6.2碳的氧化物-第一课时 教学设计--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学教学设计聚焦第六单元课题2“碳的氧化物”第一课时，核心围绕二氧化碳的物理性质、化学性质及用途展开。通过打开汽水瓶观察气泡导入，关联学生已学的气体检验知识，为后续一氧化碳性质学习搭建阶梯。 此资料以实验探究为核心，设计阶梯蜡烛、四朵纸花对照等实验，结合问题驱动法引导学生分析现象，体现科学探究与实践、科学思维素养。通过“性质决定用途”梳理二氧化碳用途与危害，培养化学观念，助力学生构建知识网络，提升教师教学效率。

主备人 备课时间 教出时间 教案编号 教学内容 第六单元课题2 碳的氧化物-第一课时 课 型 时间分配 教师讲授时间 20 学生活动时间 20 教学目标 1.通过观察二氧化碳的颜色、状态、气味，以及二氧化碳倾倒熄灭蜡烛实验和二氧化碳溶于水实验，认识二氧化碳的物理性质，知道干冰是固态二氧化碳，了解其易升华的特性。 2.通过二氧化碳与水反应使紫色石蕊溶液变红的探究实验，理解二氧化碳能与水反应生成碳酸，书写并记忆CO₂+H₂O=H₂CO₃，H₂CO₃=H₂O+CO₂↑两个化学方程式。 3.通过向澄清石灰水中吹入二氧化碳的实验，掌握二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的性质，书写化学方程式CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O，并能以此检验二氧化碳气体。 4.结合二氧化碳的性质，归纳二氧化碳的用途，形成“性质决定用途”的化学观念；通过讨论二氧化碳与温室效应的关系，培养辩证看待物质利弊的科学态度。 教学重点 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、固态二氧化碳（干冰）易升华。 2.二氧化碳的化学性质：既不燃烧也不支持燃烧；与水反应生成碳酸，碳酸不稳定受热分解；能使澄清石灰水变浑浊。 3.两个重要化学方程式的书写：CO₂+H₂O=H₂CO₃，H₂CO₃=H₂O+CO₂↑；CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O。 4.二氧化碳的检验方法：通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊。 突破策略：通过分组实验、教师演示、学生板演、典例纠错等多种方式强化记忆与理解。 教学难点 1.二氧化碳与水反应生成碳酸的探究过程，尤其是“二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊纸花变色，而湿润的紫色石蕊纸花变红”所隐含的对比实验逻辑。 2.碳酸的不稳定性及其分解产物的理解。 3.从实验现象中准确归纳物质性质，并运用“性质决定用途”的观点解释实际问题（如灭火器灭火原理、进入枯井前做灯火试验等）。 突破策略：采用四朵纸花对照实验（分别用稀醋酸、蒸馏水、干燥CO₂、水+CO₂处理），引导学生逐一排除干扰因素，建构“酸能使石蕊变红”的正确因果链。通过加热变红纸花再次验证碳酸易分解，化抽象为具体。 教学资源 1.实验器材及药品：集气瓶（配有玻璃片）、盛有二氧化碳气体的集气瓶若干、烧杯、蜡烛（两根长短不同）、阶梯状铁皮架、塑料矿泉水瓶（空）、蒸馏水、紫色石蕊溶液、干燥的紫色石蕊纸花（若干朵，分别用蒸馏水和稀醋酸润湿）、澄清石灰水、试管、带导管的单孔橡皮塞、酒精灯、火柴、小木条。 2.教具：多媒体电子白板，用于展示二氧化碳的分子模型和自然界碳循环示意图（以文字描述板画方式呈现）。 3.生活物品：一瓶未开封的汽水、一个久未开启的菜窖情景图片信息改为文字情景描述。 教法设计 1.实验探究法：本课以二氧化碳的性质为核心，设计多个演示实验和对比实验（阶梯蜡烛实验、塑料瓶变瘪实验、四朵纸花对照实验、石灰水变浑浊实验），引导学生在观察、分析、推理中自主获得知识，充分体现化学以实验为基础的学科特点。 2.问题驱动法：以问题链贯穿全课——“汽水中的气体是什么？”“为什么下层蜡烛先熄灭？”“纸花为什么变红？”“加热后为什么又变紫？”层层设问，引导学生深度思维，逐步揭示知识本质。 3.对比归纳法：运用四朵纸花实验进行对比，排除干扰，帮助学生理解二氧化碳与水反应的本质；将二氧化碳的物理性质与化学性质分块整理，通过对比形成清晰的知识结构。 4.联系生活法：结合汽水、灭火器、人工降雨、灯火试验等生活场景，使学生感受到化学就在身边，提高课堂的趣味性和实效性。 本课重点 解决问题 1.解决学生对于“二氧化碳与水反应生成碳酸”的认知困惑。通过四朵石蕊纸花的对比实验，分别证明酸能使石蕊变红、水不能使石蕊变红、二氧化碳不能使石蕊变红，只有二氧化碳与水共同作用生成的碳酸才使石蕊变红，逻辑严密，有效化解难点。 2.解决学生将“二氧化碳使紫色石蕊溶液变红”误认为二氧化碳本身具有酸性、本身能使指示剂变色的问题。通过干燥纸花与湿润纸花的对照，明确二氧化碳本身不具有酸性，是生成的碳酸具有酸性。 3.解决学生对于“检验二氧化碳为何使用澄清石灰水”的疑问。通过与多种气体对比，明确二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊是其特有性质，反应方程式为CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O，操作简便、现象明显。 4.解决学生不能将二氧化碳性质与生活实际相联系的问题。通过设置“汽水冒泡”“进入久未开启的菜窖前做灯火试验”“干冰人工降雨”等真实情境，引导学生从性质出发解释现象、判断安全，培养学以致用的意识。 5.解决学生书写化学方程式时常见的问题，如碳酸分解产物写错、状态符号遗漏等，在课堂板演和练习中及时纠正，并通过方程式配平专项训练强化技能。 本 课 学生所得 1.认识二氧化碳的物理性质，包括通常状况下为无色无味气体、密度比空气大、能溶于水，知道固体二氧化碳俗称干冰，易升华。 2.掌握二氧化碳的化学性质：一般既不燃烧也不支持燃烧；能与水反应生成碳酸，碳酸不稳定易分解；能使澄清石灰水变浑浊，相关化学方程式为CO₂+H₂O=H₂CO₃，H₂CO₃=H₂O+CO₂↑，CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O。 3.了解二氧化碳在自然界碳循环中的作用及其对人类生活和生产的意义，知道二氧化碳的用途（如灭火、人工降雨、制汽水、作气体肥料等）与性质之间的对应关系。 4.进一步学习科学探究的一般方法，体验从实验现象到分析结论的思维过程，形成“性质决定用途、用途反映性质”的化学观念。 课前准备 学生预习准备 1.复习第一单元走进化学实验室中关于气体收集和检验的基本操作，回忆如何检验一瓶气体是否为二氧化碳。 2.复习第五单元化学方程式书写的注意事项，重点回顾碳酸分解、二氧化碳与氢氧化钙反应的化学方程式书写规则。 3.自主阅读教材第六单元课题2第一课时“二氧化碳”部分，初步了解二氧化碳的物理性质和化学性质，用笔标出存在疑问的地方。 4.思考两个生活问题：进入久未开启的菜窖前为什么要先做灯火试验？夏天喝汽水后为什么会打嗝？带着问题进入课堂。 教师教学准备 1.提前检查并准备实验所需药品和仪器：二氧化碳气体（用石灰石和稀盐酸在实验室制取并收集多瓶）、紫色石蕊溶液、干燥紫色石蕊纸花若干、稀醋酸、澄清石灰水、蒸馏水、蜡烛、阶梯铁皮架、塑料瓶、烧杯、试管、带导管橡皮塞等。按照实验清单逐一核对，确保药品足量、有效。 2.提前试做所有演示实验，确保实验现象清晰、成功。尤其是二氧化碳倾倒熄灭蜡烛实验，应保证收集的二氧化碳浓度较高，并注意倾倒时的操作角度和速度，确保下层蜡烛先熄灭。 3.准备多媒体课件，内容包括：本课知识框架、实验现象记录表、课堂练习及答案展示。课件中不使用外部图片，以文字和符号呈现核心内容。 4.设计并印制学生学案（含实验现象记录表、讨论问题、课堂练习题和课后分层作业），做到一份学案贯穿课堂学习全过程。 5.预设课堂中可能出现的生成性问题及应对策略，如学生对“二氧化碳使石蕊变红”的理解偏差、实验现象不明显的处理方案等。 教学过程 主备栏 二次备课栏（手写） 1.课堂导入（预计3分钟） 教师活动：出示一瓶未开封的汽水，请一位学生上前打开汽水瓶盖，观察现象。学生观察到有大量气泡冒出。教师提问：“汽水瓶中冒出的气泡是什么气体？这种气体我们并不陌生，它就在我们周围的空气中，也在我们呼出的气体中，它就是二氧化碳。今天我们就来深入研究这种气体，看看它有哪些重要的性质。” 学生活动：观察并描述现象，倾听教师设问，说出气泡中的气体可能是二氧化碳。 设计意图：从生活常见的汽水引入，激发学习兴趣。 2.新知探究一：二氧化碳的物理性质（预计10分钟） （1）教师展示一瓶事先收集好的二氧化碳气体，引导学生观察颜色、状态，请一名学生上前闻气味（教师示范正确操作：用手在瓶口轻轻扇动，使少量气体飘入鼻孔），学生描述观察到的结果。师生共同归纳：通常情况下，二氧化碳是一种无色、无味的气体。 （2）教师演示实验：将二氧化碳气体沿烧杯内壁缓缓倒入放有两支燃着蜡烛的阶梯铁皮架上（下层蜡烛位置较低，上层蜡烛位置较高）。学生观察并描述：下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭。教师提出问题：“这个现象说明二氧化碳具有哪些性质？”引导学生从“密度比空气大”和“不能燃烧、一般也不支持燃烧”两个角度分析。教师追问：“如果将二氧化碳改为向上层蜡烛倾倒，蜡烛熄灭顺序会怎样？”学生讨论后回答，教师小结：倾倒时要沿内壁缓缓倾倒，确保二氧化碳能先充满底部。 （3）教师追问：“在生活和生产实际中，二氧化碳的密度比空气大这一性质有哪些应用？”学生举例：二氧化碳灭火器中二氧化碳覆盖在燃烧物表面，隔绝空气。 （4）教师演示二氧化碳溶于水实验：将一个充满二氧化碳的塑料矿泉水瓶（瓶内已收集满CO₂），向其中倒入约三分之一瓶蒸馏水，迅速盖紧瓶盖，振荡。学生观察并描述现象：塑料瓶变瘪了。教师提问：“瓶身变瘪说明什么？”学生回答：瓶内气体减少，压强减小，说明二氧化碳能溶于水。教师进一步说明：在通常情况下，1体积水约能溶解1体积的二氧化碳，增大压强会溶解得更多，汽水就是利用这个原理制成的。 （5）教师引出干冰概念：固态二氧化碳俗称干冰，干冰易升华，升华时吸收大量的热，因此可作制冷剂，用于人工降雨、冷藏食品等。 学生活动：观察、描述实验现象，分析现象背后的物理性质，完成学案中物理性质填空。 3.新知探究二：二氧化碳的化学性质（预计15分钟） （1）探究二氧化碳是否支持燃烧：承接前面的阶梯蜡烛实验，教师追问：“二氧化碳使蜡烛熄灭，除了密度比空气大之外，还说明二氧化碳本身具有什么化学性质？”学生回答：二氧化碳既不能燃烧，也不支持燃烧。教师补充：因此在煤矿矿井、枯井、深窖中可能积聚大量二氧化碳，进入这些地方之前必须先做灯火试验。 （2）探究二氧化碳与水反应： 教师提出问题：二氧化碳溶于水的过程中，有没有发生化学变化？请同学们设计实验验证。 教师演示实验：取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花。第一朵纸花喷上稀醋酸，纸花变红，说明酸能使紫色石蕊溶液变红；第二朵纸花喷上蒸馏水，纸花不变色，说明水不能使紫色石蕊变红；第三朵纸花直接放入盛有二氧化碳的集气瓶中，纸花不变色，说明二氧化碳不能使紫色石蕊变红；第四朵纸花先喷上蒸馏水，再放入盛有二氧化碳的集气瓶中，纸花变红。教师提问：“第四朵纸花变红说明什么？”学生回答：说明二氧化碳与水反应生成了新物质，这种新物质能使紫色石蕊溶液变红。教师引导归纳：二氧化碳与水反应生成了碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红。写出化学方程式：CO₂+H₂O=H₂CO₃。 教师进一步追问：“加热这朵变红的纸花，颜色会有什么变化？为什么？”学生猜想后，教师演示加热变红的纸花，观察到红花变为紫色。教师引导分析：碳酸不稳定，受热分解生成水和二氧化碳，化学方程式为H₂CO₃=H₂O+CO₂↑。教师强调：碳酸是弱酸，不稳定，易分解，所以加热后石蕊又恢复为紫色。 （3）探究二氧化碳与石灰水的反应： 教师请学生回忆：检验二氧化碳的常用方法是什么？学生回答：将气体通入澄清石灰水。教师演示：将澄清石灰水倒入一支试管中，用带导管的胶塞塞紧，通过导管向石灰水中吹气（或直接向盛有澄清石灰水的试管中通入CO₂）。学生观察并描述现象：澄清石灰水变浑浊。教师讲解：这是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成难溶性的碳酸钙沉淀和水，化学方程式为CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O。教师说明此反应常用来检验二氧化碳气体。 （4）教师组织学生小组讨论：结合探究过程，尝试归纳二氧化碳的化学性质。请各小组汇报，师生共同完善板书。 4.课堂互动：二氧化碳的用途与危害（预计7分钟） 教师布置任务：请同学们阅读教材中关于二氧化碳用途的段落，结合生活中对二氧化碳的了解，列举二氧化碳的用途和可能带来的问题。学生分组讨论。 小组代表发言：二氧化碳可用于灭火，因为不能燃烧也不支持燃烧，密度比空气大；可作气体肥料，促进植物光合作用；干冰用于人工降雨和作制冷剂；二氧化碳是制汽水的原料。同时，大气中二氧化碳含量过高会加剧温室效应。 教师追问：“为什么说二氧化碳是植物光合作用的原料？这对维持自然界碳氧平衡有什么意义？”引导学生结合生物课所学内容回答，初步建立学科联系。 教师补充：二氧化碳本身没有毒性，但空气中二氧化碳含量过高会使人因缺氧而窒息，因此进入久未开启的菜窖前要做灯火试验。 设计意图：将性质与用途紧密联系，培养辩证思维能力。 5.分层练习（预计8分钟） 练习1（基础）：下列说法正确的是（　） A.二氧化碳是一种有刺激性气味的有毒气体　B.二氧化碳的密度比空气小　C.二氧化碳能溶于水　D.固态二氧化碳俗称冰 答案：C 解析：A错，二氧化碳无色无味无毒；B错，二氧化碳密度比空气大；D错，固态二氧化碳俗称干冰，不是冰。 练习2（基础）：用澄清石灰水可以检验的气体是（　） A.氧气　B.氢气　C.二氧化碳　D.氮气 答案：C 解析：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，氧气、氢气、氮气均不能使澄清石灰水变浑浊。 练习3（提升）：某同学用右图装置进行实验，将二氧化碳气体缓慢通入盛有紫色石蕊溶液的试管中，观察到石蕊溶液变红。下列分析正确的是（　） A.二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红　B.二氧化碳与水反应生成的碳酸使紫色石蕊溶液变红　C.通入的二氧化碳将石蕊染成红色　D.该实验说明二氧化碳是酸 答案：B 解析：二氧化碳不能使紫色石蕊溶液变红，二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸显酸性使紫色石蕊溶液变红，故选B。 练习4（提升）：写出下列转化的化学方程式：CO₂→H₂CO₃→CO₂。 答案：CO₂+H₂O=H₂CO₃；H₂CO₃=H₂O+CO₂↑ 解析：二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸受热分解又生成二氧化碳和水。 教师活动：巡视学生作答，针对學生的典型错误（如将二氧化碳使石蕊变红当成二氧化碳本身性质、方程式配平错误或漏写箭头）进行集中纠错讲解。 6.课堂小结（预计4分钟） 教师引导学生用思维导图方式回顾本课内容： 从“物理性质”和“化学性质”两个角度总结二氧化碳的性质。物理性质：通常状况下为无色无味气体，密度比空气大，能溶于水，固态为干冰、易升华。化学性质三条：一是既不燃烧也不支持燃烧；二是能与水反应生成碳酸（碳酸不稳定，受热易分解）；三是能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水。 教师强调：检验二氧化碳用澄清石灰水；干燥的二氧化碳不能使紫色石蕊变红；二氧化碳使石蕊变红的本质是碳酸。 学生活动：跟随教师总结，在学案上完善本课知识网络。 7.课后作业布置（预计3分钟） 教师布置分层作业： 基础巩固题（全体完成）：教材课后练习第1、2、3题，以及作业单基础题部分。 能力提升题（选做）：作业单提升题部分。 实践探究题（鼓励完成）：利用家庭材料完成二氧化碳的制取与性质小实验，并记录现象。 教师提示：下节课将继续学习一氧化碳的性质，对比二氧化碳与一氧化碳的差异，请同学们做好预习。 知识结构或板书设计 课题2 碳的氧化物（第一课时 二氧化碳） 一、二氧化碳的物理性质 1.通常情况下：无色、无味气体（观察法） 2.密度比空气大（阶梯蜡烛实验：下层先灭） 3.能溶于水（塑料瓶变瘪实验：1体积水约溶解1体积CO₂） 4.固态二氧化碳俗称干冰，易升华（用于人工降雨、作制冷剂） 二、二氧化碳的化学性质 1.既不燃烧，也不支持燃烧 （用途：灭火——覆盖在燃烧物表面，隔绝空气） 2.能与水反应——碳酸 CO₂+H₂O=H₂CO₃（碳酸使紫色石蕊变红） 碳酸不稳定：H₂CO₃=H₂O+CO₂↑（加热后红色又变紫） 3.能使澄清石灰水变浑浊 CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O（用于检验CO₂） 三、二氧化碳的用途与影响 1.用途：灭火、气体肥料、人工降雨、制汽水、制冷剂 2.影响：温室效应；浓度过高使人缺氧窒息 作业设计与布置 作业内容 所需时量 批阅方式 1.基础巩固题（全体学生完成）： （1）将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液中，观察到的现象是____，原因是____（用化学方程式表示）；加热该溶液，观察到的现象是____，原因是____（用化学方程式表示）。 答案：紫色石蕊溶液变红；CO₂+H₂O=H₂CO₃；溶液由红色又变为紫色；H₂CO₃=H₂O+CO₂↑。 解析：二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红；碳酸不稳定，受热分解生成水和二氧化碳，溶液又恢复为紫色。 （2）检验某无色气体是否为二氧化碳，最可靠的方法是（　） A.将气体通入澄清石灰水，观察是否变浑浊　B.用带火星的木条伸入集气瓶中，观察是否熄灭　C.将气体通入紫色石蕊溶液中，观察是否变红　D.用燃着的木条放在集气瓶口，观察是否熄灭 答案：A 解析：能使燃着木条熄灭的气体很多（如氮气），能使紫色石蕊变红的气体也不只是二氧化碳（如氯化氢气体），而二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，这是二氧化碳的特征检验方法。 2.能力提升题（选做）： （1）用右图所示装置（烧瓶内充满二氧化碳，连接气球，通过分液漏斗向瓶中滴入适量氢氧化钠溶液，振荡），观察到气球变大的原因是____（用化学方程式表示）。 答案：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O 解析：氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，导致烧瓶内气体减少、压强减小，外界大气压将气球压大。该反应不属于本课基本要求，但为学有余力学生提供拓展。 （2）长期盛放澄清石灰水的试剂瓶内壁会附着一层白色固体，该固体的成分是____，形成该固体的化学方程式为____，除去该固体可用____（填试剂名称）。 答案：碳酸钙；Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；稀盐酸 解析：石灰水与空气中二氧化碳反应生成难溶的碳酸钙；碳酸钙能与稀盐酸反应溶解，化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑。 3.实践探究题（鼓励完成）： 用家中的白醋和食用小苏打反应制取二氧化碳，将产生的气体通入澄清石灰水中，观察现象并记录。与家长交流：为什么久未开启的菜窖在进入前需要先做灯火试验？试着写出你的解释。 答案提示：白醋与食用小苏打反应能产生二氧化碳，通入澄清石灰水中会变浑浊。久未开启的菜窖中可能积聚大量二氧化碳，二氧化碳不能供给呼吸，若二氧化碳含量过高，人进入后会因缺氧而窒息，因此须先做灯火试验，若灯火熄灭说明二氧化碳含量过高，不能直接进入。 教学后记 1.本课时的实验探究活动较多，课堂时间安排较为紧凑，需要在课前做好实验器材和药品的充分准备，并预设好每一步实验的明确现象，以免课堂上出现操作失误或现象不明显。 2.学生在写出碳酸分解的化学方程式时容易出现“碳酸钙”与“碳酸”混淆的情况，需要反复强调碳酸的不稳定性，并通过对两个方程式的对比加以巩固。 3.部分学生把“二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红”误认为是二氧化碳本身的性质，需要借助干燥石蕊纸花实验帮助学生构建“酸能使石蕊变红”的认知，突破这一易错点。 4.学生对“二氧化碳密度比空气大”能较好掌握，但在解释CO₂灭火器灭火原理时容易遗漏“隔绝空气”这一关键，需要结合生活实例引导完整表达。 5.分层作业中基础题完成情况良好，提升题中氢氧化钠吸收二氧化碳的拓展题正确率较低，可在后续教学中适当渗透压强变化与气体消耗的关系，帮助学生建立系统认知。 年 月 日 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $