《碳的历程-碳中和》 单元作业设计

碳的历程--碳中和单元作业整体设计

安徽省中小学

单元作业整体

设计大赛

人民教育出版社（2012）九年级化学上册

《碳的历程一一碳中和》单元作业设计

设计学校：芜湖市第二十九中学

设计成员：董优华吕娜慈洁琳

设计学科：九年级化学设计时间:

2022年1月

1

碳的历程--碳中和单元作业整体设计

目录

01)【单元信息】、【单元内容及教材分析】.......................3

02【单元整体学习目标】、【课时学习目标】.....................4

03【单元课时作业目标】.......................................5

04【单元重组知识框架】.......................................6

05【单元作业整体设计思路】...................................7

【单元课时作业】

06第1课时碳单质............................................8

07第2课时碳的氧化物........................................13

08第3课时碳酸盐............................................17

09第4课时含碳的燃料.......................................22

【单元质量检测作业】碳的历程---碳中和....................27

【单元质量检测作业属性表1.............................................35

碳中和

CarbonNeutral

2

碳的历程--碳中和单元作业整体设计

碟中和

CarbonNeutral

《碳的历程一一碳中和》单元作业整体设计

【单元信息】IIIR收

学科年级学期教材版本单元名称

基本信息化学九年级第一人教版第六单元碳和碳的氧化物

学期第七单元燃料及其利用

单元组织方式匚自然单元■重0土单元

序号课时名称对应教材内容

课时信1碳单质6.1金刚石、石墨和Cm

息2碳的氧化物6.3二氧化碳和一氧化碳

3碳酸盐6.2二氧化碳制取的研究

4含碳的燃料7.2燃料的合理利用与开发

【单元内容及教材分析】本单元是继第二、四单元学习空气、氧气和水以后，学习的

又一个“元素及其化

合物知识”单元，学习含碳元素物质的性质、用途以及它们之间的衍变关系，这里既

是对前一阶段学习能力达成的检验一一需要全面运用前阶段学习所积累的化学知识

与技能，又是为后面学习酸和碱、盐和化肥等单元的内容打基础、做铺垫，具有承上

启下的地位。

本单元包括碳单质、碳的氧化物、碳酸盐及含碳的燃料的性质及用途四部分内

容，教材注重教学情景的创设和联系学生生活实际，体现出学化学是为了用化学；教

材内容紧密联系社会和高新科技，采用体验式学习和探究学习的方式，图文并茂，有

利于激发学生学习的兴趣。人类大量使用化石燃料等含碳的燃料，过量二氧化碳气体

的排放加剧了温室效应，对环境造成了影响。为了人类社会的可持续发展，我们必须

采取有效措施来减缓温室效应的危害。本单元以《碳的历程一一碳中和》为主题进行

重组，通过图片展示、科普阅读及活动与探究、调查研究等多种学习方式，能让学生

深切地意识到环境保护的重要性，加深对碳循环及碳中和，节能减排、低碳生活的理

解和应用。

【学习重点】

1.了解碳及碳的氧化物的性质；能掌握实验室制取二氧化碳的原理和装置。

2.能以发展的观点看待碳的单质，能理解物质的多样性。

3.能关注社会可持续发展和环境保护，理解“碳中和”的意义。

【学习难点】

1.探究实验室制取二氧化碳的药品、装置，掌握实验室制取气体的一般思路。

2.能通过比较归纳，较为系统地认识几种含碳物质之间的相互关系。

【学情分析】

本单元的学习是在学生具备了一定的化学基本概念和基本技能之后深入、细致

地研究具体的物质，内容紧密联系社会和高科技，可以冲淡学生在学习物质构成以及

元素符号、化学式、化学方程式等化学用语中产生的枯燥感。加之本单元实验内容丰

富，贴近学生生活实际、重视学科间的联系、注重探究能力的培养，可以有效地恢复

学生在第五单元学习中受到影响的学习化学的兴趣。

3

碳的历程--碳中和单元作业整体设计

【单元整体学习目标】

核心素养维度单元学习目标

通过碳的多种单质、氧化物、碳酸、碳酸钙的学习，丰富物

化学观念质多样性的认识；通过碳单质、碳的氧化物性质的比较与分

析，初步形成“结构决定性质”的化学观念。

通过二氧化碳制取的学习，形成研究“实验室制取气体”的

科学思维问题模型；通过碳和碳的氧化物的性质的系列实验，能依据

现象推导结论，逐步提升证据推理的意识和能力。

通过碳的还原性实验、二氧化碳与水反应的实验，学会能从

探究实践问题和假设出发，确定探究目的、设计探究方案，进行科学

探究。通过制取二氧化碳发生装置和收集装置的创新设计，

逐步提升创新意识。

通过学习化石燃料的使用对环境的影响，及二氧化碳风险和

防控的学习，能辩证地认识温室效应，增强环保意识；通过

科学态度与责任

一氧化碳的废气处理，养成实验绿色化的理念，增强社会责

任感。

【课时学习目标】重组单元课时和课时学习目标

掌握实验室制取二氧化碳的反应原理

和方法，知道二氧化碳的验证和验满方

碳

第3课时碳酸盐法；能设计出实验室制取CO?的简易装

中置，归纳实验室制取气体的一般方法和

和基本思路。

4

碳的历程--碳中和单元作业整体设计

【单元课时作业目标】

课时安排课时作业目标

1.了解金刚石和石墨的物理性质及用途。

2.通过比较学习，形成“物质的结构决定性质，性质决定用途”的

化学观念。

第1课时

碳单质3.掌握碳单质的化学性质，会书写相关的化学方程式。

4.能从最新的碳单质研究进展中分析其他碳单质的性质。

5.掌握碳与氧化铜反应的原理及注意事项、能根据实验装置推测

实验现象。

1.掌握CO?和CO重要的化学性质，了解其物理性质和用途，建立

“性质决定用途”的化学观念。

2.了解自然界的碳循环，知道物质间的相互转化及其对保护人类

生活与自然环境生态平衡的意义，能理解“碳中和”的意义。

第2课时碳

的氧化物

3.系统地认识几种含碳物质间的相互关系，能解答碳及其化合物

相关的综合问题。

4.能完成与CO2和CO性质相关的实验探究（实验现象表述、实验

数据、图像的分析与处理、掌握控制变量和对比实验的设计方法）

5.能完成实践活动：如调查与研究、创新实验设计、构建知识网络、

家庭小实验等等。

第3课时1.知道碳酸盐能与酸反应产生CO2气体，通过实验探究能选择合适

碳酸盐的药品制取CO?气体。初步学会实验室制取二氧化碳的原理、装置、

收集、检验。

2.能归纳出实验室制备气体的一般方法和基本思路。

3.能建构实验室制备气体的模型，推测制备其它气体的仪器和装

置。

4.能依据实验室制取气体的一般思路自主设计气体制取的发生装

置和收集装置，并进行知识迁移。

第4课时1.知道化石燃料是人类重要的能源，是不可再生的自然资源，了

含碳的燃料解化石燃料的燃烧对环境的影响。

2.了解乙醇等重要的清洁燃料，认识使用和开发清洁燃料的重要

性。知道选择使用不污染环境或污染小的燃料，增强环保意识和责

任担当。

3.能根据含碳的物质之间转化的化学方程式进行简单的计算，掌

握规范的计算格式。

5

碳的历程--碳中和单元作业整体设计

【单元作业整体设计思路】大概念统领下【单

元重组知识框架】如下：

大概念

:

学科大概念

核心t概念

1

核心内容

▲

核心观念

实例

6

碳的历程--碳中和单元作业整体设计

【单元作业整体设计思路】

依据国家教育部推行的“双减”政策要求，提高作业设计质量，切实减轻学生

的学业负担，提高教学效果和质量，我们进行了单元作业的整体设计。作业设计注重

层次性、实效性和趣味性，由浅入深，既注重基础知识的巩固，又注重学生能力的提

升。

碳元素是形成物质种类最多的元素，也是人类接触到最早的元素之一，碳是生命

之源，碳材料的使用对人类的文明和进步起了重要的作用。人类大量使用含碳的燃

料，加剧了温室效应，为了人类可持续发展，科学家提出了“碳中和”目标，我国政

府积极应对全球气候问题，提倡“节能减排”、“低碳生活”。2020年9月22日，

我国在第七十五届联合国大会上作出庄严承诺：“中国将采取更加有力的政策和措

施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”

所以本单元我以“碳的历程--一碳中和”为核心概念进行单元作业整体设计。以

“物质是由元素组成的，物质在一定的条件下可以发生转化，物质具有多样性”这一

大概念为统摄，按照大概念、学科大概念、核心概念、核心内容、核心观念、实例的

顺序整理出本次重组单元的知识框架。

本单元以“物质结构决定物质性质，物质性质决定用途”核心观念为主线，学习碳和碳

的化合物的性质及用途。构建的碳及其化合物间转化的知识网络，通过

【基础巩固】、【能力提升】、【拓展延伸】三块内容的设计，促进学生化学学科的核心素养的全

面协调发展。

【基础巩固】通过完成相关练习，巩固基础知识，掌握基本技能，突出教学重点内容，帮助学生形

成重要的化学观念，加深对知识的理解。

【能力提升】通过完成综合练习，培养学生分析、加工信息能力及运用所学知识解决实际问题的

能力，发展学生的科学思维能力，全面提升学生的化学学科核心素养。

【拓展延伸】通过【调查与研究】、【创新实验设计】、【家庭小实验】等实践性活动，

将课内知识延伸到课外，增强作业的趣味性，进一步发展学生的科学思维，增强学生的实践能力

和责任担当，提升学生科学探究能力和创新能力。

学习能力水平

AAl学习理解A2概括关联

BB1实践应用B2推论预测B3简单设计

CC1复杂推理C2系统探究C3迁移创新

7

碳的历程--碳中和单元作业整体设计

【单元课时作业】第1课时碳单质工.

•

学生信息

学校班级姓名学号

作业信息

学习内容课题1金刚石、石墨和C6。作业时间约14分

课本P106—111钟

作业类型■课时作业□单元作业口学期作业

作业功能□课前预习□课中练习■课后练习

作业设计

分层及目标作业内容参考答案/时间要求/评价设计作业分析设计意图

【基础巩固】（理解、关联）1.A1区分金刚

1.金刚石、石墨和Cg都是由碳元素组成的单质，下列关于考查碳单石、石墨

碳单质的叙述正确的是（）质的性质和Cg等性

A.都是黑色固体质的相同

B.一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化和差异。

C.碳原子的排列方式相同巩固基础

D.在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳知识。

参考答案：D

时间要求：1分钟

评价设计：错选A,认为碳都是黑色固体，不清楚金刚石

是无色的。错选B,物理变化和化学变化本质区别不清楚。

错选C,不了解这三种碳单质结构不同。

2.在丰富多彩的物质世界里，碳及其化合物占有重要地位2.A2

物质金刚石炭黑活性炭考查不同引导学生

©））碳单质的在学习物

®_结构、性质的时候

结构碳原子结构质、用途，关注物质

金刚石的转构石墨的结构建立“结结构、性

性质①一质软③一吸附性构-性质-质、用途

用途做玻璃刀碳素墨水，书净水剂用途”二的联系，

写档案长期者之间联建构学习

保存系物质的三

参考答案：硬度大；做铅笔芯；’塔温卜，碳日勺化学性质相用模型。

定；疏松多孔

时间要求：2分钟

评价设计：本题做错是没有掌握彳读单质的结构、性质、用

途之间的关系。需要了解金刚石是天然存在的最硬的物质

之一，可以用于划玻璃，做钻头1等；石墨质软，用于做铅

笔芯；金刚石与石墨碳原子排列,方式不同，物理性质差异

大。常温下，碳的化学性质稳定,用于做碳素墨水，书写

档案不褪色；活性炭有疏松多孔乡者构，使它有很好的吸附

性，可用于做净水剂。

8

碳的历程--碳中和单元作业整体设计

【能力提升】（综合、运用〉

3.碳原子是神奇的，既可构成世界上最软的矿物质石墨，3.B1学会从己

也能构成自然界中最坚硬的物质金刚石。2017年合成出由考查新型学过的碳

碳原子构成的另外一种新物质T一碳。T一碳是一种蓬松的碳单质和的性质推

碳材料，内部有很大的可利用空间，密度非常小（约为石墨其他碳单测新的碳

的2/3,金刚石的1/2）,具有很高的硬度。下列关于T—质的性质单质性

碳的说法中，不正确的是（）A.T—碳内部的可利用空间异同质，提升

为其作为储能材料提供可能B.相同体积的T-碳、石墨、金学生知识

刚石，质量最轻的是石墨C.T-碳、石墨、金刚石在氧气中迁移能

充分燃烧均生成二氧化碳D.T一碳、石墨、金刚石都属于碳力。

单质

参考答案：B时间

要求：1分钟

评价设计：不正确的是B,根据题目信息得知T一碳密度

非常小（约为石墨的2/3,金刚石的1/2）。其他正确。选错

答案是因为读题不仔细，获取信息能力不足，迁移能力

差。

4.【探究实验】某中学化学兴趣小组按照课本实验方法

（如图甲），做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察4.C2通过综

科

合

佥

箕

到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定综合考查

探

究

发

对这个实验进行探究和改进。木炭与氧殳

展

科

学

化铜实验启

思

维

，

相关内关

发

生

止水夹学

容。包括

注

中

验

实

化学方程出

现

的

意

式书写、外

现

象

，

实验现象提

生

高

学

表述、实解

题

决

问

验装置改能

培

力

。

养

学

进等分析精

科

（查阅资料）铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧神

实验探究会

和

社

的化合价为-2,碳的化合价为+4或-4责

能力。提

任

（猜想与假设），

升

科

学

“

（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜探

和

究

创

测它的化学式为（写出一种）。新

识

”

意

核

（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以素

心

及反应装置，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红养

色固体的情况。。

（分析与交流）

（1）小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为

这样建议的原因是。

（2）小周建议用图乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装

置中将试管直立放置的作用是—o

（3）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择

9

碳的历程--碳中和单元作业整体设计

_（填选项序号）的比例。

A32：3B40：3C48：3你认为小施这样选

择的理由是______________________

O

（实验与结论）同学们决定按改进后的方案进行实验，他

们在检查了乙装置的_________________________后，往试

管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水

刚出现浑浊时，_（填“可

以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。待反

应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，

让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是一

_____________________。待产物冷却后，同学们终于找到

了期待已久的紫红色的铜，请你写出该反应的化学方程

式：________________________o参考答案：（1）CuQ

（Cut、Cu?C）；（分析与交流）（1）使用颗粒更小的固体

反应物，可以增加表面积，有利于反应

的进行；（2）有利于集中加热，获得持续高温；（3）A；

（实验与结论）在选择氧化铜和碳的质量比例时要考虑到

氧气消耗的碳，不能按反应的比例选择，碳要稍多一些，

有利于反应充分进行；气密性；不能；空气会进入试

管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化；2CuO+C

2CU+C02t

时间要求：约5分钟

评价设计：

前结构单点结构多点结构关联结构

知道碳有还原在掌握课本理解碳还原氧

空白或性，了解课本实实验原理基化铜原理，能

无意义验注意事项，能础上能对知进行知识迁

写成化学式和相识进行迁移，改进实验

关化学方程式，移，能解释分析表达准确

知识迁移不够，改进实验原完整。综合思

改进实验分析表因，但表达维能力强。

达不准确。不完整。

【拓展延伸】（迁移、创新）

5.【实践性作业】【调查与研究】近几年来，科学家们一直5.C3将课内知

致力于碳单质的探索和研究，请你查找资料，发现碳单质最实践性作识延伸到

新的研究进展，谈一谈你感兴趣的地方，并写一份调查报告。业，让学r9/o

网址链接：石墨快生通过查发学生关

https://baike./item/%E7%9F%B3%E5%A2%A8%E7%资料认识注化学学

82%94/1254976?fr=aladdin化学科学科的发

预言的碳家族新丁的研究进展，理解

https:〃www.sohu.com/a/206570802286128展，体会化学学科

碳的多样价值，养

性，增强成科学态

10

碳的历程--碳中和单元作业整体设计

学习化学度，提升

碳家族成员

的兴趣，“科学精

.•(4.培养学生神和社会

..•i\4电,

•7H轨英'飞冷七•的合作、责任”核

实践、创心素养。

新等素

无定型被石墨金刚石T-碳养。

•・Y

富勒烯纳米管石墨烯石墨焕

时间要求：约5分钟

评价反馈

时□15分钟以内口15—20分钟口20分钟以上

间

学生评过□独立完成□同伴互助口请教师长

价程

你有什么收获或疑问？还想探究什么问题？

反

思

正确题数错误题数空白题数

分基础

析

巩固

教师评能力

价提升

拓展

延伸

辅

导

与

建

议

作业订

正

11

碳的历程--碳中和单元作业整体设计

【实践作业评价】5.【调查与研究】

评价内容A很好B一般C不合格

会查阅资料全面真实可靠。资料比较全面。资料不可信。

记录详细，内容有记录认真，有一定参无记录。

会记录价值、有创新。考价值。

能认真思考，寻找能提出相关问题，不不能提出相关问题，

会思考碳单质领域感兴趣是很感兴趣。没有感兴趣的点。

的点。

能和小组成员合能参与小组成员合作能参与小组成员活

会合作作，发言交流讨论交流讨论，发言不积动，但不发言，不交

积极，有明确观极。流。

点。

能较好完成一份图能书写一份调查报不能完成调查报告，

会展示文并茂的碳单质研告，但不够充实和丰简单表达几个研究进

究进展的小报告。富。展。

学生自我评价

与反思

（等级+评语）

小组成员评价

（等级+评语）

教师评价

（等级+评

语）

12

碳的历程--碳中和单元作业整体设计

【单元课时作业】第2课时碳的氧化物

co2

学生信息

学校班级姓名学号

作业信,

学习内容课题3二氧化碳和一氧化碳作业时间约14分钟

课本Pl17—122

作业类型■课时作业口单元作业口学期作业

作业功能口课前预习□课中练习■课后练习

作业设计

分层及目标作业内容参考答案/时间要求/评价设计作业分析设计意图

［基础明面（理解羲联5

1.下列实验设计不能达到目的是（）1.B2突出重点内

考查CO?容，提升科

的性质实学探究能力

和分析能

验，掌握

力。

物质性质

与用途的

ABCD

关系

A.证明二氧化碳能与水反应B.证明C02密度大于空气

C.证明CO?能使澄清石灰水变浑D.证明C0,能灭火参

考答案：A

时间要求：1分钟

评价设计：A实验瓶子变瘪，只能说明瓶中压强减小，

C02溶于水可以使压强减小，不能证明生成碳酸。其他选

项正确。选错答案是不理解实验本质要验证碳酸的产生。

2.A1

2.联合国气候变化公约《京都议定书》要求限制C0?等温室考查温室

理解化学

气体排放量，以控制日趋严重的温室效应。

效应相关学科价

⑴绿色植物通过作用吸收CO”通过作用

知识。碳值，感知

将CO?释放到大气中。循环、质人与自然

⑵科学家采取“组合转化”技术，将C0和H以一定比例

22量守恒应和谐、可持

混合，在一定条件下反应，生成一种重要的化工原料和水。

用、减缓续发展，增

请在括号中填写该化工原料的化学式：2c（X+6H=1（）

2温室效应强环保意

+4HQ

措施等。识。

⑶为了减慢大气中CO2含量的增加，以下建议可行的是（填

序号）。

①开发太阳能、水能、风能、地热等新能源；

②禁止使用煤、石油、天然气等矿物燃料；

③大量植树造林，禁止乱砍滥伐。参考答案：（1）

光合；呼吸（2）C2H,（3）①③时间要求：2分钟评

价设计：（1）做错是不理解光合作用吸收C6，呼吸作

用产生C02（2）化学式错误，不会根据质量守恒原理推

13

碳的历程--碳中和单元作业整体设计

导（3）错在漏选或多选，②禁止使用，用词不当，应该

是减少使用。

【能力提升】（综合、运用）

3.如图关于碳和碳的化合物知识网络图（图中“一”表3.Bl构建元素化

示转化关系）的说法不正确的是（）考查碳和合物知识网

A.“CO-CO」的反应只能通过燃烧实现碳的化合络，提升学

B.“C-CO”的反应中碳发生氧化反应物相互转生综合思维

C."COz-CaCO：，”的反应可用于检验coCaCO3化知识能力。

二氧化碳

D.”COz-HOV的反应可用石蕊试/

剂验证

参考答案：A7"

时间要求：3分钟CHiCOa

评价设计：A选项错，“CO~COJ的反应可以通过燃烧实

现，也可以通过还原氧化铜等实现。其他正确。错选其他

选项，对CO的还原性理解不够。

4.B2提升科学

考查CO探究能力

4.如图是CO与CuO反应的实验装置，下列关于该实验说

与CuO反及分析能

法正确的是（）

①玻璃管中黑色固体变成了红色co,Cu0“应的实验力，树立

环保意识

②CO被还原为C02一中沪』现象、原

③玻璃管中发生的反应为置换反应Xf理、反应和安全意

④既有效地防止了CO对空气的污^盥类型及注识。提升科

意事项学精神和社

染，又充分利用了能源会责任核心

A.①②B.①④C.②④D.③④参考答素养。

案：B

时初要求:2分钟

评价设计：错选A或C,不理解CO转化为CO?是氧化反

应；错选D,对CO与CuO反应方程式的类别不清楚，

反应物没有单质，置换反应概念不清。

【拓展延伸】（迁移、创新）5.C3

实

践

性作

5.【实践性作业】关注社会热