2.1 人类赖以生存的空气---2024-2025学年九年级化学沪教版（上海）第一学期

配套中学沪教版(上海) 人类赖以生存的空气 一、教材分析 本节内容是学生系统学习化学知识后，对身边熟悉物质 —— 空气的深入探究。从空气的组成成分入手，联系生活实际，阐述了氧气、氮气等主要成分的性质和用途，让学生认识到空气对于人类生存的重要性，同时也为后续学习氧气的制取、化学性质以及氧化还原反应等知识奠定基础，起到承上启下的作用。教材通过实验探究空气的成分，培养学生的科学探究能力和实证意识，使学生逐步掌握化学研究的基本方法，体现了化学学科的科学性和实用性。 二、教学目标 化学观念 形成 “空气是由多种成分组成的混合物” 的观念，理解各成分在生活、生产中的重要作用，认识物质的性质决定用途这一化学观念。 通过对空气成分的探究实验，建立从宏观现象到微观粒子的认识视角，理解化学变化的本质是分子破裂、原子重新组合，培养微粒观和变化观。 科学思维 通过分析拉瓦锡测定空气成分的实验原理和方法，学会运用逻辑推理、证据推理等科学思维方法，分析和解决化学问题，培养学生的批判性思维和创新思维能力。 能对空气成分探究实验中的数据和现象进行分析、归纳和总结，得出科学结论，提高学生的数据处理能力和归纳总结能力，形成科学的思维方式。 科学探究与实践 经历 “提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价” 等科学探究过程，掌握探究空气成分的实验方法和技能，培养学生的实验操作能力和科学探究精神。 能够运用所学知识和技能，设计简单的实验方案，探究空气中氧气含量的变化情况，以及其他气体成分的性质和用途，提高学生的实践能力和创新能力，培养学生的团队合作精神和科学态度。 科学态度与责任 通过了解空气成分与人类生活、生产的密切关系，认识到化学学科在改善人类生活、保护环境等方面的重要作用，培养学生关注社会、关心环境的责任感和使命感。 在科学探究和实践活动中，培养学生严谨、认真、实事求是的科学态度，以及勇于探索、敢于创新的科学精神，使学生树立正确的科学价值观和绿色化学观念。 三、教学重难点 教学重点 空气的组成成分及各成分的体积分数：这是认识空气本质的基础，通过实验探究和数据分析，让学生准确掌握空气中氧气、氮气、二氧化碳等主要成分的含量，为后续学习各成分的性质和用途提供依据。 测定空气中氧气含量的实验原理和方法：该实验是初中化学中的重要实验之一，不仅能帮助学生直观地了解空气中氧气的含量，还能培养学生的实验设计能力、操作能力和科学探究精神。理解实验原理，掌握实验操作步骤和注意事项，对于学生学习化学实验方法和培养科学素养具有重要意义。 教学难点 理解测定空气中氧气含量的实验原理：实验中涉及到的化学反应原理以及气体体积变化的关系较为抽象，学生需要从微观粒子的角度去理解红磷燃烧消耗氧气后，瓶内压强减小，从而导致水进入集气瓶的原理，这对学生的抽象思维能力提出了较高要求。 实验误差的分析：在实际实验操作中，由于各种因素的影响，实验结果往往会存在一定的误差。引导学生分析误差产生的原因，如红磷的量不足、装置气密性不好、未冷却至室温就打开止水夹等，需要学生具备综合分析问题的能力和严谨的科学思维，这对于学生来说是一个难点。同时，如何通过改进实验装置和方法来减小误差，也是培养学生创新思维和实践能力的关键所在。 四、教学过程 引入新课：展示神州五号宇宙飞船和太空拍摄的卫星照片，提问学生从图中发现了什么，引导学生关注环境问题，进而引出本节课的主题 —— 空气。 知识讲解： 大气的分层：通过投影展示大气的分层结构，向学生介绍对流层、平流层、中间层、电离层和外层，重点讲解对流层空气密度最大，各种天气现象均在对流层发生，平流层中的臭氧层能吸收太阳光线中的紫外线，保护地球上的一切生命体。 空气成分的探究：提问学生是否知道空气的主要成分有哪些以及体积各占多少，能否自己设计实验来探究空气中氧气的体积分数。为学生提供广口瓶、烧杯、水、燃烧匙、双孔塞、导管、红磷、酒精灯、火柴、弹簧夹等实验器材，让学生分组讨论实验的设计原理、装置草图、实验步骤和预期结果。在学生讨论后，邀请小组代表发言，分享他们的实验设计方案。对学生的方案进行点评和补充后，教师演示红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验，让学生观察红磷燃烧的现象，思考红磷燃烧消耗了什么气体，瓶内剩余气体是什么，烧杯内水为何会倒流入广口瓶，倒流入广口瓶的水占广口瓶容积的几分之几等问题。在学生回答问题的基础上，教师结合实验现象和原理，讲解空气中氧气约占空气体积的 1/5，氮气约占 4/5，还含有约 0.94% 的稀有气体、0.03% 的二氧化碳和 0.03% 的其他气体杂质。 氮气和稀有气体的性质和用途：请学生分享课前查阅的氮气和稀有气体的用途，然后教师通过 PPT 展示氮气的用途录像和稀有气体的用途图片，结合图片和录像内容，讲解氮气常温下化学性质不活泼，可用于填充灯泡延长寿命、食品包装防腐，一定条件下能与其它物质反应，可用于合成氨、制取硝酸、氮肥、炸药等；稀有气体常温下化学性质很稳定，在工业生产中可作保护气，通电能发出有色光，可用于电光源、测电笔、霓虹灯等，氦气密度比空气小，可用于填充气球、飞艇。 空气的污染：展示城市空气污染的图片和相关数据，如城市人口中每万人有 6 人死于空气污染，引发学生对空气污染问题的关注。播放空气污染产生的录像，让学生根据录像内容讨论空气的污染源和空气中污染物的种类，在学生讨论后，教师进行总结归纳，介绍人为的污染源包括工业污染源、农业污染源、燃料燃烧污染源等，大气污染物的种类有二氧化硫、一氧化碳、氮氧化合物、可吸入颗粒物等，同时介绍空气质量日报的相关知识，引导学生关注空气质量，养成自觉保护大气环境的良好习惯。 课堂小结：引导学生回顾本节课所学的内容，包括空气的成分、氮气和稀有气体的性质和用途、空气的污染等，让学生思考化学与生活的密切关系，以及保护环境的重要性。 五、板书设计 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$