6.1 碳单质的多样性 教学设计-2026-2027学年九年级化学人教版上册 -

人教版九年级化学上册 第六单元 碳和碳的氧化物 课题 1 碳单质的多样性 教学设计 一、基本信息 课题：课题 1 碳单质的多样性 教材版本：人教版九年级化学上册（2024 新版） 课时：2 课时（45min / 课时） 课型：新授课、实验探究课 二、课标依据（2022 版） 了解金刚石、石墨、C60等碳单质；认识同一种元素可以组成不同单质；结合实例认识结构决定性质，性质决定用途；掌握碳单质的化学性质（常温稳定性、可燃性、还原性）；能写出相关化学方程式；落实化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任四大核心素养。 三、教材分析 本课题是第六单元开篇，承接原子、分子、单质等旧知识，开启非金属元素及其化合物的学习。 第 1 课时：金刚石、石墨、C60、木炭活性炭等碳单质的物理性质与用途；核心认识：碳元素可以组成多种单质；碳原子排列方式不同，物理性质差异巨大。 第 2 课时：碳单质的化学性质：常温下化学性质稳定；可燃性；高温下还原性；碳还原氧化铜实验。为后续二氧化碳、一氧化碳的学习奠定基础。 本节课建立 “宏观物质 — 微观结构 — 性质 — 用途” 的核心化学思维模型。 四、学情分析 知识基础：学生已经学习单质、元素、分子原子；知道氧气和臭氧、红磷白磷是同种元素组成的不同单质；会书写简单化学方程式。 认知障碍： 容易误认为：由同种元素组成的物质一定是单质； 混淆：金刚石、石墨组成元素相同，误以为物理性质相似；不理解微观碳原子排列方式影响宏观性质； 对木炭活性炭吸附性理解成化学变化； 碳还原氧化铜实验现象、反应条件、还原反应概念理解困难。 能力特点：学生对生活中的钻石、铅笔、活性炭等实例熟悉；微观模型想象能力弱，需要借助模型、动画辅助理解。 五、核心素养教学目标 第 1 课时 多样的碳单质（物理性质） 化学观念：知道金刚石、石墨、C60都是碳元素组成的单质；了解它们的物理性质与用途；知道木炭、活性炭具有吸附性。 科学思维：通过对比三种碳单质，理解结构决定性质，性质决定用途；知道同种元素可以组成不同单质。 科学探究与实践：观察活性炭吸附红墨水实验，描述现象，分析吸附原理。 科学态度与责任：了解碳材料（石墨烯、碳纳米管）前沿应用，感受化学新材料对社会发展的价值。 第 2 课时 碳单质的化学性质 化学观念：掌握碳单质常温下化学性质稳定；碳的可燃性（充分、不充分燃烧）；高温下具有还原性；会书写对应化学方程式。 科学思维：结合碳原子结构解释常温稳定性；区分氧化反应、还原反应；根据实验现象推理反应生成物。 科学探究与实践：观察碳还原氧化铜演示实验，记录现象，分析实验要点。 科学态度与责任：认识炭火不完全燃烧产生 CO 的危害，树立安全意识。 六、教学重难点 第 1 课时 重点：金刚石、石墨物理性质与用途；活性炭吸附性；结构、性质、用途的关系。 难点：理解碳原子排列方式不同，造成物理性质差异；区分 “同种元素组成的物质不一定是单质”。 第 2 课时 重点：碳单质的化学性质；碳还原氧化铜实验；相关化学方程式。 难点：碳还原氧化铜实验；还原反应概念；区分碳充分、不充分燃烧。 七、实验用品 教师：金刚石、石墨球棍模型；红墨水、活性炭、锥形瓶；木炭、氧化铜粉末、试管、铁架台、酒精灯（加网罩）、澄清石灰水、导气管；PPT、微观动画、石墨烯科普视频。 ⚠️安全提示：碳还原氧化铜实验，试管口略向下倾斜；实验结束先移导管后熄灯，防止石灰水倒吸。 第 1 课时 多样的碳单质（45min） 八、教学过程 （一）情境导入（5min） 【教师活动】展示图片：钻石、铅笔芯、活性炭口罩、足球烯模型。 提问：钻石璀璨坚硬，铅笔芯却质软，它们是不同元素组成的物质吗？ 回顾旧知：氧气O2和臭氧O3，同种元素可形成不同单质。引出课题：碳单质的多样性。 【学生活动】思考猜想，认识碳家族有多种单质。 （二）任务 1：金刚石、石墨性质与用途对比（20min） 【教师活动】展示金刚石、石墨微观球棍模型。 金刚石：无色透明正八面体，自然界最硬物质；几乎不导电。 用途：裁玻璃刀、钻探机钻头、钻石饰品。 结构：碳原子呈空间立体网状结构。 石墨：深灰色、质软、有滑腻感；优良导电性。 用途：铅笔芯、石墨电极、润滑剂。 结构：碳原子呈层状排列，层与层之间容易滑动。 设问：金刚石和石墨都由碳原子构成，为什么硬度差别巨大？ 小结：碳原子排列方式不同，物理性质差异很大。 【学生活动】观察模型，对比填表，理解微观结构影响宏观性质。 （三）任务 2：C60、木炭、活性炭（12min） 【教师活动】 C60：由C60分子构成，分子形似足球，又叫足球烯；应用：材料科学、超导领域。 拓展：石墨烯、碳纳米管，新型碳材料。 无定形碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑（属于混合物，主要成分为碳单质） 演示实验：活性炭加入红墨水中，振荡，红色褪去。 讲解：活性炭疏松多孔，具有吸附性，吸附色素异味；吸附属于物理变化。 用途：活性炭净水器、防毒面具、冰箱除味。 【学生活动】观察红墨水脱色实验；了解新型碳材料。 （四）课堂小结 + 当堂练习（5min） 小结：金刚石、石墨、C60都是碳单质；碳原子排列不同，物理性质不同；结构决定性质，性质决定用途；活性炭吸附性，物理变化。 课堂练习 金刚石和石墨物理性质差异大的原因（） A. 元素不同 B. 碳原子排列方式不同 C. 原子大小不同 答案：B 活性炭净水利用（） A. 杀菌 B. 吸附色素异味 C. 沉降泥沙 答案：B （五）布置作业（3min） 基础作业：整理碳单质性质用途表格；完成课后习题。 拓展作业：预习碳单质化学性质，思考为什么古代字画能长久保存不褪色。 九、板书设计 课题 1 碳单质的多样性（第 1 课时） 碳元素可以组成多种单质 金刚石：立体网状，硬度大 → 玻璃刀、钻头 石墨：层状结构，质软、导电 → 铅笔芯、电极 C60：足球分子，新材料 木炭、活性炭：疏松多孔，吸附性（物理变化） 核心逻辑：结构决定性质，性质决定用途 物理性质差异原因：碳原子排列方式不同 十、教学评价 过程评价：模型观察、实验现象描述、小组讨论发言。 结果评价：课堂习题，能否说出结构性质用途关系。 十一、教学反思（课后填写） 借助球棍模型直观展示碳原子排列，突破微观难点。 区分 “碳单质是纯净物，木炭活性炭是混合物”，学生极易混淆。 强调吸附是物理变化，没有生成新物质。 第 2 课时 碳单质的化学性质（45min） 八、教学过程 （一）复习导入（5min） 【教师活动】复习提问：金刚石石墨物理性质为什么差异很大？ 展示古代墨书画图片：历经千年不褪色。提问：常温下，碳的化学性质活泼还是稳定？板书课题。 【学生活动】回顾旧知，思考常温碳的化学性质。 （二）任务 1：常温下，碳单质化学性质稳定（8min） 【教师活动】讲解：碳原子最外层 4 个电子，不易得失电子。常温下，碳不容易和其他物质反应。 实例：古代字画、碳素墨水书写档案，可以长期保存。 强调：常温稳定；温度升高，碳化学性质增强，可以发生反应。 【学生活动】理解碳原子结构，记住常温碳的稳定性。 （三）任务 2：碳的可燃性（12min） 【教师活动】回顾木炭燃烧： 充分燃烧（氧气充足）： 不充分燃烧（氧气不足）：，放热，生成有毒一氧化碳。 安全科普：密闭空间炭火取暖，通风不足，CO 中毒。 提问：相同反应物，生成物不同，由什么决定？（氧气的量） 【学生活动】书写方程式，了解一氧化碳中毒风险。 （四）任务 3：碳的还原性（演示实验）（15min） 【教师活动】演示实验：木炭还原氧化铜。 讲解装置要点：试管口略向下倾斜；酒精灯加网罩集中火焰，提高温度。 现象：黑色粉末逐渐变红；澄清石灰水变浑浊。 分析：CuO 失去氧，被还原，发生还原反应；C 得到氧，被氧化，作还原剂，具有还原性。 拓展：碳还原氧化铁，冶炼金属。 实验要点：实验结束，先移出导管，再熄灭酒精灯，防止石灰水倒吸炸裂试管。 【学生活动】观察实验现象，记录，理解还原反应。 （五）课堂小结 + 当堂练习（3min） 小结：碳的化学性质：①常温稳定；②可燃性（氧气量不同产物不同）；③高温还原性。 课堂练习 碳还原氧化铜实验，说法正确的是（） A. 反应不需要加热 B. 黑色固体变红，生成 CO₂ C. 属于化合反应 答案：B （六）布置作业（2min） 基础作业：默写碳相关 3 条化学方程式；整理碳三条化学性质。 拓展作业：预习课题 2 二氧化碳制取的研究。 九、板书设计 课题 1 碳单质的多样性（第 2 课时） 碳单质化学性质 1.常温：化学性质稳定（最外层 4 电子） 2.可燃性: 3.高温下具有还原性 十、教学评价 过程评价：观察实验、现象描述、方程式书写。 结果评价：课堂练习、方程式书写正误。 十一、教学反思（课后填写） 碳还原氧化铜实验耗时较长，课前预做实验，保证现象明显。 还原反应概念对学生难度大，只要求初步认识，不深挖氧化还原理论。 结合生活实例，强调炭火不完全燃烧 CO 中毒，落实安全教育。 学科网（北京）股份有限公司 $