初中化学人教版（2024）九年级上册课题1 碳单质的多样性教学设计.docxVIP

课题1碳单质的多样性

课程：初中化学

教材：初中化学人教版（2024）九年级上册

章节：课题1碳单质的多样性

教材分析

本内容位于人教版九年级化学上册第六单元，是碳及其化合物的起始部分。教材通过金刚石、石墨、C??等碳单质的结构与用途，揭示“结构决定性质，性质决定用途”的化学思想，衔接已学的单质与氧化物知识，为后续学习二氧化碳、一氧化碳及有机物奠定基础。内容以图文结合方式呈现，直观展示微观结构与实际应用，突出碳的多样性与重要性。知识架构由具体单质到化学性质层层递进，学习难点在于理解碳的还原性及实验6-2中反应现象与原理的联系，需结合高温条件分析氧化还原反应的本质。

学情分析

学生已经学习过物质的物理性质与化学性质的基本概念，并接触过氧气、二氧化碳等常见物质的化学反应，对燃烧现象和氧化反应有一定认识，这为理解碳单质的化学性质奠定了基础。初中阶段的学生以形象思维为主，能够通过实验现象建立化学变化的直观感知，具备初步的实验观察能力和简单化学方程式的书写能力。但在理解碳单质多样性及其结构决定性质的本质关系时仍存在困难，如金刚石与石墨均由碳元素组成却性质迥异，学生易产生认知冲突。对于C60的分子结构形似足球这一抽象概念，缺乏空间想象力可能导致理解障碍。此外，在“碳还原氧化铜”实验中，学生可能难以准确描述现象并分析出还原反应的本质，对2

教学目标

化学观念：

通过分析金刚石、石墨和C??的结构与性质，认识同种元素可形成不同单质，理解物质结构决定其性质与用途。

科学思维：

基于碳单质与氧化铜反应的现象，运用证据推理还原反应的本质，建立化学变化中物质转化的逻辑关系。

科学探究与实践：

通过木炭还原氧化铜的实验操作，掌握高温反应的实验步骤与安全规范，提升观察记录和现象分析能力。

科学态度与责任：

基于活性炭在净水与空气净化中的应用，体会化学技术对环境保护和社会发展的积极作用，增强社会责任感。

重点难点

教学重点：

通过实验现象分析，理解木炭还原氧化铜的反应本质，掌握2C

结合生活实例，说明金刚石、石墨、活性炭的性质与用途之间的关系。

教学难点：

理解碳单质在不同条件下与氧气反应生成CO2或C

从微观结构角度解释石墨导电、金刚石不导电而硬度大的原因。

课堂导入

【教师活动】同学们，你们知道防毒面具、净水器甚至冰箱除味剂里都藏着一种“神奇的碳”吗？它就是活性炭！不仅如此，我们日常用的铅笔芯其实是石墨做的，而昂贵的钻石竟然也是碳——和木炭是“同一种元素”！

【教师活动】为什么都是碳单质，有的软得能写字，有的却硬到能切割玻璃？C+O2→点燃C

【教师活动】今天，就让我们一起揭开碳单质的神秘面纱，探索它千变万化的性质与用途！

金刚石的性质与用途

探究新知

创设情景

同学们，你们知道世界上最坚硬的天然物质是什么吗？在珠宝店里闪闪发光的钻石，其实和铅笔芯的主要成分有着相同的元素——碳。同样是碳元素组成的单质，为什么金刚石如此坚硬，能用来切割玻璃和岩石，而另一种碳单质却可以用来写字？今天我们就从金刚石和石墨的结构与性质出发，揭开它们“性格迥异”背后的秘密。

[过渡语：]

问题提出

基础问题：金刚石有哪些常见的用途？这些用途反映了它具有什么性质？

提高问题：为什么说金刚石是“天然存在的最硬物质”，这与其内部结构可能有什么关系？

拓展问题：同样是碳元素组成的金刚石和石墨，为何物理性质差异如此巨大？

[过渡语：]

探究活动

活动一：观察分析——金刚石的性质与用途关系（资料分析）

教师引导：如果我们看到一种物质能用来裁玻璃、钻岩层，你能推测它具备什么样的特性吗？

活动要求：结合教材文字和图片，找出金刚石用途与其性质之间的对应关系。

学生操作：

具体步骤：阅读教材中关于金刚石用途的描述，填写下表：

用途

对应的性质

裁玻璃

硬度大

钻头钻岩层

硬度大

琢磨后作装饰品

无色透明、有光泽

光学仪器涂层

透光性好、硬度大

集成电路基板散热

导热性好

预期成果：完成表格，并能口头解释“用途反映性质”的科学思维方法。

教师点评：大家通过归纳发现了用途与性质的紧密联系，体现了“结构决定性质，性质决定用途”的化学思想，推理非常清晰。

[过渡语：]

活动二：模型观察——认识金刚石的微观结构（模型观察）

教师引导：为什么金刚石特别硬？让我们来看看它的内部结构长什么样。

活动要求：观察图6-1中金刚石的结构示意图，思考其结构特点如何影响硬度。

学生操作：

具体步骤：观察碳原子排列方式，描述其空间网状结构特征；比较是否像“钢筋骨架”一样稳固。

预期成果：能说出“每个碳原子连接四个其他碳原子，形成牢固的立体网状结构”。

教师点评：同学们注意到这种三维网状结构就像建筑中的钢架，使金刚石难以被压缩或划伤，因此硬度极高。

[过渡语：]

活动三：对比探究——金刚石与石墨的