初中化学人教版（2024）九年级上册（2024）课题1 碳单质的多样性第1课时教学设计

这是一份初中化学人教版（2024）九年级上册（2024）课题1 碳单质的多样性第1课时教学设计，共6页。教案主要包含了教学目标，教学重难点，教学准备，教学过程，板书设计等内容，欢迎下载使用。
一、教学目标
1.了解几种常见碳单质的物理性质和主要用途。
2.能以碳单质为载体，认识物质的多样性，知道物质的性质与结构、用途有关。
3.体会碳单质在推动社会进步方面发挥的重要作用。
二、教学重难点
重点：几种常见碳单质的物理性质和主要用途。
难点：物质的性质与结构、用途之间的关系。
三、教学准备
教学PPT及相关视频。
试剂和器材：玻璃刀、玻璃、小刀、铅笔、木炭（或活性炭）、红墨水、锥形瓶、水等。
四、教学过程
五、板书设计
课题1 碳单质的多样性
第1课时
一、碳的几种单质
1．金刚石：硬度最大，用作装饰品、裁玻璃、钻头等。
2．石墨：质软、有滑腻感、良好的导电性，用作铅笔芯、电极和润滑剂等。
3．C60：结构形似足球，用作超导材料等。
二、其它含碳的单质
1．木炭：疏松多孔，吸附剂，吸附色素和异味等。
2．活性炭：疏松多孔，吸附剂，制防毒面具、净化水等。
3．炭黑：制黑色染料、油墨，做橡胶的补强剂等。
4．焦炭：用于高炉炼铁等。 教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
环节一
创设情境
引入新课
【讲解】我们知道，丰富多彩的物质世界是由元素组成的。例如，氧气是由氧元素组成的，氢气是由氢元素组成的，水是由氢、氧两种元素组成的。不同的元素组成不同的物质。
【提问】那么，在物质世界中，有没有同一种元素组成不同物质的例子呢？
【过渡】其实同种元素也可以组成不同的物质。这节课我们将以碳单质为载体，来认识物质的多样性，探究物质的性质与结构、用途之间的关系。
倾听，思考。
通过氧气、氢气、水的微观示意图、元素组成分析，认识到不同的元素组成不同的物质。进而通过提问引发学生思考，激发学生学习兴趣和探索欲。
环节二
新课讲解
【展示图片】金刚石、石墨、C60
【思考讨论】研究表明，透明的金刚石、灰黑色的石墨和分子结构与足球相似的C60都是由碳元素组成的单质，它们有哪些相同点和不同点呢？
【过渡】接下来我们一一来认识这几种碳单质。
【讲解】纯净的金刚石是无色透明的固体。天然采集的金刚石经仔细琢磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品——钻石。
【演示实验】教师用准备好的玻璃刀来尝试裁玻璃（注意做好安全防护）。
【总结】现象：玻璃很容易被裁开。
推测：金刚石一定很硬。
【阅读资料】阅读资料卡片
【总结】金刚石是自然界中天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，以及装在钻机的钻头上，钻凿坚硬的岩层等。
【思考讨论】为什么金刚石是天然存在的最硬的物质呢？
【讲解】经研究表明：金刚石之所以硬度这么高，主要是因为碳原子按正八面体的结构排列而造成的。
【明确】物质的结构、（物理）性质与用途之间的关系：
物质的性质与结构有关，在很大程度上决定了物质的用途。
【讲解】在特殊条件下制备的金刚石薄膜，因其透光性好、硬度大，可用作透镜等光学仪器的涂层；而它良好的导热性，常被用于集成电路基板散热，提高芯片性能。
【思考讨论】同学们平时用过铅笔和2B铅笔，你知道铅笔芯的主要成分是什么吗？它又有什么性质呢？
【分组实验】操作：用小刀削铅笔，用手触摸铅笔芯粉末，观察现象。
【总结】现象：小刀能切断铅笔，手摸铅笔芯粉末，有滑腻感。
【讲解】石墨是一种灰黑色的、有金属光泽的固体。石墨质地很软，有滑腻感。石墨的熔点高，具有良好的导电性能，因此常用做铅笔芯、高铁列车的受电弓滑板、石墨电极、润滑剂等。
【播放视频】趣味视频：一支石墨笔点亮一座城（认识石墨的导电性。）
【总结】进一步认识物质的结构、（物理）性质与用途之间的关系。
【讨论】你能说出金刚石和石墨物理性质差别巨大的原因是什么吗？
【总结】是由碳原子的排列方式不同造成的，进一步验证了物质的组成、结构决定其性质，性质决定其用途。
【提问】你知道金刚石、石墨之间的转化是物理变化还是化学变化吗？
【答案】金刚石、石墨属于不同的碳单质，是不同的物质，所以它们之间的转化是化学变化。
【过渡】在日常生活和工农业生产中，还有一些物质如：木炭、焦炭、活性炭和炭黑等的主要成分也是碳单质，而它们的结构则与石墨类似。接下来我们通过实验来研究一下木炭的性质吧！
【演示实验】在盛有半瓶水的小锥形瓶里，滴入一滴红墨水，使水略显红色。投入几块烘烤过的木炭（或活性炭），轻轻振荡锥形瓶，观察现象并记录。
【总结与交流】
现象
溶液颜色由红色逐渐变浅，直至为无色
分析
木炭有吸附性，吸附了溶液中的色素
【讲解】
木炭是自然界中最常见的物质，它具有疏松多孔的结构，因此它具有吸附能力。利用木炭的这个性质可以来吸附一些食品和工业产品里的色素，也可以用来吸附有异味的物质。
活性炭是常用的吸附剂，它的吸附作用比木炭的还要强，防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的，制糖工业中利用活性炭脱色生产白糖。城市污水、工业废水和饮用水在深度净化处理时都要用到活性炭。人们还常用它来吸附室内装修过程中产生的对人体有害的气体。
炭黑是一种轻而极细的黑色粉末，是一些含碳化合物在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的。可用于制造黑色染料、油墨、油漆等，也用于做橡胶的补强剂等。
焦炭是烟煤在隔绝空气的条件下，加强热得到的一种固体，常用于高炉炼铁等。
【过渡】科学家发现，除了金刚石、石墨，还有一些以单质形式存在的碳。其中，发现较早的是C60。
【讲解】C60（又称碳60），每个C60分子是由60个碳原子构成的，C60的分子结构形似足球。C60的发现使人类了解到一个全新的碳世界。C60的独特结构决定了它具有一些特殊的物理和化学性质，可应用于超导、催化、能源及医学等领域。目前，人类对C60的研究正在不断深入。我国的科研机构在C60的制备和分离、性质和应用等方面的研究已取得不少成就，在国际上产生了重要影响。
【指导阅读】阅读课本P131-132页资料卡片，了解碳单质的研究进展。
【展示】
【总结】新的碳单质不断被发现，碳单质家族不断增加新成员。可以相信，随着科学技术的发展，碳单质的用途将不断扩大。
思考讨论。
倾听，记忆。
观察现象。
阅读。
倾听，记忆。
思考讨论。
倾听，记忆。
分组实验，观察现象，回答。
倾听，记忆。
观看视频。
思考讨论。
观察实验，并记录。讨论交流，回答。
倾听，记忆。
倾听，记忆。
阅读。
倾听。
通过观察金刚石、石墨、C60 的图片，思考它们有哪些相同点和不同点，认识物质的多样性。
通过讲解、演示实验、阅读资料卡片等多种形式，让学生了解金刚石的物理性质、用途。知道金刚石是自然界中天然存在的最硬的物质。
以碳单质——金刚石为载体，让学生体会物质的性质与结构、用途之间的关系。
通过讲解，让学生继续了解金刚石的物理性质、用途，以及这些用途用到了哪些物理性质。
培养学生实验观察能力、分组合作能力。
通过讲解，让学生了解石墨的物理性质、用途。
认识石墨的导电性。同时以碳单质——石墨为载体，让学生进一步体会物质的性质与结构、用途之间的关系。
两个讨论，引出金刚石和石墨物理性质差别巨大的原因、以及金刚石、石墨之间的转化是化学变化。
培养学生观察力、归纳总结能力、表达能力。
通过讲解，让学生了解木炭、活性炭、炭黑、焦炭四种碳单质的结构、性质、用途等。
通过讲解，让学生了解C60的结构、用途等。
通过阅读，体会碳单质在推动社会进步方面发挥的重要作用。
环节三
拓展延伸
【阅读】铅笔小知识
阅读，思考。
拓展学生的视野，深入了解单质碳在生活中的应用。
随堂作业
PPT展示。
做题。
通过习题巩固本课时所学知识。
环节四
课堂小结
展示PPT第24页。
倾听并理解。
帮助学生梳理本节知识，便于学生记忆。