資源簡介

人教版九年級化學上冊
《碳和碳的化合物》單元作業設計
《碳和碳的氧化物》單元作業設計
目錄
一、單元信息 1
二、單元分析 1
( 一) 課標要求 1
(二) 教材分析 3
(三) 學情分析 4
三、單元學習作業目標 5
四、單元作業設計思路 6
五、課時作業 8
課題 1 金剛石、石墨、C60 (第一課時) 8
課題 1 金剛石、石墨、C60 (第二課時) 51
課題 2 二氧化碳制取的研究 22
課題 3 二氧化碳和一氧化碳 (第一課時) 03
課題 3 二氧化碳和一氧化碳 (第二課時) 83
六、單元質量檢測作業設計 45
( 一) 單元質量檢測作業內容 54
(二) 單元質量檢測作業屬性 45
人教版九年級化學上冊
第六單元《碳和碳的化合物》
一、單元信息
基本 信息 學科 年級 學期 教材版本 單元名稱
化學 九年級 第一 學期 人教版 第六單元《碳和碳的化合 物》
單元 組織方式 √ O自然單元O重組單元
課時 信息 序號 課時名稱 對應教材內容
1 課題 1 金剛石、石墨、 C60 (第一課時) 課題 1 金剛石、石墨、C60——常見的 碳單質及其性質
2 課題 1 金剛石、石墨、 C60 (第一課時) 課題 1 金剛石、石墨、C60——碳單質 的化學性質
3 課題 2 二氧化碳制取 的研究 課題 2 二氧化碳制取的研究
4 課題 3 二氧化碳和一 氧化碳 (第一課時) 課題 3 二氧化碳和一氧化碳——二氧 化碳的性質及用途
5 課題 3 二氧化碳和一 氧化碳 (第一課時) 課題 3 二氧化碳和一氧化碳——一氧 化碳的性質及用途
二、單元分析
(一) 課標要求
內容結構 內容要求
學習主題 主題內容
科學探究 與化學實 驗 主題大概念 化學科學本質 知道化學是研究物質的組成、結構、性質、轉化及應 用的一門基礎學科，其特征是從分子層次認識物質，通過 化學變化創造物質；體會實驗探究和模型建構是化學科學 研究的基本方法；認識化學科學、技術、社會、環境的相 互關系，了解化學科學對社會發展和人類文明進步的重要 價值。
思路與方法 通過具體的實驗活動初步形成化學實驗探究的一般 思路與方法，知道圍繞實驗目的確定實驗原理，選擇實驗 儀器，組裝實驗裝置，設計實驗步驟，實施實驗并完成實 驗記錄，基于實驗事實得出結論。 通過具體的化學實驗探究活動，學習研究物質性質，
1
探究物質組成和反應規律，進行物質分離、檢驗和制備等 不同類型化學實驗探究活動的一般思路與基本方法；學習 控制變量和對比實驗的實驗設計方法。
必做實驗及 實踐活動 必做實驗：二氧化碳的實驗室制取與性質。
物質的性 質與應用 主題大概念 物質的多樣性 認識物質是多樣的，知道物質既有天然存在的也有人工 創造的；認識依據物質的組成和性質可以對物質進行分 類；知道物質具有獨特的物理性質和化學性質，同類物質 在性質上具有一定的相似性；知道物質具有廣泛的應用價 值，物質的性質決定用途。
思路與方法 了解物質性質包括物理性質和化學性質，知道可以從物 質的存在、組成、變化和用途等視角認識物質的性質。 了解通過物質的共性和差異性認識一類物質性質的方 法。 了解觀察、實驗，以及對事實進行歸納概括、分析解釋 等認識物質性質的基本方法。
必做實驗及 實踐活動 必做實驗：二氧化碳的實驗室制取與性質。 跨學科實踐：基于碳中和理念設計低碳行動方案。
物質的 組成與結 構 學科大概念 物質的組成：建立認識物質的宏觀和微觀視角之間的關 聯，知道物質的性質與組成、結構有關。
思路與方法 初步學習利用物質的性質和化學反應探究物質組成的 基本思路與方法。
必做實驗 及實踐活動 跨學科實踐活動：制作模型展示科學家探索物質組成與 結構的歷程。
物質的 化學變化 學科大概念 物質的變化與轉化：在一定條件下通過化學反應可以實 現物質轉化。
思路與方法 初步形成利用化學反應探究物質性質和組成、解決物質 制備和檢驗等實際問題的思路，初步體會化學反應與技 術、工程的關系。
化學與 社會 ·跨 學科實踐 學科大概念 化學與可持續發展：理解科學、技術、社會、環境的相 互關系。認識化學在解決與資源、能源、材料、環境、人 類健康等相關的問題中的作用；主動踐行節約資源、環境 友好的生活方式，樹立人與自然和諧共生的科學自然觀和 綠色發展觀。
思路與方法 通過實踐活動，初步形成科學探究方法解決問題的思 路；認識在解決實際問題時，需要綜合運用各學科知識， 采用合適的方法和工具，以及系統規劃和實施；體會有效 使用科學技術，以及合作、協同創新解決問題的重要性。
必做實驗 及實踐活動 跨學科實踐：基于碳中和理念設計低碳行動方案。
2
(二) 教材分析
本單元是“物質的性質與應用”中非常重要的內容，同時充分滲透了“科學 探究與化學實驗”、“物質的組成與結構”、“物質的化學變化”、“化學與社 會 ·跨學科實踐”等學習主題中的重要思想和方法，在教材的學習中起到承上啟 下的作用。從課標內容要求中可以看出，教材單元涉及到的學習主題和主題內容 十分豐富。緊緊圍繞“碳”這個核心元素，圍繞碳單質、含碳化合物有關具體物 質，充分運用了前五個單元中的重要概念和方法，如物質的組成與構成、結構決 定性質、性質決定用途、氣體的制取和認識化學物質的一般方法、科學探究的一 般思路、物質間的相互轉化觀念等。同時與生活實際、社會發展緊密關聯，是通 過“科學探究與實踐”學習重要的“化學觀念”，形成“科學思維”，養成“科 學態度與責任”的重要單元。
(
從物質的組成與構成 (及其微觀結構) 角度初步認識物
質
)
決定 體現
(
從
物質的性質和變化角度深入認知物
)
決定
體現
(
從
物
質的用途及其影響與生活生產聯系的角度運用對物質的認
)
圖 1：認識物質的框架結構——構建認識物質的一般方法
圖 2：本單元含碳物質之間的相互轉化關系——構建物質的多樣性和關聯性
從本單元開始，教材內容從單一主題走向綜合主題，從單個物質走向關聯物 質，從單點學習走向系統學習，涉及到的概念、方法與前幾個單元相比大大增加。
3
通過本單元的學習，學生將進一步建立認識和研究物質一般思路，進一步學習應 用科學探究的方法研究問題，為后續金屬和酸堿鹽的學習打下鋪墊。由于含碳物 質的廣泛存在和應用性，本單元有著十分豐富的生產生活基礎，能更多地將化學 學科與社會現實問題融為一體，培養學生對化學學科價值的認識。
物質 可比較內容
金剛石、石墨 組成、結構、性質
一氧化碳、二氧化碳 組成、結構、性質
氧氣、二氧化碳 實驗室制法
碳、一氧化碳、氫氣 可燃性、還原性
表 1：單元中可采用比較法學習的物質和比較的內容
課題 1 主要介紹碳的幾種單質的物理性質、用途和碳單質的化學性質，引導 學生關注物質的多樣性、結構與性質、用途的關系和化學科學前沿發展，拓寬化 學學科視野，建立化學學科價值。
課題 2 在學習實驗室制取氧氣的基礎上，用探究的方式研究二氧化碳的實驗 室制取，培養制取氣體的一般思路和方法。
課題 3 中在學習氧氣性質的基礎上，進一步體驗認識物質性質的一般方法， 同時通過關注自然界中的碳循環、溫室效應等問題，培養學生關注社會和環境的 責任感。
(三) 學情分析
初中生的抽象思維尚處在發展階段，本單元內容通過大量的事實和實驗進行 學習，培養從事實到結論，從個別到一般的科學方法，促進抽象思維的發展，提 升化學學科素養。五個單元的學習中，學生初步學會從化學角度認識身邊的物質， 科學探究的一般方法，初步從微觀角度認識了物質，并且學習了一些基本的化學 概念、化學用語和化學實驗技能。本單元是對之前所學知識的延伸，思路和方法 的鞏固應用，在本單元中學生將進一步建立物質的分類、組成、性質、用途這一 基本的研究框架，體會結構、性質與用途的制約關系；進一步學會科學探究的方 法，培養觀察、描述、記錄、分析、推理等科學探究的基本技能。通過本單元的 學習，學生進一步鞏固了認識物質性質、氣體制取等的方法和技能，為后續金屬、 溶液和酸堿鹽知識的學習打下基礎。
4
三、單元學習與作業目標
(一) 單元學習目標
單元學習目標和課標內容緊密相關，是主題內容要求和學業要求在具體單元 中的體現。通過梳理主題內容要求和學業要求，結合本單元在教材中的順序、地 位和作用，梳理具體單元學習目標如下：
1.通過實物、圖片、模型等直觀手段，聯系生活中的具體物質，認識物質的 多樣性，了解金剛石、石墨、C60 等碳單質的物理性質和化學性質。
2.通過科學探究實驗，了解一氧化碳和二氧化碳的主要性質和用途，并能用 化學方程式表示，能說明豐富、鮮活的事物應用事實。同時，能設計實驗比較和 鑒別一氧化碳、二氧化碳。
3.能從微觀構成角度認識常見的碳單質和含碳化合物，能基于真實問題情
境，用結構與物質性質、性質與用途的制約關系初步分析和解決相關綜合問題。
4.能從原理上認識碳和碳的氧化物的還原性、氧化性、可燃性等化學性質， 并能建立含碳物質之間的聯系。
5.進一步學會比較、分類、歸納的研究方法，從制取氧氣的方法中歸納得出 實驗室二氧化碳的實驗室制取方法，進而掌握實驗室制取氣體的一般方法，能設 計制取二氧化碳的實驗，進一步提升實驗基本技能。
6.從生產、生活、科學實際出發建立化學視角，看待二氧化碳氣體的制取， 認識含碳物質的性質、用途，對人體健康和環境的影響等。
7.了解自然界中的碳循環，學會辯證看待二氧化碳的溫室效應問題，對“碳 中和” 、“碳達峰”等目標形成自己獨到的觀念。
(二) 單元作業目標
單元作業是立足單元而設計的作業，是單元教學的重要環節。單元作業設計 要依據課標，結合課程，素養立意。通過單元作業，加強單元學習的整體性，構 建單元內各課時的聯系；通過單元作業，學生能快速盤活知識，在學習中獲得“舉 一反三”的本領，促進學習延伸到更大的寬度、深度、廣度；引領學科走向課程， 提高單元教學整體效益，全面提高學生的綜合素養，實現立德樹人的根本目標。
1.通過作業，學生將了解豐富多彩的碳單質和碳的化合物家族，對含碳物質 及其在生活、生產中的應用充分了解，能從一種物質到一類物質，能用轉化的觀
5
念看待含碳物質，并能在具體情境中運用含碳物質的轉化解決實際問題。
2.通過作業，學生將學會從從微觀構成角度認識常見的碳和碳的氧化物，能 用結構與物質性質、性質與用途的制約關系來解釋具體情境中的真實問題。
3.通過作業，學生將學會設計簡單實驗，比較和鑒別含碳物質，如金剛石和 石墨、一氧化碳和二氧化碳等；歸納物質相似的性質，如具有還原性物質碳單質、 一氧化碳和氫氣等；得到需要物質，如制取二氧化碳、在反應中得到一氧化碳、 碳酸鈣等。
4.通過作業，學生能基于物質的性質和用途，從辯證的角度，初步分析和評 價物質的實際應用，對低碳行動等社會性科學議題綜合運用化學、技術、和跨學 科知識開展項目式學習，并提出自己獨到的見解，形成節能低碳、節約資源、保 護環境的態度、關注社會和環境的責任感以及健康的生活方式。
四、單元作業設計思路
作業設計緊扣豐富、應用廣泛的碳和碳的化合物，以問題情境引起學生的解 答興趣，按照知識、能力、綜合應用的層次遞進作業難度，讓不同層次的學生都 能獲得成功的喜悅。同時設計了形式多樣豐富的課外探索作業，讓學生在進行作 業的同時拓寬視野和獲得豐富感性體驗，樹立化學學科價值，進行科學觀念教育 和思想方法教育，培養學科思維和綜合素養。
單元作業包括課時作業及單元質量檢測作業兩大部分。課時作業分為：我已 掌握 (基礎作業) 、我想探索 (提升作業) 、應用交流和視野拓展 (實踐作業) 三個部分組成，然后又設計了“腦洞大開”這一課外閱讀環節。作業類型有書面 作業和特色實踐作業，書面作業有選擇、閱讀、實驗探究等題型，基于雙減的背 景，本著減輕學生作業負擔的出發點，本單元課時作業由 2-3 個選擇題和 1 個綜 合題組成。單元質量檢測作業由6 個選擇題、3 道綜合題、1 道計算題組成。題 型都有基礎鞏固和能力提升之分，體現思維進階，重在考查知識的整體關聯，對 知識的遷移運用能力，學生的綜合素養。
通過課后的“含碳物質有關聯”的化學性質關系圖示，讓學生體會含碳物質 之間的相互轉化關系，建立辯證、聯系看待事物關系的視角。
經過了之前的作業練習，單元檢測作業提高了綜合性，起到鞏固提升的作用。
6
(
整
體規劃
課時目
標
) (
設
計課時
作
業
) (
確
定單元
學
習目標
)
(
設
計單元質
量檢測作業
)
圖 3：單元作業設計整體思路
圖 4：大概念統領下的單元知識結構
特 色 作 業 作業類型 作業內容 服務課題
表達作業 了解更多碳單質家族 課題 1 第一課時
家庭小實驗 用炭黑制作徽墨 課題 1 第二課時
表達作業 工業制取二氧化碳和泡騰片 課題 2 二氧化碳制取 的研究
實踐作業 探究氣體肥料
跨學科作業 碳捕捉與封存 課題 3 第一課時
網上搜索 一氧化碳的中毒機理 課題 3 第二課時
表 2：本單元特色作業設計
7
五、課時作業
課題 1 金剛石、石墨、C60 (第一課時)
(
石
墨
是一種怎樣的神奇物質？奧運會運動裝備中的黑科技哪些與碳單
質
有
關？和你的同學比一比，看誰能找出更多的含碳元素的單質？請充分
發
揮智慧，在本課作業中尋找答案。
)
(一) 課時目標
1.通過對同種元素可以組成不同單質的認知，了解金剛石、石墨、C60 物理 性質和用途上的差異性。
2.能夠通過觀察比較金剛石、石墨、C60 的微觀結構，體會物質的結構與性 質、性質與用途之間的制約關系，并能夠舉例說明物質的性質的廣泛應用及性質 與用途之間的關系。
3.能夠通過碳單質生活中的常見用途認識碳單質的物理性質，能夠辨識常見 的碳單質。
4.依據實物、圖片或者查閱資料，能夠例舉常見的碳單質，知道碳單質的研 究進展，認識物質是多樣的，通過對碳單質多樣性的認識，形成保護資源的可持 續發展的觀念。
(二) 課時作業
【環節一：我已掌握】
通過課前預習或課堂學習后獨立完成，預計時間 3-5 分鐘。
作業 1.閱讀下列學生撰寫的小詩《鉛筆》，完成下列填空。《鉛筆》：人 們常把羨慕的目光投給鉆石/我卻要把欣賞的眼光留給鉛筆/你沒有鉆石那樣的 堅硬和華麗/你樸實無華甚至略顯黑色/但你有一顆柔軟、簡單的/能讓電子一眼 就穿透的心/你磨碎了/生銹的鐵鎖打開了/你磨細了/城市的電車動起來了/你磨
短了/孩子們的知識增多了……
上述小詩中涉及到了本課中石墨的性質和用途，填寫下列表格。
序號 《鉛筆》中涉及到的石墨的用途 對應的性質
8
1
2
1. 參考答案：
序號 《鉛筆》中涉及到的石墨的用途 對應的性質
1 做鉛筆芯 黑色固體、質軟、滑膩
2 做潤滑劑 質軟、滑膩
3 做電刷 導電性良好、滑膩、耐高溫
2.時間要求：1-2 分鐘。
3.評價設計
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
無 意 義 或 空白答案 僅 了 解 石 墨 的 單 一 性 質 和 用 途 了 解 石 墨 的 多 個 性 質和用途 能 利 用 性 質 決 定用途，用途反 映性質，將有關 石 墨 的 性 質 和 用途聯系起來 在前一層次基 礎上，理解有 時用途并不是 由單一性質決 定的
4.作業分析與設計意圖
用學生撰寫的贊美鉛筆的小詩，培養學生從文字間提取信息和化學聯系的能
力，同時從人文角度升華對石墨性質和用途的情感。檢測對石墨的組成、物理性 質和用途的了解，閱讀材料提取信息的能力。
作業 2.英國華人學者周午縱研究發現，蠟燭火焰中存在碳的4種形態，即 無定形碳(如木炭、焦炭等，屬于碳單質)、石墨、富勒烯 (C60 ) 和鉆石，這一發 現首次揭示了碳元素在火焰之中還會發生如此豐富多彩的變化。如圖是金剛石、
石墨和 C60 的結構模型圖，圖中小球代表碳原子。下列說法不正確的是 ()
A．蠟燭火焰中的無定形碳、石墨、富勒烯 (C60 ) 和鉆石都含有碳元素
B．原子的排列方式改變，則構成的物質種類改變
C．金剛石、石墨和 C60 都是由碳原子直接構成的單質
D．在特定的條件下，石墨可轉化為金剛石，是化學變化
1.參考答案：D
2.時間要求：1-2 分鐘。
9
3.評價設計：
錯選 A，對含碳單質多樣性的認識，對單質的元素組成概念不清晰；錯選 B， 對結構與物質性質的關系不清晰；錯選 C，對金剛石和石墨和 C60 的結構了解有 誤，尤其是對 C60 結構的認知存在偏差
4.作業分析與設計意圖
本題從科學發現角度展現含碳物質的的多樣性和他們之間可能存在著的相 互聯系，加深學生對含碳物質進一步研究的興趣。測評從組成、結構、性質的角 度認識金剛石、石墨和 C60 ，并能在具體情境中進行分析的能力。
【環節二：我想探索】
通過課后復習獨立完成或與同伴交流完成，預計時間 4—6 分鐘。
作業 3.北京冬奧會制服成為賽場上另一道靚麗的風景線，除了
設計美觀還首次使用了當前最為熱門的高科技材料石墨烯(從石墨
上剝離出來的一種新型納米材料) ，能確保快速升溫，能夠通過發
射遠紅外線提升遠紅外輻照升溫效率，為在極寒的工作條件下能為
來自全球各地的工作人員提供全面保護。下列有關說法正確的是
( )
A．石墨烯是一種新型化合物 B．常溫下化學性質活潑
C．石墨烯具有較好的遠紅外性能和保溫效果 D．石墨烯的硬度小于金剛石
1.參考答案：C
2.時間要求：1 分鐘。
3.評價設計
錯選 A，不了解石墨的組成，或不能由石墨的組成遷移分析石墨烯的組成； 錯選 B，不清楚碳單質的化學性質，或不能由碳單質的遷化學性質移分析石墨烯 的組成；錯選 D，不能遷移分析石墨和金剛石的物理性質。
4.作業分析與設計意圖
用北京冬奧會的裝備“黑科技”做情境，拓寬學生的視野，加深對含碳單質 的進一步了解。考察對石墨的組成、物理性質、化學性質的遷移應用和材料閱讀 分析能力。
作業 4.閱讀下面科普短文。
碳元素是人類接觸和利用最早的元素之一。由碳元素組成的單質可分為無定
10
形碳、過液態碳和晶形碳三大類，如圖 1。
石墨是制鉛筆芯的原料之一，在 16 世紀被發現后， 曾被誤認為是含鉛的物 質。直到 18 世紀，化學家將石墨與 KNO3 共熔后產生 CO2 ，才確定了它是含碳的 物質。
科學界不斷研發出新型碳材料，碳氣凝膠就是
其中一種。碳氣凝膠具有優良的吸附性能，在環境
凈化中發揮重要作用。我國科研人員在不同溫度下
制備了三種碳氣凝膠樣品， 比較其對 CO2 的選擇性
圖 2
吸附性能，他們在不同壓強下測定了上述樣品對混
合氣體中 CO2 吸附的選擇性值，實驗結果如圖 2。圖中選擇性值越高，表明碳氣 凝膠對 CO2 的選擇性吸附性能越好。隨著科學技術的發展，碳材料的潛能不斷被 激發，應用領城越來越廣泛。依據文章內容回答下列問題：
(1) 金剛石屬于______ (填序號) 。
A．無定形碳 B．過渡態碳 C．晶形碳
(2) 石墨與 KNO3 共熔，能發生如下反應，配平該反應的化學方程式： 5C+4KNO3 高溫______K2 O+ ______N2 個 + ______CO2 個 。
(3) 碳中和指 CO2 排放量等于 CO2 吸收量，對比圖 2 中三條曲線，什么條件下何
種碳元素單質對于實現碳中和最有利？它們如何幫助實現碳中和？
。
_______________________________________________________________
(4) 從碳元素組成單質的分類，談談你的感受 。
1.參考答案：
(1) C
(2) 2；2；5
(3) 壓強越大，600℃制備的碳氣凝膠，對實現碳中和最有利。碳氣凝膠具有優
良的吸附 CO2 的性能，在除去過多的二氧化碳中發揮重要作用。
11
(4) 同種元素可以組成豐富多樣的物質(從物質多樣性角度談認識，合理即可)。
2.時間要求：3-4 分鐘
3.評價設計：
(1) 錯選 A、B，不能正確從數軸圖中提取有用信息。
(2) 不能準確運用化學變化前后原子的種類和數目不變來解答。
題號 前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(3) 無意義或 空白答案 能 從 圖 表 中 找 出 影 響 碳 氣 凝 膠 選 擇 性 的 某 個 的 信息 能準確 、全面 從圖表中找出 影響碳氣凝膠 選擇性的多個 的信息 能將影響碳氣凝 膠選擇性的多個 的信息與二氧化 碳的選擇性吸收 相關聯 能通過碳氣凝膠選 擇性吸收二氧化碳 的性質與其用途之 間建立關系，并能 根據場景選擇合適 的氣凝膠狀態
4.作業分析與設計意圖
通過閱讀材料的，進一步了解碳元素組成的單質種類等有關信息，增進對科 學前沿碳元素材料發展的了解，拓寬學習知識面，形成化學學科的價值感。檢測 閱讀提取文字及表格信息，物質結構、性質用途之間關系的遷移應用能力。
【環節三：應用交流、視野拓展】
如果對本課題內容十分感興趣，你可以繼續進行以下探索。本內容屬于選 做部分，可以由學生課外探索，或由班級、學科教師、學習小組組織學生開展 活動。
作業 5：【視野拓展】地球上的生命被稱為碳基生物，含碳元素的物質在我 們身邊比比皆是，含碳元素單質的種類也十大家族。請你通過查閱資料或者閱讀 文獻等方式，了解碳單質家族里都有哪些重要的成員，說一說你有什么發現，你 眼中的碳家族是什么樣子的 每位同學選取一種你喜歡的單質碳，調查一下該物 質目前發展方向，應用領域等內容，跟同學分享。也可以在班級組織一場“碳家
族”主題展覽。
右圖是浙江大學高分子系高超教授的課題 組制造出一種超輕物質，取名“碳海綿”，這 是一種氣凝膠，世界上最輕的一類物質，它的 內部有很多孔隙，充滿空氣。 “碳海綿”可任意調節形狀，彈性也很好， 被壓縮 80%后仍可恢復原狀。它對有機溶劑有超 快、超高的吸附力，是已被報道的吸油力最強 的材料。
一種特殊的碳單質——碳海綿
12
1 參考答案：從多角度了解含碳的單質，并能結合性質和用途進行圖文并茂 的介紹。
2.時間要求：無固定時間
3.評價設計：
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
不能找到對 應信息 僅 能 搜 索 單 個 含 碳 單 質 的信息 能從組成 、 結 構、性質、用途 等多角度認識 新的含碳單質 在 前 一 基 礎 上，能有意識 地比較不同碳 單質，形成認 知網絡 掌握碳單質的認識 方法，能夠運用該 認識方法拓展到其 他相同類別和不同 類別的物質
4. 在了解金剛石、石墨和 C60 的基礎上進一步了解碳家族，形成物質多樣性 的觀念，學會多角度看待物質，學會查找資料、歸納整理，提高遷移應用能能力。 對于綜合能力較強的同學，本內容還可以將整合后撰寫成論文。
【環節四：腦洞大開】
本環節是與本課內容有關的閱讀材料， 以趣味性為主， 旨在拓展學生的視
野，增加學習興趣。
(
碳
和體育：
你
的家里面有專業羽毛球拍、超輕釣魚竿
嗎？那么恭喜你，你也加入了碳家族使用大軍
。
這
些體育用品，都是用一種近碳纖維復合材料
制造的，碳纖維復合材料具有重量輕、強度高
、
模量高、耐疲勞、減振吸能、設計自由度大
和
加
工
成型好等一系列優異性能.因而成為體育運
動器材
理
想的更新換代新型材料。 以碳纖維釣
魚
竿
為例，比玻璃鋼竿輕20%-30%、強度高
谷愛凌和碳纖維滑雪板
15%-20
%
、比模量高3 倍，而且對魚上鉤信息傳遞靈敏、對振動阻尼較大，
因此碳
纖
維夏合材料的魚竿倍受青睞。碳纖維復合材料還可用來制造
沖浪
板、
滑雪板
、撐桿、 弓箭、乒乓球拍、比賽自行車、賽艇、游艇、滑
翔
機
翼板條、翼梁、頭盔和登山繩等
。
)
13
(三) 課時作業屬性表
序號 類型 對應課時 作業目標 對應學 難度 來源 完成時間
了解 理解 應用
1 選擇題 1 、2 、3 √ 簡單 原創 7— 10 分 鐘
2 選擇題 1 、3 √ 中等 改編
3 選擇題 1 、3 √ 中等 原創
4 閱讀題 3 、4 √ 中等 改編
5 資料題 1 、2 、4 √ 較難 原創 選做
14
課題 1 金剛石、石墨、C60 (第二課時)
哪里會下金剛石雨嗎？金剛石可以燃燒嗎？怎樣把石墨變成金剛石？ 燒烤攤上常見的木炭還能用來做什么？現在十分宣揚古法技藝，你知道古 法煉銅是怎么做的嗎？請充分發揮智慧，在本課作業中尋找答案。
(一) 課時目標
1.能運用研究物質性質的一般思路與方法，從生活現象和實驗，總結碳單質 具有的化學性質，并能夠根據現象用化學方程式表示。
2.通過對碳和氧氣反應在不同條件下的產物，學會辯證看待化學反應。 3.能根據結構、性質與用途之間的關系，舉例說明單質碳的某些化學性質，
能利用與單質碳有關的化學反應相關知識，分析和解釋常見的化學現象和事實。 4.能基于真實問題情境，依據碳單質的性質，初步分析和解決相關的綜合問
題，能基于物質的性質和用途，從辯證的角度初步分析和評價物質的實際用途， 對焦炭，石墨烯，C60 等合理使用等社會議題展開討論，積極參與相關話題。
(二) 課時作業
【環節一：我已掌握】
通過課前預習或課堂學習后獨立完成，預計時間 3-5 分鐘。
作業 1.土星和木星都屬于氣體行星，大氣數據顯示，這兩個星球上充滿了 “亮晶晶”的結晶碳 (鉆石) ，還會形成鉆石雨現象。土星和木星大氣中，都含 有甲烷，強閃電可把甲烷變成煤灰型態的碳，煤灰在沉降的過程中固化成石墨，
然后在高溫高壓的作用下，變成鉆石。下列說法正確的是 ( )
A．構成金剛石和石墨的的原子大小不同
B．煤灰型態的碳很容易發生化學反應
C．石墨在高溫高壓下變成鉆石發生化學變化
D．因為石墨導電性好，所以合成的金剛石也能導電
1.參考答案：C
2.時間要求：1-2 分鐘。
15
3.評價設計：
錯選 A，對金剛石和石墨的構成概念不清；錯選 B，不能從上下文中遷移煤 灰型碳和單質碳的關系；錯選 D，對金剛石、石墨的物理性質極其關聯不清晰
4.作業分析與設計意圖
使學生了解“鉆石雨”這一有趣的現象，并通過鉆石的形成過程，初步感受 含碳物質之間的相互轉化，和上一課的內容緊密聯系。檢測對碳單質構成、物理 性質、化學性質及相互轉化的掌握。
作業 2.分析下列化學反應，有關說法錯誤的是 ( )
2C+O22CO C+O2CO2 C+CO22CO
A．上述三個反應中碳元素表現出兩種化合價
B．從前兩個反應中可以得出，反應物相同產物可能不同
C．上述三個變化中的最小粒子都是碳原子和氧原子
D．等質量碳在氧氣中燃燒的生成物不同是因為參加反應的氧氣的質量不同
1.參考答案：A
2.時間要求：1-2 分鐘。
3.評價設計：
錯選 B，對常見元素化合價概念不清；錯選 C，不能從反應本質的角度對化 學反應進行分析；錯選 D，對反應物的量不同產物不同理解不透徹。
4.作業分析與設計意圖：在辯證認識碳和氧氣反應的基礎上，本題從宏觀到 微觀，從質變到量變的角度比較了三個反應，學習對不同反應的分析和認知，提 高歸納比較分析的能力。
作業 3.我們的祖先很早從自然界中汲取了煉銅的智慧，他們發現森林大火 之后，碧綠的孔雀石[主要成分是Cu2 (OH) 2CO3]上，焦黑木頭旁會出現閃著光澤 的金屬。于是他們將孔雀石和木炭一起加熱就得到了紅色的銅。這個過程中孔雀 石首先受熱分解得到三種氧化物，一種是黑色固體，一種是最常見的液體。其生 成物再和木炭發生還原反應即可得到銅。
(1) 請寫出上述發生的兩個化學反應方程式：
孔雀石分解 ，
木炭還原 。
16
(2) 在木炭還原過程中C 元素的化合價在反應前后的變化情況是 (選填
“升高”“降低”“不變”之一) 。
(3) 若用右圖進行以上反應，則需要改進的地方是；從安全考慮，實驗結束 后需要進行的一項操作是 。
1.參考答案： (1)Cu2 (OH)2CO3 高溫2CuO+CO2 ↑+H2O ↑C+2CuO高溫2Cu+CO2 (2)把酒精燈換成酒精噴燈；先將導管拿出澄清石灰水，再熄滅酒精燈。
2.時間要求：2—4 分鐘
3.評價設計：
(1) 常見的錯誤是，不能題根據題目給出信息推斷出全部生成物，對反應 原理認識不清。
(2) 算錯化合價，主要原因是不能正確判斷反應前后物質，或者化合價計 算存在問題。
(3) 錯寫成止水夾夾住乳膠管，主要是對碳還原實驗的操作、注意事項等 不了解。
題號 前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(1) 無 意 義 或 空 白 答案 能 寫 出 反 應 物 生 成 物化學式， 但 方 程 式 無法書寫 能 根 據 提 示 信 息 寫 出 反 應 物 生 成 物 化學式，并配 平 不僅能借助信息 寫出正確方程式， 而且能根據質量 守恒檢查方程式 對錯 能遷移拓展到其他具 有還原性物質的化學 性質。
(2) 無 意 義 或 空 白 答案 只 能 簡 單 判 斷 化 合 價 發 生 了 變化 能 根 據 具 體 物 質 化 合 價 計 算 相 應 元 素 化 合 價 變 化情況 能判斷相應元素 化合價升降變化， 并且能總結出相 應元素反應前后 化合價升降總數 相等 能根據化合價變化情 況，找出反應物中具 有還原性和氧化性的 物質的化合價變化規 律有初步的認識
(3) 無 意 義 或 空 白 答案 知 道 木 炭 還 原 氧 化 銅 的 一 般 裝置 能 根 據 反 應 物 選 擇 木 炭 還 原 氧 化 銅 的裝置 能從反應物狀態 和條件并結合具 體問題對反應裝 置進行設計、比較 和分析 能根據反應物的狀態 和條件選擇反應的發 生裝置，進行類似的 實驗。
4.作業分析與設計意圖：設計古法煉銅情境，讓學生了解古代銅的冶煉原理， 認識銅的最早使用與古人善于觀察總結離不開。檢測對含碳物質有關化學反應方
程式的書寫和化合價的應用。
【環節二：我想探索】
通過課后復習獨立完成或與同伴交流完成，預計時間 4—6 分鐘。 作業 4：中國古代化學科技是中華文明瑰寶，五代時期煉丹著作《日華子點
17
庚法》記載的煉制鋅黃銅 (銅鋅合金) 方法：“百煉赤銅 (Cu2O) 一斤，太原爐 甘石 (ZnCO3 ) 一斤，細研，水飛過石一兩，攪勻，鐵合內固濟陰干。用木炭八 斤，風爐內自辰時下火，煅二日夜足，冷取出顆顆如雞冠色。 ”
【查閱資料】 ⅠCu、Zn 可在加熱的條件下與氧氣發生反應
Ⅱ古人認為木炭在高溫條件能夠與 Cu2O 和ZnO 發生反應，化學方程式為：
C+Cu2 O高溫 2Cu+CO個 、C+2ZnO高溫2Zn+CO2 個
Ⅲ高溫的條件下 ZnCO3 分解用化學方程式表示為： ZnCO3 高溫ZnO+CO2 個
(1) 赤銅中銅元素的化合價為______。
(2) 在煉制過程中，需要將赤銅和爐甘石進行“細研”的目的是______。
(3) “用木炭八斤，風爐內自辰時下火”，木炭與 Cu2O 和 ZnO 反應時，反 應物中具有還原性的物質是______。
(4) “煅二日夜足，冷取出”，其中“冷取出”的原因是______。 1.參考答案： (1) ＋1 (或u2 O )
(2) 增大接觸面積，加快反應速率，使反應物充分反應
(3) 木炭
(4) 防止生成的Cu、Zn (或金屬) 再次被空氣中的氧氣氧化 2.時間要求：2-3 分鐘
3.評價設計：
(1)錯寫化合價為+2 價，學生并沒有根據化合物中各元素化合價的代數和為
零，去求出赤銅中銅元素的化合價為＋1 價 (或u2 O )
(2)描述不準確，不知道粉碎目的，而在煉制過程中，將赤銅和爐甘石進行 “細研”的目的是增大接觸面積，加快反應速率，使反應物充分反應，
(3)碳單質在還原氧化銅中是還原性，若在該反應中難以類比，則無法答出。
(4) Cu、Zn 在高溫下極易和空氣中的氧氣發生反應,“煅二日夜足，冷取出”， 其中“冷取出”的原因是防止生成的Cu、Zn (或金屬) 再次被空氣中的氧氣氧 化，故填：防止生成的Cu、Zn (或金屬) 再次被空氣中的氧氣氧化。
18
題號 前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(1) 無 意 義 或 空 白 答案 只 能 書寫 出 銅 在 兩 種元 素 化 學 式 的 化合價 可以寫出多種 元素組成的化 學式的化合價 可以在具體情 境中推斷某元 素的化合價 能夠將復雜化 學式的元素化 合價寫出
(2) 無 意 義 或 空 白 答案 能 夠 簡 單 寫 出粉碎作用， 但 語 言 不 夠 準確 可以寫出粉碎 作用，以及對 生產的影響 能夠知道增大 反應速率的一 般方法 不僅知道哪些 方法可以增大 反應速率，還 可以根據具體 情景使用
(3) 無 意 義 或 空 白 答案 只 能 寫 出 碳 單 質 的 還 原 性 寫出木碳還原 性，還能知道 Cu2O 和 ZnO 體 現氧化性 能夠在不同的 化學反應中判 斷單質碳的化 學性質 可以根據反應 方程式中物質 化合價變化判 斷 物 質 氧 化 性，還原性
(4) 無 意 義 或 空 白 答案 能 簡 單 描 述 冷卻作用 能用較完整語 言描述冷卻作 用 知道溫度與化 學反應的關系 知道不同實驗 操作的正確操 作和原理
4. 作業分析與設計意圖
古法煉銅中的結合實驗室還原氧化銅的具體操作原理，培養學生民族自豪
感，和測評學生對該實驗掌握程度。
【環節三：應用交流、視野拓展】
如果對本課題內容十分感興趣，你可以繼續進行以下探索。本內容屬于選
做部分。
作業 5.【家庭小實驗】請觀看徽墨的制作過程 (視頻
來源《書香中國話傳承》可掃碼觀看) ，請自制炭黑并在
宣紙上寫字。并和你的同學或老師說一說墨汁寫字的優點。
1. 參考答案：無
2. 時間要求：不做要求
3. 評價設計：學生們制作出來的炭黑各不相同，分享感受
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
無意義或 空白答案 只 能 觀 看 視 頻 ， 只 簡 單 了 解 炭 黑 制 作 過程 能 夠 根 據 視 頻 自 制 炭黑，并且 書寫，墨汁 寫 字 清 晰 流暢等 不僅能夠自制炭黑， 書寫優美，同時還能 將碳單質常溫穩定與 中國很多名家古跡流 傳千年的原因聯系起 來 在動手的過程中， 豐 富 自 己 課 余 生 活，更深刻認識到 化學物質對人類生 產生活產生深遠影 響，學好化學，認
19
識物質性質的重要 性
4.作業分析與設計意圖：本題通過學生觀看視頻，制作炭黑，書寫中國優美 文字，豐富學生課余生活，鍛煉動手能力。同時也意在讓感受古老與科學的碰撞， 體會中華文化博大精深，同時化學學科在文化傳承方面的重要性。
【環節四：腦洞大開】
本環節是與本課內容有關的閱讀材料， 以趣味性為主， 旨在拓展學生的視
野，增加學習興趣。
碳和諾貝爾化學獎：
1960 年，美國芝加哥大學教授威拉得 ·利比
(Wil lardFrankLibby)獲得諾貝爾化學獎，原因他為人
類創造出了第一具獨特的計時工具——考古學時鐘—
—C-14 斷代法, (Carbon-14dating)，又稱“碳-14 年代
測定法”，是根據C-14的衰變程度來計算出樣品的大
概年代的一種測量方法，可追溯距今三至五萬年前人類
及自然界所發生事件的年代。這一發明可以幫助考古學
家確定遺址的年代，幫助地質學家確定地層的年代、冰
川的歷史、幫助地理學研究自然環境的演變史、古代氣
候的變化、研究從月球上取回的土樣等。
(
【
單元知識串聯】
(
選做。不給固定答案，期望引導學生從變化關聯的角度看待含碳物質，本
關
聯圖可以根據需要進一步擴大。)
含
碳元素物質有關聯：
同
學你好！本單元所學含碳元素的物質，可以通過一定的條件相互轉化，
請
你
右圖是本課中的含碳物質之間的相互關聯，其中箭頭發起的是反應物，
箭頭
指
向的是生成物。請你觀察并寫出有關的反應方程式，有的變化不止一
個
哦。
(
1)
(
2)
(
3)
)
20
(三) 課時作業屬性表
序號 類型 對應課時 作業目標 對應學 難度 來源 完成時間
了解 理解 應用
1 選擇題 1 √ 簡單 原創 7— 10 分 鐘
2 選擇題 1 、2 √ 中等 改編
3 填空題 1 、3 、4 √ 中等 原創
4 實驗題 3 、4 √ 中等 改編
5 家庭實 驗 1 √ 較難 原創 選做
21
課題 2 二氧化碳制取的研究
(
你
知
道泡騰片中升騰起的氣體是什么嗎？你會制干冰嗎？你有多少種
方
法
可以得到二氧化碳？能不能用排水法收集二氧化碳？請充分發揮智
慧
，在本課作業中尋找答案。
)
(一) 課時目標
1.初步學習二氧化碳的實驗室制法，并能用化學方程式表示二氧化碳的制備 和檢驗的原理，掌握實驗室制取二氧化碳的藥品、反應原理、裝置及驗滿方法。
2.能基于實驗室制取氣體的一般思路和方法，分析解決真實情境中的簡單實 驗問題。
3.能通過小組合作，有意識地應用化學、技術、工程及其他學科知識，完成 實驗探究及跨學科實踐活動。
(二) 課時作業
【環節一：我已掌握】
通過課前預習或課堂學習后獨立完成，預計時間 4-7 分鐘。
作業 1 ：某興趣小組研究大理石與稀硫酸的反應。常溫下，將塊狀大理石投 入足量稀硫酸中，剛開始能產生氣體，但很快就停止了。而將大理石粉末逐步加 入足量稀硫酸中卻能持續產生氣體。他們可以得出的結論或推理正確的是 ( )
A.物質間是否發生化學反應，只和反應的條件有關
B.反應物之間必須直接接觸才會發生化學反應
C.塊狀大理石與粉末狀大理石的化學性質不同
D.大理石塊越大，越容易與稀硫酸發生反應
1.參考答案：B
2.時間要求：1-2 分鐘。
3.評價設計：錯選 A ，不了解化學反應的本質；錯選 C ，不了解分子是保持 物質化學性質的最小粒子；錯選 D ，不知道相同質量的反應物，顆粒越小表面積 越大，反應物間接觸面積越大，反應越快。
4.作業分析與設計意圖：考查實驗室制取二氧化碳藥品的選擇，能從反應速
22
率、產物純度、環保等多角度考慮選擇合適的物質發生反應。
作業 2：在實驗操作考查中，小明抽到的題目是“二氧化碳的制取、收集和
驗滿” 。下圖是他的主要實驗步驟，其中操作有誤的是( )
A.檢查裝置氣密性 B.取液體藥品 C.收集氣體 D.驗滿
1.參考答案：D
2.時間要求：1 分鐘
3.評價設計：錯選 A ，沒掌握簡易裝置氣密性檢查方法；錯選 B ，不清楚傾 倒液體藥品的動作要領；錯選 C ，不了解向上排空氣法收集氣體的適用范圍或不 清楚二氧化碳密度與空氣密度大小關系。
4.作業分析與設計意圖：考查實驗室制取氣體的基本操作，能正確掌握藥品 取用、氣密性檢查、收集及驗滿操作的動作要領。
作業4：【表達與交流】維 C 泡騰片溶于水能產生大量氣體，是一種受歡迎
的飲品。
(1) 請你猜想該氣體的成分 ，做出此猜想的原因 。
(2) 將該氣體的證明方案填寫在下表中：
實驗操作 現象 結論
(3) 該氣體能用排水法收集嗎？說出你的理由 。
(4) 在上面的方框中畫出用維 C 泡騰片制取、收集這種氣體的裝置圖，與同伴 交流你的設計。對于該氣體的成分，可以在下題中找到答案。
1.參考答案：
(1) 二氧化碳； (若學生的答案為氧氣，言之成理也可。)
23
理由：能從質量守恒元素不變，結合維 C 泡騰片可食用的性質進行分析，言 之成理即可。
(2) 根據猜想，結合具體物質性質來檢驗。
實驗操作 現象 結論
將產生的氣體通入 澄清石灰水中 澄清石灰水變渾濁 該氣體是二氧化碳
(3) 根據氣體在水中形成氣泡并冒出水面，可以推測該氣體溶于水較慢或 不溶，所以可以用排水法收集。
(4) 能結合實驗室制取二氧化碳的或氧氣的原理，分析出該反應是固液不 加熱，能用排水法收集。 (可以廣泛討論，答案合理即可。)
2.時間要求：3-5 分鐘
3.評價設計：
(1) 錯寫為 CO，不能結合其在生活中的應用做出正確的判斷。
(2) 不能正確進行實驗設計，對氣體極其性質的檢驗不熟悉。
(3) 不能聯系到在水中產生氣體后的現象進行分析。
(4) 不能將泡騰片加水的情境與固液不加熱反應相聯系。
題號 前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(1) 無意義 或空白 答案 僅能對氣 體作出猜 想 能夠對于氣體 作出猜想，并根 據描述進行猜 測 結合元素種類不 變進行猜想 能夠根據二氧化 碳在生活中的應 用進行判斷
(2) 無意義 或空白 答案 能對氣體 作出猜想 能夠描述猜想 氣體的物理、化 學性質及制備 方法 能聯系題目中所 給信息猜想氣體 的成分，能夠描述 其物理、化學性 質，繪出裝置圖 能正確做出推 測，同時能聯系 氣體的性質設計 多種實驗進行檢 驗。
(3) 無意義 或空白 答案 知道泡騰 片放入水 中的現象 知道二氧化碳 能溶于水 聯系在水中產生 氣體后的現象進 行分析，選擇合適 收集方法 通過實驗現象總 結氣體性質，并 能利用其性質選 擇合理收集方法
(4) 無意義 或空白 答案 知道實驗 室二氧化 碳制法 能夠運用合理 方法制取氣體 結合題目要求，能 夠分析出該反應 是固液不加熱，能 用排水法收集 能應用制取氣體 的一般方法設計 實驗制取新的氣 體。
4.作業分析與設計意圖：通過維 C 泡騰片產生氣體這一真實情境，結合情境 中的操作、現象等，與已有物質的性質聯系分析。本題開放度較大，可以充分發
24
揮學生的思維，結合實驗室制取二氧化碳的原理，進行大膽假設，培養學生的科 學表達，形成學科思維。
【環節二：我想探索】
通過課后復習獨立完成或與同伴交流完成，預計時間 4—6 分鐘。
作業 4.在上題中，泡騰片中產生的二氧化碳氣體，能在水中產生。某化學興 趣小組同學在進行二氧化碳的收集時，錯用排水法收集，居然也收集到了氣體， 于是他們對二氧化碳收集方法進行了探究。
【提出問題】對于二氧化碳的收集方法，興趣小組甲同學認為只能用向上排 空氣法收集，乙同學認為還可以采用排水法收集。
【設計實驗】
步驟一：小組同學用圖甲所示裝置進行 CO2 氣體的制取，在相同條件下，用 如下 3 種方法，分別在三個規格相同的錐形瓶中收集產生的 CO2 氣體。并采用以 下三種方法收集。
方法一：當反應裝置開始產生二氧化碳 15s后，用排水法收集二氧化碳氣體 備用。
方法二：當反應裝置開始產生二氧化碳 15s后，用向上排空氣法收集二氧化 碳備用 (收集時間和方法一樣長) 。
方法三：當反應裝置開始產生二氧化碳 15s后，用向上排空氣法收集二氧化
碳，將點燃的木條放在錐形瓶瓶口，待木條熄滅 (視二
氧化碳收集滿) 立即蓋上玻璃片備用。
步驟二：如圖乙所示，將一定濃度的足量氫氧化鈉
溶液分別滴入以上錐形瓶中，利用壓強傳感器檢測瓶內
氣壓變化情況、二氧化碳純度，結果如圖丙及如表所示：
25
方法 一 二 三
二氧化碳純度% 91.1 69.5 61.9
【數據分析與結論】
(1) 收集二氧化碳時，15s 以后再收集的目的是 ；根據 數據可知 (選填“甲”或“乙”) 同學的說法錯誤。
(2) 根據實驗數據分析，用燃著的木條檢驗二氧化碳集滿是否準確，并說 明理由 。
(3) 結合圖丙和表分析，除了 (1) 、 (2) 結論外，還可以得到的結論是 (寫一條) 。
1.參考答案： (1) 排出裝置內的空氣； 甲；
(2) 方法②和方法③都是向上排空氣法收集二氧化碳，而壓強下降更低的 是方法②，說明二氧化碳含量用方法②收集到更多，而利用燃著木條驗滿后收集 的氣體反而量少，因此利用燃著木條檢驗是否收集滿是不可靠的；
(3) 排水法收集的氣體純度高 (合理即可)
2.時間要求：4-6 分鐘
3.評價設計：
題號 前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(1) 無意義或 空白答案 能夠說出二氧 化碳的溶解性 能夠說出二氧 化碳的一些物 理性質 結合材料，將 二氧化碳的 物理性質與 收集方法聯 系起來
(2) 無意義或 空白答案 能寫出二氧化 碳不助燃不可 燃的性質 能寫出二氧化 碳的化學性質， 并知道實驗室 驗滿二氧化碳 方法 能比較不同 曲線的異同 并結合具體 步驟分析 能準確結合圖 像分析并描述， 能聯系相似的 曲線，并選擇最 佳方法
(3) 無意義或 空白答案 有結合圖表進 行分析的意識 能正確對比圖 表數據 能結合曲線 和圖表數據 分析得出較 可靠的結論 能準確分析圖 表數據和曲線， 將得出的結論 進行遷移應用
4.作業分析與設計意圖：通過科學的實驗設計，研究不同收集二氧化碳氣體 的方法，比較不同收集二氧化碳氣體的方法。考察科學探究能力，實驗分析和四
26
重表征的能力，形成辯證看待實驗方法的視角，尊重實驗結果的科學態度。
【環節三：應用交流、視野拓展】
如果對本課題內容十分感興趣，你可以繼續進行以下探索。本內容屬于選 做部分，可以選擇查閱資料或實地考察來完成。
作業 5：冬季里人們為了提高大棚蔬菜的產量，在大棚內放置二氧化碳發生 裝置，你知道二氧化碳發生裝置內的藥品有哪一些呢？反應的原理是什么？請同 學們通過查閱資料，回答以上問題。
1.參考答案：燃燒液化氣、石灰石和酸反應等 (答案不唯一)
2.時間要求：不固定時間
3.評價設計：
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
無意義或空 白答案 查找到個別 二氧化碳制 取原理 查找出多種 二氧化碳制 取原理 能結合不同 地區氣候特 點解釋選擇 原理 能舉出其它場合 制取二氧化碳的 原理
4.作業分析與設計意圖：換個角度看待二氧化碳的制取，在生產生活中有很 多地方需要用到二氧化碳，可以根據實際需要來選擇，將化學學習與生活緊密聯 系，提升學科價值感。
【環節四：腦洞大開】
本環節是與本課內容有關的閱讀材料， 以趣味性為主， 旨在拓展學生的視
野，增加學習興趣。
27
碳和職業：
2021 年 3 月，碳排放管理師被列入職業序列。
針對政府部門，碳排放管理師可以提供碳排放監測、
核算、核查服務，對企業的碳排放 (主要是溫室氣
體二氧化碳的排放) 情況進行量化的監測、核算、
核查，對企業的碳排放進行有效監管管理。對于重
點排放企業，碳排放管理師可以提供咨詢和碳排放交易
服務。一方面，根據企業的要求，對其碳排放情況進行
量化，對照政府部門分配的排放指標，如果有剩余排放指標可以幫助企業進行排 放指標交易。如果排放超標，碳排放管理師可以幫助企業計算需要購買的排放指 標數據，在碳交易市場購買交易指標，也可以幫企業制定碳中和實施方案，通過 節能減排或者是種植“碳中和林”實施綠色碳匯，將超標排放的溫室氣體中和掉。 這一職業的誕生，是我國統籌有序做好碳達峰、碳中和工作的一項重要舉措。
28
(三) 課時作業屬性表
序號 類型 對應課時 作業目標 對應學 難度 來源 完成時間
了解 理解 應用
1 選擇題 1 、2 √ 簡單 改編 9— 12 分 鐘
2 選擇題 1 、2 √ 中等 改編
3 問答題 1 、2 、3 √ 中等 原創
4 實驗題 1 、2 、3 √ 較難 改編
5 資料題 1 、3 √ 中等 原創 選做
29
課題 3 二氧化碳和一氧化碳 (第一課時)
(
二氧化碳和人類命運息息相關
，2022
年
3
月
5
日，李克強總理代表國
務院
在十三屆全國人大五次會議上作《政府工作報告》，報告中提出有序
推進
“碳達峰”“碳中和”工作，落實“碳達峰”行動方案，這里的“碳
達峰
”“碳中和”是什么意思？如何實現“碳達峰”“碳中和”呢？請充
分
發
揮智慧，在本課作業中尋找答案。
)
(一) 課時目標
1.通過觀察和實驗得出二氧化碳的物理性質，夠準確描述實驗現象，能夠對 觀察記錄的實驗信息進行加工并獲得結論，進而提升科學探究能力。
2.歸納總結二氧化碳的化學性質并準確書寫相關化學反應方程式，能以宏 觀、微觀、符號相結合的方式認識和表征化學變化，提高微觀探析能力。
3.了解自然界中二氧化碳的循環，辯證分析二氧化碳的利與弊，能從化學視 角對常見的生活現象、簡單的跨學科問題進行探討，初步解決與化學有關的實際 問題。
4.初步形成節能低碳、節約資源、保護環境的態度和健康的生活方式，并嘗 試給出節能減排實現碳達峰和碳中和的合理化建議，體會系統思維的意義，樹立 人與自然和諧共生的科學自然觀和綠色發展觀。
(二) 課時作業
【環節一：我已掌握】
通過課前預習或課堂學習后獨立完成，預計時間 3-5 分鐘。
作業 1．二氧化碳在人們的生產和生活有著重要的用途，比如原油開采中采 用二氧化碳混相驅油工藝，平均可提高采收率 20%。下列關于二氧化碳認識的說
法中，正確的一組是 ( )
①在地窖、枯井內二氧化碳含量會比較高
②固態二氧化碳俗稱干冰，升華時可吸收大量熱，因而用作制冷劑
③綠色植物的光合作用是實現大氣中碳氧循環的重要途徑
④二氧化碳能夠產生溫室效應，屬于有毒氣體
30
⑤ 二氧化碳可用于滅火，既利用了它的物理性質也利用了它的化學性質
A．①②③④ B．①②③⑤ C．①②③ D．②④
1.參考答案：B
2.時間要求：1-2 分鐘
3.評價設計：
錯選①，屬于生物化學問題，不知道地窖、枯井中由于生物作用會產生大量 的二氧化碳氣體；錯選② ，物理知識，對干冰升華吸熱不清楚，或對本課中干冰 的用途不清楚；錯選③ ，不了解自然界中的碳循環和氧循環；錯選④ ，不了解二 氧化碳沒有毒性；錯選⑤ ，沒有考慮到二氧化碳滅火，與其密度大于空氣的物理 性質也有關。
4.作業分析與設計意圖
結合生活中的應用，從變化和用途的角度考查學生對二氧化碳物理性質和化 學性質的掌握情況，并培養學生對物質進行性質、用途之間相互關系的進一步認 識。
作業 2．碳循環和氧循環是自然界中的重要循環，右
圖是自然界中碳循環和氧循環的示意圖，請用學科觀點分
析錯誤的是 ( )
A．變化觀：碳循環和氧循環過程中均發生了化學反
應
B．守恒觀：碳、氧循環過程中各元素守恒
C．微粒觀：綠色植物的作用是使自然界中的氧原子總數增加
D．平衡觀：碳、氧循環有利于維持大氣中氧氣和二氧化碳含量的相對穩定
1.參考答案：C
2.時間要求：1-2 分鐘
3.評價設計：
錯選 A，沒有掌握在碳循環和氧循環過程中，均有新物質生成，均發生了化 學反應；錯選 B，沒有掌握任何化學反應均遵守質量守恒定律，碳、氧循環過程 發生化學變化，該過程各元素質量均保持不變；錯選 D，未掌握碳、氧循環的意 義。
4.作業分析與設計意圖
31
考查學生對自然界中碳氧循環的掌握情況，根據碳元素、氧元素以氣體的形 式通過光合作用和呼吸作用在自然界中循環，結合題意進行分析判斷。
作業 3．實驗是研究學習化學的重要途徑。
(1) 圖 1、圖 2 是某同學設計并進行有關 CO2 性質的探究實驗過程，請回 答。
①圖 1 該實驗得到的結論是 。
②圖 2 實驗中，若試劑 X 為足量的澄清石灰水， 甲瓶反應的化學方程式
是 。若甲裝置中“X”為濃硫酸(具有吸水性)，則試管乙中石蕊試紙 (填 “會”或“不會”) 變紅。
(2) 圖 3 實驗中可觀察紗布條“ab”比“bc”段先變紅色，說明氨氣密 度比空氣 (填“大”或“小”) 。
1.參考答案：(1) ①二氧化碳密度比空氣大。②Ca(OH)2+CO2===CaCO3 ↓+H2O； 不會； (2) 小。
2.時間要求：2—3 分鐘
3.評價設計：
題號 前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(1)① 無意義 或 空 白 答案 知道實驗 現 象與二 氧化碳的 性質有關 知 道 實 驗 現 象 與 二 氧 化 碳 的 性質有關，并能 分 析 出 其 體 現 了 二 氧 化 碳 密 度大于空氣 熟練掌握二氧化 碳的物理性質，分 析得出二氧化碳 密度大于空氣，并 能遷移到其他類 似實驗中 熟練掌握二氧化 碳的物理性質， 并能利用其物理 性質設計實驗來 證明。
(1)② 無意義 或 空 白 答案 知道二氧 化碳的某 點化學性 質 知 道 二 氧 化 碳 能 使 澄 清 石 灰 水變渾濁，可以 和 水 反 應 生 成 碳酸，能用符號 知道二氧化碳能 使澄清石灰水變 渾濁，可以和水反 應生成碳酸，能用 符號進行表征，并 熟練掌握二氧化 碳的性質，能描 述實驗現象，能 遷移應用解釋別 的類似現象。
32
進行表征 推理有關現象
(2) 無意義 或 空 白 答案 能 寫 出 氨 水 的 化 學 性質 能 說 出 氨 水 的 化學性質，了解 氨 氣 的 密 度 比 空氣小 將題 目情境 與氨 氣性質結合起來， 并描述實驗現象
4.作業分析與設計意圖：創新實驗設計驗證二氧化碳的物理、化學性質，開 闊學生的設計實驗的思維，同時在新的實驗情境中考察學生分析實驗解決問題的 能力。
【環節二：我想探索】
通過課后復習獨立完成或與同伴交流完成，預計時間 2-4 分鐘。
作業 4.【材料閱讀】閱讀下列短文，回答問題。
2021 年 9 月 23 日，中國科學院天津工業生物技術研究所在人工合成淀粉方 面取得的重要進展。該所研究人員以二氧化碳、電解產生的氫氣為原料，成功生 產出淀粉，在國際上首次實現了二氧化碳到淀粉的從頭合成，為二氧化碳合成復 雜分子開辟了新的技術路線。按照目前的技術參數推算，理論上 1 立方米大小的 生物反應器年產淀粉量相當于我國 5 畝土地玉米種植的平均年產量。
下圖是該研究所形成淀粉的“搭積木”式的合成路線圖，請回答有關問題。
(1) 在自然界中綠色植物可以通過作用將二氧化碳轉化為淀粉；
(2) 寫出①中反應生成甲醇 (CH3OH) 和水的化學方程式，在制備淀粉的過程中 使用了催化劑，催化劑在反應前后質量和不變。
(3) 下列關于淀粉[化學式(C6 H10O5 )n]的說法正確的是 ()
A.是一種常見的氧化物 B.含碳元素質量分數最高
C.一個分子中有 21n 個原子 D.是一種結構復雜的物質
(4) 實驗分析表明人工合成的淀粉與天然淀粉非常接近，請你試著寫岀一條該 項硏究成果的實際應用價值。
1.參考答案： (1) 光合 (2) CO2+3H2H2O+CH3OH，化學性質 (3) BCD
33
(4) 對緩解日益嚴重的全球糧食危機有積極意義
2.時間要求：2—4 分鐘
3.評價設計：
(1) 對光合作用以及自然界中的碳循環過程不了解。
(3) 本題是一道綜合運用題。錯選 A，對氧化物的概念不了解，不清楚氧 化物中應該含有兩種元素；漏選 B、C，不能正確進行化學式的計算；漏選 D，不
能在閱讀中很好整合圖示和文字中的信息。
題號 前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(2) 無意義或 空白答案 能 根 據 圖 示 寫 出 單 個 物 質 的 化學式 能正確寫出反 應中多個物質 的化學式 能根據質量守 恒定律準確判 斷發生的反應 能根據圖示運用質 量守恒定律正確寫 出反應方程式并能 準確分析整個實驗 流程。
(4) 無意義或 空白答案 知道 CO2 會 引 起 溫 室 效應 知道 CO2 可引 起溫室效應， 知道溫室效應 的利弊 了解溫室效應 的利弊，并知 曉降低 CO2 可 以減緩溫室效 知曉降低 CO2 可以 減緩溫室效，人工 合成淀粉可緩解糧 食短缺
4.作業分析與設計意圖
設計我國科學家人工合成淀粉的情境，引導學生關注最新科技成果，培養愛 國主義情懷，引導學生理關注化學學科價值，了解二氧化碳對環境的影響。
【環節三：應用交流、視野拓展】
相信通過以上練習你已經對本節課知識熟練掌握，請繼續進行以下探索吧！
作業 5.2022 年 4 月 15 日，《中國低碳藍
皮書》發布，主要從碳利用技術、清潔煤
技術、節能技術和綠色照明技術四個方面
對 2021 年低碳技術發展進行概括與分
析。。“碳捕捉與封存”是我國的一項先
進低碳技術。某燃煤發電廠每年產生大約
1600 萬噸 CO2 ，運用“碳捕捉與封存”技
術，這些 CO2 將不會進入大氣(如圖所示)。
被封存的 CO2 可用于食品保鮮、冷藏食物、物品滅火等，以此來消除資源的巨大 浪費。我國正以超世界一流的目光發展經濟，完善環保體制。
34
(1) “碳捕捉與封存”技術有利于抑制________________的加劇。
(2) 被封存的 CO2 可用于冷藏食物的原理是________________________，可能 變成了。
(3) “碳捕捉與封存”技術的先進之處是________________________________。
(4) 眾所周知，經濟效益是企業的命脈，產能企業在進行低碳生產的同時會耗 費一定的的人力、物力和財力。請了解我國為了實現“碳中和”和“碳達峰”所 采取的措施，如果你是政府有關部門，你會采取怎樣的措施提高企業參與低碳生 產的積極性？如果你是企業負責人，你會如何在響應國家號召的同時，提高企業 生產經濟效益？請把你的思考以提交政府(或企業管理層)報告的形式呈現出來。
1.參考答案：
(1) 溫室效應； (2) 吸熱降低食物溫度，干冰； (3) 在保持現存以碳為 前提條件的基礎設施的狀況下，最大限度地降低 CO2 對全球氣候變化的作用，維 持了能源的高效使用 (合理即可) 。
(4) 無固定答案。
2.時間要求：5 分鐘
3.評價設計：
題號 前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(1) 無意義 或空白 答案 知 道 CO2 可以造成 溫室效應 知道 CO2 可使 地 球 氣 溫 升 高，該現象叫 做溫室效應。 知 道 CO2 可 引 起溫室效應， 了解溫室效應 對 環 境 的 影 響。 知道除 CO2 外甲烷等氣 體也會引起溫室效應， 了解引起溫室效應的 原因、多方面了解應對 措施
(2) 無意義 或空白 答案 能閱讀圖 示中關于 碳捕捉的 信息 能 從 圖 中 了 解 碳 捕 捉 的 信息，并能初 步 分 析 碳 捕 捉的原理 能從圖中了解 碳 捕 捉 的 信 息，并將其和 二氧化碳的性 質關聯起來 能從圖中了解碳捕捉 的信息，并將其和二氧 化碳的性質關聯起來， 同時能遷移到其他引 起溫室效應的物質。
(3) 無意義 或空白 答案 能根據材 料理解二 氧化碳過 量排放的 影響 能 根 據 材 料 說 出 多 點 碳 捕 捉 與 封 存 的優點 能根據材料， 聯系材料及二 氧 化 碳 的 性 質，描述多點 碳捕捉與封存 的優點 能根據材料，聯系二氧 化碳的性質，在說出多 點碳捕捉與封存的優 點的基礎上，能遷移應 用到其他領域
(4) 無意義 或空白 知道過量 碳排放對 能 說 出 過 量 碳 排 放 對 于 能從多方面查 找有關資料， 能廣泛聯系國家在“碳 中和”、“碳達峰”中
35
答案 于環境的 不良影響 環 境 的 不 良 影響，也知道 工 業 生 產 的 重要作業 并和政府與企 業措施聯系起 來。 的一系列舉措，并能結 合具體實例分析，用多 種形式呈現出來
4.作業分析與設計意圖
在《中國低碳藍皮書》發布的背景下，以我國的先進“碳捕捉與封存”技術 為情境，和物理學科融合，引導學生關注社會熱點問題，嘗試給出節能減排實現 碳達峰和碳中和的合理化建議，體會系統思維的意義，樹立人與自然和諧共生的 科學自然觀和綠色發展觀。
【環節四：腦洞大開】
本環節是與本課內容有關的閱讀材料， 以趣味性為主， 旨在拓展學生的視
野，增加學習興趣。
(
通過電化學耦合生物發酵實
現將二氧化碳和水轉化
為
長鏈產品的示意
圖
)碳和糧食：
目前發現的地球生物，全部是碳基生命，這些生
命的存續也是含碳物質相互轉化的過程。那么這一
過程能不能以人工合成的方式來完成呢？
2021 年 9 月，我國科學家在合成生物學領
域取得重大突破，在國際上首次在實驗室實現了
二氧化碳到淀粉的從頭合成。為二氧化碳合成復
雜分子開辟了新的技術路線。
2022 年 4 月 28 日國際期刊《自然 ·催化》封
面文章上刊登了我國科學家的一項重大研究成果，
通過電催化結合生物合成的方式將二氧化碳高效
還原合成高濃度乙酸，進一步利用微生物可以合
成葡萄糖和脂肪酸，這項突破為人工和半人工合成“糧食”提供了新技術。 也許不久的將來，合成糧食也是一條解決全球糧食危機的一條可行之
(
路
)。
36
(
【
單元知識串聯】
(
選做。不給固定答案，期望引導學生從變化關聯的角度看待含碳
物
質
，本關聯圖可以根據需要進一步擴大。)
含
碳元素物質有關聯：
同
學，你好！本單元所學含碳元素的物質，可以通過一定的條件
相互轉化，右圖是本課中的含碳物質之間的相互關聯，其中箭頭發
起
的是反應物，箭頭指向的是生成物。請你根據本課所學反應，將關
聯
圖
補充完整并寫出有關的反應方程式，有的變化不止一個哦。
如
果
你對關聯圖的補充有疑問，也可以在下一課題中找一找答案。
(1
)
(5)
(2
)
(6)
(3
)
(7)
(
4)
)
(三) 課時作業屬性表
序號 類型 對應課時作 業目標 對應學 難度 來源 完成時間
了解 理解 應用
1 選擇題 1 、2 √ 簡單 改編 10 分鐘
2 選擇題 4 √ 中等 改編
3 選擇題 1 、2 、3 √ 中等 改編
4 閱讀題 2 、3 、4 √ 較難 原創
5 閱讀題 1 、2 、3 、4 √ 較難 原創
37
課題 3 二氧化碳和一氧化碳 (第二課時)
(
以前
人
們常常談煤氣色變，那么煤氣中主要成分一氧化碳是一種可怕
的
氣
體嗎？我們應該怎樣來看待它？請充分發揮智慧，在本課作業中尋找
答
案。
)
(一) 課時目標
1、能通過觀察、實驗，以及對事實進行歸納概括、分析解釋等方法，認識 并掌握一氧化碳的物理性質和化學性質。
2、能通過特征性質區分一氧化碳和二氧化碳，能夠比較分析一氧化碳和碳
單質的還原性。
3、能認識一氧化碳的用途以及對人體健康、生活和環境的影響，提升安全 意識。
4、從一氧化碳在冶金工業上工藝的應用中，認識科學、技術、社會、環境 的相互關系，初步形成樹立資源循環使用、綠色環保的發展理念。
(二) 課時作業
【環節一：我已掌握】
通過課前預習或課堂學習后獨立完成，預計時間 3-5 分鐘。
作業 1：一氧化碳和二氧化碳化學性質不同的原因是 。 下面是有關二氧化碳和一氧化碳的組成、結構、性質和用途的信息，請將對應的 內容用線連起來。
由碳、氧元素組成
一氧化碳 不支持燃燒 可以燃燒 具有還原性 可以和水發生反應 做碳酸飲料 灌裝煤氣燃料 大棚中的氣體肥料 滅火器中的滅火劑
二氧化碳 不支持呼吸 可以支持光合作用 工業煉鋼 進入地窖做燈火實驗
1. 參考答案：
分子的構成不相同；
38
(
可
以和水發生反應
二氧化碳
不支持呼吸
可
以支持光合作用
)
由碳、氧元素組成
(
一氧化碳 不支持燃
燒
) (
做碳酸飲料
灌裝煤氣燃
料
大
棚中的氣體肥料
滅
火器中的滅火劑
工
業煉鋼
進
入地窖做燈火實驗
)可以燃燒
具有還原性
2.時間要求：1-2 分鐘
3.評價設計：
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
無意義或 空白答案 知道兩種物 質的部分性 質 知道兩種物 質的多種性 質 知道兩種物質 的多種性質并 能和實際聯系 起來 能對方面對比 兩種物質的性 質和用途，遷移 到其他物質的 對比上
4.作業分析與設計意圖：從組成、結構、性質和用途的角度比較兩種氣體， 學會辯證看待同種元素組成不同種物質的問題，并加深性質和用途相互聯系的觀 念，為今后遷移學習一類物質打下基礎。
作業 2：能源是人類生存和發展的基礎，煤燃燒時會發生一
系列化學反應。如圖是北方家庭中冬天常用的煤爐，A、B、C 處
分別發生不同的主要反應。
(1) 請寫出A 處主要反應的化學方程式： ；
(2) C 處觀察到淡藍色火焰，原因是 ； (用化學方程式回答)
(3) 如果家庭取暖的煤爐通風不良，可能造成的后果是。
1.參考答案： (1) C+O2 CO2 (2) 2CO+O2 2CO2 (3) CO 中毒
2.時間要求：3 分鐘
3.評價設計：對熊熊燃燒的煤球爐內的反應原理認識不清；對一氧化碳的毒 性認識不清。
4.作業分析與設計意圖：設計與生活緊密相連的情境，測試對一氧化碳在生 活中的價值的認識，增強環保和安全意識。
作業 3：科學實驗證明香煙所產生的煙霧中至少有 300 多種化合物對人體有 不同程度的危害。為了檢驗香煙煙霧中是否含有 CO2 和 CO，在對煙霧進行適當處
39
理后 (以排除其它成分的干擾) 。依次通過足量的以下試劑 (如圖所示) ：A. 澄清石灰水；B.濃硫酸；C.灼熱的黑色氧化銅粉末；E.澄清石灰水。發現 AD 中
溶液變渾濁。請回答下列問題。
(1) A 中變渾濁的現象說明 。
(2) 煙霧中是否存在 CO (答“是”或“否”) ，你判斷依據的 的實驗現象是 。
(3) 寫出 C 中發生的化學反應方程式 。
1.參考答案：
(1) 香煙煙霧中含有二氧化碳。
(2) 是，C 中固體由黑色變成紅色。
(3) CO+CuOCu+CO2 2.時間要求：1-2 分鐘 3.評價設計：
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
無意義或 空白答案 能分析某 一實驗現 象對應的 性質 知道題中 實驗現象 對應物質 的性質 能將物質性質 與現象對應分 析，并對香煙 煙霧成分有一 定認知 能結合現象和物質的 性質分析出香煙煙霧 中氣體的成分，并能 仿照實驗進行其他混 合氣體的驗證
4.作業分析與設計意圖：本題拋棄了單純一氧化碳和二氧化碳性質的比較， 而是放在一定情境下，運用兩種物質的性質對實驗現象進行分析，的解答需要在 熟悉兩種氣體性質的基礎上進行比較分析，考察學生實驗分析和研究能力。
【環節二：我想探索】
通過課后復習獨立完成或與同伴交流完成，預計時間 4-5 分鐘。
作業 4.實驗室用一氧化碳還原氧化銅的裝置如圖所示，試回答下列問題．
40
(1) 加熱前需先通一氧化碳目的是 。
(2) 在粗玻璃管內觀察到的實驗現象是 ，對應
的化學方程式為 ，說明一氧化碳具有 (填化學性
質) ，利用此性質在工業上可以。
(3)在 C 處觀察到的實驗現象是 ，點燃尾氣的目的是 。
(4) 實驗結束時先撤去酒精噴燈，再繼續通入一會兒一氧化碳氣體，直至 玻璃管冷卻，其目的是 。
1.參考答案：
(1) 趕走空氣，防止通入 CO 后發生爆炸
(2) 黑色氧化銅粉末變紅，CO+CuOCu+CO2 ，還原性，冶金
(3) 有藍色火焰，防止有毒的 CO 散逸到空氣中污染環境
(4) 防止新生成的熱的銅再次被氧化
2.時間要求：4-5 分鐘
3.評價設計
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
無意義或 空白答案 知道一氧化 碳的還原性 知道一氧化 碳的毒性、用 途 知道一氧化碳 還原氧化銅實 驗需要注意的 問題 應用一氧化碳 的性質解決實 際問題
4.作業分析與設計意圖：設計探究實驗情境，檢測對一氧化碳還原性和一氧 化碳還原氧化銅實驗的全面認識，提升科學探究能力，增強環保和安全意識。
【環節三：應用交流、視野拓展】
相信通過以上練習你已經對本節課知識熟練掌握，請繼續進行以下探索吧！
作業 5：猜猜看，下列用途與一氧化碳有關的是 ( )
41
1、工業燃氣和民用燃氣
2、化工原料
5、制備光降解塑料
2、燃料電池的燃氣
4、冶金工業還原劑
6、制備金屬羰基配備化合物
聰明如你，是否已經發現上述應用都與一氧化碳有關。生活中，我們談一氧
化碳色變，因為它的毒性。但在化學工
業上，它是一種非常重要的化工原料。
自上世紀七十年代石油危機以來，人們
開始尋找石油替代品和衍生物，由此誕
生了以一氧化碳為原料的化工生產研
究學科，稱為 C1 化學。右圖是制造 CO/H2
(合成氣) ，并用CO 及合成氣制造化
學品的流程圖，數一數有多少種直接或
衍生的化工產品，一氧化碳為中心用思
維導圖歸納出來。并以“我眼中的一氧
化碳”為標題，編輯一份手抄報，和同
學們交流。 (題干內容來自《化學教學》
2009 年第 5 期《一氧化碳的工業來源及其應用》)
1.參考答案：查閱資料，從一氧化碳的結構、性質、用途等角度來展示。 2.時間要求：沒有固定時間
3.評價設計：
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
無意義或 空白答案 知道一氧 化碳某點 性質和用 途 知道一氧化 碳較多性質 和用途 能用結構、性 質、用途之間的 關系來解讀一 氧化碳的用途 能查閱資料，從多 方面看待一氧化 碳，并遷移到氫氣 等具有類似性質 的物質
4.作業分析與設計意圖：課本上關于一氧化碳的性質和內容較少，學生的關 注點容易落到其毒性上，本著沒有無用之物的原則，將一氧化碳作為化工原料的 廣泛用途展示出來，培養學生積極看待化學物質的情感，形成辯證看待化學物質 的觀念。
42
【環節四：腦洞大開】
本環節是與本課內容有關的閱讀材料， 以趣味性為主， 旨在拓展學生的視
野，增加學習興趣。
碳和旅游
低碳旅游正成為時尚。“碳中和旅游”是計算出旅游
者旅游活動直接或間的二氧化碳排放量，通過碳交易機構
購買相應的二氧化碳減排量進行抵消，從而實現凈碳排放
量為零的目標。開車一公里，排放 0.22 千克二氧化碳；
開空調 1 小時，排放 0.621 千克二氧化碳；搭乘電梯上下
一層樓，排放 0.22 千克二氧化碳……在碳中和旅游中，
旅游者碳足跡可以量化，減碳目標十分明晰，可以選擇更
加低碳的出行方式，可以為自己的碳足跡買單，為早日實
現碳中和貢獻一份力量。
(
【
單元知識串聯】
(
選做。不給固定答案，期望引導學生從變化關聯的角度看待含碳物質，
本
關聯圖可以根據需要進一步擴大。)
含
碳元素物質有關聯：
同
學，你好！本單元所學含碳元素的物質，可以通過一定的條件相互轉
化，
右
圖是本課中的含碳物質之間的相互關聯，其中箭頭發起的是反應物，
箭頭
指向的是生成物。請你根據本課所學反應，將關聯圖補充完整并寫出有
關的反應方程式，有的變化不止一個哦
。
(1)
(5)
(2)
(6)
(3)
(7)
(4)
(8)
)
43
(三) 課時作業屬性表
序號 類型 對應課時 作業目標 對應學 難度 來源 完成時間
了解 理解 應用
1 連線題 1 √ 簡單 原創 10 分鐘
2 填空題 1 、2 √ 中等 改遍
3 填空題 1 、2 、3 √ 中等 原創
4 實驗題 1 、4 √ 中等 改編
5 資料題 1 、4 √ 較難 原創
44
六、單元質量檢測作業
(一) 單元質量檢測作業內容
作業 1.竹炭制品很受消費者的歡迎，竹炭是竹子經過碳化處理過的多孔材 料，竹炭不具有的性質是 ( )
A．黑色固體 B．易溶于水 C．有吸附性 D．化學性質穩定
1.參考答案：B
2.時間要求：1-2 分鐘
3.評價設計：
錯選 B，不了解常見碳單質的構成；錯選 C，不了解碳單質的化學性質，獲 得者將碳單質的化學性質遷移聯系到 C60 和碳納米管兩種物質上；錯選 D，對原 子的構成概念有誤解。
4.作業分析與設計意圖：碳單質化學性質的遷移應用，豐富含碳單質的多樣 性，并能將性質從一種物質歸納到一類物質上，培養學生遷移應用的能力和思路。
作業 2.物質的性質決定用途，下列性質與用途對應關系錯誤的是 ( )
A B C D
物質 氧氣 氮氣 活性炭 一氧化碳
性質 支持呼吸 熔沸點低 吸附性 還原
用途 醫療急救病人 做保護氣 工業上給紅糖脫色 工業煉鐵的還原劑
1.參考答案：B
2.時間要求：1-2 分鐘
3.評價設計：
錯選 C，不了解活性炭的吸附性或不能將吸附性與紅糖脫色結合起來。
4.作業分析與設計意圖：加深對物質性質和用途之間相互關系的感知，復習
常見物質的性質。
作業 3．清華大學成功研制出一種納米纖維催化劑，可將二氧化碳轉化成液 體燃料甲醇，有利于實現“碳中和”目標。其微觀示意圖如圖。下列說法錯誤的 是 ( )
45
A．該反應中所有元素的化合價都發生變化
B．丁的化學式為 H2O
C．反應中甲、乙兩種物質的質量比為 22：3
D．該反應的研究，有助于緩解溫室效應
1.參考答案：B
2.時間要求：1-2 分鐘
3.評價設計：
錯選 A，不能正確構建分子，或計算化合價有誤；錯選 C，不能正確分析化 學反應中各分子的個數關系，不能有圖示判斷出正確的化學反應并計算；錯選 D， 對“碳中和”的含義不理解。
4.作業分析與設計意圖：結合“碳中和”的概念，融入含碳化合物之間的相
互轉化，涉及到從分子結構示意圖來認識物質，是本單元內容的遷移應用。
作業 4.下列關于碳和碳的氧化物知識網絡圖 (圖中“→ ”表示轉化關系，
“…”表示相互能反應) 說法錯誤的是 ( )
A．“C…CO2 ”的反應是放熱反應
B．“CO→CO2 ”的反應類型為置換反應
C．“CO2 →CaCO3 ”的反應可用于檢驗二氧化碳
D．“CO2 H2CO3 ”的反應可用酚酞試劑驗證
1.參考答案：B
2.時間要求：1-2 分鐘
3.評價設計：
錯選主要有兩方面原因，一是不能正確分析出對應轉化中所包含的所有的化 學反應方程式；二是不了解某個具體化學反應的信息。
4.作業分析與設計意圖：鞏固加深含碳化合物之間的相互轉化關系，放在單 元作業設計中，對學生起到查漏補缺的作用，對教師起到教學監測的作用，幫助 學生進一步梳理含碳化合物之間的關聯。
46
作業 5.思維模型的建構既方便問題的解決，又能促進深度學習。某同學對 解決“氣密性檢查”類問題建構的思維模型如下:構建封閉體系→改變壓強→觀 察現象→得出結論。下列裝置氣密性良好的是( )
① ② ③ ④
A.圖①導氣管放入水中，導管內液面低于燒杯內液面，或者手握試管，導管 口有氣泡
B.圖②關閉彈簧夾，從長頸漏斗加水至浸沒下端后再加適量水，長頸漏斗內 液面與試管內液面相同
C.圖③關閉分液漏斗活塞，向右拉動注射器活塞，松手后注射器活塞又彈回
D.圖④長頸漏斗加水至浸沒下端，從量氣管加水，水準管內液面高于量氣管 內液面
1.參考答案：C
2.時間要求：1-2 分鐘
3.評價設計：
錯選 A，對導管內壓強分析有誤；錯選 B，不能正確分析加水后的壓強關系； 錯選 D，不能正確分析連通器內壓強和加水的關系。
4.作業分析與設計意圖：氣密性檢查一直以來是學生的一個難點，通過本題 中思維模型的建立，結合之前學習的氣密性檢查的方法，加深對氣密性檢查實質 的理解和分析。檢測對氣密性檢查，裝置中壓強變化的理解。
作業 6 ．如圖為 CO 還原 CuO“微型”實驗裝置(夾持儀器等略)， 已知：
HCOOH熱酸 H2O＋CO ↑ 。下列說法錯誤的是( )
A．實驗中所需 CO 可現制現用
B．此裝置可節約用品，污染小，現象明顯
C．此裝置內空間較小，空氣易排空，實驗危險系數小
D．該實驗中的現象為紅色粉末變為黑色，澄清石灰水變渾濁
47
1.參考答案：D
2.時間要求：1-2 分鐘
3.評價設計：
錯選 A 不了解各類藥品的保存措施，氣體藥品需要現制現用；錯選 B、C， 不能從裝置和藥品的用量來進行微型實驗設計的分析。
4.作業分析與設計意圖：本題是一氧化碳還原氧化銅實驗的改進裝置，結合 改變的裝置和情境，分析具體的實驗問題。檢測學生關于碳還原氧化銅裝置及注 意事項的掌握，考查分析問題解決實驗和遷移應用的能力。
作業 7．識物質通常從組成、結構、性質以及變化規律等角度進行研究，如
圖是常見氣體的實驗室制備及性質探究，回答下列問題。
(1) 儀器名稱：寫出圖 B 中 a 字母的儀器的名稱 。
(2) 反應原理、發生和收集裝置：
①實驗室制取二氧化碳的化學方程式是 ，發 生裝置和收集裝置應選 (選填“A 至 E 字母”) ，若用F 裝置收集二 氧化碳，二氧化碳應從 (選填“①” 、“②”) 端進入。
②甲烷是密度小于空氣、難溶于水的氣體，實驗室用加熱無水醋酸鈉和堿 石灰的固體混合物制取甲烷。制取甲烷的發生裝置和收集較純凈甲烷應選 (選填“A 至 E 字母”) 。
(3) 如圖G 所示，在左右兩個等體積的塑料瓶中，分別盛有等體積的滴有
紫色石蕊試液的水用兩種方法收集滿二氧化碳后，旋緊瓶蓋振蕩，則 ( )
A．左瓶沒有任何變化，右瓶紫色石蕊試液變紅
B．左右兩瓶紫色石蕊試液均變紅，兩瓶都變癟
C．左瓶變癟，右瓶試液變紅
D．左右兩瓶紫色石蕊試液均變紅，左瓶變癟，右瓶外形不變
48
1.參考答案：
(1) 長頸漏斗；
(2) ①CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2 ↑ ；BD；①；②AC；
(3) D
2.時間要求：4-6 分鐘
3.評價設計： (1) 易錯寫“頸”和漏字。
題號 前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(2) 無意義 或空白 答案 知道實驗 室制取二 氧化碳的 方法 指導多種制 取二氧化碳 的方法，并能 選擇對應的 裝置 能比較不同制 取氣體方法的 優劣，并將制取 氣體的思路遷 移到其他物質 (
體
)能應用制取氣體 的一般方法設計 實驗制取新的氣 。
(3) 無意義 或空白 答案 知道二氧 化碳的性 質 知道二氧化 碳的物理和 化學性質，并 能一一對應。 構建二氧化碳 化學性質的網 絡，并能聯系具 體實驗問題 熟練掌握二氧化 碳的性質，能準確 解釋實驗現象，并 能在一般歸納的 基礎上分析應用，
4.作業分析與設計意圖：在具體問題探究中，歸納實驗室制取氣體的一般方 法并進行拓展，利用二氧化碳的性質開展拓展探究。檢測對制取氣體方法、二氧 化碳性質的深度認識，提升科學探究能力。
作業 8．我國“十四五”規劃已經明確“2030 年前實現碳達峰”的目標。碳 達峰是指二氧化碳的排放達到峰值,不再增長。如圖為自然界中 CO2 的循環圖， 圖中箭頭指向表示產生(排放)或消耗 CO2 的途徑。回答下列問題:
(1) 途徑①需要消耗空氣中的 。
(2)途徑④通過光合作用吸收 CO2 的量白天______夜晚(填“大于”或“小于”。)
49
(4) 在研究植物光合作用的實驗中，某研究小組在密封的容器 A 中充入足量 的含有同位素 14C 的 14CO2 ．隨著時間的推移，
他們發現該植物的不同器官相繼出現了同位
素 14C (如圖，黑色部分表示檢測到同位素 14C
的部位) ，一段時間后，研究小組在容器 A 外的空氣中發現了 14CO2 ，請解釋這 一現象 。
(5) 某年通不同途徑產生或消耗碳量的相對值如下表所示:
途徑 1 2 3 4 5 6 7
相對值 0.6 60 60 121.8 5.5 92 90
據表可知，這一年大氣中碳量增加了_______ (用表中相對值計算)。為達成 “2030 年前實現碳達峰”的目標，下列措施不可行的是_______。
A.開發新能源 B.植樹造林 C.禁止使用化石燃料
進一步分析上表回答:人口增多是否是大氣中碳量增加的主要因素，并說明 理由__________________________________________。
1.參考答案：
(1) 氧氣；
(2) 大于；
(3)該植物中含有了 14C 同位素的有機物通過呼吸作用被氧化分解為含有了 14C 的二氧化碳，并通過氣孔被釋放到周圍的空氣中
(4) 2.3；C；是，人口增多需要消耗更多的化石燃料，呼吸會產生二氧化碳。
2.時間要求：4-6 分鐘
3.評價設計：
(1) 不能根據圖示分析該過程是呼吸作用。
(2) 錯在對光合作用和呼吸作用的理解，不了解夜晚植物只有呼吸作用。
題號 前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(4) 無 意 義 或 空 白 答案 能 夠 說 出 碳 中 和 及 碳 循 環 的 概念 知道碳中和碳 循環的具體內 容 能在題干中提取 有用的信息，結合 圖 片 進 行 具 體 分 析 能將提取的信息 和已有知識整合 并能做到遷移應 用
(5) 無 意 義 或 空 白 能 夠 閱 讀 圖 表 并 提 能夠閱讀圖表 并獲取有用信 將 植 物 光 作 用 吸 收 二 氧 化碳 與圖 能夠通過圖片了 解燃燒煤炭會釋
50
答案 取信息 息，明確相對 值的意義 表信息相關聯 放二氧化碳，推測 人口增長、工業發 展會導致二氧化 碳排放量增加
4.作業分析與設計意圖：結合碳循環這一 自然問題，跨學科結合生物知識開 展具體問題的研究，培養分析問題和解決問題的能力，同時形成對社會、自然的 關切，培養人與自然和諧相處的意識。
作業 9．某興趣小組在做完碳還原氧化銅實驗后，進行了下圖所示的探究：
i
【猜想】把氧化銅還原成銅的物質是：I．石墨棒；II．鋁箔
【實驗】用天平稱量 1.5g 氧化銅粉末，直接用鋁箔紙包裹。按上述操作步 驟實驗，黑色粉末________，那么猜想Ⅱ不成立。
【結論】石墨棒能使氧化銅還原成銅，該反應的化學方程式為_________。
【改進】把石墨棒換成鋁粉，重復上述操作，又獲成功。那么，稱取等量的 鋁粉并進行同樣的操作，其目的是________。
【拓展】
如果使用復印機的“碳粉”代替石墨棒還原氧化銅，效果更好。聯想在空氣 中灼熱的鐵絲不能燃燒，而鐵粉能燃燒，其原因是________。
1. 參考答案：
[實驗]不變紅
[結論] C+2CuO高溫2Cu+CO2 ↑
[改進]對比實驗
[拓展]反應物的接觸面積 (或物質形狀) 影響反應速率 (或反應物間的接觸面積
大，反應速率大)
2.時間要求：4-5 分鐘
3.評價設計：
[實驗]學生不能根據題目推斷反應物顏色變化，應該分析猜想Ⅱ不成立，鋁箔不
51
能還原氧化銅粉末，黑色粉末不變紅色，
[結論]石墨棒能使氧化銅還原成銅，根據質量守恒元素種類不變，還生成二氧化 碳。
[改進]學生不能根據題目意思寫出對照實驗，應分析把石墨棒換成鋁粉，重復上 述操作，又獲成功。那么，稱取等量的鋁粉并進行同樣的操作，其目的是對比試 驗。
[拓展]學生若不能利用所給信息，則不能答出反應物接觸面積影響反應速率，空 氣中灼熱的鐵絲不能燃燒，而鐵粉能燃燒，其原因是反應物的接觸面積 (或物質
形狀) 影響反應速率 (或反應物間的接觸面積大，反應速率大)
題號 前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(1) 無 意 義 或 空 白 答案 只能簡單答 出顏色變化 能 夠 根 據 猜 想 二 不 正 確 得 出 鋁 箔 不 和 氧 化 銅 反 應，分析不變 紅 能根據題目分析出 顏色變化情況，同 時能關聯到如果反 應 應 該 是 什 么 現 象，方程式如何書 寫 不僅能得出鋁箔不和 氧化銅反應，還能夠 根據碳和鋁的性質相 似性推斷鋁會和氧化 銅反應，但是需要改 變條件
(2) 無 意 義 或 空 白 答案 能寫出反應 物及生成物 的化學式， 但方程式寫 不規范 能 根 據 提 示 信 息 寫 出 反 應 物 生 成 物 化學式，并配 平 不僅能借助信息寫 出正確方程式，而 且能根據質量守恒 檢查方程式對錯 不僅能夠寫出碳還原 氧化銅方程式， 同時 對碳還原與氧化銅類 似金屬氧化物都可預 測推出。
(3) 無 意 義 或 空 白 答案 只能找出兩 個反應不同 點，但是不 知道實驗目 的 根 據 題 目 意 思 分 析 出 實 驗 目 的 為 進 行對比 不僅能得出鋁粉的 目的是對比試驗， 同時理解對比實驗 的重要性 在其他的實驗探究中 也能夠靈活科學的進 行對比實驗
(4) 無 意 義 或 空 白 答案 只能寫出反 應條件影響 反應發生 能 根 據 題 目 意 思 分 析 得 出 反 應 物 的 接觸面積，影 響反應速率 能關聯到常見反應 條件，如濃度，溫 度，反應物接觸面 積，催化化劑都能 影響反應速率 了解常見影響反應速 率因素，并且能夠在 實際應用中通過所學 知識控制反應速率。
4.作業分析與設計意圖：在學生興趣實驗的情境中，感受碳單質的用途，以 及化學對生活的巨大作用。同時在碳單質和鋁粉還原氧化銅的對比實驗中，感受 化學反應的殊途同歸，以及實驗設計中對比實驗和反應條件在科學探究中的重要 性。感受化學之美，以及化學學科思維對同學們生活學習的影響。
作業 10.《天工開物》中記載了金屬的冶煉技術。在鋅的冶煉方法中，主
52
要反應之一為 ZnO+COZn+CO2 。(1)若制得 65kgZn，計算參加反應的 ZnO
的質量 (寫出計算過程及結果) 。 (2)若用木炭作為冶煉燃料，請寫出可能生 成 CO 的化學反應方程式 。
1. 參考答案:
(1) 解：設參加反應氧化鋅質量為x ZnO+COZn+CO2
81 65
X 65kg
x＝81kg
答：參加反應的 ZnO 的質量 81kg。
(2) 2C+O2 2CO (其它合理即可)
2.時間要求：4-5 分鐘
3.評價設計：
題號 前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(1) 無 意 義 或 空 白 答案 能 根 據 化 學 反 應 方 程 式 進 行 計算 能準確分析出 計算式需要的 已知質量和未 知質量關系 能 結 合 正 確 的 化 學 反 應 進 行 準 確 計 算 結合正確反應準確計 算反應中多種物質之 間的質量關系，并能從 質量上對情境信息進 行多角度判斷。
(2) 無 意 義 或 空 白 答案 能 寫 出 生 成 一 氧 化 碳的反應 能根據碳和碳 的氧化物的化 學性質，寫出 多個生成物為 一氧化碳的反 應 能 將 對 試 管 中 發 生 的 反 應進行分析， 并 寫 出 正 確 的 反 應 方 程 式 能結合具體情境做出 準確科學的判斷，并聯 系有關實驗多角度進 行解釋。
4.作業分析與設計意圖：結合具體問題情境，展開有意義的化學計算和實驗 分析，培養學生在具體情境中應用化學知識解決實際問題的能力，建立科學、技 術與社會的聯系，形成民族自豪感和責任感。
53
(二) 單元質量檢測作業屬性表
序 號 類型 對應單元 學習目標 對應單元 作業目標 對應學 難度 來源 完成 時間
了解 理解 應用
1 選擇題 1 、2 1 、2 √ 簡單 原創 20— 30 分 鐘
2 選擇題 1 、2 、6 1 、2 √ 簡單 原創
3 選擇題 6 、7 、8 1 、4 √ 中等 原創
4 選擇題 1 、2 、3、 6 1 √ 中等 改編
5 選擇題 4 、5 3 √ 中等 改編
6 選擇題 3 、5 1 、3 √ 中等 改編
7 填空題 4 、5 、6 2 、3 √ 中等 改編
8 填空題 3 、6 、7、 8 3 、4 √ 較難 改編
9 填空題 3 、5 1 、2 、3 √ 較難 改編
10 計算題 1 、3 、6 3 、4 √ 中等 改編
54

展開更多......

收起↑