精神 独立完成点拨评价 学生活动4 学习任务1：碳元素另一种结构不同的单质——C60 多媒体展示：C60的结构，以及在超导、催化等方面的特性。 老师讲解：碳材料是唯一一种两次涉及诺贝尔奖的材料。除了C60外的物质——石墨烯，也称单层石墨片。 新闻报道：播放英国科学家用胶带“拈”出石墨烯，并由此获得诺贝奖。 多媒体展示：播放清华大学神奇的碳的视频，让学生认识石墨烯在强度、曲面屏，可穿戴设备，电池等方面的用途。 【练习3】中国年轻学者曹原，因对石墨烯超导的重大发现，单层石墨称为石墨烯，这种“只有一个碳原子为是目前世界上最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料，下列述中不正确的是( ) 【检测目标3】 A.石墨烯完全燃烧的产物为 CO B.石墨烯属于单质 C.石墨烯具有导电性 D.石墨烯中碳元素的化合价为+4
活动意图说明：知识拓展，揭示科学技术进步推动社会发展，培养学生“探究与创新意识、科学态度与社会责任”核心素养，渗透化学学习更高层次的价值追求。
环节五：归纳总结
通过本节课的学习，你有什么收获
环节六：板书设计
环节七：作业与检测
1.【检测目标1】请将下面左列和右列的相关内容用短线连接起来。 金刚石硬度大 冰箱除味剂 石墨导电性能好 切割玻璃 活性炭有吸附性 干电池电极 2.【检测目标3】单层石墨成为石墨烯，这种“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为是目前世界上最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料，下列关于石墨烯的叙述中正确的是( ) A.石墨烯的化学式为C B.石墨烯的硬度小于金刚石 C.石墨烯属于化合物 D.石墨烯中碳元素的化合价为+4 3.【检测目标2】如图所示是甲、乙两种物质的结构示意图，图中小圆圈均代表碳原子。这两种物质在氧气中完全燃烧后的产物都是二氧化碳，但它们的物理性质却明显不同，如导电性、硬度等。据此，下列说法错误的是 ( ) A.甲、乙两种物质中的碳原子大小相同 B.甲、乙两种物质都是碳单质 C.甲、乙两种物质中原子的空间排列方式不同 D.将甲、乙两种物质混合后得到的是纯净物 4.【检测目标1、2、3】体会内在联系，填写下表内容。 物质名称(1) 石墨 组成元素CC微观结构模型物质性质颜色无色黑色硬度(2) 小导电性不导电(3) 用途制作钻石、切割玻璃等(4) (写出一种)

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