资源简介

课题2 碳的氧化物
第1课时 二氧化碳
一、知识目标
1．通过实验认识二氧化碳通常状况下无色、无臭，密度比空气大，能溶于水，一般情况下不能燃烧也不支持燃烧等主要性质。
2．了解二氧化碳在生产生活中的用途，如作制冷剂、人工增雨、灭火、作气体肥料、作化工产品的原料等，认识物质的性质与用途的关系。
3．知道温室效应，了解自然界中的碳循环，以及防止温室效应进一步增强应采取的低碳行动措施。
二、核心素养目标
1．宏观辨识与微观探析：从宏观上观察二氧化碳相关实验现象，分析二氧化碳的性质和用途；从微观层面理解二氧化碳与水、石灰水反应的实质。
2．科学探究与创新意识：通过对二氧化碳性质的实验探究，培养学生的实验操作能力和分析解决问题的能力，体会科学探究的方法和意义。
3．科学态度与社会责任：认识二氧化碳对生活和环境的影响，增强学生的环保意识和社会责任感，培养学生积极参与低碳行动的意识。
一、教学重点
二氧化碳的性质（物理性质和化学性质）、二氧化碳的用途、温室效应及低碳行动。
二、教学难点
二氧化碳与水、石灰水反应的原理，以及对实验现象的分析和解释。
本节教学内容源于人教版2024年版九年级化学上册第六单元课题2《碳的氧化物》（第1课时）。二氧化碳是初中化学教学要求掌握的重要物质之一，它与人类的生产生活密切相关，在整个知识体系中起着承上启下的作用。本课题在学习了氧气的基础上，进一步学习二氧化碳的性质、用途以及对生活和环境的影响，能使学生对物质的性质和用途有更深入的理解，也为后续学习酸、碱、盐等知识奠定基础。
教材按照“二氧化碳的性质与用途”“二氧化碳对生活和环境的影响”的顺序展开，通过实验探究、图片展示、文字描述等多种方式，引导学生认识二氧化碳的物理性质、化学性质，了解其在生产生活中的广泛应用，以及对环境造成的影响。教材注重培养学生的实验操作能力、观察分析能力和科学思维能力，让学生在探究活动中体验化学的魅力。
学生已经具备了一定的化学基础知识和实验操作技能，对氧气的性质和用途有了一定的了解，这为本节课的学习奠定了基础。在思维方面，学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对直观、生动的实验现象充满兴趣，但在分析问题、归纳总结方面的能力还有待提高。 然而，学生在学习过程中可能会遇到一些困难。例如，对于二氧化碳与水反应、与石灰水反应的化学原理理解起来可能有一定难度；在判断二氧化碳的用途是利用其物理性质还是化学性质时容易混淆。此外，学生对温室效应等环境问题的认识可能比较肤浅，缺乏深入的思考和理解。
因此，在教学过程中，教师应充分利用实验、图片、视频等多种教学手段，将抽象的知识形象化，引导学生积极参与探究活动，培养学生的科学思维和环保意识。同时，要关注学生的个体差异，及时给予指导和帮助，让每个学生都能在原有基础上得到发展。
教学环节一 新课导入
【播放视频】同学们，老师先给大家播放一段视频。视频内容是 2020 年 9 月 22 日，中国在第七十五届联合国大会上明确提出力争 2030 年前实现二氧化碳排放达峰、2060 年前实现碳中和的相关新闻报道。（播放视频，让学生直观感受这一重要决策的提出场景和氛围）
【提出问题】看完这段视频，大家想一想，为什么我国要如此重视二氧化碳的排放问题呢？二氧化碳在我们的生活和环境中到底扮演着怎样的角色呢？它又具有哪些性质和用途呢？（给学生一些思考时间，鼓励他们积极发言表达自己的想法）
【展示生活实例】其实，二氧化碳在我们的日常生活中无处不在。比如我们喝的碳酸饮料，打开瓶盖会有大量气泡冒出，这些气泡就是二氧化碳；再比如舞台上常常会出现的云雾缭绕的效果，很多时候也是利用了干冰（固态二氧化碳）来实现的。这些现象都和二氧化碳的性质密切相关。那么，二氧化碳到底有哪些神奇的性质和用途呢？让我们一起走进今天的学习内容。
设计意图
1．激发学生兴趣：通过播放重要新闻视频，能迅速吸引学生的注意力，让他们意识到二氧化碳排放问题的重要性和紧迫性，从而激发他们对二氧化碳相关知识的学习兴趣，提高课堂参与度。
2．联系生活实际：展示碳酸饮料和舞台云雾效果等生活实例，将抽象的二氧化碳知识与学生熟悉的生活场景相联系，使化学知识变得具体而有趣，让学生感受到化学就在身边，增强他们对化学学科的亲切感。
3．引发思考，导入新课：提出关于二氧化碳排放问题和性质用途的疑问，引发学生的思考，自然地过渡到本节课关于二氧化碳性质与用途以及对生活和环境影响的学习主题，让学生明确学习方向，带着问题去探索新知识，提高学习的主动性和积极性。
教学环节二 二氧化碳的性质与用途
活动一：二氧化碳的物理性质
【引入】同学们，2020年9月22日，中国在第七十五届联合国大会上明确提出力争2030年前实现二氧化碳排放达峰、2060年前实现碳中和。二氧化碳与我们的生活和环境密切相关，那它都有哪些性质和用途呢？下面我们先来探究二氧化碳的物理性质。
【问题】老师现在要做一个二氧化碳倾倒的实验，大家仔细观察现象，并思考能得出什么结论。
【实验操作】进行倾倒的实验，将二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着蜡烛的烧杯中。
【学生观察】蜡烛自下而上依次熄灭。
【师生交流】
老师：大家观察到了蜡烛自下而上依次熄灭的现象，那这能说明什么呢？
学生：说明二氧化碳的密度比空气大，而且二氧化碳不支持燃烧，不能燃烧。
老师：非常棒，大家分析得很准确。接下来，老师再做一个的溶解性实验。
【实验操作】向充满二氧化碳的塑料瓶中加入适量的水，然后迅速拧紧瓶盖，振荡。
【学生观察】塑料瓶子变瘪。
【师生交流】
老师：看到塑料瓶子变瘪了，大家思考一下这是为什么呢？
学生：是因为二氧化碳能溶于水，使瓶内的气体减少，导致瓶内压强减小，大气压强使塑料瓶变瘪。
老师：完全正确。通过这两个实验，我们对二氧化碳的物理性质有了一定的了解。那大家知道如何比较气体密度与空气密度的大小吗？
学生：不太清楚。
老师：空气的平均相对分子质量为29。如果某气体的相对分子质量大于29，则这种气体的密度比相同状况下空气的大；如果小于29，则其密度比相同状况下空气的小。的相对分子质量，所以二氧化碳的密度比空气大。而且在通常状况下，1体积的水能溶解约1体积的二氧化碳，增大压强会溶解得更多，生产碳酸饮料就是利用了二氧化碳的这一性质。
【总结】评价、强调：二氧化碳是无色、无臭的气体，密度比空气大，能溶于水。
【对应训练1】下列关于二氧化碳物理性质的描述，错误的是（　　）
A．无色无味的气体 B．密度比空气小
C．能溶于水 D．加压降温可变为液态和固态
【学生回答】B
【讲解】二氧化碳的密度比空气大，B选项错误，A、C、D选项描述均正确。
活动二：二氧化碳的化学性质
【问题】老师这里有三朵用紫色石蕊试液浸泡过的纸花，接下来要进行几个实验操作，大家观察现象并分析原因。
【实验操作】
I. 向第一朵纸花喷水；
将第二朵纸花放入二氧化碳中；
向第三朵纸花喷水后放入二氧化碳中。
【学生观察】纸花I不变色，纸花II不变色，纸花III变红。
【师生交流】
老师：大家观察到了不同的现象，那分别说明了什么呢？
学生：水不能使紫色石蕊变红，不能使紫色石蕊变红，和水混合后能使紫色石蕊变红。
老师：非常好。综合这三个实验分析，我们可以得出二氧化碳与水发生反应能生成一种酸性物质，化学方程式为。那如果把变红的纸花加热，又会有什么现象呢？
【实验操作】将变红的纸花加热。
【学生观察】纸花由红色变成紫色。
【师生交流】
老师：纸花由红色变成紫色，这是为什么呢？
学生：因为碳酸不稳定，受热易分解，化学方程式为。
老师：完全正确。接下来，老师再做一个与石灰水反应的实验。
【实验操作】向澄清石灰水中通入二氧化碳。
【学生观察】澄清石灰水变浑浊。
【师生交流】
老师：看到澄清石灰水变浑浊，大家思考一下发生了什么反应呢？
学生：二氧化碳与氢氧化钙反应，生成白色的碳酸钙沉淀，化学方程式为。
老师：非常棒，该反应可用于检验二氧化碳。
【总结】评价、强调：二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸不稳定易分解；二氧化碳能与石灰水反应生成碳酸钙沉淀。
【对应训练1】将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，溶液变红的原因是（　　）
A．二氧化碳能溶于水
B．二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊试液变红
C．二氧化碳的密度比空气大
D．二氧化碳能与石灰水反应
【学生回答】B
【讲解】二氧化碳通入紫色石蕊试液中，溶液变红是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊试液变红，B选项正确；A选项二氧化碳能溶于水与溶液变红无关；C选项二氧化碳的密度比空气大是二氧化碳的物理性质，与溶液变红无关；D选项二氧化碳能与石灰水反应与溶液变红无关。
活动三：二氧化碳的用途
【问题】大家结合生活实际和之前学的知识，思考一下二氧化碳有哪些用途呢？
【学生思考并回答】
学生1：干冰(固态二氧化碳)可作制冷剂、用于人工增雨。
老师：非常好，干冰升华时，吸收大量的热，所以能作制冷剂和用于人工增雨。还有其他的吗？
学生2：二氧化碳能用于灭火。
老师：对，因为二氧化碳密度比空气大，一般情况下，既不能燃烧，也不支持燃烧。还有呢？
学生3：二氧化碳能用作气体肥料。
老师：没错，二氧化碳参与植物的光合作用，是光合作用的原料。除此之外，二氧化碳还可用作化工产品的原料等。
【总结】评价、强调：二氧化碳的用途有作制冷剂、用于人工增雨、用于灭火、作气体肥料、作化工产品的原料等。
教学环节三 二氧化碳对生活和环境的影响
活动一：二氧化碳对人体健康的影响
【引入】
我们知道了二氧化碳有很多用途，那它对我们的生活和环境有没有什么影响呢？首先我们来看看二氧化碳对人体健康的影响。
【问题】
空气中二氧化碳的体积分数对人体健康有怎样的影响呢？
【学生活动】
阅读教材相关内容，了解到空气中二氧化碳体积分数为 3％时，使人呼吸急促；体积分数为 10％时，使人丧失知觉、呼吸停止，以致死亡。
思考并回答：二氧化碳本身没有毒性，但不能供给呼吸，所以在人群密集的地方应该注意通风换气。
【教师讲解】
评价、强调：非常正确。我们在一些公共场所，如教室、商场等，如果人员密集且通风不好，二氧化碳浓度会升高，会让人感觉不舒服，所以要保证良好的通风。
活动二： 温室效应
【引入】
二氧化碳对人体健康有一定影响，同时它对环境也有重要影响，其中一个重要的影响就是温室效应。
【问题】
什么是温室效应呢？它有哪些危害？
【学生活动】
阅读教材相关内容，回答：大气中的二氧化碳就像温室的玻璃或塑料薄膜一样，既能让阳光透过，又能吸收地面散发的热量，起到了使地球升温的作用，这种现象叫作温室效应。
思考并举例说明危害：全球变暖导致北极熊的栖息地缩小，海平面上升等。
【教师讲解】
评价、强调：大家理解得很准确。温室效应会带来一系列的环境问题，如气候异常、生态平衡破坏等。我们要重视这个问题，采取措施来减缓温室效应。
活动三： 自然界中的碳循环及低碳行动
【引入】
既然温室效应有这么大的危害，那自然界中二氧化碳的含量是如何变化的呢？我们又该采取哪些措施来应对呢？
【问题】
自然界中二氧化碳是如何产生和消耗的呢？
【学生活动】
思考并回答：产生途径有煤、石油等化石燃料的燃烧，动植物的呼吸，微生物的分解作用等；消耗途径主要是植物的光合作用。
【教师讲解】
评价、强调：非常好。自然界中的碳循环是一个动态的平衡过程。但是由于人类活动，如大量使用化石燃料，导致二氧化碳排放量增加，打破了这个平衡。所以我们要采取低碳行动来应对。
【学生任务 2】
什么是低碳行动？有哪些具体的措施？
【学生活动】
思考并回答：低碳行动是人类应对全球变暖的重要措施，包括减少二氧化碳排放和增加二氧化碳吸收。具体措施有大量植树造林，鼓励使用清洁能源，提倡步行、骑自行车等低碳出行方式等。
【教师总结】
评价、强调：大家说得很全面。低碳行动对于我们的可持续发展非常重要。我们每个人都应该从自身做起，为减缓全球变暖贡献自己的力量。
【对应训练1】2025年6月25日是全国低碳日，主题为“碳路先锋、绿动未来”。下列有关低碳行动不合理的是（　　）
A．大量植树造林
B．鼓励使用清洁能源
C．工厂通过加高烟囱直接排放废气
D．提倡步行、骑自行车等低碳出行方式
【学生回答】C
【讲解】工厂通过加高烟囱直接排放废气，并不能减少二氧化碳等污染物的排放，C选项不合理；A、B、D选项均是合理的低碳行动。
课题2 碳的氧化物
一、二氧化碳的性质与用途
（一）性质
物理性质
颜色、气味：无色无臭
密度：比空气大
溶解性：能溶于水
化学性质
一般不燃烧，不支持燃烧
与水反应：CO + H O ══ H CO
与石灰水反应：CO + Ca(OH) ══ CaCO ↓ + H O
（二）用途
干冰：制冷剂、人工增雨； 灭火；气体肥料；化工产品原料
二、二氧化碳对生活和环境的影响
（一）对人体健康的影响
本身无毒，但不能供给呼吸
（二）温室效应
1. 危害：全球变暖、海平面上升等
2. 碳循环
产生途径：化石燃料燃烧、动植物呼吸、微生物分解作用
消耗途径：光合作用
（三）低碳行动
减少二氧化碳排放、增加二氧化碳吸收
下列二氧化碳的用途仅利用其物理性质的是（ ）
A．灭火 B．人工增雨 C．制碳酸饮料 D．作气体肥料
2．关于二氧化碳的性质实验，说法错误的是（ ）
A．实验一可验证二氧化碳不能燃烧，也不支燃烧
B．实验一可验证二氧化碳密度比空气大
C．实验二可验证二氧化碳能溶于水
D．实验二可验证二氧化碳溶于水生成了碳酸
3．下列有关二氧化碳的事实或实验现象与相关解释或结论一致的是（ ）
选项 事实或实验现象 解释或结论
A 干冰能制造舞台云雾 干冰升华吸热
B CO2可用排水法收集 CO2不溶于水
C CO2可使燃烧的蜡烛熄灭 CO2不供给呼吸
D CO2通入紫色石蕊试液，液体变红 CO2能使石蕊试液变红
4．下列有关二氧化碳的说法正确的是（ ）
A．光合作用不能吸收二氧化碳
B．二氧化碳的密度比空气大
C．“干冰”不是二氧化碳
D．二氧化碳是一种空气污染物
在本节课的教学中，通过实验探究的方式让学生认识二氧化碳的性质，学生参与度较高，对知识的理解也更为深刻。但在实验过程中，部分学生操作不够熟练，导致实验时间延长。在讲解二氧化碳对生活和环境的影响时，结合了实际案例，学生能够较好地理解温室效应等相关知识。然而，对于低碳行动的探讨，学生提出的措施较为局限。在今后的教学中，应加强实验操作的指导，提高学生的动手能力。同时，引导学生拓宽思维，提出更多切实可行的低碳行动方案，增强学生的环保意识。

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