活动

情景建构

教师活动

学生活动

设计意图

活动1：寻找含碳物质并分类

1、播放《如果碳元素消失5秒钟》的视频。

2、展示金刚石、石墨、碳纳米管、石墨烯、石墨炔、等物质的结构

【提问】碳元素对我们的地球来说有多重要呢？请同学们观看视频，并找出视频中含碳元素的物质，并在价类图上写出化学式。

【讲解】蛋白质、糖类、脂肪、DNA属于有机物，这是另一种分类方法，我们以后再学习。

【提问】炭黑、焦炭、活性炭为什么没有出现在价类图上？

【追问】为什么没有出现金刚石、石墨？

【展示、提问】他们放在价类图什么位置呢？是否属于同种物质，原因是什么？

【提问】你认为判断属于同种物质的重要依据是什么？

【观看】写出视频中所呈现的含碳物质的化学式，并进行小组交流，将视频中出现的含碳物质书写在价类图的对应位置

【回答】因为它们都属于混合物，只是主要成分为碳单质。

【回答】出现了。它们都属于碳单质，用元素符号C来表示。

【回答】都是碳单质。放在C₆₀同一位置。因为它们的碳原子排列方式不同，属于不同的碳单质。

【回答】组成和结构相同的物质是同一种物质

通过对视频、科技前沿等信息资源中含碳物质的寻找，促进学生较全面地认识物质种类，深化学生对“物质多样性”大概念的理解。通过从微观结构判断物质种类和完成价类图等活动，学生学会对物质从元素组成、元素化合价、物质构成等多角度进行分类的方法，巩固“物质的组成”大概念。

活动

情景建构

教师活动

学生活动

设计意图

活动2：验证碳单质中含有碳元素

活动3：验证含碳化合物中含有碳元素

活动4：选择验证物质中含有碳元素的实验装置

1、出示两支铅笔芯（石墨）。

2、将学生分成3组，每组提供装有酒精、装碳酸饮料的饮料瓶、装有鸡蛋壳的广口瓶各一件，并提供澄清石灰水、稀盐酸等必要的实验药品及器材。

【提问】如何设计实验证明石墨棒中含有碳元素？

【小结】同学们设计的实验方案大多是将石墨在氧气中点燃，将适量澄清石灰水倒入集气瓶中振荡。

【提问】该实验方案的可操作性如何？请验证。

【追问】请写出反应的化学方程式。

【小结】验证碳元素存在的原理是碳单质和氧气发生化学反应，生成二氧化碳，再由二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙，即溶液中出现浑浊来验证碳元素的存在。

【提问】根据碳单质的化学性质，你认为除了O₂可使碳单质变为CO₂，还有其他方式吗？

【小结】物质的性质决定物质的变化，所以考虑物质变化时一定要从物质性质入手，另外设计实验方案时还要考虑实验的可操作性，选择合适的装置。

【追问】请小结验证碳单质中含有碳元素的实验方法

【提问】根据上面所学的方法，思考如何证明酒精、碳酸饮料、鸡蛋壳中含有碳元素呢？请自主设计实验方案。并书写化学方程式。

【提问】如何证明CO中含有碳元素呢？有哪些方法？

【提问】能否将灼热的氧化铜放入盛于CO的集气瓶中呢？

【实验】将一根铜丝，在酒精灯上加热变黑后，立即插入盛有CO的集气瓶中，观察到铜丝又变成红色，多次操作后，再倒入少量澄清石灰水。观察到澄清石灰水变浑浊。

【追问】请总结验证物质中含有碳元素的方法。

【提问】除了在刚才的实验中我们使用的装置外，还可以使用哪些实验装置？

【活动】抽取部分设计的实验装置图进行投屏。

【师生小结】验证碳酸饮料中含碳元素的实验装置还可以用固液常温型发生装置A，也可以用加热型装置B来促进碳酸的分解；验证鸡蛋壳中含有碳元素的装置可以用微型实验装置C（在培养皿内的小槽中滴入 2 滴澄清石灰水，另一边放入几片碎鸡蛋壳，滴入几滴稀盐酸后，盖上盖子）；

【小组讨论】合作完成实验方案的设计。

【活动】小组讨论，合作分析，并进行实验。

【思考】书写化学方程式

【回答】还原氧化铜，利用碳单质的还原性，在高温条件下，它可以从CuO等金属氧化物中得到氧而变为二氧化碳。

【小结】将碳单质和氧气或氧化铜反应，生成二氧化碳，再由二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙，观察溶液中出现浑浊来验证碳元素的存在。

【活动】梳理含碳物质的类别和对应的化学性质，自主设计实验方案、自行进行实验、记录实验现象并完成实验报告。分小组交流（如表2所示），相互评价。

【回答】利用CO的可燃性，将CO点燃后，倒入澄清石灰水；或利用CO的还原性，将CO通过灼热的CuO，再将生成的气体通入澄清石灰水。

【回答】将一根铜丝，在酒精灯上加热变黑后，立即插入盛有CO的集气瓶中，多次操作后，再倒入少量澄清石灰

【小结】首先，梳理被检测物质的性质，其次，利用其化学性质，发生化学变化后，将其转化为 CO₂，最后利用 CO₂能使澄清石灰水变浑浊的特性来验证该物质中含有碳元素。

【活动】画出实验装置图，并展示交流。

【活动】引导根据实验目的反思实验装置的优缺点，总结装置选择的方法。

通过证明石墨（碳单质）中含有碳元素的实验设计活动，加深对物质性质决定变化的基本观念的认识，为后面含碳物质的转化做好铺垫。本活动师生一起设计C→CO2→CaCO3的实验方案，引导从得氧、失氧角度巩固氧化还原反应的知识，促进对物质的结构、性质和转化关系的理解，最终深化对“物质的化学变化”大概念的理解。

通过实验设计、实验操作、小组评价、师生讨论等，让在活动中进一步加深对物质性质和变化的理解，归纳并掌握验证碳元素存在的方法和一般思路。在该环节中，还从探究实验中较全面地分析物质的化学变化，体现“做中学”的教学理念，发展了“科学思维”的同时还提升了科学探究的核心素养。

通过开展实验操作活动，提升科学实践和实验操作的能力；通过实验装置的选择，提升的实验探究能力，真正地让“化学科学本质”大概念落地。另外，通过微型实验装置的设计，让践行绿色化学的思想，体现“创中学”的教学理念。化学学习离不开实际生活，通过生活中的实例，让感受到学有所用。

活动

情景建构

教师活动

学生活动

设计意图

活动5：探究二氧化碳的吸收方法

活动6：践行“双碳”理念

1、碳物质的转化

【提问】除了生活中含碳物质的转化外，我们自然界中的含碳物质也在昼夜不停地发生转化，同学们能想到自然界中含碳物质的变化吗？

【提问】除此之外，在这两个过程中二氧化碳还能与大气中的哪种气体实现转化呢，该循环对自然界有何意义呢？

【提问】自然界中除了植物的光合作用能吸收CO₂外，小组讨论、思考还有什么途径能吸收CO₂？

【提问】海洋是地球上最大的储水库，其储水量约占全球总储水量的96.5%，海水是不是可以大量吸收二氧化碳呢？

【提问】大家查阅教材判断CO₂是否可以无限制溶解在水中与水反应呢，如果大量吸收CO₂对海洋生物有怎样的影响呢？

【讲解】如果大气中排放大量二氧化碳，对大气、对海洋都会有怎样的影响呢？一起看来聆听气候会议中专家的解答。

【讲解】目前CO₂排放量很多，对自然生态系统、人类的生活环境产生极大的影响。习近平主席在2020年提出了“碳中和与碳达峰”理念，根据课前对该理念的了解，思考2020年后全球CO₂含量的走势

【提问】要解决CO₂排放问题，我们的宗旨是将CO₂转化为其他物质，你能设计出多少种二氧化碳的转化方法呢？试着用概念图的方式表示出来。

【提问】你们想到了用碱液吸收、植树造林等方法，还有其他更好的方法吗？咱一起看看科学家怎么做的，根据科学家的研究成果，来谈谈你们的感受。

【讲解】这就是我们今后要认识的CO₂捕捉与利用技术。

【回答】植物的光合作用，CO₂→C₆H₁₂O₆；植物的呼吸作用C₆H₁₂O₆→CO₂。

【回答】氧气。该循环的意义是维持大气中二氧化碳和氧气的相对平衡，使大气中各气体含量相对稳定。

【回答】海水吸收二氧化碳。

【回答】海水肯定能吸收很多，而且根据海水的量可推测它对 CO₂的吸收肯定能大大降低大气中CO₂的量。

【回答】在常温常压下，1 体积水中可溶解 1体积二氧化碳，大量的二氧化碳溶于水会导致海洋酸化，影响海洋生物的多样性。

【活动】阅读并思考，试着用作图法表示可能的变化，小组讨论思考的成果。

【回答】根据今天实验探索中所习得的物质间转化方法，用概念图的形式表示出来

【回答】将CO₂变为燃料油，变废为宝，还可以循环利用。我们可以将CO₂收集起来，然后再利用。

化学离不开生活，更离不开大自然，这个环节达到实现跨学科学习的目的，让感受到生物和化学在研究、探究自然中的价值，更重要的是引导能从内因和外因、量变与质变等方面较全面地分析物质的化学变化，还能用对立统一、联系发展和动态平衡的观点思考、分析化学反应，这是“科学思维”的核心内容，真正地让进行跨学科实践，促进大概念“化学与跨学科实践”的内化。

通过学习化学知识，认识并参与社会政治的决策，培养的社会责任感，通过化学与生活、自然的联系，实现学科融合，从而实践学科育人的理念。除此之外更重要的是让广视角地认识物质的变化及变化的条件，让体会解决环境问题的方法，最终提高“科学思维”的核心素养。