资源简介

5.3二氧化碳（第一课时）（教学设计）
课题 课时安排
核心 素养目标 化学观念：认识二氧化碳核心性质，建立性质决定用途的基本观念。 科学思维：通过实验现象观察、分析归纳气体性质，培养逻辑推理能力。 科学探究与创新意识：参与分组实验探究，掌握气体性质的基本探究方法。 科学态度与社会责任：了解二氧化碳与生活、环境的关联，树立低碳环保的科学理念与责任意识。
重点 和难点 教学重点为二氧化碳的物理性质、核心化学性质，以及性质对应的生活用途。 教学难点是理解二氧化碳与水、澄清石灰水的反应本质，区分实验现象与实验结论，学会通过对照实验分析化学变化。同时引导学生规避干冰认知误区，准确辨析二氧化碳不支持燃烧的适用场景。
教学过程
教学环节 教学活动 设计意图
导入新课 生活中处处藏着二氧化碳的身影：打开汽水会冒出大量气泡，舞台云雾缭绕如梦似幻，消防员可用干粉灭火器灭火，动植物呼吸、植物光合作用也离不开它。这种无处不在的气体究竟有哪些特殊性质？为何能实现灭火、制汽水、人工降雨等多种用途？今天我们通过实验探究，揭开二氧化碳的神秘面纱。 结合学生熟悉的生活场景创设问题情境，拉近化学与生活的距离，激发学生探究兴趣。通过多场景设问，自然引出本节课探究主题，为后续实验探究与知识学习铺垫。
讲授新课 （一）认识二氧化碳的物理性质 在前期的化学学习中，学生已经掌握了氧气的观察、探究方法，了解气体物理性质的探究维度，主要包含颜色、状态、气味、密度、溶解性、三态变化等。本节课沿用科学探究的常规思路，以任务驱动的方式，引导学生自主观察、实验、总结二氧化碳的物理性质，构建系统的气体物理性质认知体系。 学习任务一：自主观察气态二氧化碳，归纳基础物理性质 教师展示集气瓶盛装的二氧化碳气体，引导学生结合气体观察规范方法，自主开展观察探究活动。首先指导学生观察集气瓶内气体的颜色、状态，结合生活经验与前期认知，初步判断二氧化碳的气味。强调化学实验闻气体的规范操作，禁止直接将鼻孔凑近集气瓶口，需用手轻轻扇动瓶口气体，使少量气体飘进鼻孔。学生分组观察后，小组内交流讨论，汇总观察结果。 各小组依次汇报观察结论，教师引导学生统一认知：通常状况下，二氧化碳是无色、无味的气体。同时对比氧气的基础物理性质，帮助学生形成同类气体知识的对比记忆，避免知识点混淆。教师补充说明，我们生活中接触的二氧化碳大多为气态，在特定条件下，二氧化碳会发生状态变化，引出二氧化碳的三态变化知识点。 学习任务二：探究二氧化碳的三态变化及干冰特性 教师结合教材图文内容，讲解二氧化碳的三态变化规律。在加压、降温的条件下，气态二氧化碳可以转变为无色液态二氧化碳；继续降温加压，液态二氧化碳会凝固成雪花状的固态二氧化碳。重点讲解固态二氧化碳的专属名称——干冰，同时纠正学生的认知误区：干冰并非水凝结成的冰，其成分是二氧化碳，与水的物质类别、性质完全不同。 教师播放干冰升华的实验视频，引导学生观察视频中的实验现象，思考干冰的特殊性质。学生通过观察发现，干冰在常温常压下，不需要经过液态，直接由固态转变为气态，这一现象为升华，升华过程会吸收大量的热。组织小组讨论，结合干冰升华吸热的性质，推测干冰在生活中的应用场景。学生结合导入环节的舞台云雾、人工降雨现象，自主总结出干冰可用于人工降雨、制造舞台云雾、冷藏保鲜食品等用途，初步建立性质决定用途的化学核心观念。 学习任务三：实验探究二氧化碳的密度与空气的相对大小 教师提出探究问题：二氧化碳的密度和空气相比，孰大孰小？引导学生结合生活现象猜想，如低处地窖易积聚二氧化碳、二氧化碳可用于灭火等，让学生自主提出猜想假设。随后教师演示教材经典阶梯蜡烛实验，搭建实验装置，在烧杯内固定高低不同的两支点燃蜡烛，将收集好的二氧化碳气体缓慢沿烧杯内壁倒入烧杯中，引导学生全程观察蜡烛的燃烧变化。 学生清晰观察到下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭的实验现象。教师引导学生分组分析实验现象，思考现象背后的原理。学生通过推理得出，二氧化碳能够向下聚集，先覆盖烧杯底部，逐步向上蔓延，说明二氧化碳的密度比空气大。教师进一步总结，这一性质也是二氧化碳能够隔绝空气灭火的重要依据，实现性质与用途的关联衔接。 学习任务四：探究二氧化碳的水溶性 结合导入环节汽水冒泡的生活现象，提出探究问题：汽水加压溶解了大量二氧化碳，说明二氧化碳是否能溶于水？组织学生开展分组实验，完成二氧化碳溶于水的探究操作。学生取盛满二氧化碳的软塑料瓶，向瓶中加入约三分之一体积的蒸馏水，迅速拧紧瓶盖，充分振荡塑料瓶，观察瓶身的变化。 各小组均能观察到软塑料瓶变瘪的现象，教师引导学生分析变化原因：瓶内二氧化碳气体溶于蒸馏水，使瓶内气体减少，压强减小，外界大气压大于瓶内气压，从而将塑料瓶压瘪。学生通过实验直观得出二氧化碳能溶于水的结论。教师补充拓展，常温常压下，一体积水约能溶解一体积二氧化碳，加压条件下溶解量会大幅增加，这也是汽水、碳酸饮料的制作原理，让学生深刻体会化学源于生活、服务生活。 完成四项探究任务后，组织学生小组汇总，系统梳理二氧化碳的全部物理性质，形成完整的知识框架，为后续化学性质的学习做好铺垫。 （二）探究二氧化碳的化学性质 物理性质是物质的外在特征，而化学性质是物质的本质特征，决定物质的核心用途。本节课重点探究二氧化碳的三大核心化学性质，全程以学生探究、分析、总结为主，教师引导点拨为辅，落实新课标探究式学习要求，培养学生的科学探究能力与思维能力。 学习任务一：结合阶梯蜡烛实验，探究二氧化碳的燃烧特性 回顾前文阶梯蜡烛的实验现象，教师提出深度思考问题：蜡烛熄灭的现象，除了能证明二氧化碳密度大于空气，还能说明二氧化碳具有什么化学性质？组织学生小组研讨，结合燃烧的条件，分析实验原理。 学生结合燃烧需要可燃物、氧气、温度达到着火点三个条件，推理得出：蜡烛熄灭说明二氧化碳既不能自身燃烧，也不能支持其他物质燃烧。教师精准总结核心知识点：二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，这是二氧化碳最基础的化学性质。同时补充说明该性质的适用场景，二氧化碳不支持绝大多数可燃物的燃烧，但并非绝对，部分活泼金属可在二氧化碳中燃烧，帮助学生建立严谨的化学思维，避免绝对化认知。结合该性质，学生再次巩固二氧化碳用于灭火的用途，深化性质决定用途的认知。 学习任务二：对照实验探究二氧化碳与水的反应 教师创设问题情境：二氧化碳溶于水的过程中，仅仅是简单的物理溶解，还是发生了化学变化？引导学生大胆猜想，部分学生认为只是物理溶解，部分学生猜测可能发生化学反应。为验证猜想，开展教材经典的四组对照实验，通过单一变量控制法，逐一分析实验变量与实验结论。 教师介绍实验用品，紫色石蕊溶液是酸碱指示剂，遇酸性物质会变红，为本实验的判断依据。随后依次完成四组实验：第一组，向干燥紫色石蕊纸花喷洒蒸馏水，纸花不变色，证明蒸馏水不能使石蕊变色；第二组，将干燥紫色石蕊纸花放入盛满二氧化碳的集气瓶中，纸花不变色，证明干燥的二氧化碳不能使石蕊变色；第三组，向紫色石蕊纸花喷水后，再放入二氧化碳集气瓶中，纸花变为红色；第四组，将变红的纸花取出，放置在空气中一段时间，纸花恢复紫色。 学生全程观察实验现象，小组合作分析每组实验的变量与结论，层层推理得出核心结论：二氧化碳与水发生化学反应，生成了酸性物质，该物质使石蕊纸花变红。教师讲解生成的酸性物质为碳酸，同时结合第四组实验现象，说明碳酸不稳定，常温下易分解，重新生成二氧化碳和水，所以变红的纸花会恢复原色。 教师引导学生梳理对照实验的设计思路，强调单一变量原则，让学生理解对照实验是化学探究的重要方法，培养学生严谨的科学探究思维。同时关联生活，解释汽水开盖后冒泡的原因，是碳酸分解释放二氧化碳气体，实现知识点与生活现象的精准结合。 学习任务三：探究二氧化碳与澄清石灰水的反应 教师展示澄清石灰水，介绍其主要成分，提出探究任务：将二氧化碳通入澄清石灰水中，观察会出现什么现象，探究二者的反应规律。学生分组开展实验，用导管向澄清石灰水中缓慢吹气，持续观察实验现象。 学生清晰观察到澄清石灰水逐渐变浑浊，产生白色浑浊物。教师引导学生分析现象，讲解该变化的本质是二氧化碳与澄清石灰水中的成分发生化学反应，生成了难溶于水的白色固体物质，因此出现浑浊现象。教师明确该反应的核心用途，这是化学中检验二氧化碳气体的专属方法，只要气体能使澄清石灰水变浑浊，即可证明该气体为二氧化碳。 同时拓展生活应用，解释生活中石灰墙变硬、久置石灰水表面出现白膜的现象，都是二氧化碳与石灰水发生反应的结果，让学生感受到化学知识在生活中的广泛应用。组织学生小组总结该反应的现象、结论与用途，强化知识点记忆。 本节课全程采用任务式探究教学，贴合新教材编排逻辑，以生活情境导入、任务驱动探究、知识整合应用、素养落地升华为主线，打破传统讲授式教学模式。通过分层实验探究、对照实验分析，充分发挥学生的主体作用，让学生自主观察、思考、归纳、总结，熟练掌握气体性质的探究方法。同时紧扣四维核心素养，在知识学习中培养学生化学思维与探究能力，结合生活应用与环境问题，落实立德树人目标，帮助学生建立辩证的物质观、科学的探究观和绿色的环保观，实现知识、能力、素养三维同步提升。
板书设计 5.3 二氧化碳（第一课时） 一、二氧化碳的物理性质 1. 常态：无色、无味气体 2. 密度：比空气大 3. 溶解性：能溶于水 4. 三态变化：固态二氧化碳（干冰）易升华、吸热 二、二氧化碳的化学性质 1. 不燃烧、不支持燃烧 2. 能与水反应生成碳酸（碳酸不稳定、易分解） 3. 能使澄清石灰水变浑浊（检验CO ） 三、二氧化碳的用途 灭火、制碳酸饮料、人工降雨、食品保鲜、气体肥料
作业布置 完成分层作业
教学反思

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