5.3 二氧化碳教学设计初中化学科粤版2024九年级上册-科粤版2024

第第页5.3二氧化碳教学设计初中化学科粤版2024九年级上册-科粤版2024备课时间年月日第周课时主备人魏老师执教人魏老师教学课题Xxx课型XX教学内容分析1.本节课的主要教学内容。科粤版2024九年级上册5.3节，包括二氧化碳的物理性质（无色无味气体、密度比空气大、能溶于水）、化学性质（不燃烧不支持燃烧、与水反应生成碳酸、使澄清石灰水变浑浊）、实验室制法（大理石与稀盐酸反应，固液不加热装置，向上排空气法收集）及主要用途（灭火、人工降雨、化工原料）。

2.教学内容与学生已有知识的联系。学生已学过氧气的性质与实验室制法，具备实验操作基础；了解空气成分，知道二氧化碳是温室气体；掌握分子、原子概念，能从微观理解性质与用途关系；学过常见物质分类，二氧化碳属于氧化物，为学习酸的性质做铺垫。核心素养目标二、核心素养目标通过二氧化碳性质与用途的学习，形成“性质决定用途”的化学观念；分析实验室制法反应条件，培养基于反应原理的逻辑思维能力；通过实验探究物理性质（密度、溶解性）及化学性质（与水、石灰水反应），提升实验操作与现象分析能力；认识二氧化碳的用途及环境影响，树立合理使用化学物质的社会责任。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识。学生已学习氧气的性质与实验室制法，具备基础实验操作能力；了解空气成分及二氧化碳是温室气体；掌握分子、原子概念，能初步分析物质性质与微观结构的关系；熟悉常见化学反应类型及基本实验装置。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格。学生对实验探究兴趣浓厚，偏好直观演示和动手操作；具备观察现象、记录数据的基础能力，但实验规范性需强化；学习风格偏向具象思维，对抽象概念（如碳酸分解）理解较慢，合作学习积极性高。

3.学生可能遇到的困难和挑战。混淆实验室制法（大理石与稀盐酸）与工业制法（煅烧石灰石）；难以将“不燃烧不支持燃烧”与灭火用途建立逻辑联系；化学方程式书写（如CO₂+H₂O→H₂CO₃）易漏条件或配平；对二氧化碳对环境影响的辩证认识不足。教学资源1.软硬件资源：制取二氧化碳实验装置（锥形瓶、长颈漏斗、导管、集气瓶）、大理石、稀盐酸、澄清石灰水、紫色石蕊试液、蜡烛、燃烧匙、二氧化碳气体传感器。

2.课程平台：学校教学管理系统（发布预习任务、课后作业）。

3.信息化资源：二氧化碳性质实验视频动画（与水反应、使石灰水变浑浊）、二氧化碳用途图片（灭火、人工降雨）。

4.教学手段：教师演示实验、小组合作探究、多媒体辅助（展示微观反应过程）。教学过程**环节一：情境导入，激发兴趣（3分钟）**

教师：同学们，今天老师带来一个魔术——向盛有澄清石灰水的烧杯中吹气。你们猜会发生什么？（学生：变浑浊）对！现在请前排同学上台观察现象。（学生观察后描述：石灰水变浑浊）

教师：这个神奇的变化主角就是我们今天的主角——二氧化碳（板书课题）。生活中你见过哪些二氧化碳的踪迹？（学生回答：饮料气泡、灭火器、温室大棚等）

教师：二氧化碳看似平凡，却藏着许多化学奥秘。今天我们就通过实验揭开它的面纱！

**环节二：探究二氧化碳的物理性质（10分钟）**

教师：首先研究二氧化碳的物理性质。请观察集气瓶中的二氧化碳气体，描述它的颜色、状态和气味。（学生：无色、无味气体）

教师：现在进行密度实验。教师将二氧化碳气体沿烧杯壁倒入放有高低两支蜡烛的烧杯中，请观察现象。（学生：下层蜡烛先熄灭）

教师：这说明什么？（学生：二氧化碳密度比空气大）

教师：接下来探究溶解性。向装有二氧化碳的矿泉水瓶中加入1/3水，迅速拧紧瓶盖振荡，观察瓶子变化。（学生：瓶子变瘪）

教师：为什么瓶子会变形？（学生：二氧化碳溶于水导致瓶内气压减小）

教师：总结板书：物理性质——无色无味气体、密度>空气、能溶于水。

**环节三：实验探究二氧化碳的化学性质（20分钟）**

**实验1：不燃烧不支持燃烧**

教师：教师点燃燃烧匙中的木条，伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，观察现象。（学生：木条熄灭）

教师：由此可知二氧化碳具有什么化学性质？（学生：不燃烧不支持燃烧）

**实验2：与水反应**

教师：向两支试管中分别加入等量紫色石蕊试液，向一支中通入二氧化碳，另一支作对照。观察颜色变化。（学生：通入二氧化碳的试管变红）

教师：红色物质是什么？教师加热变红的溶液，观察现象。（学生：溶液由红变紫，有气泡冒出）

教师：板书：CO₂+H₂O→H₂CO₃（碳酸），H₂CO₃→CO₂↑+H₂O（不稳定分解）

**实验3：与石灰水反应**

教师：向澄清石灰水中通入二氧化碳，观察现象。（学生：变浑浊）

教师：浑浊物是什么？继续通入二氧化碳，又有什么变化？（学生：先浑浊后变澄清）

教师：板书：Ca(OH)₂+CO₂→CaCO₃↓+H₂O，CaCO₃+H₂O+CO₂→Ca(HCO₃)₂

**环节四：实验室制取二氧化碳（15分钟）**

教师：实验室如何制取二氧化碳？请回忆制取氧气的装置选择依据。（学生：反应物状态和反应条件）

教师：制取二氧化碳用大理石（固体）和稀盐酸（液体），常温反应，应选什么装置？（学生：固液不加热装置）

教师：展示装置图，请学生组装仪器。强调注意事项：长颈漏斗末端伸入液面下，导管伸入集气瓶底部。

教师：如何收集二氧化碳？为什么？（学生：向上排空气法，因为密度大于空气）

教师：如何验满？如何检验？（学生：燃着的木条放在瓶口，熄灭则满；通入澄清石灰水变浑浊）

**环节五：二氧化碳的用途与影响（7分钟）**

教师：结合性质分析二氧化碳的用途。（学生小组讨论后汇报）

学生1：不燃烧不支持燃烧→灭火器

学生2：密度大→人工降雨（干冰升华吸热）

学生3：光合作用原料→温室大棚气体肥料

教师：但过量排放会导致温室效应。请辩证看待二氧化碳的双重性——它既是"生命气体"，也是"气候杀手"。

**环节六：课堂总结与拓展（5分钟）**

教师：今天我们通过实验认识了二氧化碳的"四性"（物理性质、化学性质、制法、用途）。请完成思维导图（展示模板）。

教师：课后任务：设计实验证明"汽水中二氧化碳的存在"，并思考如何减少温室效应。

**板书设计**

```

5.3二氧化碳

一、物理性质：无色无味气体、密度>空气、能溶于水

二、化学性质：

1.不燃烧不支持燃烧

2.CO₂+H₂O→H₂CO₃→CO₂↑+H₂O

3.Ca(OH)₂+CO₂→CaCO₃↓+H₂O

三、实验室制法：

药品：大理石+稀盐酸

装置：固液不加热

收集：向上排空气法

四、用途：灭火、人工降雨、化工原料

```知识点梳理1.二氧化碳的物理性质

（1）颜色状态：无色气体

（2）气味：无味

（3）密度：标准状况下密度比空气大（约1.977g/L）

（4）溶解性：能溶于水（1体积水约溶解1体积CO₂）

（5）三态变化：加压降温可变成固体（干冰），干冰易升华吸热

2.二氧化碳的化学性质

（1）不支持燃烧，也不燃烧：使燃着的木条熄灭

（2）与水反应：CO₂+H₂O⇌H₂CO₃（碳酸），碳酸能使紫色石蕊变红；H₂CO₃不稳定，受热分解：H₂CO₃→CO₂↑+H₂O

（3）与石灰水反应：Ca(OH)₂+CO₂→CaCO₃↓+H₂O（变浑浊）；过量CO₂继续反应：CaCO₃+H₂O+CO₂→Ca(HCO₃)₂（变澄清）

3.二氧化碳的实验室制法

（1）药品：大理石（或石灰石）主要成分CaCO₃，稀盐酸

（2）反应原理：CaCO₃+2HCl→CaCl₂+H₂O+CO₂↑

（3）发生装置：固液不加热型（锥形瓶/平底烧瓶、长颈漏斗/分液漏斗、导管）

（4）收集方法：向上排空气法（密度大于空气，能溶于水）

（5）验满方法：燃着的木条放在集气瓶口，若熄灭则已集满

（6）检验方法：通入澄清石灰水，若变浑浊则为CO₂

4.二氧化碳的用途

（1）灭火：不燃烧不支持燃烧，密度大于空气

（2）人工降雨：干冰升华吸热，使水蒸气液化成小液滴

（3）制冷剂：干冰升华吸热，用于食品保鲜

（4）化工原料：制纯碱（Na₂CO₃）、尿素（CO(NH₂)₂）等

（5）气体肥料：促进植物光合作用

5.二氧化碳对环境的影响

（1）温室效应：CO₂等气体吸收地面反射的热量，导致全球气候变暖

（2）来源：化石燃料燃烧、森林砍伐、工业生产等

（3）防治措施：减少化石燃料使用、开发清洁能源、植树造林等

6.二氧化碳与生活常识

（1）汽水中的CO₂：加压溶解，打开瓶盖压强减小，CO₂逸出

（2）进入久未开启的菜窖前需灯火实验：检验CO₂浓度是否过高

（3）大棚蔬菜补充CO₂：提高光合作用效率，促进生长

7.二氧化碳的检验与鉴别

（1）物理性质鉴别：用澄清石灰水变浑浊确认CO₂存在

（2）排除干扰：O₂能使带火星木条复燃；H₂O遇冷变白雾；CO₂熄灭燃着木条

8.二氧化碳的工业制法

（1）煅烧石灰石：CaCO₃高温CaO+CO₂↑

（2）副产品生石灰（CaO）用于制水泥、钢铁冶炼等

9.二氧化碳的安全知识

（1）密闭空间需通风：防止CO₂浓度过高导致窒息

（2）进入干冰储存区需戴防护装备：避免低温冻伤

（3）灭火器使用：CO₂灭火器适用于电器、精密仪器火灾

10.二氧化碳的微观解释

（1）分子构成：每个CO₂分子由1个碳原子和2个氧原子构成

（2）性质与结构：碳显+4价，氧显-2价，分子结构稳定，化学性质不活泼

（3）反应本质：CO₂与水反应是CO₂分子与H₂O分子结合形成H₂CO₃分子

11.二氧化碳的转化利用

（1）人工合成淀粉：CO₂+H₂O→(CH₂O)n+O₂（光催化技术）

（2）碳捕捉技术：工业废气中分离回收CO₂，用于化工或封存

12.二氧化碳的实验注意事项

（1）制取时：稀盐酸不能用浓盐酸（易挥发HCl使CO₂不纯）；不用稀硫酸（生成CaSO₄覆盖表面阻止反应）

（2）收集时：导管伸至集气瓶底部；验满时木条放瓶口

（3）性质实验：石蕊试液需干燥；石灰水需现配现用

13.二氧化碳与其他物质的比较

（1）与O₂比较：O₂支持燃烧，CO₂不支持燃烧

（2）与CO比较：CO有毒，CO₂无毒但高浓度窒息

（3）与N₂比较：N₂难溶于水，CO₂能溶于水

14.二氧化碳的定量计算

（1）实验室制取CO₂的产率计算：实际收集体积/理论生成体积×100%

（2）石灰石纯度计算：CaCO₃质量/样品质量×100%

15.二氧化碳的拓展知识

（1）超临界CO₂：用作绿色溶剂（萃取咖啡因）

（2）碳酸饮料原理：高压下CO₂溶解于水，打开瓶盖气压减小溶解度降低

（3）光合作用方程式：6CO₂+6H₂O光照C₆H₁₂O₆+6O₂

16.二氧化碳的学科交叉

（1）生物学：植物光合作用原料；动物呼吸产物

（2）环境科学：温室效应主因；碳循环关键环节

（3）地理学：岩溶地貌形成（CaCO₃+H₂O+CO₂→Ca(HCO₃)₂）

17.二氧化碳的实验创新

（1）数字化实验：用传感器测CO₂溶解后气压变化

（2）微型实验：用注射器替代长颈漏斗控制反应速率

（3）家庭实验：醋与小苏打反应制取CO₂灭火

18.二氧化碳的辩证认识

（1）两面性：生命活动必需气体；过量排放导致环境问题

（2）可持续发展：合理利用CO₂资源，减少排放

19.二氧化碳的常见误区

（1）误区：CO₂有毒→正解：无毒但高浓度窒息

（2）误区：CO₂能使澄清石灰水变浑浊→正解：需持续通入过量才变澄清

（3）误区：干冰是冰→正解：干冰是固态CO₂，冰是固态H₂O

20.二氧化碳的学科素养关联

（1）证据推理：通过实验现象推导CO₂性质

（2）科学探究：设计实验验证CO₂溶解性

（3）社会责任：认识温室效应，践行低碳生活【板书设计】①二氧化碳的物理性质

无色无味气体；密度比空气大；能溶于水（1体积水溶解1体积CO₂）；干冰（固态CO₂）易升华吸热

②二氧化碳的化学性质

1.不燃烧不支持燃烧：使燃着的木条熄灭

2.与水反应：CO₂+H₂O⇌H₂CO₃（碳酸使紫色石蕊变红）；H₂CO₃→CO₂↑+H₂O（受热分解）

3.与石灰水反应：Ca(OH)₂+CO₂→CaCO₃↓+H₂O（变浑浊）；CaCO₃+H₂O+CO₂→Ca(HCO₃)₂（过量变澄清）

③二氧化碳的实验室制法

1.药品：大理石（主要成分CaCO₃）、稀盐酸

2.反应原理：CaCO₃+2HCl→CaCl₂+H₂O+CO₂↑

3.发生装置：固液不加热型（锥形瓶、长颈漏斗、导管）

4.收集方法：向上排空气法（密度大于空气）

5.验满：燃着的木条放瓶口，熄灭则满

6.检验：通入澄清石灰水，变浑浊则为CO₂

④二氧化碳的用途与影响

1.用途：灭火（不燃烧不支持燃烧、密度大）；人工降雨（干冰升华吸热）；气体肥料（光合作用）；化工原料（制纯碱、尿素）

2.影响：温室效应（CO₂等气体导致全球变暖）；防治措施（减少化石燃料使用、植树造林、开发清洁能源）XX【反思改进措施】（一）教学特色创新

1.实验探究生活化：将汽水瓶变瘪、灭火器原理等生活现象融入实验，强化"性质决定用途"的认知逻辑。

2.微观动画可视化：用动态模拟展示CO₂与水反应过程，突破碳酸分解的抽象难点。

（二）存在主要问题

1.学生方程式书写易漏条件（如碳酸分解需标注"△"），影响化学用语规范性。

2.温室效应认知片面，对人工降雨、气体肥料等积极用途关联不足。

3.实验时间紧张，部分小组未能完成石灰水过量变澄清的对比观察。

（三）改进措施

1.编写方程式记忆口诀："碳酸