内容正文:
人教版《化学》九年级上册 · 第六单元 碳和碳的氧化物
课题2 碳的氧化物
第2课时 一氧化碳
教材第141—142页 · 新授课(1课时 45分钟)
性质决定用途 · 安全用气记心间
性质决定用途 · 安全用气 · 珍爱生命
教学课件
学习目标
依据2022年版课程标准 · 化学学科素养
化学观念
认识一氧化碳是无色、无臭、难溶于水的气体,能正确书写一氧化碳燃烧和还原氧化铜的化学方程式;理解CO₂与CO"组成元素相同、分子构成不同,性质不同"。
科学思维
运用教材脚注"比较气体与空气密度"的方法,推理一氧化碳的密度;通过CO₂与CO的对比归纳,学习分类比较、异同分析的思维方法。
科学探究与实践
通过观察一氧化碳燃烧、还原氧化铜的示意图,学习从现象得出性质结论;能依据性质设计鉴别CO₂与CO的简单方案。
科学态度与社会责任
理解煤火取暖要装烟囱、注意通风及煤气泄漏应急处理等安全措施的化学依据,增强安全意识,珍爱生命。
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情境导入 · 冬天取暖的"隐形杀手"
教材第142页情境
想一想:冬天用煤火取暖时,为什么要装烟囱,并且注意室内通风?
新闻里常说的"煤气中毒",元凶是谁?
它就是煤火燃烧不充分产生的一种气体——一氧化碳(CO)。
本课任务:像研究二氧化碳一样,从性质入手认识一氧化碳,并学会用它保护自己和家人。
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温故知新 · 回顾二氧化碳
第1课时内容回顾
物理性质:无色、无味气体,密度比空气大,能溶于水。
化学性质:不能燃烧、不支持燃烧;能与水反应;能与澄清石灰水反应。
检验方法:使澄清石灰水变浑浊。
CO₂+Ca(OH)₂=== CaCO₃↓+H₂O
对环境:本身无毒,但不能供给呼吸;含量过多会增强温室效应。
设疑过渡:碳的氧化物只有二氧化碳吗?碳不完全燃烧时还会生成一氧化碳(CO)。它和二氧化碳"同宗同源",性质也一样吗?
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组成元素相同,性质会相同吗?
CO₂ 与 CO 分子对比
提出问题:两者都由碳元素和氧元素组成,仅差一个氧原子,性质会有多大差别?带着这个问题,我们开始今天的学习。
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学习路线 · 本课我们这样认识一氧化碳
共45分钟
一
物理性质
颜色、气味、溶解性与密度的推理
二
可燃性
燃烧现象、化学方程式与气体燃料
三
还原性
还原氧化铜、尾气处理与冶金炼铁
四
毒性
中毒机理、预防措施与急救方法
五
CO₂与CO的比较与练习
对比归纳、典型例题与课堂小结
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01
环节一
一氧化碳的物理性质
从教材的描述出发,认识它的"本来面目":
颜色?气味?溶解性?密度比空气大还是小?
阅读教材第141页,归纳一氧化碳的物理性质
运用教材脚注方法,推理一氧化碳与空气的密度大小
根据性质想一想:实验室怎样收集一氧化碳?
一、一氧化碳的物理性质
教材第141页 · 阅读归纳
教材原文:"一氧化碳是一种无色、无臭的气体,难溶于水。"
色
无色
与二氧化碳一样,都是没有颜
色的气体
味
无臭(无味)
闻不到气味,泄漏时不易察觉——这正是它的危险之处
溶
难溶于水
与二氧化碳"能溶于水"不同,一氧化碳难溶于水
特别提醒:一氧化碳无色无臭,靠感觉根本发现不了它的存在——学完"毒性"部分你会更明白这一点。
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推理:一氧化碳的密度比空气大还是小?
运用教材脚注①的方法
教材脚注①:空气的平均相对分子质量为29。气体的相对分子质量大于29,密度比相同状况下空气的大;小于29,则密度比空气的小。
第一步 算一算
碳的相对原子质量为12,氧为16。
CO的相对分子质量 = 12 + 16 = 28
第二步 比一比
28 < 29
一氧化碳的密度比空气略小。
回顾:第1课时CO₂的相对分子质量=44>29,所以二氧化碳密度比空气大。同一方法,推理不同气体的性质。
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想一想:一氧化碳怎么收集?
性质决定收集方法
依据①:一氧化碳难溶于水,且不与水反应 → 可以用排水法收集。
依据②:密度(相对分子质量=28)与空气(29)十分接近,用排空气法收集的气体不纯,不宜采用。
回顾对比:二氧化碳能溶于水,只能用向上排空气法收集;一氧化碳难溶于水,恰好相反。
方法小结:气体的收集方法由它的溶解性和密度决定——"性质决定收集方法"。
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02
环节二
一氧化碳的可燃性
煤炉里跳动着蓝色的火焰——
一氧化碳燃烧时有什么现象?怎样书写化学方程式?
观察一氧化碳在空气中燃烧的现象
书写化学方程式 2CO+O₂ 2CO₂
了解一氧化碳作为气体燃料的用途
一氧化碳能燃烧
教材第142页 · 现象观察
教材原文:一氧化碳能够燃烧,燃烧时放出大量的热,火焰呈蓝色。
现象描述三要素:① 能够燃烧;② 放出大量的热;③ 火焰呈蓝色。
对比记忆:第1课时学过——二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧;一氧化碳恰好相反,能够燃烧。
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化学方程式:一氧化碳的燃烧
教材第142页 · 书写规范
2CO + O₂ 2CO₂
写:反应物一氧化碳和氧气,生成物二氧化碳。
配:氧原子左右各6个,一氧化碳前配"2"。
注:条件"点燃";CO₂是气体,不需加"↑"。
微观解释:每2个一氧化碳分子与1个氧气分子反应,生成2个二氧化碳分子——燃烧就是一氧化碳与氧气发生的反应。
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性质决定用途:气体燃料
教材第142页
教材原文:一氧化碳是水煤气等气体燃料的主要成分。
为什么能作燃料?
一氧化碳燃烧时放出大量的热,可以用来加热、供暖——可燃性使它成为重要的气体燃料。
煤炉中的知识链条
煤(主要含碳)燃烧生成二氧化碳;碳在氧气不足时不完全燃烧生成一氧化碳,一氧化碳又能燃烧放热。
安全联想:能燃烧的气体若与空气混合,遇明火可能发生危险——使用燃气必须注意通风,严禁泄漏时点火。
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辨一辨:CO 与 CO₂ 的"不一样"
易错辨析
一氧化碳 CO
· 能够燃烧,火焰呈蓝色
· 难溶于水
· 无色、无臭,有剧毒
二氧化碳 CO₂
· 不能燃烧,也不支持燃烧
· 能溶于水
· 无色、无味,本身无毒
判断下列说法是否正确:
① 一氧化碳和二氧化碳都是无色气体。( )
② 一氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。( )
③ 二氧化碳有毒,不能供给呼吸。( )
参考答案:①√ ②×(能与石灰水反应的是二氧化碳) ③×(二氧化碳本身无毒,但不能供给呼吸;有毒的是一氧化碳)
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03
环节三
一氧化碳的还原性
与木炭一样,一氧化碳也能"夺氧"——
它能把氧化铜还原成铜吗?装置是什么样的?
类比木炭还原氧化铜,认识一氧化碳的还原性
分析还原氧化铜的装置示意图与尾气处理
了解冶金工业中一氧化碳炼铁的用途
类比:木炭能做到的,一氧化碳可以吗?
教材第142页 · "与木炭一样"
旧知回顾(第五、六单元):木炭具有还原性,能使氧化铜还原成铜。
C + 2CuO 2Cu + CO₂↑
教材原文:"与木炭一样,一氧化碳也能使氧化铜还原成铜,同时生成二氧化碳。"
想一想:木炭是固体,一氧化碳是气体,它们的反应装置会有什么不同?
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一氧化碳还原氧化铜
教材第142页 · 化学方程式与现象
CuO + CO Cu + CO₂
现象①:玻璃管中黑色粉末逐渐变红(氧化铜变成铜)。
现象②:生成的气体能使澄清石灰水变浑浊(生成二氧化碳)。
反应实质:一氧化碳夺取了氧化铜中的氧,使氧化铜还原成铜,自己变成了二氧化碳。
书写提示:该反应条件是"加热(Δ)",不要误写成"点燃"。
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装置分析:一氧化碳还原氧化铜(示意图)
依据教材第142页内容自绘
黑色粉末逐渐变红,CuO被还原成Cu。
澄清石灰水变浑浊,说明生成了CO₂。
尾气必须点燃处理,不能直接排放。
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为什么要点燃尾气?
实验安全与环保意识
原因:反应中通入的一氧化碳不可能全部参加反应,尾气中含有有毒的一氧化碳,直接排放会污染空气、危害人体健康。
处理方法:利用一氧化碳的可燃性,将尾气点燃,转化为无毒的二氧化碳。
尾气点燃的化学方程式:2CO+O₂ 2CO₂
实验安全共识:凡涉及一氧化碳的实验,都必须进行尾气处理——这体现了化学实验"绿色、安全"的基本原则。
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性质决定用途:冶金工业
教材第142页
教材原文:一氧化碳与某些氧化物的反应可用于冶金工业。例如,可利用一氧化碳来炼铁。
原理:一氧化碳夺取金属氧化物中的氧,把金属还原出来。
反应规律:一氧化碳+金属氧化物 →(加热或高温)金属+二氧化碳。
用途小结:可燃性 → 气体燃料;还原性 → 冶金工业。
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环节四
一氧化碳的毒性
无色无臭的"隐形杀手"——
它为什么能使人中毒?怎样预防?中毒了怎么办?
理解一氧化碳与血红蛋白结合的中毒机理
掌握煤火取暖的预防措施与急救方法
讨论教材"思考与讨论":煤气泄漏怎么办
一氧化碳为什么有毒?
教材第142页 · 中毒机理
教材原文:一氧化碳极易与人体血液中的血红蛋白结合,使血红蛋白不能再与氧气结合,造成人体缺氧,严重时会危及生命。
因果链条:CO与血红蛋白结合 → 血红蛋白不能再与氧气结合 → 人体缺氧 → 严重时危及生命。(机理示意图)
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一氧化碳中毒的预防
教材第142页
教材原文:冬天用煤火取暖时,一定要装烟囱,并且注意室内通风,防止一氧化碳中毒。
措施一 装烟囱
把煤燃烧产生的烟(含一氧化碳)及时排出室外,不让它在室内积聚。
措施二 常通风
保持室内空气流动,既补充氧气、促使煤充分燃烧,又稀释一氧化碳。
想一想:为什么门窗紧闭的房间里用煤火取暖特别危险?——燃烧消耗氧气、产生一氧化碳,不通风时一氧化碳越积越多。
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发生一氧化碳中毒怎么办?
教材第142页 · 急救常识
教材原文:如果发生一氧化碳中毒,轻度的应呼吸大量新鲜空气,严重的要立即送到医院进行治疗。
轻度中毒
立即打开门窗通风,将中毒者转移到空气新鲜的地方,呼吸大量新鲜空气。
严重中毒
立即送到医院进行治疗,切勿延误——缺氧时间越长,危害越大。
知识小结:一氧化碳有剧毒,且无色无臭、不易察觉——"预防为主"永远排在第一位。
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【思考与讨论】用性质解决生活问题
教材第142页 · 思考与讨论
教材问题:煤气厂为什么在家用煤气(含有一氧化碳)中掺入微量具有难闻气味的气体?如果发生煤气泄漏应该怎么办?
问题① 为什么要掺臭味气体?
一氧化碳无色、无臭,泄漏时人难以察觉。掺入微量有难闻气味的气体,一旦泄漏就能及时闻到、及时发现,避免中毒和危险。
问题② 煤气泄漏怎么办?
正确做法:立即关闭阀门,打开门窗通风,到室外拨打电话报修。
禁止:不要点火,不要开关电器(防止产生电火花引燃煤气)。
素养落点:用一氧化碳的性质解释安全措施——这正是"科学态度与社会责任"的体现。
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环节五
二氧化碳与一氧化碳的比较
一个氧原子的差别,带来性质上的巨大不同——
对比归纳,完成两张气体"档案"。
逐项比较组成、性质与用途,完成对比表
典型例题与教材"练习与应用"巩固
课堂小结,形成完整知识结构
CO₂ 与 CO 对比表
归纳提升
比较项目
二氧化碳 CO₂
一氧化碳 CO
组成元素
碳元素、氧元素(相同)
碳元素、氧元素
分子构成
1个碳原子+2个氧原子
1个碳原子+1个氧原子
可燃性
不能燃烧,也不支持燃烧
能够燃烧,火焰呈蓝色
还原性 / 毒性
无还原性;本身无毒,但不能供给呼吸
有还原性;有剧毒(与血红蛋白结合)
主要用途
灭火、气体肥料、化工原料、制冷剂等
气体燃料、冶金工业炼铁
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归纳提升:分子不同,性质不同
核心观念
CO₂ 与 CO 组成元素相同,但分子构成不同,所以化学性质不同。
分子是保持物质化学性质的最小粒子
CO₂分子由1个碳原子和2个氧原子构成;CO分子由1个碳原子和1个氧原子构成——分子不同,化学性质就不同。
性质决定用途,用途反映性质
CO能燃烧 → 作气体燃料;CO能夺取氧化物中的氧 → 用于冶金。每种用途背后都对应着一种性质。
学习线索回顾:物理性质 → 可燃性 → 还原性 → 毒性 → 与CO₂对比,这就是我们认识一种气体性质的完整思路。
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典型例题 · 鉴别CO₂与CO
学以致用
例题:现有两瓶无色气体,分别是二氧化碳和一氧化碳,请设计实验方案加以鉴别,并写出有关反应的化学方程式。
方案一 用澄清石灰水
分别向两瓶气体中注入少量澄清石灰水并振荡:
· 石灰水变浑浊的是 CO₂
· 无明显现象的是 CO
方案二 用燃着的木条
将燃着的木条分别伸入两瓶气体:
· 气体被点燃(蓝色火焰)的是 CO
· 使木条熄灭的是 CO₂
有关方程式:CO₂+Ca(OH)₂=== CaCO₃↓+H₂O ; 2CO+O₂ 2CO₂
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课堂练习 · 教材"练习与应用"
教材第143—144页
第2题:CO₂和CO具有相同的( )。
A. 相对分子质量 B. 元素种类 C. 碳元素的质量分数 D. 分子种类
答案:B。解析:CO₂与CO都由碳、氧两种元素组成;相对分子质量分别为44和28,分子种类不同,碳元素的质量分数也不同。
第3题(3)(5)(6)节选:能在空气中燃烧的气体是______;能使氧化铜还原成铜的气体是______;能与人体血液中血红蛋白结合的有毒气体是______。
参考答案:一氧化碳,2CO+O₂ 2CO₂;一氧化碳,CuO+CO Cu+CO₂;一氧化碳(CO)。
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分层作业
基础作业:完成教材"练习与应用"第3题(3)(5)(6),写全化学方程式并注明反应条件。
提升作业:用列表方式比较CO₂与CO的组成、性质和用途,并用一句话说明二者性质差异的原因。
实践作业:回家观察热水器和燃气灶的安装与排烟方式,结合本课知识向家人说明保持通风的道理。
安全用气记心间 · 谢谢大家,下课!
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