化学八年级全册课题1 金刚石、石墨和C60教学设计及反思

这是一份化学八年级全册课题1 金刚石、石墨和C60教学设计及反思，共5页。教案主要包含了教学内容分析，学情分析，教学思路，教学过程等内容，欢迎下载使用。

1、教材中的地位和作用
本课时内容是人教版初中化学第六单元《碳和碳的氧化物》，课题1《金刚石、石墨和C60》（第一课时）。
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化学的研究主体是物质，本课题介绍了非金属物质的代表——碳单质，主要涉及了常见碳单质如金刚石、石墨的物理性质、结构、用途（第一课时）以及化学性质（第二课时）。为下册第八单元学习金属物质提供学习基础和方法。本课通过对比金刚石和石墨的结构、物理性质以及用途，建立“结构 性质 用途”紧密联系，进一步培养学生从宏观和微观角度认识物质，以发展的观点看待物质。
2、教学目标
知识与技能目标：了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途，知道同种元素可以组成不同种物质。
过程与方法目标：通过对金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式的分析，认识物质结构、性质和用途之间的关系；初步学习运用实验、观察、归纳和概括等方法获取知识。
情感态度与价值观目标：通过对各种碳单质发现历程的介绍，学会用发展的眼光看待物质，感受化学与生活的紧密联系。
3、教学重难点
重点：金刚石和石墨的物理性质和主要用途
难点：认识物质结构、性质和用途之间的关系
二、学情分析
学生在生活中积累了一些经验，比如玻璃刀划玻璃，钻石做装饰品，铅笔芯写字等，因此更容易接受相关知识。在前面的学习中，学习了生活中的一些常见物质，如氧气和水，对物质的研究方法有一定的了解，同时掌握了一些基本实验技能。在学习完第三单元《物质的奥秘》后，学生开始学会从微观的角度认识物质。通过本课时的学习，培养学生从宏观和微观角度认识物质，以发展的观点看待物质。
三、教学思路
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常见碳单质金刚石、石墨、C60三者相对独立，内容衔接上不够紧凑。为了使三者有机联系起来，选择将石墨作为核心物质。“改变物质的结构，可以改变物质的种类”。金刚石、石墨和C60属于不同的碳单质，本质上是因为结构的不同。改变石墨结构，可以得到人造金刚石以及C60，这一主线的提出使本课思路更为流畅，内容衔接更加紧密，使学生更深刻地理解“结构 性质 用途”这三者之间的关系。
四、教学过程
1、引入新课
高铁是我国“一带一路”战略合作项目的重要内容，也是加快实施这一战略的重要工具。高铁的制造和使用过程包含了丰富的化学知识。
通过短片，介绍高铁顶部的受电弓，受电弓上安装有碳滑板，材料为石墨，说明了石墨是一种能导电、质软、滑的物质。
设计意图：从社会与生活层面，用高铁导入新课，让学生感受到化学就在我们日常生活中，而且与当今时事热点紧密相关。
2、石墨
（1）无定形碳
石墨是一种由碳元素组成的单质。木炭、活性炭、焦炭、炭黑这四种无定形碳中包含有石墨晶体和杂质。它们的用途如下：
演示实验：验证活性炭的吸附性（如下图）
（2）铅笔芯及相关实验
铅笔笔芯中含有石墨以及黏土。笔芯型号中H是hard（硬）的首字母，B是black（黑）的首字母。随着B值增加，石墨含量依次增加，颜色依次加深，硬度依次减小。
【探究实验一】石墨物理性质的探究
1、镊子夹取烧杯中的石墨，观察颜色、光泽和形状。
2、小刀刮铅笔芯，细屑放在纸上，观察并用手捻细屑。
3、神奇的纸电路板（如图）
（3）总结石墨的物理性质
物理性质：颜色、光泽、形状、硬度、手感和导电性。
用途：受电弓碳滑板、铅笔芯、润滑剂和电极。
物质的用途是由性质决定的，性质反映用途，与之对应，物质的性质是由结构决定的，结构反映性质，石墨是平面层状结构。
【展示】石墨的结构模型
通过推动碳原子层，层与层之间能够相对滑动，因此有滑腻感，而且质软。
【拓展】石墨烯
简单介绍石墨烯的发现。石墨烯是单层碳原子层，是目前发现的世界上最薄、导电性最好的材料，可用于制作手机柔性显示屏、充电汽车、电脑芯片或调制器等。
设计意图：从学生熟知的铅笔展开对石墨性质的探究，自主归纳石墨的物理性质。不仅提高了学生的动手、观察和思维能力，而且培养了归纳和概括能力。通过介绍石墨的更多用途，拓宽学生对石墨的认识，提出了“用途-性质-结构”三者关系。石墨烯的介绍让学生了解新材料的前沿研究方向。
3、金刚石
石墨是平面层状结构，如果改变结构，物质的性质会改变，物质的种类也会改变。石墨不仅可以转化为石墨烯，还可以通过结构的改变转变为人造金刚石。金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质。不仅有人造金刚石，还有天然的金刚石。天然金刚石经过琢磨可以变成钻石。钻石是如何形成和加工而成的呢？
【播放视频】《闪耀的钻石》

【总结】金刚石的结构、颜色、光泽、形状、硬度和用途。
【展示】金刚石的结构模型
【探究实验二】金刚石物理性质的探究
用玻璃刀划玻璃。（双手戴上手套， 注意安全）
【思考】如何鉴别钻石的真假？
【总结】①石墨和金刚石物理性质差别很大的原因是碳原子排列方式不同。
②石墨和金刚石都是碳单质，但属于不同种单质。
同种元素可以组成不同种单质，类似的例子还有红磷和白磷、氧气和臭氧等。石墨转变为人造金刚石属于化学变化。
设计意图：通过“改变物质的结构，可以改变物质的种类”这一主线，使石墨与金刚石的过渡更加自然，衔接更加紧密。本环节通过自制视频，介绍了钻石的形成和加工过程，使学生了解金刚石的颜色、光泽、形状、硬度以及结构等，再进一步用实验验证了金刚石硬度大的性质。介绍完石墨和金刚石之后，对两者的性质进行了比较，总结了同种元素可以组成不同种单质，以及物理性质差别很大的原因，通过对比总结，突破了教学重难点。
4、C60
改变石墨的结构还有可能形成新的物质——C60 。C60是由C60分子构成，每个C60分子是由60个碳原子构成。C60分子的结构形似足球，性质很稳定，可用于材料科学、超导体等方面。
科学家不仅仅发现了C60，还发现了C28、C32、C50、C70、C80、C90和C540等。此外，碳原子还可以排列成管状结构，称之为碳纳米管。
设计意图：C60的形成是通过石墨改变结构实现的，再次突出了“改变物质的结构，可以改变物质的种类”这一主线。然后介绍了C60的相关知识和更多球形（或笼状）分子以及碳纳米管，丰富了碳单质的种类，突出了主线，结构不同，物质种类不同。这些化学前沿的内容，拓宽了学生的知识面，开阔了视野。
5、结束语
漫漫历史长河中，人们对碳单质的探索从未停止。古代人们发现并使用了金刚石、石墨，近代先后发现了C60、碳纳米管、石墨烯等物质。这些物质的发现归功于结构的改变，改变物质结构可以创造新的物质。我们相信，未来，如果改变石墨的结构，还有可能创造更多新的碳单质。一切改变皆有可能，创新永无止境！这些新物质的诞生，必将改变我们的生活，让我们的生活变得更加绚丽多彩！
6、布置趣味家庭作业
请根据课本上金刚石、石墨和C60的结构模型，选用生活用品（如橡皮泥、面团、牙签、塑料棒等），制作其中一种碳单质的结构模型。用途
木炭
作燃料、吸附剂
活性炭
净化水、红糖脱色、除甲醛、冰箱除臭、防毒面具
焦炭
冶炼金属
炭黑
制碳素水笔、油墨、墨、鞋油、橡胶制品的填料