2025-2026学年化学情景化教学课题设计

2025-2026学年化学情景化教学课题设计课题：XX课时：1授课时间：2025课程基本信息1.课程名称：二氧化碳的性质与用途

2.教学年级和班级：九年级（1）班

3.授课时间：2025年10月15日

4.教学时数：1课时（45分钟）核心素养目标培养学生宏观辨识二氧化碳的性质与用途，探析其微观结构；发展变化观念，理解自然界中的碳循环；基于实验证据推理性质，提升科学探究能力；增强环保意识和社会责任感，关注二氧化碳对环境的影响。学习者分析1.学生已掌握分子、原子、化学反应等基础概念，了解氧气的性质及实验室制法，具备初步的化学实验操作能力。

2.学生对生活中的化学现象（如汽水灭火、温室效应）兴趣浓厚，偏好实验探究和小组合作，但抽象思维和微观结构理解能力有待提升。

3.可能困难：二氧化碳分子结构（极性分子）的微观表征；性质与用途的逻辑关联；实验中气密性检查、现象观察的准确性；环保责任意识的深度内化。教学资源-烧杯、试管、二氧化碳发生装置

-澄清石灰水、酚酞试纸

-多媒体投影仪

-PhET模拟软件

-化学绘图软件

-学校教学平台

-二氧化碳实验视频

-PPT课件

-在线资源库

-小组合作学习

-实验探究教学手段教学过程设计**1.导入新课（5分钟）**

目标：激发学生对二氧化碳性质与用途的探索兴趣。

过程：

-提问：“同学们喝汽水时为什么会冒气泡？灭火器喷出的白色气体是什么？它们与二氧化碳有什么关系？”

-播放视频片段：温室效应导致冰川融化、消防员使用二氧化碳灭火器灭火的场景。

-简述：“二氧化碳是生命活动的重要参与者，也是影响环境的关键物质，今天我们将探究它的奥秘。”

**2.二氧化碳基础知识讲解（10分钟）**

目标：掌握二氧化碳的物理性质、化学性质及分子结构。

过程：

-**物理性质**：展示二氧化碳密度与空气对比实验（阶梯蜡烛熄灭），归纳“无色、无味、密度大于空气、能溶于水”的特性。

-**化学性质**：

-与水反应：向滴有紫色石蕊试液的水中通入CO₂，观察变红，解释碳酸生成原理。

-与石灰水反应：澄清石灰水通入CO₂变浑浊，引出CO₂检验方法。

-**微观结构**：用球棍模型展示CO₂的直线型结构，强调碳氧双键的稳定性。

**3.二氧化碳案例分析（20分钟）**

目标：通过实例深化对CO₂性质与用途的理解。

过程：

-**案例1：温室效应**

-背景：工业排放导致CO₂浓度上升。

-分析：CO₂吸收红外辐射的原理（分子振动吸收能量），联系物理性质“不助燃但保温”。

-思考：“如何减少CO₂排放？植树造林为何有效？”

-**案例2：二氧化碳灭火器**

-背景：图书馆、档案室常用灭火器类型。

-分析：CO₂密度大、不燃烧不支持燃烧，覆盖火焰隔绝氧气；降温（干冰升华吸热）。

-思考：“为何不能用CO₂扑灭活泼金属火灾？”

-**案例3：人工降雨**

-背景：干冰用于人工降雨的原理。

-分析：干冰升华吸热使水蒸气凝华成冰晶，解释物理性质“升华”的应用。

-**小组讨论**：

-主题：“如何利用CO₂的性质开发新应用？”

-要求：结合案例，提出创新方案（如CO₂转化为燃料、食品保鲜等）。

**4.学生小组讨论（10分钟）**

目标：培养合作探究与问题解决能力。

过程：

-分组：4人一组，每组选定一个应用方向（环保、灭火、农业等）。

-任务：

1.分析当前技术瓶颈（如CO₂捕集成本高）。

2.设计改进方案（如利用太阳能驱动CO₂转化）。

3.预测方案可行性及潜在影响。

-准备：每组推选代表，整理讨论要点。

**5.课堂展示与点评（15分钟）**

目标：提升表达能力，深化知识迁移。

过程：

-**小组展示**：

-每组限时2分钟，阐述方案原理、创新点及实施步骤。

-示例：“利用CO₂与氢气在催化剂作用下合成甲醇，解决能源危机。”

-**互动点评**：

-学生提问：“合成甲醇的催化剂是否会产生新污染？”

-教师点评：肯定方案的科学性，强调“性质决定用途”的核心逻辑。

-**教师总结**：

-亮点：方案紧扣CO₂性质（如密度、化学活性）。

-改进建议：需考虑经济性与可持续性。

**6.课堂小结（5分钟）**

目标：巩固知识，强化环保意识。

过程：

-回顾：

-CO₂物理性质（密度、溶解性）、化学性质（与水/石灰水反应）、分子结构。

-核心应用：温室效应（双刃剑）、灭火（隔绝氧气）、人工降雨（升华吸热）。

-升华：“CO₂既是生命必需的气体，也是环境挑战的源头。未来化学家需平衡其利用与保护。”

-作业：

-撰写《二氧化碳的利与弊》报告，结合课堂案例提出个人建议。知识点梳理1.二氧化碳的物理性质

-通常状况下为无色、无味的气体

-密度比空气大（约1.5倍），可用向上排空气法收集

-能溶于水（1体积水溶解1体积CO₂），形成碳酸（H₂CO₃）

-固态CO₂俗称"干冰"，易升华吸热，可用于人工降雨、制冷

2.二氧化碳的化学性质

-不燃烧也不支持燃烧：覆盖在可燃物表面隔绝氧气（灭火原理）

-与水反应：CO₂+H₂O⇌H₂CO₃（碳酸使紫色石蕊试液变红）

-与石灰水反应：CO₂+Ca(OH)₂→CaCO₃↓+H₂O（产生白色沉淀，用于检验CO₂）

-与碳反应：CO₂+C高温2CO（吸热反应，工业制煤气）

3.二氧化碳的分子结构

-直线型分子结构（O=C=O）

-碳氧双键（C=O）稳定性高，化学性质相对稳定

-极性分子（键角180°，正负电荷中心重合，但整体呈非极性）

4.二氧化碳的实验室制法

-药品：大理石（或石灰石）与稀盐酸

-原理：CaCO₃+2HCl→CaCl₂+H₂O+CO₂↑

-装置：固液不加热型（启普发生器或简易装置）

-收集：向上排空气法（密度大于空气）

-验满：燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭证明已满

5.二氧化碳的工业制法

-高温煅烧石灰石：CaCO₃高温CaO+CO₂↑（主要来源）

-发酵法：含糖有机物发酵（酿酒、制醋）

6.二氧化碳的主要用途

-灭火：用于图书馆、档案室（不损坏物品）

-人工降雨：干冰升华吸热使水蒸气凝华

-制汽水：加压溶解CO₂，减压释放气泡

-食品保鲜：抑制微生物生长（干冰冷藏）

-制冷剂：干冰用于低温运输

7.二氧化碳与碳循环

-自然循环：

-植物光合作用：6CO₂+6H₂O光C₆H₁₂O₆+6O₂

-动植物呼吸作用：C₆H₁₂O₆+6O₂→6CO₂+6H₂O

-人为影响：化石燃料燃烧、森林砍伐导致CO₂浓度上升

8.二氧化碳的环境影响

-温室效应：CO₂吸收地表红外辐射，使全球变暖

-海水酸化：CO₂+H₂O+CO₃²⁻→2HCO₃⁻，破坏珊瑚礁生态系统

-对策：

-开发新能源（太阳能、风能）

-植树造林（吸收CO₂）

-碳捕集与封存（CCS技术）

9.二氧化碳的检验与鉴别

-检验方法：通入澄清石灰水，变浑浊

-鉴别CO₂与O₂：

-CO₂：使燃着木条熄灭

-O₂：使带火星木条复燃

10.二氧化碳的安全注意事项

-密闭空间需通风：高浓度CO₂导致缺氧窒息

-干冰操作戴手套：低温易冻伤

-灭火器使用：避免用于活泼金属（如Mg、Na）火灾

11.二氧化碳与生活现象

-汽水气泡：压强降低，CO₂溶解度减小，逸出气泡

-人呼出气体：CO₂浓度高于吸入气体（约4%vs0.04%）

-暖房效应：大棚内CO₂浓度高，促进植物光合作用

12.二氧化碳的拓展知识

-超临界CO₂：流体状态，用于萃取咖啡因、香料

-碳中和：通过植树造林、技术手段抵消CO₂排放

-地质封存：将CO₂注入地下岩层，减少大气排放课后拓展1.拓展内容：

-阅读《温室效应的成因与应对》科普文章，理解二氧化碳浓度升高对全球气候的影响机制。

-观看干冰人工降雨实验视频，观察干冰升华吸热使水蒸气凝华成冰晶的过程。

-查阅资料了解“碳捕捉与封存技术”（CCS）的基本原理，分析其在减少二氧化碳排放中的作用。

-调查生活中二氧化碳的应用实例（如汽水生产、食品保鲜），记录其利用的物理或化学性质。

2.拓展要求：

-完成一份《二氧化碳的利与弊》报告，结合课堂案例与拓展资料，提出至少两条减少二氧化碳排放的具体措施。

-设计一个家庭小实验：用醋和小苏打制取二氧化碳，验证其密度大于空气的性质（可用蜡烛熄灭实验辅助）。

-小组合作完成“校园碳足迹调查”，统计教室或家庭一周内因用电、交通等产生的二氧化碳排放量，提出节能建议。

-教师提供《自然碳循环示意图》和《常见灭火器类型对比表》等材料，供学生分析二氧化碳在环境与安全中的双重角色。课堂小结，当堂检测**课堂小结**：

本节课系统学习了二氧化碳的物理性质（无色、无味、密度大于空气、能溶于水、干冰升华吸热）、化学性质（不燃烧不支持燃烧、与水生成碳酸、使石灰水变浑浊）、分子结构（直线型非极性分子）及核心应用（灭火、人工降雨、食品保鲜）。通过温室效应、灭火器、人工降雨等案例分析，深化了"性质决定用途"的逻辑关系，并认识到二氧化碳在碳循环中的双重角色——生命活动必需与温室效应诱因。

**当堂检测**：

1.下列属于二氧化碳物理性质的是（）

A.使澄清石灰水变浑浊B.不燃烧也不支持燃烧

C.固态CO₂俗称"干冰"D.能与水反应生成碳酸

2.检验集气瓶中是否集满二氧化碳的正确方法是（）

A.加入澄清石灰水B.滴加紫色石蕊试液

C.将燃着的木条放在瓶口D.闻气味

3.二氧化碳可用于人工降雨，利用的是其（）

A.密度大于空气B.能溶于水

C.干冰升华吸热D.不支持燃烧

4.实验室制取二氧化碳的药品是（）

A.大理石和稀硫酸B.石灰石和浓盐酸

C.大理石和稀盐酸D.碳酸钠和稀盐酸

5.温室效应的主要原因是（）

A.氧气浓度上升B.二氧化碳浓度上升

C.甲烷浓度上升D.氮气浓度上升

6.简答题：用化学方程式解释二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的原因，并说明该反应的应用价值。

**答案**：

1.C2.C3.C4.C5.B

6.Ca(OH)₂+CO₂→CaCO₃↓+H₂O；应用：检验二氧化碳、鉴定碳酸根离子。板书设计①二氧化碳的物理性质

-无色、无味气体

-密度大于空气（向上排空气法收集）

-能溶于水（1体积水溶解1体积CO₂）

-固态CO₂俗称“干冰”，易升华吸热（人工降雨、制冷）

②二氧化碳的化学性质

-不燃烧也不支持燃烧（灭火原理）

-与水反应：CO₂+H₂O⇌H₂CO₃（使紫色石蕊变红）

-与石灰水反应：CO₂+Ca(OH)₂→CaCO₃↓+H₂O（检验CO₂）

-与碳反