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人教版九年级上册课题1 金刚石、石墨和C60公开课教学设计及反思
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这是一份人教版九年级上册课题1 金刚石、石墨和C60公开课教学设计及反思，共7页。教案主要包含了教材分析，学情分析，教学目标，课型，课时，教学重点，教学难点，教具等内容，欢迎下载使用。
第五章 燃料
第二节 组成燃料的主要元素---碳
西安市铁一中学
沙 靖
一、教材分析
本节课是粤教版义务教育课程标准实验教科书第五章《燃料》中的第二节《组成燃料的主要元素---碳》，主旨是学习金刚石和石墨、C60等碳单质的物理性质和用途、无定形碳的性质和用途和碳单质的化学性质，激发学生学习化学的兴趣，使学生认识到化学在促进社会发展和提高人类生活质量方面的重要作用，知道一种元素可以组成多种单质，为以后学习同素异形体打下基础。教材内容在呈现方式上注意把教学情境和学生生活实际相联系， 既介绍了日常生活中常见的含碳物质，如玻璃刀、铅笔芯、电车电刷等，又引入了一些高新科技材料，如人造金刚石、纳米碳管等。教材图文并茂，为开展教学提供了良好的依据和条件。学习碳及其氧化物的性质以及它们之间的衍变关系，为以后学习燃料及其利用、酸和碱、盐和化肥等内容打下一定基础，具有承上启下的地位。
二、学情分析
学生已有的生活经验使他们已经获得了一些有关碳单质的感性认识，通过本节课的学习，使学生建立“结构——性质——用途”三者之间的联系即构成本课题的重要认知目标。在技能方面，学生已有一定的基本操作能力，并能设计简单的实验，通过本课题的学习，可以强化他们已有的知识和技能，激发学习兴趣，提高学生自主、合作、探究学习的能力，使学生真正把化学和生活联系起来。
三、教学目标
【知识与技能】
（1）掌握金刚石、石墨等碳单质的物理性质和用途，知道由碳元素可以组成不同的单质。
（2）知道无定形碳是由细小的石墨晶体和杂质组成的，了解木炭、活性炭具有吸附性及原因。
（3）了解碳和一氧化碳的燃烧及其产物，知道完全燃烧和不完全燃烧的含义。
【过程与方法】
（1）通过对几种常见碳单质的结构、性质和用途的学习，建构“结构—性质—用途”三者之间的思维关系模型。
（2）通过木炭、活性炭对红墨水的吸附实验，学会用对比实验的方法来解决实际问题。
（3）通过对碳单质物理性质的探究，激发学生的创新意识，培养学生的观察能力、实验能力及运用比较、归纳的方法对知识进行分析、整理、加工的能力。
【情感态度与价值观】
（1）通过碳单质的学习，引导学生以发展的观点看待我们所处的物质世界，培养学生的辩证唯物主义的观点和关注社会的责任感。
（2）使学生感受科学探究的乐趣，树立科学观念。
（3）通过对碳单质化学性质和用途的学习，使学生感受化学与生活息息相关，进一步增强他们学习化学的兴趣。
四、课型
新授课
五、课时
第一课时
六、教学重点
（1）金刚石、石墨等碳单质物理性质和用途。
（2）碳和一氧化碳的性质。
七、教学难点
（1）金刚石、石墨物理性质存在差异的原因。
（2）碳的完全燃烧和不完全燃烧及碳与其氧化物的转化。
八、教具
多媒体课件、石墨棒、小刀、导线、干电池、铅笔芯、小灯泡、玻璃、玻璃刀、木炭、活性炭、焦炭、石墨、不同类型的铅笔、金刚石、石墨、C60模型等。
九、教学方法
实验探究、启发讨论、归纳法、比较法、分析法
十、教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
【创设情境】同学们，请大家回想一下，什么是单质？一种元素只能形成一种单质吗？
【引课】今天我们将要认识的碳氏兄弟都是由碳元素组成的，下面，请大家跟我一起走进碳府，认识一下各有千秋的碳氏兄弟。
【板书】5.2组成燃料的主要元素---碳
学生回忆单质的概念、举出所知道的单质并对其进行分类。
从学生已有的知识出发,建构新的知识
【投影展示】金刚石的图片
【板书】一、金刚石的物理性质
【提问】同学们见过金刚石吗? 能举出一些金刚石存在的例子吗？
学生思考并回答：钻戒、玻璃刀
为学生创设一个最佳的心理和认知环境，激发学习兴趣
【提问】1、为什么金刚石可以用于制造钻戒和项链？
2、玻璃刀是用于做什么的？为什么玻璃刀可以切割玻璃？
学生思考后回答
用玻璃刀切割玻璃
从学生已有的生活经验出发，通过金刚石的用途推出其物理性质
【过渡】要求学生总结金刚石的物理性质。
【总结、板书】从颜色、状态、光泽、硬度方面总结。
总结金刚石的物理性质
直奔主题
【过渡】刚才我们所认识和了解的是碳氏家族中的一员—金刚石，在碳氏家族中，它还有一孪生兄弟—石墨，那么它和金刚石有什么不同呢？下面，我们就一起来领略石墨兄弟的风采。
【投影展示】 石墨的图片
【板书】二、石墨的物理性质
【提问】石墨的颜色？状态？
【创设情境】显然，与璀璨夺目的金刚石相比，石墨逊色不少，它是一种深灰色的片状固体，略有金属光泽。在生活中，我们经常见到石墨，你们知道是什么？
学生回答问题
回答石墨的存在：铅笔芯、电极等
初步认识金刚石和石墨的不同之处。
【观察与问题】那么，石墨还有哪些物理性质呢？请对照金刚石的物理性质或参考投影仪上提出的问题，推测石墨的物理性质。
1、石墨坚硬吗？
2、石墨的导电性如何？
【板书】二、石墨的物理性质
学生根据金刚石的物理性质推测石墨的物理性质。
培养学生分析问题的能力。
【假设与预测】首先请各位同学先进行猜测，并写在学案上，然后根据猜测设计实验方案，并讨论方案是否可行。
【实验与事实】要求学生对方案进行评价，采纳后进行实验，记录实验现象。
【解释与结论】学生根据实验现象，得出石墨的物理性质。
【反思与评价】为什么石墨可以做铅笔芯？为什么石墨可以做电极？
【表达与交流】1、生锈的铁锁难以打开，把少许铅笔芯粉末放进锁眼，钥匙转动几下即可打开，说明石墨有何性质？
2、为什么用石墨做成的坩埚可以用于冶炼熔点较高的金属？
【总结、板书】石墨的物理性质
【巩固训练】连连看
【提问】这对碳氏兄弟都是由碳元素组成的单质，它们的用途一样吗？
【过渡】为什么二者在性质上有如此大的差别呢？
学生根据提出的假设、设计实验方案、表达交流。
进行实验验证、记录实验现象、得出结论。
了解铅笔芯的成分以及石墨炸弹的应用
依据石墨的用途，继续认识石墨的物理性质。
学生对比金刚石的物理性质，总结石墨的物理性质
学生完成
学生对比二者的用途，掌握性质和用途的关系。
让学生在观察与讨论中发现问题、提出问题、解决问题，从中培养科学观察、规范表达和分析问题的能力。
【讲述】金刚石中每个碳原子都与其他碳原子紧密相连，构成一个立体网状结构，因此，金刚石硬度大，而石墨中的碳原子是层与层排列，层与层间的作用力很弱，就像两本书一样，在外界作用力下，层和层之间很容易交错开，因此，石墨比较软，又因为层与层间有自由移动的电子，因此，石墨具有导电性。由此看来，二者在性质上的差异，是由于其结构不同的原因，性质不同，用途也就不一样。
理解金刚石与石墨物理性质不同的原因
建构“结构—性质—用途”三者之间的思维关系模型。
【过渡】两兄弟一个璀璨夺目，一个平凡多能，那么，我们能不能想办法将平凡多能的石墨变成璀璨夺目的金刚石呢？
【播放视频】“人造金刚石”
【介绍】“金刚石薄膜”
观看视频
使学生感受化学对社会发展的影响。
【创设情境】金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，近些年，人类通过自己的智慧，为碳氏家族增添了一些的“生命”--富勒烯，它们的代表就是C60。
【展示】C60分子的结构
【讲解】C60广泛的应用前景，除C60外，科学家又合成了C70、C240、C540，上世纪末，科学家又进一步合成了碳纳米管以及单层石墨片
（简单介绍碳纳米管）。
【结课】随着科学技术的发展，碳单质不断被发现，碳单质的用途也将不断扩大。
认识、了解
通过C60、碳纳米管的学习，拓展课堂学习，开阔学生视野，了解化学对社会的发展起着非常重要的作用。
【过渡】在生活中，我们很少能见到纯的石墨，它总是和一些杂质混合，形成了多种多样的无定形碳，如木炭、活性炭、炭黑、焦炭等。
【介绍】1、木炭：普通木炭经隔绝空气加热而成，它仍保留了木材的疏松孔状结构，因此具吸附作用，如农家水库的消毒。
【实验】演示木炭的吸附作用
2、活性炭：将木炭经高温高压，用水冲击，使其结构更加疏松多孔，因此，吸附性强于木炭，常用做冰箱除臭剂、工业糖的脱色剂等，设计师们，将它雕成艺术品，摆放在家中，不但美观，还有“空气净化管家”的美称。
【展示】防毒面具，让学生看活性炭。
【实验】活性炭的吸附作用
【展示】各种炭雕作品
3、焦炭：由于其燃烧热值高，除了作为燃料外，还用于冶炼金属。
4、炭黑：是含碳物质的不完全燃烧（演示：用蜡烛熏蒸发皿底部），如锅黑，在橡胶中加入炭黑，可增强橡胶的耐磨性；时隔多年的国画，颜色至今仍保持完好，由于常温下碳的化学性质稳定。
【演示实验】（演示实验：用蜡烛熏蒸发皿底部）
学生活动：认识这四种物质
知道无定形碳的用途
通过实物展示、课堂演示实验等活动，引导学生探讨与研究，提高学生对化学的好奇心及探究欲。
联系生活和学习中所熟知的事实，了解无定形碳在生活中的应用，并将所学知识运用于社会中解决问题。
通过紧密联系实际，培养学生关心社会、关心自然的情感。
【创设情境】时隔多年的国画，颜色至今仍保持完好，为什么？
【过渡】常温下碳的化学性质稳定。碳在点燃条件下，会发生什么反应呢？
【指导阅读、总结板书】
三、碳单质的化学性质
1、稳定性 2、与氧气反应
3、与二氧化碳反应
【小结】“碳三角”之间的转化
学生思考讨论后回答，掌握碳的化学性质。
回忆碳在氧气中燃烧的实验，总结相关性质。
感受化学与生活息息相关、处处离不开化学，进一步增强他们学习化学的兴趣。
板书设计
5.2组成燃料的主要元素---碳
一、金刚石的物理性质 二、石墨的物理性质
1、无色透明、正八面体形状的固体 1、深灰色、片状固体
2、折光性强、光彩夺目 2、略有金属光泽
3、坚硬 3、质软 5、滑腻
4、不导电 4、导电 6、耐高温
三、碳单质的化学性质
1、常温化学性质稳定 2、与氧气反应 3、与二氧化碳反应
第五章 燃料
第二节 组成燃料的主要元素---碳
西安市铁一中学
沙 靖
一、教材分析
本节课是粤教版义务教育课程标准实验教科书第五章《燃料》中的第二节《组成燃料的主要元素---碳》，主旨是学习金刚石和石墨、C60等碳单质的物理性质和用途、无定形碳的性质和用途和碳单质的化学性质，激发学生学习化学的兴趣，使学生认识到化学在促进社会发展和提高人类生活质量方面的重要作用，知道一种元素可以组成多种单质，为以后学习同素异形体打下基础。教材内容在呈现方式上注意把教学情境和学生生活实际相联系， 既介绍了日常生活中常见的含碳物质，如玻璃刀、铅笔芯、电车电刷等，又引入了一些高新科技材料，如人造金刚石、纳米碳管等。教材图文并茂，为开展教学提供了良好的依据和条件。学习碳及其氧化物的性质以及它们之间的衍变关系，为以后学习燃料及其利用、酸和碱、盐和化肥等内容打下一定基础，具有承上启下的地位。
二、学情分析
学生已有的生活经验使他们已经获得了一些有关碳单质的感性认识，通过本节课的学习，使学生建立“结构——性质——用途”三者之间的联系即构成本课题的重要认知目标。在技能方面，学生已有一定的基本操作能力，并能设计简单的实验，通过本课题的学习，可以强化他们已有的知识和技能，激发学习兴趣，提高学生自主、合作、探究学习的能力，使学生真正把化学和生活联系起来。
三、教学目标
【知识与技能】
（1）掌握金刚石、石墨等碳单质的物理性质和用途，知道由碳元素可以组成不同的单质。
（2）知道无定形碳是由细小的石墨晶体和杂质组成的，了解木炭、活性炭具有吸附性及原因。
（3）了解碳和一氧化碳的燃烧及其产物，知道完全燃烧和不完全燃烧的含义。
【过程与方法】
（1）通过对几种常见碳单质的结构、性质和用途的学习，建构“结构—性质—用途”三者之间的思维关系模型。
（2）通过木炭、活性炭对红墨水的吸附实验，学会用对比实验的方法来解决实际问题。
（3）通过对碳单质物理性质的探究，激发学生的创新意识，培养学生的观察能力、实验能力及运用比较、归纳的方法对知识进行分析、整理、加工的能力。
【情感态度与价值观】
（1）通过碳单质的学习，引导学生以发展的观点看待我们所处的物质世界，培养学生的辩证唯物主义的观点和关注社会的责任感。
（2）使学生感受科学探究的乐趣，树立科学观念。
（3）通过对碳单质化学性质和用途的学习，使学生感受化学与生活息息相关，进一步增强他们学习化学的兴趣。
四、课型
新授课
五、课时
第一课时
六、教学重点
（1）金刚石、石墨等碳单质物理性质和用途。
（2）碳和一氧化碳的性质。
七、教学难点
（1）金刚石、石墨物理性质存在差异的原因。
（2）碳的完全燃烧和不完全燃烧及碳与其氧化物的转化。
八、教具
多媒体课件、石墨棒、小刀、导线、干电池、铅笔芯、小灯泡、玻璃、玻璃刀、木炭、活性炭、焦炭、石墨、不同类型的铅笔、金刚石、石墨、C60模型等。
九、教学方法
实验探究、启发讨论、归纳法、比较法、分析法
十、教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
【创设情境】同学们，请大家回想一下，什么是单质？一种元素只能形成一种单质吗？
【引课】今天我们将要认识的碳氏兄弟都是由碳元素组成的，下面，请大家跟我一起走进碳府，认识一下各有千秋的碳氏兄弟。
【板书】5.2组成燃料的主要元素---碳
学生回忆单质的概念、举出所知道的单质并对其进行分类。
从学生已有的知识出发,建构新的知识
【投影展示】金刚石的图片
【板书】一、金刚石的物理性质
【提问】同学们见过金刚石吗? 能举出一些金刚石存在的例子吗？
学生思考并回答：钻戒、玻璃刀
为学生创设一个最佳的心理和认知环境，激发学习兴趣
【提问】1、为什么金刚石可以用于制造钻戒和项链？
2、玻璃刀是用于做什么的？为什么玻璃刀可以切割玻璃？
学生思考后回答
用玻璃刀切割玻璃
从学生已有的生活经验出发，通过金刚石的用途推出其物理性质
【过渡】要求学生总结金刚石的物理性质。
【总结、板书】从颜色、状态、光泽、硬度方面总结。
总结金刚石的物理性质
直奔主题
【过渡】刚才我们所认识和了解的是碳氏家族中的一员—金刚石，在碳氏家族中，它还有一孪生兄弟—石墨，那么它和金刚石有什么不同呢？下面，我们就一起来领略石墨兄弟的风采。
【投影展示】 石墨的图片
【板书】二、石墨的物理性质
【提问】石墨的颜色？状态？
【创设情境】显然，与璀璨夺目的金刚石相比，石墨逊色不少，它是一种深灰色的片状固体，略有金属光泽。在生活中，我们经常见到石墨，你们知道是什么？
学生回答问题
回答石墨的存在：铅笔芯、电极等
初步认识金刚石和石墨的不同之处。
【观察与问题】那么，石墨还有哪些物理性质呢？请对照金刚石的物理性质或参考投影仪上提出的问题，推测石墨的物理性质。
1、石墨坚硬吗？
2、石墨的导电性如何？
【板书】二、石墨的物理性质
学生根据金刚石的物理性质推测石墨的物理性质。
培养学生分析问题的能力。
【假设与预测】首先请各位同学先进行猜测，并写在学案上，然后根据猜测设计实验方案，并讨论方案是否可行。
【实验与事实】要求学生对方案进行评价，采纳后进行实验，记录实验现象。
【解释与结论】学生根据实验现象，得出石墨的物理性质。
【反思与评价】为什么石墨可以做铅笔芯？为什么石墨可以做电极？
【表达与交流】1、生锈的铁锁难以打开，把少许铅笔芯粉末放进锁眼，钥匙转动几下即可打开，说明石墨有何性质？
2、为什么用石墨做成的坩埚可以用于冶炼熔点较高的金属？
【总结、板书】石墨的物理性质
【巩固训练】连连看
【提问】这对碳氏兄弟都是由碳元素组成的单质，它们的用途一样吗？
【过渡】为什么二者在性质上有如此大的差别呢？
学生根据提出的假设、设计实验方案、表达交流。
进行实验验证、记录实验现象、得出结论。
了解铅笔芯的成分以及石墨炸弹的应用
依据石墨的用途，继续认识石墨的物理性质。
学生对比金刚石的物理性质，总结石墨的物理性质
学生完成
学生对比二者的用途，掌握性质和用途的关系。
让学生在观察与讨论中发现问题、提出问题、解决问题，从中培养科学观察、规范表达和分析问题的能力。
【讲述】金刚石中每个碳原子都与其他碳原子紧密相连，构成一个立体网状结构，因此，金刚石硬度大，而石墨中的碳原子是层与层排列，层与层间的作用力很弱，就像两本书一样，在外界作用力下，层和层之间很容易交错开，因此，石墨比较软，又因为层与层间有自由移动的电子，因此，石墨具有导电性。由此看来，二者在性质上的差异，是由于其结构不同的原因，性质不同，用途也就不一样。
理解金刚石与石墨物理性质不同的原因
建构“结构—性质—用途”三者之间的思维关系模型。
【过渡】两兄弟一个璀璨夺目，一个平凡多能，那么，我们能不能想办法将平凡多能的石墨变成璀璨夺目的金刚石呢？
【播放视频】“人造金刚石”
【介绍】“金刚石薄膜”
观看视频
使学生感受化学对社会发展的影响。
【创设情境】金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，近些年，人类通过自己的智慧，为碳氏家族增添了一些的“生命”--富勒烯，它们的代表就是C60。
【展示】C60分子的结构
【讲解】C60广泛的应用前景，除C60外，科学家又合成了C70、C240、C540，上世纪末，科学家又进一步合成了碳纳米管以及单层石墨片
（简单介绍碳纳米管）。
【结课】随着科学技术的发展，碳单质不断被发现，碳单质的用途也将不断扩大。
认识、了解
通过C60、碳纳米管的学习，拓展课堂学习，开阔学生视野，了解化学对社会的发展起着非常重要的作用。
【过渡】在生活中，我们很少能见到纯的石墨，它总是和一些杂质混合，形成了多种多样的无定形碳，如木炭、活性炭、炭黑、焦炭等。
【介绍】1、木炭：普通木炭经隔绝空气加热而成，它仍保留了木材的疏松孔状结构，因此具吸附作用，如农家水库的消毒。
【实验】演示木炭的吸附作用
2、活性炭：将木炭经高温高压，用水冲击，使其结构更加疏松多孔，因此，吸附性强于木炭，常用做冰箱除臭剂、工业糖的脱色剂等，设计师们，将它雕成艺术品，摆放在家中，不但美观，还有“空气净化管家”的美称。
【展示】防毒面具，让学生看活性炭。
【实验】活性炭的吸附作用
【展示】各种炭雕作品
3、焦炭：由于其燃烧热值高，除了作为燃料外，还用于冶炼金属。
4、炭黑：是含碳物质的不完全燃烧（演示：用蜡烛熏蒸发皿底部），如锅黑，在橡胶中加入炭黑，可增强橡胶的耐磨性；时隔多年的国画，颜色至今仍保持完好，由于常温下碳的化学性质稳定。
【演示实验】（演示实验：用蜡烛熏蒸发皿底部）
学生活动：认识这四种物质
知道无定形碳的用途
通过实物展示、课堂演示实验等活动，引导学生探讨与研究，提高学生对化学的好奇心及探究欲。
联系生活和学习中所熟知的事实，了解无定形碳在生活中的应用，并将所学知识运用于社会中解决问题。
通过紧密联系实际，培养学生关心社会、关心自然的情感。
【创设情境】时隔多年的国画，颜色至今仍保持完好，为什么？
【过渡】常温下碳的化学性质稳定。碳在点燃条件下，会发生什么反应呢？
【指导阅读、总结板书】
三、碳单质的化学性质
1、稳定性 2、与氧气反应
3、与二氧化碳反应
【小结】“碳三角”之间的转化
学生思考讨论后回答，掌握碳的化学性质。
回忆碳在氧气中燃烧的实验，总结相关性质。
感受化学与生活息息相关、处处离不开化学，进一步增强他们学习化学的兴趣。
板书设计
5.2组成燃料的主要元素---碳
一、金刚石的物理性质 二、石墨的物理性质
1、无色透明、正八面体形状的固体 1、深灰色、片状固体
2、折光性强、光彩夺目 2、略有金属光泽
3、坚硬 3、质软 5、滑腻
4、不导电 4、导电 6、耐高温
三、碳单质的化学性质
1、常温化学性质稳定 2、与氧气反应 3、与二氧化碳反应
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