第三单元 从微观结构看物质的多样性教案板书设计

同素异形现象

课型：新授课

课时：1课时

【设计理念】：

《普通高中课程标准》指出：高中化学课程中的知识要强调关注学生已有的知识经验和将要经历的知识经验；提倡“从生活走进化学，从化学走向社会”。教师要做有意义建构的帮助者，教学中尽可能给学生创造展示自我的舞台，坚持已探究为主的多样化教学方式，促进全体学生科学素养的发展。

在学习过程中让学生“动手做，动眼看，动口议，动笔写，动脑思”

【教材分析】：

1.教材的主要内容

本节课选自苏教版化学必修二专题1《微观结构和物质多样性》的第一节内容。以日常生活熟知的两种单质——石墨和金刚石物理性质和化学性质的异同点出发，分析了由同种元素组成的不同种单质物理性质差异大和化学性质相似的原因，初步运用物质的微观结构解释物质的多样性，帮助学生认识同素异行体和同素异现象。

2.教材的作用和地位

通过本节内容学习，学生能初步形成物质多样性和微观结构有关的认识，进一步加深结构与性质的理解。本节学习的微观结构知识既是化学键及结构决定性质等知识的初步应用，也为后面《不同的晶体类型》和选修模块《物质结构与性质》的学习奠定基础。

【学情分析】：

本节课合作的对象是普通高中高一年级的学生，学生在日常生活中有过与金刚石和石墨接触的经验，有一定的感性认识。学生已经学习了化学键的基础知识，已经具备了通过模型简单分析金刚石和石墨的结构差异的能力，但是学生的空间现象能力各有差异，对金刚石和石墨等物质的空间结构了解存在一定的困难。需要教师借助实物，模型，图片等具体直观的感性知识帮助学生理解。通过本节课的学习学生可以知道宏观世界多样性与微观结构的关系，并产生从微观结构探究

物质本性的兴趣。

【学科素养】：

1．了解金刚石和石墨微观结构特点

2．理解同素异形现象的概念，能举例一些常见元素的同素异形体

3．从同素异形现象认识物质的多样性与微观结构的关系

4.通过观察金刚石和石墨的结构模型，了解模型法在化学研究中的重要作用

5.通过分组讨论学习，体会合作学习的乐趣，增强合作的意识

【教学方法】：

教法：讲授法、练习法

学法：情景学习法、练习法

【教学手段】：PPT，板书

【教学流程】：

趣味游戏

引出课堂

深入分析

构建概念

拓展新知

深化概念

课堂练习

知识巩固

【教学过程】：

环节一

趣味游戏，引出课堂（5min）

由“你说我猜”的小游戏引出本节课内容——教师将写有“金刚石”和“石墨”的卡片分发给两位学生，让学生描述两种物质的一些性质用途等，让其他学生来猜测这两种物质。然后再对比分析这两种物质的性质。

【PPT】：归纳总结金刚石和石墨物理性质的差异和各自的用途。

【板书】：金刚石 石墨

物理性质差异大

环节二

深入分析

构建概念（20min）

【问题一】：这两种物理性质相差这么大的物质，如果从组成元素上分析，同学们知道他们是由什么元素组成的吗？

【师】介绍有关化学史：

很久以前人们就已经在自然界中发现了金刚石和石墨，也在一直使用，但一直不知道他的成分。

1、1772年拉瓦锡证明金刚石可燃，生成CO2，进一步测定后确定金刚石是由碳组成的单质。

2、1779年舍勒证明石墨可燃，也生成CO2，进一步测定后确定石墨是由碳组成的单质。

【板书】：金刚石 石墨

物理性质差异大

组成元素相同（C）

化学性质相似

【提问】：金刚石光彩夺目，价值连城；石墨则显得普普通通。通过我们之前的学习我们知道物理性质差异大，可以确定金刚石和石墨是两种物质。当发现它们都由碳组成时，知道这个事实后，当时的人们立刻开始了一项新的研究，你能猜的到他们的研究的问题吗？

【生】：预设“点石成金”

【师】：继续介绍化学史

3、1799年法国科学家摩尔沃将一颗金刚石转变为石墨。

4、1955年美国科学家霍尔在1650℃，95000个大气压下用石墨合成了金刚石。

【板书】：金刚石 石墨

能

相

互

转

化

【问题二】：为什么由同种元素组成的物质性质却有着很大的差异？

【学生】：预设：结构决定性质

【提问1】：金刚石和石墨的结构到底有什么不同呐？又是那些不同导致了他们性质上的差异呐？

【模型展示】：金刚石和石墨的微观结构模型

【提问2】：请同学们仔细观察模型，金刚石中每个碳原子与相邻的几个碳原子结合？

【学生】：。。。。。。

【提问3】：回顾上节课的学习知识，碳原子之间通过什么相互作用结合在一起？

【分析】：每个碳原子与相邻的4个碳原子通过共价键结合。

当金刚石中的碳原子按照这样的连接方式结合在一起，形成了空间网状结构，我们将这样的结构称为正四面体的空间网状结构。

【提问4】：请同学们按照老师分析金刚石结构特点的方式，思考石墨中碳原子

之间又是通过什么相互作用结合在一起的？具有怎么样的结构特点？

【分析】：石墨晶体结构式分层的，层内碳原子以共价键结合，每一层内的碳原子排列成平面六边形，大量的碳原子以共价键的作用结合在一起形成分子，不同层分子之间则是以分子间作用力结合在一起。我们将石墨这样的结构称为平面分层结构。

【提问5】：请同学们尝试从微观结构上的差异来分析金刚石和石墨在硬度和导电性上的差异？

【教师】：金刚石结构中只有共价键，石墨结构中同层之间存在共价键，而层与层之间是通过分子间作用力结合在一起的。通过上节课的学习我们已经知道共价键比分子间作用力强得多，这样的结构差异也导致了性质上的差异，要破坏石墨的结构相对来说较容易，

层与层之间容易滑动，可以作为润滑剂，层与层之间有自由移动的电子从而能导电。金刚石每个碳原子都已经成键了，没有自由移动的电子，所以不能导电，而且很坚硬。

【提问6】：通过上面的分析，微观上由于碳原子之间哪些方面的不同导致了性质的不同？

【结论】：碳原子的成键方式和排列方式不同导致性质存在巨大差异

组成和结构决定性质

【强调】：通过提问再次巩固金刚石的结构特点和石墨的结构特点。

【问题三】：通常将碳元素形成多种单质的这种现象，化学上将它称为同素异形现象。现在请同学们根据自己的理解给同素异形现象下一个定义。

【板书】：同素异形现象：同种元素形成的几种不同单质的现象。

．．．．．．．．．．

同素异形体：同种元素组成的不同种单质互称为该元素的同素异形体。

【强调概念】：金刚石和石墨互称为碳元素的同素异形体。

【过渡】：科学家在研究过程中继续发现碳还有其他的同素异形体。

【师】：简单介绍富勒烯（主要是C60和碳纳米管）的微观结构

【分析】：C60 是由60个碳原子形成的封闭笼状分子

A.

C60是由60个碳分子所构成

B.

C60的相对分子质量为720 g

C.

C60是一种新型化合物

D.

C60是一种单质碳

环节三

拓展新知

深化概念

(10min) 【过渡】：碳元素存在几种不同种的单质，其他常见的元素是否也存在同素异形现象？

【师】：投影表格，让学生自主完成表格

【师】：1.投影氧气和臭氧的性质对比，强调原子个数和成键情况不同。

【师】：指导学生阅读资料卡，了解臭氧层的作用。

【问题三】：已发现的元素仅有百余种，而却能形成数千万种不同的物质，这是为什么？

【结论】：同素异形现象的普遍存在，是物质多样性的原因之一

。

环节四

课堂练习

知识巩固

(5min) 例一：由同种元素组成的物质不可能是（

B ）

A、单质

B、化合物

C、纯净物

D、混合物

例二：判断下面哪些是同素异形体（

AD

）

哪些是同位素（

C

）

A、红磷、白磷

B、水、重水

C、16O、17O、18O

D、金刚石、石墨

例三：下列叙述正确的是

(

D

) A 、Na和Na+是同素异形体

B 、Fe2O3和Fe3O4是同素异形体

C 、1H和2H是同素异形体

D 、O2和O3是同素异形体