课题2 碳的氧化物 第1课时 （导学案）化学人教版2024九年级上册

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、学习重点 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、学习难点 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。 1．二氧化碳 溶于水。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 。 2．二氧化碳与水反应生成 ， 能使紫色石蕊溶液变成红色。 3．碳酸很不稳定，容易分解生成 和 。 4．二氧化碳能使澄清石灰水变 ，是因为二氧化碳与氢氧化钙［Ca(OH)2］ 反应，生成了白色的 沉淀。这个反应可以用来检验二氧化碳。 5．二氧化碳本身 毒性，但二氧化碳不能 。当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生影响。因此，在人群密集的地方应该注意 。 一、新课导入 问题思考1：看完中国提出力争 2030 年前实现二氧化碳排放达峰、2060 年前实现碳中和的新闻报道视频，思考我国为什么要如此重视二氧化碳的排放问题？ 问题思考2：结合生活实例，说说二氧化碳在生活中还有哪些体现？ 2、 二氧化碳的性质与用途 活动一：二氧化碳的物理性质 问题探究1：进行二氧化碳倾倒实验，将二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着蜡烛的烧杯中，观察到蜡烛自下而上依次熄灭，这一现象能得出什么结论？ 问题探究2：向充满二氧化碳的塑料瓶中加入适量的水，迅速拧紧瓶盖，振荡后塑料瓶子变瘪，这是为什么？ 问题探究3：如何比较气体密度与空气密度的大小？ 归纳总结：二氧化碳的物理性质有哪些？ 活动二：二氧化碳的化学性质 问题探究1：老师对三朵用紫色石蕊试液浸泡过的纸花进行实验操作：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。观察到纸花 I 不变色，纸花 II 不变色，纸花 III 变红，分别说明了什么？ 问题探究2：把变红的纸花加热，纸花由红色变成紫色，这是为什么？ 问题探究3：向澄清石灰水中通入二氧化碳，澄清石灰水变浑浊，发生了什么反应？ 归纳总结：二氧化碳的化学性质有哪些？ 活动三：二氧化碳的用途 问题思考：结合生活实际和之前学的知识，思考二氧化碳有哪些用途？ 归纳总结：总结二氧化碳的用途？ 活动四：典例精讲 典例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 典例2：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 3、 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 问题思考：空气中二氧化碳的体积分数对人体健康有怎样的影响？ 活动二：温室效应 问题思考1：什么是温室效应？ 问题思考2：温室效应有哪些危害？ 活动三：自然界中的碳循环及低碳行动 问题探究1：自然界中二氧化碳是如何产生和消耗的？ 问题探究2：什么是低碳行动？有哪些具体的措施？ 活动四：典例精讲 典例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 1． 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 一、二氧化碳的性质与用途 1. 物理性质：标准状况下，二氧化碳是一种 色 臭的气体，密度比空气 ， 溶于水。 1. 化学性质 （1）一般不燃烧，不支持燃烧 （2）与水反应： （3）与石灰水反应： 3. 用途： 干冰：制冷剂、人工增雨； 灭火；气体肥料；化工产品原料 2、 二氧化碳对生活和环境的影响 1. 对人体健康的影响：本身 毒，但不能 。 2. 温室效应的 危害：全球 、海平面 等 3. 碳循环 （1） 产生途径： 燃烧、动植物 、微生物分解作用 （2）消耗途径： 作用 4. 低碳行动：减少二氧化碳 、增加二氧化碳 。 考点1 二氧化碳的性质和用途 1．二氧化碳在生产生活中应用广泛。下列不属于二氧化碳用途的是 A．参与光合作用 B．作燃料 C．用于人工降雨 D．制碳酸饮料 2．下列有关二氧化碳的说法错误的是 A．固态二氧化碳叫干冰，可用于人工降雨 B．二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红，说明它具有酸性 C．二氧化碳可用于灭火，既利用了物理性质也利用了化学性质 D．大气中二氧化碳含量过高会加剧温室效应 考点2 二氧化碳对生活和环境的影响 1．我国力争于2060年前实现“碳中和”，即二氧化碳的相对“零排放”。下列做法与此相违背的是 A．随手关灯 B．植树造林 C．“低碳”出行 D．焚烧处理垃圾 2．2025年是我国“双碳”政策落地攻坚的关键时期。以下关于“双碳”的理解不合理的是 A．“碳中和”“碳达峰”中的“碳”指的是 B．“低碳生活”是提倡不使用含碳元素的物质 C．书籍循环使用是践行“双碳”的有效方式 D．开发新能源有利于“双碳”目标的实现 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 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、学习重点 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、学习难点 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。 1．二氧化碳能溶于水。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。 2．二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变成红色。 3．碳酸很不稳定，容易分解生成二氧化碳和水。 4．二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，是因为二氧化碳与氢氧化钙［Ca(OH)2］ 反应，生成了白色的碳酸钙沉淀。这个反应可以用来检验二氧化碳。 5．二氧化碳本身没有毒性，但二氧化碳不能供给呼吸。当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生影响。因此，在人群密集的地方应该注意通风换气。 一、新课导入 问题思考1：看完中国提出力争 2030 年前实现二氧化碳排放达峰、2060 年前实现碳中和的新闻报道视频，思考我国为什么要如此重视二氧化碳的排放问题？ 答案：二氧化碳排放过多会引发一系列环境问题，如温室效应等，对全球气候和生态环境造成严重影响，所以我国重视二氧化碳排放问题以应对环境挑战，实现可持续发展。 问题思考2：结合生活实例，说说二氧化碳在生活中还有哪些体现？ 答案：如喝的碳酸饮料，打开瓶盖冒出的气泡是二氧化碳；舞台上云雾缭绕的效果常利用干冰（固态二氧化碳）实现。 2、 二氧化碳的性质与用途 活动一：二氧化碳的物理性质 问题探究1：进行二氧化碳倾倒实验，将二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着蜡烛的烧杯中，观察到蜡烛自下而上依次熄灭，这一现象能得出什么结论？ 答案：说明二氧化碳的密度比空气大，而且二氧化碳一般情况下不能燃烧也不支持燃烧。 问题探究2：向充满二氧化碳的塑料瓶中加入适量的水，迅速拧紧瓶盖，振荡后塑料瓶子变瘪，这是为什么？ 答案：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。 问题探究3：如何比较气体密度与空气密度的大小？ 答案：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。二氧化碳的相对分子质量为 44，大于 29，所以二氧化碳的密度比空气大。 归纳总结：二氧化碳的物理性质有哪些？ 答案：二氧化碳是无色、无臭的气体，密度比空气大，能溶于水。 活动二：二氧化碳的化学性质 问题探究1：老师对三朵用紫色石蕊试液浸泡过的纸花进行实验操作：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。观察到纸花 I 不变色，纸花 II 不变色，纸花 III 变红，分别说明了什么？ 答案：水不能使紫色石蕊变红，二氧化碳不能使紫色石蕊变红，二氧化碳和水混合后能使紫色石蕊变红。 问题探究2：把变红的纸花加热，纸花由红色变成紫色，这是为什么？ 答案：因为二氧化碳与水反应生成的碳酸不稳定，受热易分解，化学方程式为。 问题探究3：向澄清石灰水中通入二氧化碳，澄清石灰水变浑浊，发生了什么反应？ 答案：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。 归纳总结：二氧化碳的化学性质有哪些？ 答案：二氧化碳能与水反应生成碳酸，化学方程式为，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。 活动三：二氧化碳的用途 问题思考：结合生活实际和之前学的知识，思考二氧化碳有哪些用途？ 答案：干冰（固态二氧化碳）可作制冷剂、用于人工增雨；二氧化碳能用于灭火；二氧化碳能用作气体肥料；二氧化碳还可用作化工产品的原料等。 归纳总结：总结二氧化碳的用途？ 答案：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。 活动四：典例精讲 典例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 答案：B 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。 典例2：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 答案：B 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。 3、 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 问题思考：空气中二氧化碳的体积分数对人体健康有怎样的影响？ 答案：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。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。 活动二：温室效应 问题思考1：什么是温室效应？ 答案：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。 问题思考2：温室效应有哪些危害？ 答案：如全球变暖导致北极熊的栖息地缩小，海平面上升，还会带来气候异常、生态平衡破坏等一系列环境问题。 活动三：自然界中的碳循环及低碳行动 问题探究1：自然界中二氧化碳是如何产生和消耗的？ 答案：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。 问题探究2：什么是低碳行动？有哪些具体的措施？ 答案：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。 活动四：典例精讲 典例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 答案：C 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。 1． 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 【答案】B 【解析】A、二氧化碳用于灭火利用了二氧化碳密度比空气大、不能燃烧且不支持燃烧的性质，涉及物理性质和化学性质，不符合题意； B、干冰是固态二氧化碳，人工增雨是利用干冰升华吸热，使周围温度降低，不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质，符合题意； C、二氧化碳能用来制碳酸饮料，是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，需要发生化学变化才能表现出来，属于化学性质，不符合题意； D、二氧化碳用作气体肥料，是利用了二氧化碳能参与植物光合作用的性质，需要发生化学变化才能表现出来，属于化学性质，不符合题意。 故选：B。 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 【答案】D 【解析】A、实验一：蜡烛熄灭，说明二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧，故A不符合题意； B、实验一：下层的蜡烛先熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，故B不符合题意； C、实验二：向盛有二氧化碳气体的软塑料瓶中加入水，然后盖上瓶盖，发现塑料瓶变瘪，说明二氧化碳能溶于水，故C不符合题意； D、实验二：向盛有二氧化碳气体的软塑料瓶中加入水，然后盖上瓶盖，发现塑料瓶变瘪，说明二氧化碳能溶于水，但不能证明二氧化碳能和水发生反应发生了碳酸，故D符合题意。 故选：D。 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 【答案】A 【解析】A、干冰升华吸热，使温度降低，能制造舞台云雾，故选项说法正确； B、二氧化碳能溶于水，一般不能用排水法收集，故选项说法错误； C、CO2可使燃烧的蜡烛熄灭，是因为二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧，故选项说法错误； D、CO2通入紫色石蕊试液，液体变红，不是因为CO2能使石蕊试液变红，是因为二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红色，故选项说法错误； 故选：A。 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 【答案】B 【解析】A、光合作用吸收二氧化碳，放出氧气，故选项错误； B、二氧化碳的密度比空气大，故选项正确； C、“干冰”是二氧化碳的固体，故选项错误； D、二氧化碳不是一种空气污染物，二氧化碳含量过高会造成温室效应，故选项错误。 故选：B。 一、二氧化碳的性质与用途 1. 物理性质：标准状况下，二氧化碳是一种无色无臭的气体，密度比空气大，能溶于水。 1. 化学性质 （1）一般不燃烧，不支持燃烧 （2）与水反应：CO₂ + H₂O ══ H₂CO₃ （3）与石灰水反应：CO₂ + Ca(OH)₂ ══ CaCO₃↓ + H₂O 3. 用途： 干冰：制冷剂、人工增雨； 灭火；气体肥料；化工产品原料 2、 二氧化碳对生活和环境的影响 1. 对人体健康的影响：本身无毒，但不能供给呼吸 2. 温室效应的 危害：全球变暖、海平面上升等 3. 碳循环 （1） 产生途径：化石燃料燃烧、动植物呼吸、微生物分解作用 （2）消耗途径：光合作用 4. 低碳行动：减少二氧化碳排放、增加二氧化碳吸收 考点1 二氧化碳的性质和用途 1．二氧化碳在生产生活中应用广泛。下列不属于二氧化碳用途的是 A．参与光合作用 B．作燃料 C．用于人工降雨 D．制碳酸饮料 【答案】B 【解析】A、植物通过光合作用吸收二氧化碳，在光照下与水反应生成有机物和氧气，这是二氧化碳在自然界中的重要用途，故选项不符合题意； B、二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，不能用作燃料，故选项符合题意； C、固态二氧化碳升华吸热可用于人工降雨，故选项不符合题意； D、二氧化碳与水反应生成碳酸，可用于制碳酸饮料，故选项不符合题意。 故选：B。 2．下列有关二氧化碳的说法错误的是 A．固态二氧化碳叫干冰，可用于人工降雨 B．二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红，说明它具有酸性 C．二氧化碳可用于灭火，既利用了物理性质也利用了化学性质 D．大气中二氧化碳含量过高会加剧温室效应 【答案】B 【解析】A、固态二氧化碳叫干冰，干冰升华吸热，使周围温度降低，可用于人工降雨，说法正确，不符合题意； B、二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红，是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，使紫色石蕊溶液变红，二氧化碳不具有酸性，说法错误，符合题意； C、二氧化碳用于灭火利用的是二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧，且密度比空气大的性质，既利用了它的物理性质，也利用了它的化学性质，说法正确，不符合题意； D、大气中二氧化碳含量过高会加剧温室效应，说法正确，不符合题意。 故选：B。 考点2 二氧化碳对生活和环境的影响 1．我国力争于2060年前实现“碳中和”，即二氧化碳的相对“零排放”。下列做法与此相违背的是 A．随手关灯 B．植树造林 C．“低碳”出行 D．焚烧处理垃圾 【答案】D 【解析】A. 随手关灯：节约电能，减少化石燃料发电产生的二氧化碳，不符合题意； B. 植树造林：植物通过光合作用吸收二氧化碳，增加吸收量，不符合题意； C. “低碳”出行：减少私家车使用，降低化石燃料消耗，减少排放，不符合题意； D. 焚烧处理垃圾：燃烧垃圾（尤其含碳物质）会释放大量二氧化碳，增加排放，违背碳中和目标，符合题意； 故选D。 2．2025年是我国“双碳”政策落地攻坚的关键时期。以下关于“双碳”的理解不合理的是 A．“碳中和”“碳达峰”中的“碳”指的是 B．“低碳生活”是提倡不使用含碳元素的物质 C．书籍循环使用是践行“双碳”的有效方式 D．开发新能源有利于“双碳”目标的实现 【答案】B 【解析】A、碳达峰指二氧化碳排放量达到峰值后不再增长；碳中和指通过植树造林、节能减排等方式抵消二氧化碳排放，实现净零排放，“碳中和”、“碳达峰”中的“碳”指的是二氧化碳，不符合题意； B、“低碳生活”是指减少二氧化碳的排放，不是提倡不使用含碳元素的物质，符合题意； C、书籍循环使用，可以节约资源，减少森林的砍伐，增加二氧化碳的吸收，是践行“双碳”的有效方式，不符合题意； D、开发新能源，可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，有利于“双碳”目标的实现，不符合题意。 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $