第六单元 碳和碳的氧化物作业整体设计2023-2024学年度人教版化学九年级上册

人教版九年级化学上册
《碳和碳的化合物》单元作业设计
《碳和碳的氧化物》单元作业设计
目录
一、单元信息 1
二、单元分析 1
( 一) 课标要求 1
(二) 教材分析 3
(三) 学情分析 4
三、单元学习作业目标 5
四、单元作业设计思路 6
五、课时作业 8
课题 1 金刚石、石墨、C60 (第一课时) 8
课题 1 金刚石、石墨、C60 (第二课时) 51
课题 2 二氧化碳制取的研究 22
课题 3 二氧化碳和一氧化碳 (第一课时) 03
课题 3 二氧化碳和一氧化碳 (第二课时) 83
六、单元质量检测作业设计 45
( 一) 单元质量检测作业内容 54
(二) 单元质量检测作业属性 45
人教版九年级化学上册
第六单元《碳和碳的化合物》
一、单元信息
基本 信息 学科 年级 学期 教材版本 单元名称
化学 九年级 第一 学期 人教版 第六单元《碳和碳的化合 物》
单元 组织方式 √ O自然单元O重组单元
课时 信息 序号 课时名称 对应教材内容
1 课题 1 金刚石、石墨、 C60 (第一课时) 课题 1 金刚石、石墨、C60——常见的 碳单质及其性质
2 课题 1 金刚石、石墨、 C60 (第一课时) 课题 1 金刚石、石墨、C60——碳单质 的化学性质
3 课题 2 二氧化碳制取 的研究 课题 2 二氧化碳制取的研究
4 课题 3 二氧化碳和一 氧化碳 (第一课时) 课题 3 二氧化碳和一氧化碳——二氧 化碳的性质及用途
5 课题 3 二氧化碳和一 氧化碳 (第一课时) 课题 3 二氧化碳和一氧化碳——一氧 化碳的性质及用途
二、单元分析
(一) 课标要求
内容结构 内容要求
学习主题 主题内容
科学探究 与化学实 验 主题大概念 化学科学本质 知道化学是研究物质的组成、结构、性质、转化及应 用的一门基础学科，其特征是从分子层次认识物质，通过 化学变化创造物质；体会实验探究和模型建构是化学科学 研究的基本方法；认识化学科学、技术、社会、环境的相 互关系，了解化学科学对社会发展和人类文明进步的重要 价值。
思路与方法 通过具体的实验活动初步形成化学实验探究的一般 思路与方法，知道围绕实验目的确定实验原理，选择实验 仪器，组装实验装置，设计实验步骤，实施实验并完成实 验记录，基于实验事实得出结论。 通过具体的化学实验探究活动，学习研究物质性质，
1
探究物质组成和反应规律，进行物质分离、检验和制备等 不同类型化学实验探究活动的一般思路与基本方法；学习 控制变量和对比实验的实验设计方法。
必做实验及 实践活动 必做实验：二氧化碳的实验室制取与性质。
物质的性 质与应用 主题大概念 物质的多样性 认识物质是多样的，知道物质既有天然存在的也有人工 创造的；认识依据物质的组成和性质可以对物质进行分 类；知道物质具有独特的物理性质和化学性质，同类物质 在性质上具有一定的相似性；知道物质具有广泛的应用价 值，物质的性质决定用途。
思路与方法 了解物质性质包括物理性质和化学性质，知道可以从物 质的存在、组成、变化和用途等视角认识物质的性质。 了解通过物质的共性和差异性认识一类物质性质的方 法。 了解观察、实验，以及对事实进行归纳概括、分析解释 等认识物质性质的基本方法。
必做实验及 实践活动 必做实验：二氧化碳的实验室制取与性质。 跨学科实践：基于碳中和理念设计低碳行动方案。
物质的 组成与结 构 学科大概念 物质的组成：建立认识物质的宏观和微观视角之间的关 联，知道物质的性质与组成、结构有关。
思路与方法 初步学习利用物质的性质和化学反应探究物质组成的 基本思路与方法。
必做实验 及实践活动 跨学科实践活动：制作模型展示科学家探索物质组成与 结构的历程。
物质的 化学变化 学科大概念 物质的变化与转化：在一定条件下通过化学反应可以实 现物质转化。
思路与方法 初步形成利用化学反应探究物质性质和组成、解决物质 制备和检验等实际问题的思路，初步体会化学反应与技 术、工程的关系。
化学与 社会 ·跨 学科实践 学科大概念 化学与可持续发展：理解科学、技术、社会、环境的相 互关系。认识化学在解决与资源、能源、材料、环境、人 类健康等相关的问题中的作用；主动践行节约资源、环境 友好的生活方式，树立人与自然和谐共生的科学自然观和 绿色发展观。
思路与方法 通过实践活动，初步形成科学探究方法解决问题的思 路；认识在解决实际问题时，需要综合运用各学科知识， 采用合适的方法和工具，以及系统规划和实施；体会有效 使用科学技术，以及合作、协同创新解决问题的重要性。
必做实验 及实践活动 跨学科实践：基于碳中和理念设计低碳行动方案。
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(二) 教材分析
本单元是“物质的性质与应用”中非常重要的内容，同时充分渗透了“科学 探究与化学实验”、“物质的组成与结构”、“物质的化学变化”、“化学与社 会 ·跨学科实践”等学习主题中的重要思想和方法，在教材的学习中起到承上启 下的作用。从课标内容要求中可以看出，教材单元涉及到的学习主题和主题内容 十分丰富。紧紧围绕“碳”这个核心元素，围绕碳单质、含碳化合物有关具体物 质，充分运用了前五个单元中的重要概念和方法，如物质的组成与构成、结构决 定性质、性质决定用途、气体的制取和认识化学物质的一般方法、科学探究的一 般思路、物质间的相互转化观念等。同时与生活实际、社会发展紧密关联，是通 过“科学探究与实践”学习重要的“化学观念”，形成“科学思维”，养成“科 学态度与责任”的重要单元。
(
从物质的组成与构成 (及其微观结构) 角度初步认识物
质
)
决定 体现
(
从
物质的性质和变化角度深入认知物
)
决定
体现
(
从
物
质的用途及其影响与生活生产联系的角度运用对物质的认
)
图 1：认识物质的框架结构——构建认识物质的一般方法
图 2：本单元含碳物质之间的相互转化关系——构建物质的多样性和关联性
从本单元开始，教材内容从单一主题走向综合主题，从单个物质走向关联物 质，从单点学习走向系统学习，涉及到的概念、方法与前几个单元相比大大增加。
3
通过本单元的学习，学生将进一步建立认识和研究物质一般思路，进一步学习应 用科学探究的方法研究问题，为后续金属和酸碱盐的学习打下铺垫。由于含碳物 质的广泛存在和应用性，本单元有着十分丰富的生产生活基础，能更多地将化学 学科与社会现实问题融为一体，培养学生对化学学科价值的认识。
物质 可比较内容
金刚石、石墨 组成、结构、性质
一氧化碳、二氧化碳 组成、结构、性质
氧气、二氧化碳 实验室制法
碳、一氧化碳、氢气 可燃性、还原性
表 1：单元中可采用比较法学习的物质和比较的内容
课题 1 主要介绍碳的几种单质的物理性质、用途和碳单质的化学性质，引导 学生关注物质的多样性、结构与性质、用途的关系和化学科学前沿发展，拓宽化 学学科视野，建立化学学科价值。
课题 2 在学习实验室制取氧气的基础上，用探究的方式研究二氧化碳的实验 室制取，培养制取气体的一般思路和方法。
课题 3 中在学习氧气性质的基础上，进一步体验认识物质性质的一般方法， 同时通过关注自然界中的碳循环、温室效应等问题，培养学生关注社会和环境的 责任感。
(三) 学情分析
初中生的抽象思维尚处在发展阶段，本单元内容通过大量的事实和实验进行 学习，培养从事实到结论，从个别到一般的科学方法，促进抽象思维的发展，提 升化学学科素养。五个单元的学习中，学生初步学会从化学角度认识身边的物质， 科学探究的一般方法，初步从微观角度认识了物质，并且学习了一些基本的化学 概念、化学用语和化学实验技能。本单元是对之前所学知识的延伸，思路和方法 的巩固应用，在本单元中学生将进一步建立物质的分类、组成、性质、用途这一 基本的研究框架，体会结构、性质与用途的制约关系；进一步学会科学探究的方 法，培养观察、描述、记录、分析、推理等科学探究的基本技能。通过本单元的 学习，学生进一步巩固了认识物质性质、气体制取等的方法和技能，为后续金属、 溶液和酸碱盐知识的学习打下基础。
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三、单元学习与作业目标
(一) 单元学习目标
单元学习目标和课标内容紧密相关，是主题内容要求和学业要求在具体单元 中的体现。通过梳理主题内容要求和学业要求，结合本单元在教材中的顺序、地 位和作用，梳理具体单元学习目标如下：
1.通过实物、图片、模型等直观手段，联系生活中的具体物质，认识物质的 多样性，了解金刚石、石墨、C60 等碳单质的物理性质和化学性质。
2.通过科学探究实验，了解一氧化碳和二氧化碳的主要性质和用途，并能用 化学方程式表示，能说明丰富、鲜活的事物应用事实。同时，能设计实验比较和 鉴别一氧化碳、二氧化碳。
3.能从微观构成角度认识常见的碳单质和含碳化合物，能基于真实问题情
境，用结构与物质性质、性质与用途的制约关系初步分析和解决相关综合问题。
4.能从原理上认识碳和碳的氧化物的还原性、氧化性、可燃性等化学性质， 并能建立含碳物质之间的联系。
5.进一步学会比较、分类、归纳的研究方法，从制取氧气的方法中归纳得出 实验室二氧化碳的实验室制取方法，进而掌握实验室制取气体的一般方法，能设 计制取二氧化碳的实验，进一步提升实验基本技能。
6.从生产、生活、科学实际出发建立化学视角，看待二氧化碳气体的制取， 认识含碳物质的性质、用途，对人体健康和环境的影响等。
7.了解自然界中的碳循环，学会辩证看待二氧化碳的温室效应问题，对“碳 中和” 、“碳达峰”等目标形成自己独到的观念。
(二) 单元作业目标
单元作业是立足单元而设计的作业，是单元教学的重要环节。单元作业设计 要依据课标，结合课程，素养立意。通过单元作业，加强单元学习的整体性，构 建单元内各课时的联系；通过单元作业，学生能快速盘活知识，在学习中获得“举 一反三”的本领，促进学习延伸到更大的宽度、深度、广度；引领学科走向课程， 提高单元教学整体效益，全面提高学生的综合素养，实现立德树人的根本目标。
1.通过作业，学生将了解丰富多彩的碳单质和碳的化合物家族，对含碳物质 及其在生活、生产中的应用充分了解，能从一种物质到一类物质，能用转化的观
5
念看待含碳物质，并能在具体情境中运用含碳物质的转化解决实际问题。
2.通过作业，学生将学会从从微观构成角度认识常见的碳和碳的氧化物，能 用结构与物质性质、性质与用途的制约关系来解释具体情境中的真实问题。
3.通过作业，学生将学会设计简单实验，比较和鉴别含碳物质，如金刚石和 石墨、一氧化碳和二氧化碳等；归纳物质相似的性质，如具有还原性物质碳单质、 一氧化碳和氢气等；得到需要物质，如制取二氧化碳、在反应中得到一氧化碳、 碳酸钙等。
4.通过作业，学生能基于物质的性质和用途，从辩证的角度，初步分析和评 价物质的实际应用，对低碳行动等社会性科学议题综合运用化学、技术、和跨学 科知识开展项目式学习，并提出自己独到的见解，形成节能低碳、节约资源、保 护环境的态度、关注社会和环境的责任感以及健康的生活方式。
四、单元作业设计思路
作业设计紧扣丰富、应用广泛的碳和碳的化合物，以问题情境引起学生的解 答兴趣，按照知识、能力、综合应用的层次递进作业难度，让不同层次的学生都 能获得成功的喜悦。同时设计了形式多样丰富的课外探索作业，让学生在进行作 业的同时拓宽视野和获得丰富感性体验，树立化学学科价值，进行科学观念教育 和思想方法教育，培养学科思维和综合素养。
单元作业包括课时作业及单元质量检测作业两大部分。课时作业分为：我已 掌握 (基础作业) 、我想探索 (提升作业) 、应用交流和视野拓展 (实践作业) 三个部分组成，然后又设计了“脑洞大开”这一课外阅读环节。作业类型有书面 作业和特色实践作业，书面作业有选择、阅读、实验探究等题型，基于双减的背 景，本着减轻学生作业负担的出发点，本单元课时作业由 2-3 个选择题和 1 个综 合题组成。单元质量检测作业由6 个选择题、3 道综合题、1 道计算题组成。题 型都有基础巩固和能力提升之分，体现思维进阶，重在考查知识的整体关联，对 知识的迁移运用能力，学生的综合素养。
通过课后的“含碳物质有关联”的化学性质关系图示，让学生体会含碳物质 之间的相互转化关系，建立辩证、联系看待事物关系的视角。
经过了之前的作业练习，单元检测作业提高了综合性，起到巩固提升的作用。
6
(
整
体规划
课时目
标
) (
设
计课时
作
业
) (
确
定单元
学
习目标
)
(
设
计单元质
量检测作业
)
图 3：单元作业设计整体思路
图 4：大概念统领下的单元知识结构
特 色 作 业 作业类型 作业内容 服务课题
表达作业 了解更多碳单质家族 课题 1 第一课时
家庭小实验 用炭黑制作徽墨 课题 1 第二课时
表达作业 工业制取二氧化碳和泡腾片 课题 2 二氧化碳制取 的研究
实践作业 探究气体肥料
跨学科作业 碳捕捉与封存 课题 3 第一课时
网上搜索 一氧化碳的中毒机理 课题 3 第二课时
表 2：本单元特色作业设计
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五、课时作业
课题 1 金刚石、石墨、C60 (第一课时)
(
石
墨
是一种怎样的神奇物质？奥运会运动装备中的黑科技哪些与碳单
质
有
关？和你的同学比一比，看谁能找出更多的含碳元素的单质？请充分
发
挥智慧，在本课作业中寻找答案。
)
(一) 课时目标
1.通过对同种元素可以组成不同单质的认知，了解金刚石、石墨、C60 物理 性质和用途上的差异性。
2.能够通过观察比较金刚石、石墨、C60 的微观结构，体会物质的结构与性 质、性质与用途之间的制约关系，并能够举例说明物质的性质的广泛应用及性质 与用途之间的关系。
3.能够通过碳单质生活中的常见用途认识碳单质的物理性质，能够辨识常见 的碳单质。
4.依据实物、图片或者查阅资料，能够例举常见的碳单质，知道碳单质的研 究进展，认识物质是多样的，通过对碳单质多样性的认识，形成保护资源的可持 续发展的观念。
(二) 课时作业
【环节一：我已掌握】
通过课前预习或课堂学习后独立完成，预计时间 3-5 分钟。
作业 1.阅读下列学生撰写的小诗《铅笔》，完成下列填空。《铅笔》：人 们常把羡慕的目光投给钻石/我却要把欣赏的眼光留给铅笔/你没有钻石那样的 坚硬和华丽/你朴实无华甚至略显黑色/但你有一颗柔软、简单的/能让电子一眼 就穿透的心/你磨碎了/生锈的铁锁打开了/你磨细了/城市的电车动起来了/你磨
短了/孩子们的知识增多了……
上述小诗中涉及到了本课中石墨的性质和用途，填写下列表格。
序号 《铅笔》中涉及到的石墨的用途 对应的性质
8
1
2
1. 参考答案：
序号 《铅笔》中涉及到的石墨的用途 对应的性质
1 做铅笔芯 黑色固体、质软、滑腻
2 做润滑剂 质软、滑腻
3 做电刷 导电性良好、滑腻、耐高温
2.时间要求：1-2 分钟。
3.评价设计
前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
无 意 义 或 空白答案 仅 了 解 石 墨 的 单 一 性 质 和 用 途 了 解 石 墨 的 多 个 性 质和用途 能 利 用 性 质 决 定用途，用途反 映性质，将有关 石 墨 的 性 质 和 用途联系起来 在前一层次基 础上，理解有 时用途并不是 由单一性质决 定的
4.作业分析与设计意图
用学生撰写的赞美铅笔的小诗，培养学生从文字间提取信息和化学联系的能
力，同时从人文角度升华对石墨性质和用途的情感。检测对石墨的组成、物理性 质和用途的了解，阅读材料提取信息的能力。
作业 2.英国华人学者周午纵研究发现，蜡烛火焰中存在碳的4种形态，即 无定形碳(如木炭、焦炭等，属于碳单质)、石墨、富勒烯 (C60 ) 和钻石，这一发 现首次揭示了碳元素在火焰之中还会发生如此丰富多彩的变化。如图是金刚石、
石墨和 C60 的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法不正确的是 ()
A．蜡烛火焰中的无定形碳、石墨、富勒烯 (C60 ) 和钻石都含有碳元素
B．原子的排列方式改变，则构成的物质种类改变
C．金刚石、石墨和 C60 都是由碳原子直接构成的单质
D．在特定的条件下，石墨可转化为金刚石，是化学变化
1.参考答案：D
2.时间要求：1-2 分钟。
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3.评价设计：
错选 A，对含碳单质多样性的认识，对单质的元素组成概念不清晰；错选 B， 对结构与物质性质的关系不清晰；错选 C，对金刚石和石墨和 C60 的结构了解有 误，尤其是对 C60 结构的认知存在偏差
4.作业分析与设计意图
本题从科学发现角度展现含碳物质的的多样性和他们之间可能存在着的相 互联系，加深学生对含碳物质进一步研究的兴趣。测评从组成、结构、性质的角 度认识金刚石、石墨和 C60 ，并能在具体情境中进行分析的能力。
【环节二：我想探索】
通过课后复习独立完成或与同伴交流完成，预计时间 4—6 分钟。
作业 3.北京冬奥会制服成为赛场上另一道靓丽的风景线，除了
设计美观还首次使用了当前最为热门的高科技材料石墨烯(从石墨
上剥离出来的一种新型纳米材料) ，能确保快速升温，能够通过发
射远红外线提升远红外辐照升温效率，为在极寒的工作条件下能为
来自全球各地的工作人员提供全面保护。下列有关说法正确的是
( )
A．石墨烯是一种新型化合物 B．常温下化学性质活泼
C．石墨烯具有较好的远红外性能和保温效果 D．石墨烯的硬度小于金刚石
1.参考答案：C
2.时间要求：1 分钟。
3.评价设计
错选 A，不了解石墨的组成，或不能由石墨的组成迁移分析石墨烯的组成； 错选 B，不清楚碳单质的化学性质，或不能由碳单质的迁化学性质移分析石墨烯 的组成；错选 D，不能迁移分析石墨和金刚石的物理性质。
4.作业分析与设计意图
用北京冬奥会的装备“黑科技”做情境，拓宽学生的视野，加深对含碳单质 的进一步了解。考察对石墨的组成、物理性质、化学性质的迁移应用和材料阅读 分析能力。
作业 4.阅读下面科普短文。
碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。由碳元素组成的单质可分为无定
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形碳、过液态碳和晶形碳三大类，如图 1。
石墨是制铅笔芯的原料之一，在 16 世纪被发现后， 曾被误认为是含铅的物 质。直到 18 世纪，化学家将石墨与 KNO3 共熔后产生 CO2 ，才确定了它是含碳的 物质。
科学界不断研发出新型碳材料，碳气凝胶就是
其中一种。碳气凝胶具有优良的吸附性能，在环境
净化中发挥重要作用。我国科研人员在不同温度下
制备了三种碳气凝胶样品， 比较其对 CO2 的选择性
图 2
吸附性能，他们在不同压强下测定了上述样品对混
合气体中 CO2 吸附的选择性值，实验结果如图 2。图中选择性值越高，表明碳气 凝胶对 CO2 的选择性吸附性能越好。随着科学技术的发展，碳材料的潜能不断被 激发，应用领城越来越广泛。依据文章内容回答下列问题：
(1) 金刚石属于______ (填序号) 。
A．无定形碳 B．过渡态碳 C．晶形碳
(2) 石墨与 KNO3 共熔，能发生如下反应，配平该反应的化学方程式： 5C+4KNO3 高温______K2 O+ ______N2 个 + ______CO2 个 。
(3) 碳中和指 CO2 排放量等于 CO2 吸收量，对比图 2 中三条曲线，什么条件下何
种碳元素单质对于实现碳中和最有利？它们如何帮助实现碳中和？
。
_______________________________________________________________
(4) 从碳元素组成单质的分类，谈谈你的感受 。
1.参考答案：
(1) C
(2) 2；2；5
(3) 压强越大，600℃制备的碳气凝胶，对实现碳中和最有利。碳气凝胶具有优
良的吸附 CO2 的性能，在除去过多的二氧化碳中发挥重要作用。
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(4) 同种元素可以组成丰富多样的物质(从物质多样性角度谈认识，合理即可)。
2.时间要求：3-4 分钟
3.评价设计：
(1) 错选 A、B，不能正确从数轴图中提取有用信息。
(2) 不能准确运用化学变化前后原子的种类和数目不变来解答。
题号 前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(3) 无意义或 空白答案 能 从 图 表 中 找 出 影 响 碳 气 凝 胶 选 择 性 的 某 个 的 信息 能准确 、全面 从图表中找出 影响碳气凝胶 选择性的多个 的信息 能将影响碳气凝 胶选择性的多个 的信息与二氧化 碳的选择性吸收 相关联 能通过碳气凝胶选 择性吸收二氧化碳 的性质与其用途之 间建立关系，并能 根据场景选择合适 的气凝胶状态
4.作业分析与设计意图
通过阅读材料的，进一步了解碳元素组成的单质种类等有关信息，增进对科 学前沿碳元素材料发展的了解，拓宽学习知识面，形成化学学科的价值感。检测 阅读提取文字及表格信息，物质结构、性质用途之间关系的迁移应用能力。
【环节三：应用交流、视野拓展】
如果对本课题内容十分感兴趣，你可以继续进行以下探索。本内容属于选 做部分，可以由学生课外探索，或由班级、学科教师、学习小组组织学生开展 活动。
作业 5：【视野拓展】地球上的生命被称为碳基生物，含碳元素的物质在我 们身边比比皆是，含碳元素单质的种类也十大家族。请你通过查阅资料或者阅读 文献等方式，了解碳单质家族里都有哪些重要的成员，说一说你有什么发现，你 眼中的碳家族是什么样子的 每位同学选取一种你喜欢的单质碳，调查一下该物 质目前发展方向，应用领域等内容，跟同学分享。也可以在班级组织一场“碳家
族”主题展览。
右图是浙江大学高分子系高超教授的课题 组制造出一种超轻物质，取名“碳海绵”，这 是一种气凝胶，世界上最轻的一类物质，它的 内部有很多孔隙，充满空气。 “碳海绵”可任意调节形状，弹性也很好， 被压缩 80%后仍可恢复原状。它对有机溶剂有超 快、超高的吸附力，是已被报道的吸油力最强 的材料。
一种特殊的碳单质——碳海绵
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1 参考答案：从多角度了解含碳的单质，并能结合性质和用途进行图文并茂 的介绍。
2.时间要求：无固定时间
3.评价设计：
前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
不能找到对 应信息 仅 能 搜 索 单 个 含 碳 单 质 的信息 能从组成 、 结 构、性质、用途 等多角度认识 新的含碳单质 在 前 一 基 础 上，能有意识 地比较不同碳 单质，形成认 知网络 掌握碳单质的认识 方法，能够运用该 认识方法拓展到其 他相同类别和不同 类别的物质
4. 在了解金刚石、石墨和 C60 的基础上进一步了解碳家族，形成物质多样性 的观念，学会多角度看待物质，学会查找资料、归纳整理，提高迁移应用能能力。 对于综合能力较强的同学，本内容还可以将整合后撰写成论文。
【环节四：脑洞大开】
本环节是与本课内容有关的阅读材料， 以趣味性为主， 旨在拓展学生的视
野，增加学习兴趣。
(
碳
和体育：
你
的家里面有专业羽毛球拍、超轻钓鱼竿
吗？那么恭喜你，你也加入了碳家族使用大军
。
这
些体育用品，都是用一种近碳纤维复合材料
制造的，碳纤维复合材料具有重量轻、强度高
、
模量高、耐疲劳、减振吸能、设计自由度大
和
加
工
成型好等一系列优异性能.因而成为体育运
动器材
理
想的更新换代新型材料。 以碳纤维钓
鱼
竿
为例，比玻璃钢竿轻20%-30%、强度高
谷爱凌和碳纤维滑雪板
15%-20
%
、比模量高3 倍，而且对鱼上钩信息传递灵敏、对振动阻尼较大，
因此碳
纤
维夏合材料的鱼竿倍受青睐。碳纤维复合材料还可用来制造
冲浪
板、
滑雪板
、撑杆、 弓箭、乒乓球拍、比赛自行车、赛艇、游艇、滑
翔
机
翼板条、翼梁、头盔和登山绳等
。
)
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(三) 课时作业属性表
序号 类型 对应课时 作业目标 对应学 难度 来源 完成时间
了解 理解 应用
1 选择题 1 、2 、3 √ 简单 原创 7— 10 分 钟
2 选择题 1 、3 √ 中等 改编
3 选择题 1 、3 √ 中等 原创
4 阅读题 3 、4 √ 中等 改编
5 资料题 1 、2 、4 √ 较难 原创 选做
14
课题 1 金刚石、石墨、C60 (第二课时)
哪里会下金刚石雨吗？金刚石可以燃烧吗？怎样把石墨变成金刚石？ 烧烤摊上常见的木炭还能用来做什么？现在十分宣扬古法技艺，你知道古 法炼铜是怎么做的吗？请充分发挥智慧，在本课作业中寻找答案。
(一) 课时目标
1.能运用研究物质性质的一般思路与方法，从生活现象和实验，总结碳单质 具有的化学性质，并能够根据现象用化学方程式表示。
2.通过对碳和氧气反应在不同条件下的产物，学会辩证看待化学反应。 3.能根据结构、性质与用途之间的关系，举例说明单质碳的某些化学性质，
能利用与单质碳有关的化学反应相关知识，分析和解释常见的化学现象和事实。 4.能基于真实问题情境，依据碳单质的性质，初步分析和解决相关的综合问
题，能基于物质的性质和用途，从辩证的角度初步分析和评价物质的实际用途， 对焦炭，石墨烯，C60 等合理使用等社会议题展开讨论，积极参与相关话题。
(二) 课时作业
【环节一：我已掌握】
通过课前预习或课堂学习后独立完成，预计时间 3-5 分钟。
作业 1.土星和木星都属于气体行星，大气数据显示，这两个星球上充满了 “亮晶晶”的结晶碳 (钻石) ，还会形成钻石雨现象。土星和木星大气中，都含 有甲烷，强闪电可把甲烷变成煤灰型态的碳，煤灰在沉降的过程中固化成石墨，
然后在高温高压的作用下，变成钻石。下列说法正确的是 ( )
A．构成金刚石和石墨的的原子大小不同
B．煤灰型态的碳很容易发生化学反应
C．石墨在高温高压下变成钻石发生化学变化
D．因为石墨导电性好，所以合成的金刚石也能导电
1.参考答案：C
2.时间要求：1-2 分钟。
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3.评价设计：
错选 A，对金刚石和石墨的构成概念不清；错选 B，不能从上下文中迁移煤 灰型碳和单质碳的关系；错选 D，对金刚石、石墨的物理性质极其关联不清晰
4.作业分析与设计意图
使学生了解“钻石雨”这一有趣的现象，并通过钻石的形成过程，初步感受 含碳物质之间的相互转化，和上一课的内容紧密联系。检测对碳单质构成、物理 性质、化学性质及相互转化的掌握。
作业 2.分析下列化学反应，有关说法错误的是 ( )
2C+O22CO C+O2CO2 C+CO22CO
A．上述三个反应中碳元素表现出两种化合价
B．从前两个反应中可以得出，反应物相同产物可能不同
C．上述三个变化中的最小粒子都是碳原子和氧原子
D．等质量碳在氧气中燃烧的生成物不同是因为参加反应的氧气的质量不同
1.参考答案：A
2.时间要求：1-2 分钟。
3.评价设计：
错选 B，对常见元素化合价概念不清；错选 C，不能从反应本质的角度对化 学反应进行分析；错选 D，对反应物的量不同产物不同理解不透彻。
4.作业分析与设计意图：在辩证认识碳和氧气反应的基础上，本题从宏观到 微观，从质变到量变的角度比较了三个反应，学习对不同反应的分析和认知，提 高归纳比较分析的能力。
作业 3.我们的祖先很早从自然界中汲取了炼铜的智慧，他们发现森林大火 之后，碧绿的孔雀石[主要成分是Cu2 (OH) 2CO3]上，焦黑木头旁会出现闪着光泽 的金属。于是他们将孔雀石和木炭一起加热就得到了红色的铜。这个过程中孔雀 石首先受热分解得到三种氧化物，一种是黑色固体，一种是最常见的液体。其生 成物再和木炭发生还原反应即可得到铜。
(1) 请写出上述发生的两个化学反应方程式：
孔雀石分解 ，
木炭还原 。
16
(2) 在木炭还原过程中C 元素的化合价在反应前后的变化情况是 (选填
“升高”“降低”“不变”之一) 。
(3) 若用右图进行以上反应，则需要改进的地方是；从安全考虑，实验结束 后需要进行的一项操作是 。
1.参考答案： (1)Cu2 (OH)2CO3 高温2CuO+CO2 ↑+H2O ↑C+2CuO高温2Cu+CO2 (2)把酒精灯换成酒精喷灯；先将导管拿出澄清石灰水，再熄灭酒精灯。
2.时间要求：2—4 分钟
3.评价设计：
(1) 常见的错误是，不能题根据题目给出信息推断出全部生成物，对反应 原理认识不清。
(2) 算错化合价，主要原因是不能正确判断反应前后物质，或者化合价计 算存在问题。
(3) 错写成止水夹夹住乳胶管，主要是对碳还原实验的操作、注意事项等 不了解。
题号 前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(1) 无 意 义 或 空 白 答案 能 写 出 反 应 物 生 成 物化学式， 但 方 程 式 无法书写 能 根 据 提 示 信 息 写 出 反 应 物 生 成 物 化学式，并配 平 不仅能借助信息 写出正确方程式， 而且能根据质量 守恒检查方程式 对错 能迁移拓展到其他具 有还原性物质的化学 性质。
(2) 无 意 义 或 空 白 答案 只 能 简 单 判 断 化 合 价 发 生 了 变化 能 根 据 具 体 物 质 化 合 价 计 算 相 应 元 素 化 合 价 变 化情况 能判断相应元素 化合价升降变化， 并且能总结出相 应元素反应前后 化合价升降总数 相等 能根据化合价变化情 况，找出反应物中具 有还原性和氧化性的 物质的化合价变化规 律有初步的认识
(3) 无 意 义 或 空 白 答案 知 道 木 炭 还 原 氧 化 铜 的 一 般 装置 能 根 据 反 应 物 选 择 木 炭 还 原 氧 化 铜 的装置 能从反应物状态 和条件并结合具 体问题对反应装 置进行设计、比较 和分析 能根据反应物的状态 和条件选择反应的发 生装置，进行类似的 实验。
4.作业分析与设计意图：设计古法炼铜情境，让学生了解古代铜的冶炼原理， 认识铜的最早使用与古人善于观察总结离不开。检测对含碳物质有关化学反应方
程式的书写和化合价的应用。
【环节二：我想探索】
通过课后复习独立完成或与同伴交流完成，预计时间 4—6 分钟。 作业 4：中国古代化学科技是中华文明瑰宝，五代时期炼丹著作《日华子点
17
庚法》记载的炼制锌黄铜 (铜锌合金) 方法：“百炼赤铜 (Cu2O) 一斤，太原炉 甘石 (ZnCO3 ) 一斤，细研，水飞过石一两，搅匀，铁合内固济阴干。用木炭八 斤，风炉内自辰时下火，煅二日夜足，冷取出颗颗如鸡冠色。 ”
【查阅资料】 ⅠCu、Zn 可在加热的条件下与氧气发生反应
Ⅱ古人认为木炭在高温条件能够与 Cu2O 和ZnO 发生反应，化学方程式为：
C+Cu2 O高温 2Cu+CO个 、C+2ZnO高温2Zn+CO2 个
Ⅲ高温的条件下 ZnCO3 分解用化学方程式表示为： ZnCO3 高温ZnO+CO2 个
(1) 赤铜中铜元素的化合价为______。
(2) 在炼制过程中，需要将赤铜和炉甘石进行“细研”的目的是______。
(3) “用木炭八斤，风炉内自辰时下火”，木炭与 Cu2O 和 ZnO 反应时，反 应物中具有还原性的物质是______。
(4) “煅二日夜足，冷取出”，其中“冷取出”的原因是______。 1.参考答案： (1) ＋1 (或u2 O )
(2) 增大接触面积，加快反应速率，使反应物充分反应
(3) 木炭
(4) 防止生成的Cu、Zn (或金属) 再次被空气中的氧气氧化 2.时间要求：2-3 分钟
3.评价设计：
(1)错写化合价为+2 价，学生并没有根据化合物中各元素化合价的代数和为
零，去求出赤铜中铜元素的化合价为＋1 价 (或u2 O )
(2)描述不准确，不知道粉碎目的，而在炼制过程中，将赤铜和炉甘石进行 “细研”的目的是增大接触面积，加快反应速率，使反应物充分反应，
(3)碳单质在还原氧化铜中是还原性，若在该反应中难以类比，则无法答出。
(4) Cu、Zn 在高温下极易和空气中的氧气发生反应,“煅二日夜足，冷取出”， 其中“冷取出”的原因是防止生成的Cu、Zn (或金属) 再次被空气中的氧气氧 化，故填：防止生成的Cu、Zn (或金属) 再次被空气中的氧气氧化。
18
题号 前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(1) 无 意 义 或 空 白 答案 只 能 书写 出 铜 在 两 种元 素 化 学 式 的 化合价 可以写出多种 元素组成的化 学式的化合价 可以在具体情 境中推断某元 素的化合价 能够将复杂化 学式的元素化 合价写出
(2) 无 意 义 或 空 白 答案 能 够 简 单 写 出粉碎作用， 但 语 言 不 够 准确 可以写出粉碎 作用，以及对 生产的影响 能够知道增大 反应速率的一 般方法 不仅知道哪些 方法可以增大 反应速率，还 可以根据具体 情景使用
(3) 无 意 义 或 空 白 答案 只 能 写 出 碳 单 质 的 还 原 性 写出木碳还原 性，还能知道 Cu2O 和 ZnO 体 现氧化性 能够在不同的 化学反应中判 断单质碳的化 学性质 可以根据反应 方程式中物质 化合价变化判 断 物 质 氧 化 性，还原性
(4) 无 意 义 或 空 白 答案 能 简 单 描 述 冷却作用 能用较完整语 言描述冷却作 用 知道温度与化 学反应的关系 知道不同实验 操作的正确操 作和原理
4. 作业分析与设计意图
古法炼铜中的结合实验室还原氧化铜的具体操作原理，培养学生民族自豪
感，和测评学生对该实验掌握程度。
【环节三：应用交流、视野拓展】
如果对本课题内容十分感兴趣，你可以继续进行以下探索。本内容属于选
做部分。
作业 5.【家庭小实验】请观看徽墨的制作过程 (视频
来源《书香中国话传承》可扫码观看) ，请自制炭黑并在
宣纸上写字。并和你的同学或老师说一说墨汁写字的优点。
1. 参考答案：无
2. 时间要求：不做要求
3. 评价设计：学生们制作出来的炭黑各不相同，分享感受
前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
无意义或 空白答案 只 能 观 看 视 频 ， 只 简 单 了 解 炭 黑 制 作 过程 能 够 根 据 视 频 自 制 炭黑，并且 书写，墨汁 写 字 清 晰 流畅等 不仅能够自制炭黑， 书写优美，同时还能 将碳单质常温稳定与 中国很多名家古迹流 传千年的原因联系起 来 在动手的过程中， 丰 富 自 己 课 余 生 活，更深刻认识到 化学物质对人类生 产生活产生深远影 响，学好化学，认
19
识物质性质的重要 性
4.作业分析与设计意图：本题通过学生观看视频，制作炭黑，书写中国优美 文字，丰富学生课余生活，锻炼动手能力。同时也意在让感受古老与科学的碰撞， 体会中华文化博大精深，同时化学学科在文化传承方面的重要性。
【环节四：脑洞大开】
本环节是与本课内容有关的阅读材料， 以趣味性为主， 旨在拓展学生的视
野，增加学习兴趣。
碳和诺贝尔化学奖：
1960 年，美国芝加哥大学教授威拉得 ·利比
(Wil lardFrankLibby)获得诺贝尔化学奖，原因他为人
类创造出了第一具独特的计时工具——考古学时钟—
—C-14 断代法, (Carbon-14dating)，又称“碳-14 年代
测定法”，是根据C-14的衰变程度来计算出样品的大
概年代的一种测量方法，可追溯距今三至五万年前人类
及自然界所发生事件的年代。这一发明可以帮助考古学
家确定遗址的年代，帮助地质学家确定地层的年代、冰
川的历史、帮助地理学研究自然环境的演变史、古代气
候的变化、研究从月球上取回的土样等。
(
【
单元知识串联】
(
选做。不给固定答案，期望引导学生从变化关联的角度看待含碳物质，本
关
联图可以根据需要进一步扩大。)
含
碳元素物质有关联：
同
学你好！本单元所学含碳元素的物质，可以通过一定的条件相互转化，
请
你
右图是本课中的含碳物质之间的相互关联，其中箭头发起的是反应物，
箭头
指
向的是生成物。请你观察并写出有关的反应方程式，有的变化不止一
个
哦。
(
1)
(
2)
(
3)
)
20
(三) 课时作业属性表
序号 类型 对应课时 作业目标 对应学 难度 来源 完成时间
了解 理解 应用
1 选择题 1 √ 简单 原创 7— 10 分 钟
2 选择题 1 、2 √ 中等 改编
3 填空题 1 、3 、4 √ 中等 原创
4 实验题 3 、4 √ 中等 改编
5 家庭实 验 1 √ 较难 原创 选做
21
课题 2 二氧化碳制取的研究
(
你
知
道泡腾片中升腾起的气体是什么吗？你会制干冰吗？你有多少种
方
法
可以得到二氧化碳？能不能用排水法收集二氧化碳？请充分发挥智
慧
，在本课作业中寻找答案。
)
(一) 课时目标
1.初步学习二氧化碳的实验室制法，并能用化学方程式表示二氧化碳的制备 和检验的原理，掌握实验室制取二氧化碳的药品、反应原理、装置及验满方法。
2.能基于实验室制取气体的一般思路和方法，分析解决真实情境中的简单实 验问题。
3.能通过小组合作，有意识地应用化学、技术、工程及其他学科知识，完成 实验探究及跨学科实践活动。
(二) 课时作业
【环节一：我已掌握】
通过课前预习或课堂学习后独立完成，预计时间 4-7 分钟。
作业 1 ：某兴趣小组研究大理石与稀硫酸的反应。常温下，将块状大理石投 入足量稀硫酸中，刚开始能产生气体，但很快就停止了。而将大理石粉末逐步加 入足量稀硫酸中却能持续产生气体。他们可以得出的结论或推理正确的是 ( )
A.物质间是否发生化学反应，只和反应的条件有关
B.反应物之间必须直接接触才会发生化学反应
C.块状大理石与粉末状大理石的化学性质不同
D.大理石块越大，越容易与稀硫酸发生反应
1.参考答案：B
2.时间要求：1-2 分钟。
3.评价设计：错选 A ，不了解化学反应的本质；错选 C ，不了解分子是保持 物质化学性质的最小粒子；错选 D ，不知道相同质量的反应物，颗粒越小表面积 越大，反应物间接触面积越大，反应越快。
4.作业分析与设计意图：考查实验室制取二氧化碳药品的选择，能从反应速
22
率、产物纯度、环保等多角度考虑选择合适的物质发生反应。
作业 2：在实验操作考查中，小明抽到的题目是“二氧化碳的制取、收集和
验满” 。下图是他的主要实验步骤，其中操作有误的是( )
A.检查装置气密性 B.取液体药品 C.收集气体 D.验满
1.参考答案：D
2.时间要求：1 分钟
3.评价设计：错选 A ，没掌握简易装置气密性检查方法；错选 B ，不清楚倾 倒液体药品的动作要领；错选 C ，不了解向上排空气法收集气体的适用范围或不 清楚二氧化碳密度与空气密度大小关系。
4.作业分析与设计意图：考查实验室制取气体的基本操作，能正确掌握药品 取用、气密性检查、收集及验满操作的动作要领。
作业4：【表达与交流】维 C 泡腾片溶于水能产生大量气体，是一种受欢迎
的饮品。
(1) 请你猜想该气体的成分 ，做出此猜想的原因 。
(2) 将该气体的证明方案填写在下表中：
实验操作 现象 结论
(3) 该气体能用排水法收集吗？说出你的理由 。
(4) 在上面的方框中画出用维 C 泡腾片制取、收集这种气体的装置图，与同伴 交流你的设计。对于该气体的成分，可以在下题中找到答案。
1.参考答案：
(1) 二氧化碳； (若学生的答案为氧气，言之成理也可。)
23
理由：能从质量守恒元素不变，结合维 C 泡腾片可食用的性质进行分析，言 之成理即可。
(2) 根据猜想，结合具体物质性质来检验。
实验操作 现象 结论
将产生的气体通入 澄清石灰水中 澄清石灰水变浑浊 该气体是二氧化碳
(3) 根据气体在水中形成气泡并冒出水面，可以推测该气体溶于水较慢或 不溶，所以可以用排水法收集。
(4) 能结合实验室制取二氧化碳的或氧气的原理，分析出该反应是固液不 加热，能用排水法收集。 (可以广泛讨论，答案合理即可。)
2.时间要求：3-5 分钟
3.评价设计：
(1) 错写为 CO，不能结合其在生活中的应用做出正确的判断。
(2) 不能正确进行实验设计，对气体极其性质的检验不熟悉。
(3) 不能联系到在水中产生气体后的现象进行分析。
(4) 不能将泡腾片加水的情境与固液不加热反应相联系。
题号 前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(1) 无意义 或空白 答案 仅能对气 体作出猜 想 能够对于气体 作出猜想，并根 据描述进行猜 测 结合元素种类不 变进行猜想 能够根据二氧化 碳在生活中的应 用进行判断
(2) 无意义 或空白 答案 能对气体 作出猜想 能够描述猜想 气体的物理、化 学性质及制备 方法 能联系题目中所 给信息猜想气体 的成分，能够描述 其物理、化学性 质，绘出装置图 能正确做出推 测，同时能联系 气体的性质设计 多种实验进行检 验。
(3) 无意义 或空白 答案 知道泡腾 片放入水 中的现象 知道二氧化碳 能溶于水 联系在水中产生 气体后的现象进 行分析，选择合适 收集方法 通过实验现象总 结气体性质，并 能利用其性质选 择合理收集方法
(4) 无意义 或空白 答案 知道实验 室二氧化 碳制法 能够运用合理 方法制取气体 结合题目要求，能 够分析出该反应 是固液不加热，能 用排水法收集 能应用制取气体 的一般方法设计 实验制取新的气 体。
4.作业分析与设计意图：通过维 C 泡腾片产生气体这一真实情境，结合情境 中的操作、现象等，与已有物质的性质联系分析。本题开放度较大，可以充分发
24
挥学生的思维，结合实验室制取二氧化碳的原理，进行大胆假设，培养学生的科 学表达，形成学科思维。
【环节二：我想探索】
通过课后复习独立完成或与同伴交流完成，预计时间 4—6 分钟。
作业 4.在上题中，泡腾片中产生的二氧化碳气体，能在水中产生。某化学兴 趣小组同学在进行二氧化碳的收集时，错用排水法收集，居然也收集到了气体， 于是他们对二氧化碳收集方法进行了探究。
【提出问题】对于二氧化碳的收集方法，兴趣小组甲同学认为只能用向上排 空气法收集，乙同学认为还可以采用排水法收集。
【设计实验】
步骤一：小组同学用图甲所示装置进行 CO2 气体的制取，在相同条件下，用 如下 3 种方法，分别在三个规格相同的锥形瓶中收集产生的 CO2 气体。并采用以 下三种方法收集。
方法一：当反应装置开始产生二氧化碳 15s后，用排水法收集二氧化碳气体 备用。
方法二：当反应装置开始产生二氧化碳 15s后，用向上排空气法收集二氧化 碳备用 (收集时间和方法一样长) 。
方法三：当反应装置开始产生二氧化碳 15s后，用向上排空气法收集二氧化
碳，将点燃的木条放在锥形瓶瓶口，待木条熄灭 (视二
氧化碳收集满) 立即盖上玻璃片备用。
步骤二：如图乙所示，将一定浓度的足量氢氧化钠
溶液分别滴入以上锥形瓶中，利用压强传感器检测瓶内
气压变化情况、二氧化碳纯度，结果如图丙及如表所示：
25
方法 一 二 三
二氧化碳纯度% 91.1 69.5 61.9
【数据分析与结论】
(1) 收集二氧化碳时，15s 以后再收集的目的是 ；根据 数据可知 (选填“甲”或“乙”) 同学的说法错误。
(2) 根据实验数据分析，用燃着的木条检验二氧化碳集满是否准确，并说 明理由 。
(3) 结合图丙和表分析，除了 (1) 、 (2) 结论外，还可以得到的结论是 (写一条) 。
1.参考答案： (1) 排出装置内的空气； 甲；
(2) 方法②和方法③都是向上排空气法收集二氧化碳，而压强下降更低的 是方法②，说明二氧化碳含量用方法②收集到更多，而利用燃着木条验满后收集 的气体反而量少，因此利用燃着木条检验是否收集满是不可靠的；
(3) 排水法收集的气体纯度高 (合理即可)
2.时间要求：4-6 分钟
3.评价设计：
题号 前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(1) 无意义或 空白答案 能够说出二氧 化碳的溶解性 能够说出二氧 化碳的一些物 理性质 结合材料，将 二氧化碳的 物理性质与 收集方法联 系起来
(2) 无意义或 空白答案 能写出二氧化 碳不助燃不可 燃的性质 能写出二氧化 碳的化学性质， 并知道实验室 验满二氧化碳 方法 能比较不同 曲线的异同 并结合具体 步骤分析 能准确结合图 像分析并描述， 能联系相似的 曲线，并选择最 佳方法
(3) 无意义或 空白答案 有结合图表进 行分析的意识 能正确对比图 表数据 能结合曲线 和图表数据 分析得出较 可靠的结论 能准确分析图 表数据和曲线， 将得出的结论 进行迁移应用
4.作业分析与设计意图：通过科学的实验设计，研究不同收集二氧化碳气体 的方法，比较不同收集二氧化碳气体的方法。考察科学探究能力，实验分析和四
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重表征的能力，形成辩证看待实验方法的视角，尊重实验结果的科学态度。
【环节三：应用交流、视野拓展】
如果对本课题内容十分感兴趣，你可以继续进行以下探索。本内容属于选 做部分，可以选择查阅资料或实地考察来完成。
作业 5：冬季里人们为了提高大棚蔬菜的产量，在大棚内放置二氧化碳发生 装置，你知道二氧化碳发生装置内的药品有哪一些呢？反应的原理是什么？请同 学们通过查阅资料，回答以上问题。
1.参考答案：燃烧液化气、石灰石和酸反应等 (答案不唯一)
2.时间要求：不固定时间
3.评价设计：
前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
无意义或空 白答案 查找到个别 二氧化碳制 取原理 查找出多种 二氧化碳制 取原理 能结合不同 地区气候特 点解释选择 原理 能举出其它场合 制取二氧化碳的 原理
4.作业分析与设计意图：换个角度看待二氧化碳的制取，在生产生活中有很 多地方需要用到二氧化碳，可以根据实际需要来选择，将化学学习与生活紧密联 系，提升学科价值感。
【环节四：脑洞大开】
本环节是与本课内容有关的阅读材料， 以趣味性为主， 旨在拓展学生的视
野，增加学习兴趣。
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碳和职业：
2021 年 3 月，碳排放管理师被列入职业序列。
针对政府部门，碳排放管理师可以提供碳排放监测、
核算、核查服务，对企业的碳排放 (主要是温室气
体二氧化碳的排放) 情况进行量化的监测、核算、
核查，对企业的碳排放进行有效监管管理。对于重
点排放企业，碳排放管理师可以提供咨询和碳排放交易
服务。一方面，根据企业的要求，对其碳排放情况进行
量化，对照政府部门分配的排放指标，如果有剩余排放指标可以帮助企业进行排 放指标交易。如果排放超标，碳排放管理师可以帮助企业计算需要购买的排放指 标数据，在碳交易市场购买交易指标，也可以帮企业制定碳中和实施方案，通过 节能减排或者是种植“碳中和林”实施绿色碳汇，将超标排放的温室气体中和掉。 这一职业的诞生，是我国统筹有序做好碳达峰、碳中和工作的一项重要举措。
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(三) 课时作业属性表
序号 类型 对应课时 作业目标 对应学 难度 来源 完成时间
了解 理解 应用
1 选择题 1 、2 √ 简单 改编 9— 12 分 钟
2 选择题 1 、2 √ 中等 改编
3 问答题 1 、2 、3 √ 中等 原创
4 实验题 1 、2 、3 √ 较难 改编
5 资料题 1 、3 √ 中等 原创 选做
29
课题 3 二氧化碳和一氧化碳 (第一课时)
(
二氧化碳和人类命运息息相关
，2022
年
3
月
5
日，李克强总理代表国
务院
在十三届全国人大五次会议上作《政府工作报告》，报告中提出有序
推进
“碳达峰”“碳中和”工作，落实“碳达峰”行动方案，这里的“碳
达峰
”“碳中和”是什么意思？如何实现“碳达峰”“碳中和”呢？请充
分
发
挥智慧，在本课作业中寻找答案。
)
(一) 课时目标
1.通过观察和实验得出二氧化碳的物理性质，够准确描述实验现象，能够对 观察记录的实验信息进行加工并获得结论，进而提升科学探究能力。
2.归纳总结二氧化碳的化学性质并准确书写相关化学反应方程式，能以宏 观、微观、符号相结合的方式认识和表征化学变化，提高微观探析能力。
3.了解自然界中二氧化碳的循环，辩证分析二氧化碳的利与弊，能从化学视 角对常见的生活现象、简单的跨学科问题进行探讨，初步解决与化学有关的实际 问题。
4.初步形成节能低碳、节约资源、保护环境的态度和健康的生活方式，并尝 试给出节能减排实现碳达峰和碳中和的合理化建议，体会系统思维的意义，树立 人与自然和谐共生的科学自然观和绿色发展观。
(二) 课时作业
【环节一：我已掌握】
通过课前预习或课堂学习后独立完成，预计时间 3-5 分钟。
作业 1．二氧化碳在人们的生产和生活有着重要的用途，比如原油开采中采 用二氧化碳混相驱油工艺，平均可提高采收率 20%。下列关于二氧化碳认识的说
法中，正确的一组是 ( )
①在地窖、枯井内二氧化碳含量会比较高
②固态二氧化碳俗称干冰，升华时可吸收大量热，因而用作制冷剂
③绿色植物的光合作用是实现大气中碳氧循环的重要途径
④二氧化碳能够产生温室效应，属于有毒气体
30
⑤ 二氧化碳可用于灭火，既利用了它的物理性质也利用了它的化学性质
A．①②③④ B．①②③⑤ C．①②③ D．②④
1.参考答案：B
2.时间要求：1-2 分钟
3.评价设计：
错选①，属于生物化学问题，不知道地窖、枯井中由于生物作用会产生大量 的二氧化碳气体；错选② ，物理知识，对干冰升华吸热不清楚，或对本课中干冰 的用途不清楚；错选③ ，不了解自然界中的碳循环和氧循环；错选④ ，不了解二 氧化碳没有毒性；错选⑤ ，没有考虑到二氧化碳灭火，与其密度大于空气的物理 性质也有关。
4.作业分析与设计意图
结合生活中的应用，从变化和用途的角度考查学生对二氧化碳物理性质和化 学性质的掌握情况，并培养学生对物质进行性质、用途之间相互关系的进一步认 识。
作业 2．碳循环和氧循环是自然界中的重要循环，右
图是自然界中碳循环和氧循环的示意图，请用学科观点分
析错误的是 ( )
A．变化观：碳循环和氧循环过程中均发生了化学反
应
B．守恒观：碳、氧循环过程中各元素守恒
C．微粒观：绿色植物的作用是使自然界中的氧原子总数增加
D．平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
1.参考答案：C
2.时间要求：1-2 分钟
3.评价设计：
错选 A，没有掌握在碳循环和氧循环过程中，均有新物质生成，均发生了化 学反应；错选 B，没有掌握任何化学反应均遵守质量守恒定律，碳、氧循环过程 发生化学变化，该过程各元素质量均保持不变；错选 D，未掌握碳、氧循环的意 义。
4.作业分析与设计意图
31
考查学生对自然界中碳氧循环的掌握情况，根据碳元素、氧元素以气体的形 式通过光合作用和呼吸作用在自然界中循环，结合题意进行分析判断。
作业 3．实验是研究学习化学的重要途径。
(1) 图 1、图 2 是某同学设计并进行有关 CO2 性质的探究实验过程，请回 答。
①图 1 该实验得到的结论是 。
②图 2 实验中，若试剂 X 为足量的澄清石灰水， 甲瓶反应的化学方程式
是 。若甲装置中“X”为浓硫酸(具有吸水性)，则试管乙中石蕊试纸 (填 “会”或“不会”) 变红。
(2) 图 3 实验中可观察纱布条“ab”比“bc”段先变红色，说明氨气密 度比空气 (填“大”或“小”) 。
1.参考答案：(1) ①二氧化碳密度比空气大。②Ca(OH)2+CO2===CaCO3 ↓+H2O； 不会； (2) 小。
2.时间要求：2—3 分钟
3.评价设计：
题号 前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(1)① 无意义 或 空 白 答案 知道实验 现 象与二 氧化碳的 性质有关 知 道 实 验 现 象 与 二 氧 化 碳 的 性质有关，并能 分 析 出 其 体 现 了 二 氧 化 碳 密 度大于空气 熟练掌握二氧化 碳的物理性质，分 析得出二氧化碳 密度大于空气，并 能迁移到其他类 似实验中 熟练掌握二氧化 碳的物理性质， 并能利用其物理 性质设计实验来 证明。
(1)② 无意义 或 空 白 答案 知道二氧 化碳的某 点化学性 质 知 道 二 氧 化 碳 能 使 澄 清 石 灰 水变浑浊，可以 和 水 反 应 生 成 碳酸，能用符号 知道二氧化碳能 使澄清石灰水变 浑浊，可以和水反 应生成碳酸，能用 符号进行表征，并 熟练掌握二氧化 碳的性质，能描 述实验现象，能 迁移应用解释别 的类似现象。
32
进行表征 推理有关现象
(2) 无意义 或 空 白 答案 能 写 出 氨 水 的 化 学 性质 能 说 出 氨 水 的 化学性质，了解 氨 气 的 密 度 比 空气小 将题 目情境 与氨 气性质结合起来， 并描述实验现象
4.作业分析与设计意图：创新实验设计验证二氧化碳的物理、化学性质，开 阔学生的设计实验的思维，同时在新的实验情境中考察学生分析实验解决问题的 能力。
【环节二：我想探索】
通过课后复习独立完成或与同伴交流完成，预计时间 2-4 分钟。
作业 4.【材料阅读】阅读下列短文，回答问题。
2021 年 9 月 23 日，中国科学院天津工业生物技术研究所在人工合成淀粉方 面取得的重要进展。该所研究人员以二氧化碳、电解产生的氢气为原料，成功生 产出淀粉，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，为二氧化碳合成复 杂分子开辟了新的技术路线。按照目前的技术参数推算，理论上 1 立方米大小的 生物反应器年产淀粉量相当于我国 5 亩土地玉米种植的平均年产量。
下图是该研究所形成淀粉的“搭积木”式的合成路线图，请回答有关问题。
(1) 在自然界中绿色植物可以通过作用将二氧化碳转化为淀粉；
(2) 写出①中反应生成甲醇 (CH3OH) 和水的化学方程式，在制备淀粉的过程中 使用了催化剂，催化剂在反应前后质量和不变。
(3) 下列关于淀粉[化学式(C6 H10O5 )n]的说法正确的是 ()
A.是一种常见的氧化物 B.含碳元素质量分数最高
C.一个分子中有 21n 个原子 D.是一种结构复杂的物质
(4) 实验分析表明人工合成的淀粉与天然淀粉非常接近，请你试着写岀一条该 项硏究成果的实际应用价值。
1.参考答案： (1) 光合 (2) CO2+3H2H2O+CH3OH，化学性质 (3) BCD
33
(4) 对缓解日益严重的全球粮食危机有积极意义
2.时间要求：2—4 分钟
3.评价设计：
(1) 对光合作用以及自然界中的碳循环过程不了解。
(3) 本题是一道综合运用题。错选 A，对氧化物的概念不了解，不清楚氧 化物中应该含有两种元素；漏选 B、C，不能正确进行化学式的计算；漏选 D，不
能在阅读中很好整合图示和文字中的信息。
题号 前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(2) 无意义或 空白答案 能 根 据 图 示 写 出 单 个 物 质 的 化学式 能正确写出反 应中多个物质 的化学式 能根据质量守 恒定律准确判 断发生的反应 能根据图示运用质 量守恒定律正确写 出反应方程式并能 准确分析整个实验 流程。
(4) 无意义或 空白答案 知道 CO2 会 引 起 温 室 效应 知道 CO2 可引 起温室效应， 知道温室效应 的利弊 了解温室效应 的利弊，并知 晓降低 CO2 可 以减缓温室效 知晓降低 CO2 可以 减缓温室效，人工 合成淀粉可缓解粮 食短缺
4.作业分析与设计意图
设计我国科学家人工合成淀粉的情境，引导学生关注最新科技成果，培养爱 国主义情怀，引导学生理关注化学学科价值，了解二氧化碳对环境的影响。
【环节三：应用交流、视野拓展】
相信通过以上练习你已经对本节课知识熟练掌握，请继续进行以下探索吧！
作业 5.2022 年 4 月 15 日，《中国低碳蓝
皮书》发布，主要从碳利用技术、清洁煤
技术、节能技术和绿色照明技术四个方面
对 2021 年低碳技术发展进行概括与分
析。。“碳捕捉与封存”是我国的一项先
进低碳技术。某燃煤发电厂每年产生大约
1600 万吨 CO2 ，运用“碳捕捉与封存”技
术，这些 CO2 将不会进入大气(如图所示)。
被封存的 CO2 可用于食品保鲜、冷藏食物、物品灭火等，以此来消除资源的巨大 浪费。我国正以超世界一流的目光发展经济，完善环保体制。
34
(1) “碳捕捉与封存”技术有利于抑制________________的加剧。
(2) 被封存的 CO2 可用于冷藏食物的原理是________________________，可能 变成了。
(3) “碳捕捉与封存”技术的先进之处是________________________________。
(4) 众所周知，经济效益是企业的命脉，产能企业在进行低碳生产的同时会耗 费一定的的人力、物力和财力。请了解我国为了实现“碳中和”和“碳达峰”所 采取的措施，如果你是政府有关部门，你会采取怎样的措施提高企业参与低碳生 产的积极性？如果你是企业负责人，你会如何在响应国家号召的同时，提高企业 生产经济效益？请把你的思考以提交政府(或企业管理层)报告的形式呈现出来。
1.参考答案：
(1) 温室效应； (2) 吸热降低食物温度，干冰； (3) 在保持现存以碳为 前提条件的基础设施的状况下，最大限度地降低 CO2 对全球气候变化的作用，维 持了能源的高效使用 (合理即可) 。
(4) 无固定答案。
2.时间要求：5 分钟
3.评价设计：
题号 前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(1) 无意义 或空白 答案 知 道 CO2 可以造成 温室效应 知道 CO2 可使 地 球 气 温 升 高，该现象叫 做温室效应。 知 道 CO2 可 引 起温室效应， 了解温室效应 对 环 境 的 影 响。 知道除 CO2 外甲烷等气 体也会引起温室效应， 了解引起温室效应的 原因、多方面了解应对 措施
(2) 无意义 或空白 答案 能阅读图 示中关于 碳捕捉的 信息 能 从 图 中 了 解 碳 捕 捉 的 信息，并能初 步 分 析 碳 捕 捉的原理 能从图中了解 碳 捕 捉 的 信 息，并将其和 二氧化碳的性 质关联起来 能从图中了解碳捕捉 的信息，并将其和二氧 化碳的性质关联起来， 同时能迁移到其他引 起温室效应的物质。
(3) 无意义 或空白 答案 能根据材 料理解二 氧化碳过 量排放的 影响 能 根 据 材 料 说 出 多 点 碳 捕 捉 与 封 存 的优点 能根据材料， 联系材料及二 氧 化 碳 的 性 质，描述多点 碳捕捉与封存 的优点 能根据材料，联系二氧 化碳的性质，在说出多 点碳捕捉与封存的优 点的基础上，能迁移应 用到其他领域
(4) 无意义 或空白 知道过量 碳排放对 能 说 出 过 量 碳 排 放 对 于 能从多方面查 找有关资料， 能广泛联系国家在“碳 中和”、“碳达峰”中
35
答案 于环境的 不良影响 环 境 的 不 良 影响，也知道 工 业 生 产 的 重要作业 并和政府与企 业措施联系起 来。 的一系列举措，并能结 合具体实例分析，用多 种形式呈现出来
4.作业分析与设计意图
在《中国低碳蓝皮书》发布的背景下，以我国的先进“碳捕捉与封存”技术 为情境，和物理学科融合，引导学生关注社会热点问题，尝试给出节能减排实现 碳达峰和碳中和的合理化建议，体会系统思维的意义，树立人与自然和谐共生的 科学自然观和绿色发展观。
【环节四：脑洞大开】
本环节是与本课内容有关的阅读材料， 以趣味性为主， 旨在拓展学生的视
野，增加学习兴趣。
(
通过电化学耦合生物发酵实
现将二氧化碳和水转化
为
长链产品的示意
图
)碳和粮食：
目前发现的地球生物，全部是碳基生命，这些生
命的存续也是含碳物质相互转化的过程。那么这一
过程能不能以人工合成的方式来完成呢？
2021 年 9 月，我国科学家在合成生物学领
域取得重大突破，在国际上首次在实验室实现了
二氧化碳到淀粉的从头合成。为二氧化碳合成复
杂分子开辟了新的技术路线。
2022 年 4 月 28 日国际期刊《自然 ·催化》封
面文章上刊登了我国科学家的一项重大研究成果，
通过电催化结合生物合成的方式将二氧化碳高效
还原合成高浓度乙酸，进一步利用微生物可以合
成葡萄糖和脂肪酸，这项突破为人工和半人工合成“粮食”提供了新技术。 也许不久的将来，合成粮食也是一条解决全球粮食危机的一条可行之
(
路
)。
36
(
【
单元知识串联】
(
选做。不给固定答案，期望引导学生从变化关联的角度看待含碳
物
质
，本关联图可以根据需要进一步扩大。)
含
碳元素物质有关联：
同
学，你好！本单元所学含碳元素的物质，可以通过一定的条件
相互转化，右图是本课中的含碳物质之间的相互关联，其中箭头发
起
的是反应物，箭头指向的是生成物。请你根据本课所学反应，将关
联
图
补充完整并写出有关的反应方程式，有的变化不止一个哦。
如
果
你对关联图的补充有疑问，也可以在下一课题中找一找答案。
(1
)
(5)
(2
)
(6)
(3
)
(7)
(
4)
)
(三) 课时作业属性表
序号 类型 对应课时作 业目标 对应学 难度 来源 完成时间
了解 理解 应用
1 选择题 1 、2 √ 简单 改编 10 分钟
2 选择题 4 √ 中等 改编
3 选择题 1 、2 、3 √ 中等 改编
4 阅读题 2 、3 、4 √ 较难 原创
5 阅读题 1 、2 、3 、4 √ 较难 原创
37
课题 3 二氧化碳和一氧化碳 (第二课时)
(
以前
人
们常常谈煤气色变，那么煤气中主要成分一氧化碳是一种可怕
的
气
体吗？我们应该怎样来看待它？请充分发挥智慧，在本课作业中寻找
答
案。
)
(一) 课时目标
1、能通过观察、实验，以及对事实进行归纳概括、分析解释等方法，认识 并掌握一氧化碳的物理性质和化学性质。
2、能通过特征性质区分一氧化碳和二氧化碳，能够比较分析一氧化碳和碳
单质的还原性。
3、能认识一氧化碳的用途以及对人体健康、生活和环境的影响，提升安全 意识。
4、从一氧化碳在冶金工业上工艺的应用中，认识科学、技术、社会、环境 的相互关系，初步形成树立资源循环使用、绿色环保的发展理念。
(二) 课时作业
【环节一：我已掌握】
通过课前预习或课堂学习后独立完成，预计时间 3-5 分钟。
作业 1：一氧化碳和二氧化碳化学性质不同的原因是 。 下面是有关二氧化碳和一氧化碳的组成、结构、性质和用途的信息，请将对应的 内容用线连起来。
由碳、氧元素组成
一氧化碳 不支持燃烧 可以燃烧 具有还原性 可以和水发生反应 做碳酸饮料 灌装煤气燃料 大棚中的气体肥料 灭火器中的灭火剂
二氧化碳 不支持呼吸 可以支持光合作用 工业炼钢 进入地窖做灯火实验
1. 参考答案：
分子的构成不相同；
38
(
可
以和水发生反应
二氧化碳
不支持呼吸
可
以支持光合作用
)
由碳、氧元素组成
(
一氧化碳 不支持燃
烧
) (
做碳酸饮料
灌装煤气燃
料
大
棚中的气体肥料
灭
火器中的灭火剂
工
业炼钢
进
入地窖做灯火实验
)可以燃烧
具有还原性
2.时间要求：1-2 分钟
3.评价设计：
前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
无意义或 空白答案 知道两种物 质的部分性 质 知道两种物 质的多种性 质 知道两种物质 的多种性质并 能和实际联系 起来 能对方面对比 两种物质的性 质和用途，迁移 到其他物质的 对比上
4.作业分析与设计意图：从组成、结构、性质和用途的角度比较两种气体， 学会辩证看待同种元素组成不同种物质的问题，并加深性质和用途相互联系的观 念，为今后迁移学习一类物质打下基础。
作业 2：能源是人类生存和发展的基础，煤燃烧时会发生一
系列化学反应。如图是北方家庭中冬天常用的煤炉，A、B、C 处
分别发生不同的主要反应。
(1) 请写出A 处主要反应的化学方程式： ；
(2) C 处观察到淡蓝色火焰，原因是 ； (用化学方程式回答)
(3) 如果家庭取暖的煤炉通风不良，可能造成的后果是。
1.参考答案： (1) C+O2 CO2 (2) 2CO+O2 2CO2 (3) CO 中毒
2.时间要求：3 分钟
3.评价设计：对熊熊燃烧的煤球炉内的反应原理认识不清；对一氧化碳的毒 性认识不清。
4.作业分析与设计意图：设计与生活紧密相连的情境，测试对一氧化碳在生 活中的价值的认识，增强环保和安全意识。
作业 3：科学实验证明香烟所产生的烟雾中至少有 300 多种化合物对人体有 不同程度的危害。为了检验香烟烟雾中是否含有 CO2 和 CO，在对烟雾进行适当处
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理后 (以排除其它成分的干扰) 。依次通过足量的以下试剂 (如图所示) ：A. 澄清石灰水；B.浓硫酸；C.灼热的黑色氧化铜粉末；E.澄清石灰水。发现 AD 中
溶液变浑浊。请回答下列问题。
(1) A 中变浑浊的现象说明 。
(2) 烟雾中是否存在 CO (答“是”或“否”) ，你判断依据的 的实验现象是 。
(3) 写出 C 中发生的化学反应方程式 。
1.参考答案：
(1) 香烟烟雾中含有二氧化碳。
(2) 是，C 中固体由黑色变成红色。
(3) CO+CuOCu+CO2 2.时间要求：1-2 分钟 3.评价设计：
前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
无意义或 空白答案 能分析某 一实验现 象对应的 性质 知道题中 实验现象 对应物质 的性质 能将物质性质 与现象对应分 析，并对香烟 烟雾成分有一 定认知 能结合现象和物质的 性质分析出香烟烟雾 中气体的成分，并能 仿照实验进行其他混 合气体的验证
4.作业分析与设计意图：本题抛弃了单纯一氧化碳和二氧化碳性质的比较， 而是放在一定情境下，运用两种物质的性质对实验现象进行分析，的解答需要在 熟悉两种气体性质的基础上进行比较分析，考察学生实验分析和研究能力。
【环节二：我想探索】
通过课后复习独立完成或与同伴交流完成，预计时间 4-5 分钟。
作业 4.实验室用一氧化碳还原氧化铜的装置如图所示，试回答下列问题．
40
(1) 加热前需先通一氧化碳目的是 。
(2) 在粗玻璃管内观察到的实验现象是 ，对应
的化学方程式为 ，说明一氧化碳具有 (填化学性
质) ，利用此性质在工业上可以。
(3)在 C 处观察到的实验现象是 ，点燃尾气的目的是 。
(4) 实验结束时先撤去酒精喷灯，再继续通入一会儿一氧化碳气体，直至 玻璃管冷却，其目的是 。
1.参考答案：
(1) 赶走空气，防止通入 CO 后发生爆炸
(2) 黑色氧化铜粉末变红，CO+CuOCu+CO2 ，还原性，冶金
(3) 有蓝色火焰，防止有毒的 CO 散逸到空气中污染环境
(4) 防止新生成的热的铜再次被氧化
2.时间要求：4-5 分钟
3.评价设计
前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
无意义或 空白答案 知道一氧化 碳的还原性 知道一氧化 碳的毒性、用 途 知道一氧化碳 还原氧化铜实 验需要注意的 问题 应用一氧化碳 的性质解决实 际问题
4.作业分析与设计意图：设计探究实验情境，检测对一氧化碳还原性和一氧 化碳还原氧化铜实验的全面认识，提升科学探究能力，增强环保和安全意识。
【环节三：应用交流、视野拓展】
相信通过以上练习你已经对本节课知识熟练掌握，请继续进行以下探索吧！
作业 5：猜猜看，下列用途与一氧化碳有关的是 ( )
41
1、工业燃气和民用燃气
2、化工原料
5、制备光降解塑料
2、燃料电池的燃气
4、冶金工业还原剂
6、制备金属羰基配备化合物
聪明如你，是否已经发现上述应用都与一氧化碳有关。生活中，我们谈一氧
化碳色变，因为它的毒性。但在化学工
业上，它是一种非常重要的化工原料。
自上世纪七十年代石油危机以来，人们
开始寻找石油替代品和衍生物，由此诞
生了以一氧化碳为原料的化工生产研
究学科，称为 C1 化学。右图是制造 CO/H2
(合成气) ，并用CO 及合成气制造化
学品的流程图，数一数有多少种直接或
衍生的化工产品，一氧化碳为中心用思
维导图归纳出来。并以“我眼中的一氧
化碳”为标题，编辑一份手抄报，和同
学们交流。 (题干内容来自《化学教学》
2009 年第 5 期《一氧化碳的工业来源及其应用》)
1.参考答案：查阅资料，从一氧化碳的结构、性质、用途等角度来展示。 2.时间要求：没有固定时间
3.评价设计：
前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
无意义或 空白答案 知道一氧 化碳某点 性质和用 途 知道一氧化 碳较多性质 和用途 能用结构、性 质、用途之间的 关系来解读一 氧化碳的用途 能查阅资料，从多 方面看待一氧化 碳，并迁移到氢气 等具有类似性质 的物质
4.作业分析与设计意图：课本上关于一氧化碳的性质和内容较少，学生的关 注点容易落到其毒性上，本着没有无用之物的原则，将一氧化碳作为化工原料的 广泛用途展示出来，培养学生积极看待化学物质的情感，形成辩证看待化学物质 的观念。
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【环节四：脑洞大开】
本环节是与本课内容有关的阅读材料， 以趣味性为主， 旨在拓展学生的视
野，增加学习兴趣。
碳和旅游
低碳旅游正成为时尚。“碳中和旅游”是计算出旅游
者旅游活动直接或间的二氧化碳排放量，通过碳交易机构
购买相应的二氧化碳减排量进行抵消，从而实现净碳排放
量为零的目标。开车一公里，排放 0.22 千克二氧化碳；
开空调 1 小时，排放 0.621 千克二氧化碳；搭乘电梯上下
一层楼，排放 0.22 千克二氧化碳……在碳中和旅游中，
旅游者碳足迹可以量化，减碳目标十分明晰，可以选择更
加低碳的出行方式，可以为自己的碳足迹买单，为早日实
现碳中和贡献一份力量。
(
【
单元知识串联】
(
选做。不给固定答案，期望引导学生从变化关联的角度看待含碳物质，
本
关联图可以根据需要进一步扩大。)
含
碳元素物质有关联：
同
学，你好！本单元所学含碳元素的物质，可以通过一定的条件相互转
化，
右
图是本课中的含碳物质之间的相互关联，其中箭头发起的是反应物，
箭头
指向的是生成物。请你根据本课所学反应，将关联图补充完整并写出有
关的反应方程式，有的变化不止一个哦
。
(1)
(5)
(2)
(6)
(3)
(7)
(4)
(8)
)
43
(三) 课时作业属性表
序号 类型 对应课时 作业目标 对应学 难度 来源 完成时间
了解 理解 应用
1 连线题 1 √ 简单 原创 10 分钟
2 填空题 1 、2 √ 中等 改遍
3 填空题 1 、2 、3 √ 中等 原创
4 实验题 1 、4 √ 中等 改编
5 资料题 1 、4 √ 较难 原创
44
六、单元质量检测作业
(一) 单元质量检测作业内容
作业 1.竹炭制品很受消费者的欢迎，竹炭是竹子经过碳化处理过的多孔材 料，竹炭不具有的性质是 ( )
A．黑色固体 B．易溶于水 C．有吸附性 D．化学性质稳定
1.参考答案：B
2.时间要求：1-2 分钟
3.评价设计：
错选 B，不了解常见碳单质的构成；错选 C，不了解碳单质的化学性质，获 得者将碳单质的化学性质迁移联系到 C60 和碳纳米管两种物质上；错选 D，对原 子的构成概念有误解。
4.作业分析与设计意图：碳单质化学性质的迁移应用，丰富含碳单质的多样 性，并能将性质从一种物质归纳到一类物质上，培养学生迁移应用的能力和思路。
作业 2.物质的性质决定用途，下列性质与用途对应关系错误的是 ( )
A B C D
物质 氧气 氮气 活性炭 一氧化碳
性质 支持呼吸 熔沸点低 吸附性 还原
用途 医疗急救病人 做保护气 工业上给红糖脱色 工业炼铁的还原剂
1.参考答案：B
2.时间要求：1-2 分钟
3.评价设计：
错选 C，不了解活性炭的吸附性或不能将吸附性与红糖脱色结合起来。
4.作业分析与设计意图：加深对物质性质和用途之间相互关系的感知，复习
常见物质的性质。
作业 3．清华大学成功研制出一种纳米纤维催化剂，可将二氧化碳转化成液 体燃料甲醇，有利于实现“碳中和”目标。其微观示意图如图。下列说法错误的 是 ( )
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A．该反应中所有元素的化合价都发生变化
B．丁的化学式为 H2O
C．反应中甲、乙两种物质的质量比为 22：3
D．该反应的研究，有助于缓解温室效应
1.参考答案：B
2.时间要求：1-2 分钟
3.评价设计：
错选 A，不能正确构建分子，或计算化合价有误；错选 C，不能正确分析化 学反应中各分子的个数关系，不能有图示判断出正确的化学反应并计算；错选 D， 对“碳中和”的含义不理解。
4.作业分析与设计意图：结合“碳中和”的概念，融入含碳化合物之间的相
互转化，涉及到从分子结构示意图来认识物质，是本单元内容的迁移应用。
作业 4.下列关于碳和碳的氧化物知识网络图 (图中“→ ”表示转化关系，
“…”表示相互能反应) 说法错误的是 ( )
A．“C…CO2 ”的反应是放热反应
B．“CO→CO2 ”的反应类型为置换反应
C．“CO2 →CaCO3 ”的反应可用于检验二氧化碳
D．“CO2 H2CO3 ”的反应可用酚酞试剂验证
1.参考答案：B
2.时间要求：1-2 分钟
3.评价设计：
错选主要有两方面原因，一是不能正确分析出对应转化中所包含的所有的化 学反应方程式；二是不了解某个具体化学反应的信息。
4.作业分析与设计意图：巩固加深含碳化合物之间的相互转化关系，放在单 元作业设计中，对学生起到查漏补缺的作用，对教师起到教学监测的作用，帮助 学生进一步梳理含碳化合物之间的关联。
46
作业 5.思维模型的建构既方便问题的解决，又能促进深度学习。某同学对 解决“气密性检查”类问题建构的思维模型如下:构建封闭体系→改变压强→观 察现象→得出结论。下列装置气密性良好的是( )
① ② ③ ④
A.图①导气管放入水中，导管内液面低于烧杯内液面，或者手握试管，导管 口有气泡
B.图②关闭弹簧夹，从长颈漏斗加水至浸没下端后再加适量水，长颈漏斗内 液面与试管内液面相同
C.图③关闭分液漏斗活塞，向右拉动注射器活塞，松手后注射器活塞又弹回
D.图④长颈漏斗加水至浸没下端，从量气管加水，水准管内液面高于量气管 内液面
1.参考答案：C
2.时间要求：1-2 分钟
3.评价设计：
错选 A，对导管内压强分析有误；错选 B，不能正确分析加水后的压强关系； 错选 D，不能正确分析连通器内压强和加水的关系。
4.作业分析与设计意图：气密性检查一直以来是学生的一个难点，通过本题 中思维模型的建立，结合之前学习的气密性检查的方法，加深对气密性检查实质 的理解和分析。检测对气密性检查，装置中压强变化的理解。
作业 6 ．如图为 CO 还原 CuO“微型”实验装置(夹持仪器等略)， 已知：
HCOOH热酸 H2O＋CO ↑ 。下列说法错误的是( )
A．实验中所需 CO 可现制现用
B．此装置可节约用品，污染小，现象明显
C．此装置内空间较小，空气易排空，实验危险系数小
D．该实验中的现象为红色粉末变为黑色，澄清石灰水变浑浊
47
1.参考答案：D
2.时间要求：1-2 分钟
3.评价设计：
错选 A 不了解各类药品的保存措施，气体药品需要现制现用；错选 B、C， 不能从装置和药品的用量来进行微型实验设计的分析。
4.作业分析与设计意图：本题是一氧化碳还原氧化铜实验的改进装置，结合 改变的装置和情境，分析具体的实验问题。检测学生关于碳还原氧化铜装置及注 意事项的掌握，考查分析问题解决实验和迁移应用的能力。
作业 7．识物质通常从组成、结构、性质以及变化规律等角度进行研究，如
图是常见气体的实验室制备及性质探究，回答下列问题。
(1) 仪器名称：写出图 B 中 a 字母的仪器的名称 。
(2) 反应原理、发生和收集装置：
①实验室制取二氧化碳的化学方程式是 ，发 生装置和收集装置应选 (选填“A 至 E 字母”) ，若用F 装置收集二 氧化碳，二氧化碳应从 (选填“①” 、“②”) 端进入。
②甲烷是密度小于空气、难溶于水的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱 石灰的固体混合物制取甲烷。制取甲烷的发生装置和收集较纯净甲烷应选 (选填“A 至 E 字母”) 。
(3) 如图G 所示，在左右两个等体积的塑料瓶中，分别盛有等体积的滴有
紫色石蕊试液的水用两种方法收集满二氧化碳后，旋紧瓶盖振荡，则 ( )
A．左瓶没有任何变化，右瓶紫色石蕊试液变红
B．左右两瓶紫色石蕊试液均变红，两瓶都变瘪
C．左瓶变瘪，右瓶试液变红
D．左右两瓶紫色石蕊试液均变红，左瓶变瘪，右瓶外形不变
48
1.参考答案：
(1) 长颈漏斗；
(2) ①CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2 ↑ ；BD；①；②AC；
(3) D
2.时间要求：4-6 分钟
3.评价设计： (1) 易错写“颈”和漏字。
题号 前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(2) 无意义 或空白 答案 知道实验 室制取二 氧化碳的 方法 指导多种制 取二氧化碳 的方法，并能 选择对应的 装置 能比较不同制 取气体方法的 优劣，并将制取 气体的思路迁 移到其他物质 (
体
)能应用制取气体 的一般方法设计 实验制取新的气 。
(3) 无意义 或空白 答案 知道二氧 化碳的性 质 知道二氧化 碳的物理和 化学性质，并 能一一对应。 构建二氧化碳 化学性质的网 络，并能联系具 体实验问题 熟练掌握二氧化 碳的性质，能准确 解释实验现象，并 能在一般归纳的 基础上分析应用，
4.作业分析与设计意图：在具体问题探究中，归纳实验室制取气体的一般方 法并进行拓展，利用二氧化碳的性质开展拓展探究。检测对制取气体方法、二氧 化碳性质的深度认识，提升科学探究能力。
作业 8．我国“十四五”规划已经明确“2030 年前实现碳达峰”的目标。碳 达峰是指二氧化碳的排放达到峰值,不再增长。如图为自然界中 CO2 的循环图， 图中箭头指向表示产生(排放)或消耗 CO2 的途径。回答下列问题:
(1) 途径①需要消耗空气中的 。
(2)途径④通过光合作用吸收 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实验中，某研究小组在密封的容器 A 中充入足量 的含有同位素 14C 的 14CO2 ．随着时间的推移，
他们发现该植物的不同器官相继出现了同位
素 14C (如图，黑色部分表示检测到同位素 14C
的部位) ，一段时间后，研究小组在容器 A 外的空气中发现了 14CO2 ，请解释这 一现象 。
(5) 某年通不同途径产生或消耗碳量的相对值如下表所示:
途径 1 2 3 4 5 6 7
相对值 0.6 60 60 121.8 5.5 92 90
据表可知，这一年大气中碳量增加了_______ (用表中相对值计算)。为达成 “2030 年前实现碳达峰”的目标，下列措施不可行的是_______。
A.开发新能源 B.植树造林 C.禁止使用化石燃料
进一步分析上表回答:人口增多是否是大气中碳量增加的主要因素，并说明 理由__________________________________________。
1.参考答案：
(1) 氧气；
(2) 大于；
(3)该植物中含有了 14C 同位素的有机物通过呼吸作用被氧化分解为含有了 14C 的二氧化碳，并通过气孔被释放到周围的空气中
(4) 2.3；C；是，人口增多需要消耗更多的化石燃料，呼吸会产生二氧化碳。
2.时间要求：4-6 分钟
3.评价设计：
(1) 不能根据图示分析该过程是呼吸作用。
(2) 错在对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。
题号 前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(4) 无 意 义 或 空 白 答案 能 够 说 出 碳 中 和 及 碳 循 环 的 概念 知道碳中和碳 循环的具体内 容 能在题干中提取 有用的信息，结合 图 片 进 行 具 体 分 析 能将提取的信息 和已有知识整合 并能做到迁移应 用
(5) 无 意 义 或 空 白 能 够 阅 读 图 表 并 提 能够阅读图表 并获取有用信 将 植 物 光 作 用 吸 收 二 氧 化碳 与图 能够通过图片了 解燃烧煤炭会释
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答案 取信息 息，明确相对 值的意义 表信息相关联 放二氧化碳，推测 人口增长、工业发 展会导致二氧化 碳排放量增加
4.作业分析与设计意图：结合碳循环这一 自然问题，跨学科结合生物知识开 展具体问题的研究，培养分析问题和解决问题的能力，同时形成对社会、自然的 关切，培养人与自然和谐相处的意识。
作业 9．某兴趣小组在做完碳还原氧化铜实验后，进行了下图所示的探究：
i
【猜想】把氧化铜还原成铜的物质是：I．石墨棒；II．铝箔
【实验】用天平称量 1.5g 氧化铜粉末，直接用铝箔纸包裹。按上述操作步 骤实验，黑色粉末________，那么猜想Ⅱ不成立。
【结论】石墨棒能使氧化铜还原成铜，该反应的化学方程式为_________。
【改进】把石墨棒换成铝粉，重复上述操作，又获成功。那么，称取等量的 铝粉并进行同样的操作，其目的是________。
【拓展】
如果使用复印机的“碳粉”代替石墨棒还原氧化铜，效果更好。联想在空气 中灼热的铁丝不能燃烧，而铁粉能燃烧，其原因是________。
1. 参考答案：
[实验]不变红
[结论] C+2CuO高温2Cu+CO2 ↑
[改进]对比实验
[拓展]反应物的接触面积 (或物质形状) 影响反应速率 (或反应物间的接触面积
大，反应速率大)
2.时间要求：4-5 分钟
3.评价设计：
[实验]学生不能根据题目推断反应物颜色变化，应该分析猜想Ⅱ不成立，铝箔不
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能还原氧化铜粉末，黑色粉末不变红色，
[结论]石墨棒能使氧化铜还原成铜，根据质量守恒元素种类不变，还生成二氧化 碳。
[改进]学生不能根据题目意思写出对照实验，应分析把石墨棒换成铝粉，重复上 述操作，又获成功。那么，称取等量的铝粉并进行同样的操作，其目的是对比试 验。
[拓展]学生若不能利用所给信息，则不能答出反应物接触面积影响反应速率，空 气中灼热的铁丝不能燃烧，而铁粉能燃烧，其原因是反应物的接触面积 (或物质
形状) 影响反应速率 (或反应物间的接触面积大，反应速率大)
题号 前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(1) 无 意 义 或 空 白 答案 只能简单答 出颜色变化 能 够 根 据 猜 想 二 不 正 确 得 出 铝 箔 不 和 氧 化 铜 反 应，分析不变 红 能根据题目分析出 颜色变化情况，同 时能关联到如果反 应 应 该 是 什 么 现 象，方程式如何书 写 不仅能得出铝箔不和 氧化铜反应，还能够 根据碳和铝的性质相 似性推断铝会和氧化 铜反应，但是需要改 变条件
(2) 无 意 义 或 空 白 答案 能写出反应 物及生成物 的化学式， 但方程式写 不规范 能 根 据 提 示 信 息 写 出 反 应 物 生 成 物 化学式，并配 平 不仅能借助信息写 出正确方程式，而 且能根据质量守恒 检查方程式对错 不仅能够写出碳还原 氧化铜方程式， 同时 对碳还原与氧化铜类 似金属氧化物都可预 测推出。
(3) 无 意 义 或 空 白 答案 只能找出两 个反应不同 点，但是不 知道实验目 的 根 据 题 目 意 思 分 析 出 实 验 目 的 为 进 行对比 不仅能得出铝粉的 目的是对比试验， 同时理解对比实验 的重要性 在其他的实验探究中 也能够灵活科学的进 行对比实验
(4) 无 意 义 或 空 白 答案 只能写出反 应条件影响 反应发生 能 根 据 题 目 意 思 分 析 得 出 反 应 物 的 接触面积，影 响反应速率 能关联到常见反应 条件，如浓度，温 度，反应物接触面 积，催化化剂都能 影响反应速率 了解常见影响反应速 率因素，并且能够在 实际应用中通过所学 知识控制反应速率。
4.作业分析与设计意图：在学生兴趣实验的情境中，感受碳单质的用途，以 及化学对生活的巨大作用。同时在碳单质和铝粉还原氧化铜的对比实验中，感受 化学反应的殊途同归，以及实验设计中对比实验和反应条件在科学探究中的重要 性。感受化学之美，以及化学学科思维对同学们生活学习的影响。
作业 10.《天工开物》中记载了金属的冶炼技术。在锌的冶炼方法中，主
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要反应之一为 ZnO+COZn+CO2 。(1)若制得 65kgZn，计算参加反应的 ZnO
的质量 (写出计算过程及结果) 。 (2)若用木炭作为冶炼燃料，请写出可能生 成 CO 的化学反应方程式 。
1. 参考答案:
(1) 解：设参加反应氧化锌质量为x ZnO+COZn+CO2
81 65
X 65kg
x＝81kg
答：参加反应的 ZnO 的质量 81kg。
(2) 2C+O2 2CO (其它合理即可)
2.时间要求：4-5 分钟
3.评价设计：
题号 前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(1) 无 意 义 或 空 白 答案 能 根 据 化 学 反 应 方 程 式 进 行 计算 能准确分析出 计算式需要的 已知质量和未 知质量关系 能 结 合 正 确 的 化 学 反 应 进 行 准 确 计 算 结合正确反应准确计 算反应中多种物质之 间的质量关系，并能从 质量上对情境信息进 行多角度判断。
(2) 无 意 义 或 空 白 答案 能 写 出 生 成 一 氧 化 碳的反应 能根据碳和碳 的氧化物的化 学性质，写出 多个生成物为 一氧化碳的反 应 能 将 对 试 管 中 发 生 的 反 应进行分析， 并 写 出 正 确 的 反 应 方 程 式 能结合具体情境做出 准确科学的判断，并联 系有关实验多角度进 行解释。
4.作业分析与设计意图：结合具体问题情境，展开有意义的化学计算和实验 分析，培养学生在具体情境中应用化学知识解决实际问题的能力，建立科学、技 术与社会的联系，形成民族自豪感和责任感。
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(二) 单元质量检测作业属性表
序 号 类型 对应单元 学习目标 对应单元 作业目标 对应学 难度 来源 完成 时间
了解 理解 应用
1 选择题 1 、2 1 、2 √ 简单 原创 20— 30 分 钟
2 选择题 1 、2 、6 1 、2 √ 简单 原创
3 选择题 6 、7 、8 1 、4 √ 中等 原创
4 选择题 1 、2 、3、 6 1 √ 中等 改编
5 选择题 4 、5 3 √ 中等 改编
6 选择题 3 、5 1 、3 √ 中等 改编
7 填空题 4 、5 、6 2 、3 √ 中等 改编
8 填空题 3 、6 、7、 8 3 、4 √ 较难 改编
9 填空题 3 、5 1 、2 、3 √ 较难 改编
10 计算题 1 、3 、6 3 、4 √ 中等 改编
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