5.3二氧化碳第一课时教学设计--2026-2027学年九年级化学科粤版上册

第五单元第三节 二氧化碳（第一课时）教学设计 科粤版（2024）九年级化学上册 · 新授课 · 实验探究型 一、教材分析 本节选自科粤版2024年九年级化学上册第五单元第三节第一课时。教材以二氧化碳的性质为核心，通过阶梯蜡烛倾倒、软塑料瓶变瘪、紫色石蕊变色、澄清石灰水变浑浊等系列实验探究活动，引导学生从物理性质与化学性质两个维度系统认识二氧化碳，紧密联系生活实际，注重基于实验证据的推理与科学探究素养培育，为后续学习二氧化碳制取及碳循环奠定基础。 二、四维核心素养 化学观念：建立“物质性质决定用途”的基本观念，认识二氧化碳组成、结构与性质间的内在联系。 科学思维：通过实验现象推理物质性质，发展基于证据的逻辑推理与对比分析能力。 科学探究：经历提出问题、设计实验、观察记录、分析结论的完整探究过程，学会控制变量设计对比实验。 科学态度与责任：关注二氧化碳与环境的关系，树立低碳环保意识与可持续发展的社会责任感。 三、教学重难点 教学重点：二氧化碳的物理性质和化学性质，包括密度大于空气、不支持燃烧、能溶于水、与水及澄清石灰水反应等。 教学难点：通过对比实验理解二氧化碳与水反应生成的酸性物质使紫色石蕊变红，初步运用控制变量思想分析实验现象。 四、设计意图 本课采用任务驱动式教学，以“认识身边这位熟悉又陌生的朋友——二氧化碳”为核心任务主线，将教材中的演示实验与学生实验整合为递进式探究活动链。设计遵循“从生活走进化学，从化学走向社会”的课程理念：先用真实情境制造认知冲突，激发探究欲望；再通过系列分组实验，让学生亲历性质探究的完整过程，在动手操作、观察记录、讨论交流中自主建构二氧化碳的性质知识体系；最后回归生活解释现象并拓展温室效应等社会议题。每个任务环节均嵌入明确的学生活动与教师引导，突出学生主体地位，使知识学习与素养培育同步落地。 五、教学过程 任务一：情境导入——“死狗洞”的秘密 任务情境：教师讲述意大利那不勒斯附近著名的“死狗洞”传说：人牵着狗走进山洞，狗很快倒地死亡，人却安然无恙；当人弯腰去救狗时，人也会感到头晕气喘。 教师活动：播放“死狗洞”短视频或展示图文资料，引导学生思考：为什么人站着没事，狗却出了危险？山洞里到底藏着什么气体？这种气体为什么会聚集在低处？ 学生活动：观看情境资料，小组讨论，大胆猜测山洞中的“隐形杀手”可能是什么气体，并从气体密度角度尝试解释“狗死人生”的现象。各组派代表分享猜想。 设计意图：用富有悬念的真实情境制造认知冲突，迅速激发学生的好奇心和探究欲望，同时自然引出本节课的主角——二氧化碳，为后续探究其密度大于空气的性质埋下伏笔。 任务二：探究活动一——二氧化碳密度有多大？ 任务情境：如何用实验证明二氧化碳的密度与空气的大小关系？二氧化碳能不能像倾倒液体一样从一个烧杯“倒”进另一个烧杯？ 实验准备：烧杯、梯形铁皮架、高低两支蜡烛、火柴、收集好的二氧化碳气体集气瓶。 教师活动：演示“倾倒二氧化碳熄灭阶梯蜡烛”实验：在烧杯中放入梯形铁皮架，架上固定高低两支点燃的蜡烛，将集气瓶中的二氧化碳气体沿烧杯内壁缓缓倒入烧杯中。引导学生仔细观察两支蜡烛的熄灭顺序。提问：为什么下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭？这个现象能说明二氧化碳的哪些性质？ 学生活动：认真观察实验现象，记录：烧杯中下层蜡烛先熄灭，过一会儿上层蜡烛也熄灭了。小组讨论并归纳结论：①二氧化碳气体像液体一样可以被倾倒，说明其密度比空气大；②蜡烛熄灭说明二氧化碳既不能燃烧，也不支持一般可燃物的燃烧；③下层先熄灭说明二氧化碳先聚集在烧杯底部。 追问深化：教师追问：“蜡烛熄灭”能否同时说明二氧化碳不能供给呼吸？引导学生区分“不支持燃烧”和“不能供给呼吸”两个不同性质，为后续拓展做铺垫。 设计意图：通过经典的阶梯蜡烛倾倒实验，让学生从“观察现象—推理结论”的过程中，自主发现二氧化碳密度大于空气和不支持燃烧两个重要性质，同时回应“死狗洞”之谜，形成“现象—证据—结论”的科学思维链条。 任务三：探究活动二——二氧化碳能“藏身”于水中吗？ 任务情境：我们平时喝的汽水、可乐打开瓶盖会冒出大量气泡，这些气泡是什么气体？它为什么能藏在水里？如果把二氧化碳气体和水放在一起，会发生什么？ 实验准备：收集满二氧化碳气体的软塑料瓶、蒸馏水、烧杯。 教师活动：指导学生分组实验：向盛满二氧化碳气体的软塑料瓶中加入约三分之一体积的蒸馏水，立即旋紧瓶盖，充分振荡。引导学生观察塑料瓶形状的变化。提问：塑料瓶为什么变瘪了？瓶内气压发生了什么变化？这说明二氧化碳能否溶于水？ 学生活动：分组完成实验，观察到软塑料瓶逐渐变瘪、向内凹陷。小组讨论分析：二氧化碳气体溶于水后，瓶内气体减少，气压减小，外界大气压把瓶子压瘪。由此得出结论：二氧化碳能溶于水。教师补充说明：通常状况下，一体积水约能溶解一体积二氧化碳，增大压强还能溶解更多，这就是汽水生产的原理。 生活联系：教师展示一瓶可乐，摇晃后打开瓶盖，让学生观察气泡逸出现象，解释加压溶解、减压释放的原理，帮助学生将实验结论与生活经验联系起来。 设计意图：利用软塑料瓶变瘪这一视觉冲击力强的现象，将肉眼不可见的气体溶解过程转化为可感知的形变，帮助学生理解“能溶于水”这一物理性质。联系汽水实例，让学生体会化学知识就在身边。 任务四：探究活动三——紫色小花为什么会变红？ 任务情境：二氧化碳溶于水后，只是简单地“藏”在水里，还是发生了新的变化？紫色石蕊是一种酸碱指示剂，遇酸会变红。我们如何设计实验来证明二氧化碳溶于水后生成了新物质？ 实验准备：用紫色石蕊试液染成的干燥紫色小花四朵、稀醋酸、蒸馏水、盛满二氧化碳的集气瓶、喷壶。 教师活动：引导学生回忆控制变量法的设计思路，分步完成对比实验：第一朵紫色小花直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中，观察是否变色；第二朵紫色小花喷上蒸馏水，观察是否变色；第三朵紫色小花喷上稀醋酸，观察颜色变化（作为酸性物质使石蕊变红的参照）；第四朵紫色小花先喷蒸馏水，再放入盛满二氧化碳的集气瓶中，观察颜色变化。 学生活动：分组操作并逐一记录现象：第一朵干燥小花在二氧化碳气体中不变色；第二朵喷水后的小花不变色；第三朵喷稀醋酸的小花变红（说明酸性物质能使紫色石蕊变红）；第四朵喷水后放入二氧化碳集气瓶的小花由紫色变为红色。小组讨论得出结论：二氧化碳本身不能使紫色石蕊变红，水也不能使紫色石蕊变红，但二氧化碳与水接触后生成了一种酸性新物质（碳酸），正是这种酸性物质使紫色石蕊小花变红。 拓展追问：教师取出变红的紫色小花，用吹风机小心烘干，小花又变回紫色。提问：烘干后颜色为什么又变回去了？引导学生推理：生成的酸性物质不稳定，受热容易分解。教师补充说明：碳酸不稳定，容易分解重新放出二氧化碳气体。 设计意图：本环节是本节课的难点所在。通过四朵紫色小花的对比实验，运用控制变量思想逐一排除“二氧化碳使石蕊变红”“水使石蕊变红”的错误假设，最终推理出“二氧化碳与水反应生成酸性物质”的正确结论。烘干小花又变紫的拓展实验，进一步完善学生对碳酸不稳定性的认识，培养学生基于证据进行严密逻辑推理的科学思维。 任务五：探究活动四——如何“验明正身”？ 任务情境：实验室里有两瓶无色气体，一瓶是空气，一瓶是二氧化碳，你能用什么方法把它们区分开？有没有一种特征反应能专门识别二氧化碳？ 实验准备：澄清石灰水、玻璃导管、试管、吸管。 教师活动：演示实验：向澄清石灰水中用玻璃导管缓缓吹气（或通入二氧化碳气体），引导学生观察澄清石灰水的变化。提问：澄清石灰水发生了什么变化？这个现象能否作为检验二氧化碳气体的专用方法？ 学生活动：观察到澄清石灰水逐渐变浑浊，出现白色浑浊物。小组讨论后得出结论：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，这是二氧化碳的特征反应，实验室常用澄清石灰水来检验二氧化碳气体的存在。教师引导学生解释：呼出的气体中含有二氧化碳，所以吹气也能使澄清石灰水变浑浊。 生活应用：教师展示用石灰水粉刷墙壁后墙面“出汗”变硬的图片，解释石灰浆抹墙时，空气中的二氧化碳与石灰浆反应生成白色坚硬物质，使墙面变得牢固洁白。 设计意图：通过澄清石灰水变浑浊的特征实验，让学生掌握二氧化碳的检验方法，同时联系石灰浆抹墙的生活实例，使化学知识与生活实际紧密结合。 任务六：性质归纳——二氧化碳的“七十二变” 任务情境：既然我们已经知道了二氧化碳的这么多性质，那么它在生产生活中到底有哪些用途？每一种用途背后对应的是哪一条性质？ 教师活动：引导学生完成“性质—用途”配对活动：以板书表格或大屏形式，将二氧化碳的用途卡片（灭火、人工降雨、气体肥料、碳酸饮料、化工原料、舞台烟雾效果等）与对应的性质卡片进行配对连线。 学生活动：小组合作完成配对并说明理由：①密度大于空气、不燃烧也不支持燃烧——可用于灭火；②固体二氧化碳（干冰）升华吸收大量热——可作制冷剂、人工降雨、舞台烟雾；③能溶于水——可制碳酸饮料；④参与绿色植物光合作用——可作气体肥料；⑤是重要的化工原料——用于制纯碱、尿素等产品。学生总结出“性质决定用途，用途体现性质”的化学学科基本思想。 设计意图：通过配对活动，将零散的性质知识系统化、结构化，帮助学生建立“性质决定用途”的化学观念，同时训练归纳总结与逻辑表达能力。 任务七：拓展思考——温室效应与低碳行动 任务情境：二氧化碳对人类如此有用，但如果空气中的二氧化碳含量过高，又会带来什么问题？什么是温室效应？我们中学生能为“碳达峰、碳中和”做些什么？ 教师活动：展示近年来全球气温变化、冰川消融的图片或短视频资料，介绍温室效应的成因：过多的二氧化碳像一层厚棉被罩在地球表面，使地表热量难以向外散发，导致全球变暖。引导学生讨论：温室效应的危害有哪些？人类可以采取哪些措施减缓温室效应？ 学生活动：分组讨论，列举减缓温室效应的措施：减少化石燃料燃烧、开发利用清洁能源、大力植树造林、倡导低碳生活（绿色出行、节约纸张、垃圾分类回收等）。各组代表分享本组的“低碳生活小倡议”。 设计意图：将化学学习延伸至社会议题，培养学生的科学态度与社会责任，引导学生关注人类与自然和谐共生的重大问题，落实立德树人根本任务。 任务八：课堂小结与达标检测 任务情境：本节课我们一起探究了二氧化碳的性质，现在请各组用思维导图或关键词卡片的形式，梳理本节课学到的全部知识。 学生活动：各小组合作绘制二氧化碳性质思维导图，从物理性质和化学性质两大分支展开，并将性质与对应的用途用虚线连接。各组派代表在全班展示并讲解。 达标检测：教师出示三道随堂检测题：①下列关于二氧化碳性质的叙述中，正确的是哪一项？（考查综合性质判断）②可用什么方法区分空气和二氧化碳两瓶无色气体？请写出两种方法。（考查性质应用与鉴别）③为什么久未开启的菜窖、深井不能贸然进入？用本节课知识解释。（考查知识迁移与安全意识） 设计意图：通过思维导图梳理帮助学生形成结构化知识网络；达标检测题从识记、理解、应用三个层次检验学习效果，同时渗透安全教育和生活应用，实现“学—练—用”一体化。 六、板书设计 主板书（居中结构化呈现）： 5.3 二氧化碳（第一课时） 一、物理性质 1. 无色无味气体，密度比空气大 2. 能溶于水（汽水原理） 3. 固体二氧化碳——干冰（升华吸热） 二、化学性质 1. 不燃烧，也不支持燃烧 → 灭火 2. 与水反应生成酸性物质（碳酸）→ 紫色石蕊变红 碳酸不稳定，受热易分解 3. 能使澄清石灰水变浑浊 → 检验二氧化碳 三、性质决定用途 灭火 · 人工降雨 · 碳酸饮料 · 气体肥料 · 化工原料 副板书（实验现象区）： 实验一：倾倒蜡烛 → 下层先熄，上层后熄 实验二：软塑料瓶 → 变瘪 实验三：四朵紫色小花对比 → 喷水+二氧化碳，小花变红；烘干后又变紫 实验四：澄清石灰水 → 变浑浊 学科网（北京）股份有限公司 $