2.1 空气的组成（第二课时）教学设计----2025-2026学年九年级化学沪教版（2024）上册

本文围绕“怎样学习化学（第一课时）”展开，核心知识点为空气的组成、测定氧气含量实验及混合物与纯净物概念。承接化学基础，为后续化学学习奠基。通过实验操作与分析，培养科学探究与实践、化学思维与方法等核心素养。 该设计亮点在于以生活实例引入，激发学生兴趣。从学生层面，提升实验动手与分析能力；从教师层面，提供清晰授课思路；从课堂效果看，强化互动，有效突破教学难点。

怎样学习化学（第一课时） 教学目标 科学探究与实践：通过实验设计与操作，如测定空气中氧气含量的实验，培养学生的实验动手能力、观察能力和分析解决问题的能力。引导学生在实验中思考、改进实验方案，提升其实践创新能力。 化学思维与方法：帮助学生构建 “空气是混合物” 的化学观念，学会从定量角度分析空气的组成。通过对实验数据的处理和分析，培养学生的逻辑思维能力，使其掌握科学研究物质组成的方法。 科学态度与责任：让学生认识到空气对生命活动的重要性，了解空气污染的危害，增强学生保护环境、关注空气质量的社会责任感，培养其严谨认真的科学态度。 化学观念：学生能够准确说出空气的主要成分及体积分数，熟练掌握测定空气中氧气含量的实验原理、装置及操作。理解混合物和纯净物的概念，并能准确区分常见的物质类别。 重点难点 深入理解空气的主要成分及各成分的体积分数。 熟练掌握测定空气中氧气含量的实验原理、现象及结论。 准确把握混合物与纯净物的概念，并能进行实例判断。 课前预习任务 查阅资料，了解拉瓦锡测定空气成分的实验过程，思考该实验的创新之处以及对后续研究空气组成的重要意义。 观察生活中的物质，列举出 5 种你认为是混合物的物质和 5 种你认为是纯净物的物质，并简单说明判断依据。 复习上节课学习的氧气的性质，思考在测定空气中氧气含量的实验中，利用了氧气的哪些性质。 教学内容 备注 课程导入 教师活动：展示一些与空气相关的图片，如美丽的蓝天、人们在户外呼吸新鲜空气、工厂烟囱排放废气等场景，引导学生思考空气与我们生活的密切关系。提问：“同学们，我们每时每刻都在呼吸空气，那你们知道空气是由什么组成的吗？它对我们的生活有哪些重要作用呢？” 让学生自由发言，分享他们对空气的已有认识。 学生活动：认真观看图片，积极思考问题，踊跃发言，有的学生回答空气里有氧气，能让人呼吸；有的学生说空气里有氮气等，但对于具体成分及含量不太清楚。 空气的发现史 教师活动：利用多媒体课件，详细介绍空气发现的历程。古代，人们对空气的认识比较模糊，认为空气是一种单一的物质。17 世纪，拉瓦锡通过著名的汞加热实验，得出空气是由氧气和氮气组成的结论。他将汞放在密闭容器中加热，发现一部分汞变成了红色粉末（氧化汞），同时容器内空气的体积减少了约 1/5。他又将生成的氧化汞加热分解，得到了汞和氧气，且氧气的体积恰好等于原来减少的空气体积。现代，随着科学技术的不断发展，人们对空气的组成有了更深入的了解，发现空气中还含有稀有气体、二氧化碳、水蒸气等其他成分。引导学生思考：拉瓦锡的实验对我们认识空气的组成有什么启示？让学生体会科学探究的重要性和科学方法的运用。 学生活动：认真观看课件展示，倾听教师讲解，积极思考拉瓦锡实验的原理和意义，小组内进行讨论交流，派代表发言。有小组代表说拉瓦锡的实验很巧妙，通过定量的方法确定了空气的成分，让我们对空气的认识更准确了；还有代表说科学探究需要不断尝试和创新，像拉瓦锡这样通过精心设计实验才能得出正确结论。 空气的组成 教师活动：介绍空气的主要成分。氮气（N₂），体积分数约为 78%，是空气中含量最多的气体。它是一种无色、无味、难溶于水的气体，化学性质不活泼。通过举例，如食品包装中充入氮气以延长保质期，说明氮气可作为保护气。氧气（O₂），体积分数约为 21%。氧气是一种无色、无味、不易溶于水的气体，化学性质比较活泼，能支持燃烧，供给呼吸。举例医疗急救中用到氧气，炼钢、气焊等也需要氧气支持燃烧。稀有气体，体积分数约为 0.94%，包括氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）等。稀有气体无色、无味，化学性质很不活泼，曾被称为 “惰性气体”。可制成多种用途的电光源，如霓虹灯、航标灯等，还可用于激光技术、医疗麻醉等。二氧化碳（CO₂），体积分数约为 0.03%。二氧化碳是一种无色、无味、能溶于水的气体，其固体叫干冰，升华时吸收大量的热，可用于人工降雨、生产碳酸饮料等。其他气体和杂质，体积分数约为 0.03%，如氢气（H₂）、臭氧（O₃）、甲烷（CH₄）、水蒸气等。 学生活动：认真听讲，做好笔记，结合生活实例理解各成分的性质和用途，积极回答教师提出的问题，如举例说明氧气在生活中的其他用途，思考稀有气体用于电光源是利用了它的什么性质等。 测定空气中氧气含量的实验 教师活动：展示测定空气中氧气含量的实验装置，包括集气瓶、燃烧匙、导管、止水夹、烧杯等。详细讲解实验原理：利用红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷固体，使容器内气体压强减小，在外界大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积即为消耗氧气的体积。强调实验步骤：检查装置气密性；在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为 5 等份；用弹簧夹夹紧胶皮管；点燃红磷后，立即伸入集气瓶内并把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹。进行实验演示，在演示过程中提醒学生注意观察红磷燃烧的现象、集气瓶内水面的变化情况。实验结束后，提问学生观察到的实验现象。 学生活动：仔细观察实验装置和教师的操作步骤，认真记录实验现象。红磷燃烧时产生大量白烟，放出热量，待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水沿导管进入集气瓶，约占集气瓶内空气体积的 1/5。学生思考并回答教师提出的问题，分析实验现象得出氧气约占空气体积 1/5 的结论。 实验误差分析 教师活动：引导学生思考实验过程中可能导致误差的因素。如红磷量不足，会使氧气不能完全被消耗，导致测得氧气的体积分数偏小；装置漏气，外界空气会进入集气瓶，使进入集气瓶的水的体积减少，测得氧气的体积分数偏小；未等到冷却到室温就打开止水夹，集气瓶内气体温度较高，压强较大，会使进入集气瓶的水的体积减少，测得氧气的体积分数偏小等。组织学生进行小组讨论，分析误差原因，并派代表发言。 学生活动：积极参与小组讨论，认真分析误差原因，各小组代表发言阐述本小组讨论的结果。有的小组说如果红磷量不足，燃烧时就不能把集气瓶里的氧气都消耗掉，水进入集气瓶的量就少，测出来的氧气含量就偏低；还有小组提到装置漏气的话，空气会跑进去，也会让水进入得少，影响实验结果。 混合物和纯净物 教师活动：讲解混合物和纯净物的概念。混合物是由两种或多种物质混合而成的物质，没有固定的组成，各成分保持各自的性质，如空气、海水、碘酒、合金等。纯净物是由一种物质组成的物质，有固定的组成和性质，可用化学符号表示，如氧气（O₂）、水（H₂O）、二氧化碳（CO₂）等。通过举例对比，让学生判断一些常见物质属于混合物还是纯净物，如矿泉水、纯净水、石灰水、碳酸氢铵、氮气等。引导学生从微观角度理解混合物和纯净物的区别，混合物由多种分子或原子构成，纯净物由一种分子或原子构成。 学生活动：认真听讲，理解混合物和纯净物的概念，积极参与物质类别的判断，与同桌交流自己的想法，回答教师提出的问题，进一步加深对概念的理解。如学生回答矿泉水含有水和多种矿物质，是混合物；纯净水只含有水一种物质，是纯净物。 课堂总结 教师活动：与学生一起回顾本节课的重点内容，包括空气的组成成分及体积分数、测定空气中氧气含量的实验原理和误差分析、混合物和纯净物的概念。强调本节课的重点和难点，如实验结果的分析及误差原因、混合物和纯净物的区分方法等，帮助学生梳理知识体系，加深记忆。布置课后作业，如完成课本相关练习题，查阅资料了解空气污染的现状及防治措施。 学生活动：跟随教师的思路回顾本节课内容，认真记录重点知识，明确课后作业要求。 选择题：空气中含量最多且化学性质不活泼的气体是（ ） A. 氧气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体 答案：B 解析：空气中氮气的体积分数约为 78%，含量最多，且氮气化学性质不活泼，常用作保护气。氧气化学性质比较活泼，二氧化碳和稀有气体在空气中含量不是最多的。所以选 B。 选择题：下列物质中，属于纯净物的是（ ） A. 洁净的空气 B. 水泥砂浆 C. 液氮 D. 汽水 答案：C 解析：洁净的空气含有氮气、氧气等多种物质，是混合物；水泥砂浆含有水泥、沙子等多种成分，是混合物；液氮是液态的氮气，只含有一种物质，是纯净物；汽水含有水、二氧化碳等多种物质，是混合物。所以选 C。 简答题：在测定空气中氧气含量的实验中，如果实验结果偏小，可能的原因有哪些？（至少答出两点） 答案：红磷量不足；装置漏气；未等到冷却到室温就打开止水夹等。 解析：红磷量不足，氧气不能完全被消耗，导致进入集气瓶的水的体积减少，实验结果偏小；装置漏气，外界空气进入集气瓶，会使进入集气瓶的水的体积减少，实验结果偏小；未等到冷却到室温就打开止水夹，集气瓶内气体温度较高，压强较大，会使进入集气瓶的水的体积减少，实验结果偏小。 填空题：空气中能使澄清石灰水变浑浊的气体是（ ），该气体约占空气体积的（ ）。 答案：二氧化碳；0.03% 解析：二氧化碳能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，使石灰水变浑浊，二氧化碳在空气中的体积分数约为 0.03%。 ( 第 1 页 共 1 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$