第二节 水分子的变化 第2课时（教学设计）化学鲁教版2024九年级上册

第二节 水分子的变化 第2课时 水的合成 一、知识目标 1.能准确描述氢气燃烧的实验现象，规范书写氢气燃烧反应的文字表达式，理解水合成的微观本质及化合反应“多变一”的特征，能区分化合反应与分解反应。 2.理解分子与原子的根本区别，掌握化学反应的实质是分子分解成原子，原子重新组合成新分子。 3. 了解氢气的性质、用途，知道氢能源的优点以及现阶段无法普及的原因。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：通过对氢气燃烧实验的观察，从宏观现象入手，探析氢气燃烧反应的微观本质，理解化学变化中分子和原子的变化。 2.证据推理与模型认知：通过实验观察、球棍模型操作及小组讨论等活动，经历现象分析→归纳结论的探究过程，提升实验观察、微观想象及辩证分析与合作交流的能力。 3.科学探究与创新意识：树立严谨的实验安全意识，辩证看待氢能源的优势与挑战，认识化学对解决能源环境问题的价值，增强社会责任感。 一、教学重点 1.氢气燃烧实验现象与结论，氢气验纯的必要性和实验操作方法。 2.氢气燃烧的文字表达式、微观实质；分子与原子的区别及化学反应的实质。 3.认识氢能作为清洁能源的潜力，激发环保与创新意识。 二、教学难点 1.解氢气燃烧的微观实质；区分化合反应与分解反应。 2.认识氢能源现阶段无法普及的原因。 本本节教学内容出自鲁教版2024年版九年级化学上册第三单元《探秘水世界》第二节《水分子的变化》第2课时《水的合成》。本单元以水为载体，引导学生从化学的视角认识物质的变化和性质。而水的合成这一课时，是在学生学习了水的分解基础上，进一步探究水的形成过程，对于完善学生对水的认识体系具有重要意义。 它不仅是对前一课时知识的深化和拓展，也为后续学习其他化学反应和物质性质奠定基础。 教材通过实验探究氢气燃烧的现象和产物，引出水的合成这一化学反应，并详细介绍了氢气的性质和用途。同时，借助微观示意图，帮助学生理解氢气燃烧的微观实质，揭示化学变化的本质。 此外，教材还引导学生辩证看待氢能源的优势与挑战，体现了化学与社会、环境的紧密联系，培养学生的社会责任感和科学价值观。 教学对象是九年级的学生，经过一段时间的化学学习，他们已经具备了一定的化学基础知识和实验技能，对化学实验充满兴趣，具有较强的好奇心和求知欲。在学习水的分解后，学生对化学反应有了初步的认识，但对于化学反应的微观本质理解还不够深入。 在思维方面，九年级学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，需要借助直观的实验现象和微观模型来理解抽象的化学概念和原理。在学习水的合成过程中，学生可能对氢气燃烧的实验现象和微观实质存在理解困难，需要教师引导他们进行观察、分析和推理。 此外，学生在之前的学习中已经接触过一些物质的性质和用途，但对于氢能源这一新型能源的认识还比较有限。在教学过程中，教师应结合生活实际，引导学生了解氢能源的优势和挑战，培养学生的科学态度和社会责任感。同时，要关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与课堂讨论和实验探究，提高学生的学习积极性和主动性。 教学环节一 新课导入 【创设情境】同学们，在开始今天的课程之前，老师先给大家播放一段视频。（播放一段氢能源汽车行驶的视频，视频中可以清晰看到氢能源车排气管中出现透明液体）。 【问题】大家刚刚看到的视频中的汽车是氢能源汽车，截至2025年上半年，全国氢燃料电池汽车保有量超过3万辆，较2024年底有所提升。那老师想问大家，氢气为什么能做能源呢？视频中氢能源车排气管中出现的透明液体是什么呢？ 【学生思考】观看图片、视频，思考老师提出的问题，积极参与讨论。 【问题】我们之前学过电解水的实验，知道水电解能产生氢气和氧气。那现在反过来想，氢气和空气中的氧气发生反应，反应的结果是不是还能生成水呢？如何用实验来证明这个猜想呢？带着这些问题，我们走进今天的学习——水的合成。 设计意图 1.关联生活热点，建立知识与社会的联系：通过 2025 年氢燃料电池汽车保有量等现实数据，将氢气这一化学物质与能源社会热点结合，让学生感知化学与生活的密切关联。 2.设置悬念问题，激发探究欲望：以 “氢能源车排气管透明液体是什么”“氢气为何能做能源” 等问题引发好奇，促使学生主动思考氢气的性质及反应产物，为后续学习铺垫。 3.自然过渡课题，明确学习方向：从氢气的能源应用切入，顺利引出水的合成主题，让学生带着解决实际问题的目标进入新知识学习，提升学习针对性。 教学环节二实验探究氢气燃烧 活动一：氢气燃烧实验 【问题】从电解水的实验中我们看到，氢气可以被点燃。这是氢气和空气中的氧气发生了化学反应，反应的结果是不是还能生成水呢？如何用实验来证明你的猜想？ 【学生思考】可以通过实验得出结论来验证。 【讲解】进行演示实验并讲解实验步骤及注意事项：在空气中点燃纯净的氢气（在点燃氢气前，一定要检验其纯度），并在火焰上方罩一只冷而干燥的烧杯，观察现象，然后用手轻轻触摸烧杯。强调实验安全注意事项，如点燃氢气前必须验纯等。 【学生思考】仔细观察实验现象，记录现象。 【问题】引导学生描述所观察到的现象，提问：如何描述你所观察到的现象？ 【学生思考】纯净的氢气在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色，烧杯内壁凝结有水雾，用手触摸烧杯，烧杯发烫 设计意图 1.培养实验观察与操作规范，提升科学探究能力：通过观察氢气燃烧现象、使用冷而干燥烧杯检验产物等操作，训练学生精准描述实验现象（如淡蓝色火焰、水雾、发烫）的能力，掌握科学探究的基本方法。 2.强化实验安全意识，树立严谨科学态度：强调点燃前必须验纯及验纯方法，结合氢气爆炸极限知识，让学生认识化学实验的危险性，培养规范操作的严谨态度。 3.引导现象分析，经历观察 - 推理的探究过程：通过为何用冷而干燥烧杯、触摸发烫体现什么等讨论，引导学生从现象（水雾、放热）推理本质（生成水、放热反应），体验科学探究的逻辑链条。 活动二：氢气燃烧实验结论 【问题】引导学生总结实验结论，提问：通过氢气燃烧实验，我们能够得到哪些结论？ 【学生思考】思考并回答，如氢气燃烧生成水，水由氢元素和氧元素组成；氢气具有可燃性，燃烧时生成淡蓝色火焰等。 【问题】总结学生的回答，强调实验结论的准确性和完整性。提出问题并要求学生小组讨论： 1.点燃氢气为什么要验纯？2.为什么要用冷而干燥的烧杯？3.触摸烧杯发烫说明该反应有何能量变化？ 【学生思考】学生小组讨论并得出初步答案：氢气不纯易爆炸所以要验纯，用干而冷的烧杯是为了便于观察且排除干扰，触摸烧杯发烫说明该反应放热。 【讲解】肯定学生的回答并进行补充：当氢气与空气或氧气混合达到一定比例（爆炸极限）时，遇明火会发生爆炸，因此点燃氢气前必须检验其纯度。冷而干燥的烧杯若替换为温热烧杯或潮湿烧杯，对“水雾生成”的观察会产生干扰，无法得出正确的实验结论。触摸烧杯发烫，说明氢气燃烧生成水的反应释放出热量，属于放热反应。这一现象体现了化学变化中 “物质转化伴随能量转化” 的本质。 设计意图 1.整合实验现象，形成系统结论：将分散的现象（火焰颜色、产物、能量变化）归纳为生成水、具有可燃性、放热反应等结论，帮助学生建立现象与本质的联系，形成完整认知。 2.深化对水组成的认识，巩固元素观：从氢气燃烧生成水推理出水由氢、氧元素组成，强化化学反应前后元素种类不变的核心观念，巩固物质组成的元素视角。 3.揭示化学变化中的能量转化，完善知识体系：通过烧杯发烫明确反应放热，让学生理解化学变化不仅有物质转化，还伴随能量转化，丰富对化学变化本质的认识。 活动三：文字表达式与化合反应 【问题】我们学习过电解水实验的文字表达式，你能不能仿照写出氢气燃烧这一反应的文字表达式？ 【学生思考】思考并尝试进行书写，同桌之间相互展示纠错。 【讲解】氢气燃烧实验的文字表达式，介绍反应物、生成物和反应条件，引出化合反应的概念，强调化合反应“多变一”的特点。 【学生思考】互相进行检查和修改，理解氢气燃烧实验的文字表达式，掌握化合反应的概念和特点。 【问题】举例说明化合反应和分解反应的区别，让学生判断一些化学反应属于哪种类型，加深学生对化合反应的理解。 【学生思考】积极参与判断练习，进一步区分化合反应和分解反应。 设计意图 1.规范化学用语表达，强化符号表征能力：学习氢气点燃的文字表达式，掌握反应物、生成物、反应条件的书写规范，培养用化学语言描述反应的能力。 2.明确化合反应多变一特征，构建反应类型认知：通过氢气燃烧反应实例，归纳两种或以上物质生成一种物质的化合反应定义，帮助学生建立化学反应分类的框架。 3.对比分解反应，形成分类思维：通过与一变多的分解反应对比，让学生理解两种反应类型的本质区别，提升对化学反应的分类辨析能力。 【对应训练1】关于如图所示两个实验，下列说法正确的是 A．在图1中，氢气与氧气的质量比约为2：1 B．在图1中，点燃a气体前需要检验其纯度 C．在图1中，与玻璃管b相连的是电源的负极 D．在图2中，氢气在空气中燃烧产生黄色火焰 【答案】B 【详解】A、电解水实验中，与电源正极相连的一端产生氧气，与电源负极相连的一端产生氢气，产生氢气与氧气的体积比约为2:1，则在图1中，a管产生的气体较多，b管产生的气体较少，则a、b管中产生的气体分别为氢气、氧气，其体积比约为2:1，不是质量比，说法错误； B、由A选项分析可知，在图1中，a管中产生的气体为氢气，氢气具有可燃性，与空气混合遇明火易发生爆炸，因此在点燃氢气前需要检验其纯度，说法正确； C、由A选项分析可知，在图1中，a、b管中产生的气体分别为氢气、氧气，根据“正氧负氢”可知，与玻璃管b相连的是电源的正极，说法错误； D、在图2中，氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，说法错误。 故选B。 【对应训练2】下列化学反应中，既不属于化合反应也不属于分解反应的是 A．钠+氯气 氯化钠 B．二氧化碳+碳一氧化碳 C．碳酸氢钠碳酸钠+二氧化碳+水 D．丙烷+氧气 二氧化碳+水 【答案】D 【详解】A、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意，故A错误； B、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意，故B错误； C、该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意，故C错误； D、该反应既不符合“多变一”的特点，也不符合“一变多”的特点，因此该反应既不属于化合反应也不属于分解反应，符合题意，故D正确。 故选D。 教学环节三 氢气燃烧的微观实质 活动四：氢气燃烧的微观实质 【引入】我们已经知道了氢气燃烧的实验现象和结论，那从微观角度来看，氢气燃烧时氢分子和氧分子发生了怎样的变化呢？下面我们通过微观示意图来探究氢气燃烧的微观实质。 【问题】展示氢气燃烧的微观示意图，提出问题，引导学生思考从微观示意图中氢分子和氧分子、氢原子和氧原子分别发生了怎样的变化。 【学生思考】观察微观示意图，思考教师的问题，小组内进行讨论交流，尝试描述微观粒子的变化过程。 【问题】巡视各小组讨论情况，适时给予指导和启发。然后请小组代表发言，总结小组讨论结果。 【学生思考】小组代表发言，其他小组可以进行补充和质疑，共同完善对微观变化的认识。 【讲解】氢气燃烧的微观实质，即在点燃的条件下，氢分子和氧分子被破坏，分成氢原子和氧原子，每两个氢原子和一个氧原子重新组合构成一个水分子，许多水分子聚集在一起形成水。强调化学变化中分子可分，原子不可分，原子是化学变化中的最小微粒，化学反应的实质是分子分解分成原子，原子重新组合成新分子。 【学生活动】认真聆听教师总结，理解氢气燃烧的微观实质和化学变化的本质。 设计意图 1.搭建宏观现象与微观本质的桥梁，培养微观想象能力：借助氢分子、氧分子分解为原子，再重新组合成水分子的微观示意图，帮助学生将氢气燃烧生成水的宏观现象与微观粒子运动联系起来，突破抽象概念理解难点。 2.揭示化学变化中分子可分、原子不可分的本质，深化微粒观：通过分析分子破裂、原子重新组合的过程，明确原子是化学变化中最小微粒，让学生形成化学变化的实质是原子重新组合的核心认知。 3.理解化学反应的微观机制，巩固微粒运动观念：通过模型分析，让学生认识到化学反应中微粒的运动（分解、组合）是物质变化的根本原因，强化物质由微粒构成且不断运动的基本观念。 活动五：探讨氢能源的优缺点 【讲解】介绍氢气在生活中的重要用途，如用于氢燃料电池汽车、航空航天燃料、金属局部焊接或切割、医疗领域、炼铁等。然后引导学生思考氢气是未来最理想能源的原因，总结氢能源的优点。 【学生思考】认真聆听教师介绍，积极思考并回答氢能源的优点，如来源广、热值高、无污染等。 【问题】提出问题，让学生思考氢气这么理想的能源为什么现阶段无法普及，引导学生分析氢能源存在的不足。 【学生思考】小组讨论，分析氢能源现阶段无法普及的原因，如难制取、难储存、难运输等。然后各小组代表发言，分享小组讨论结果。 【讲解】总结学生的讨论结果，介绍目前氢能源发展的现状和前景，氢气燃烧只生成水，无污染，是一种非常环保的清洁能源，用于氢燃料电池汽车等。氢气热值高，还用作航空航天的燃料 。鼓励学生关注科技发展，为解决能源问题贡献自己的力量。 【学生思考】聆听教师总结，了解氢能源的发展趋势，增强社会责任感。 设计意图 1.辩证分析氢能源，培养全面看待事物的思维：从来源广、热值高、无污染的优点与难制取、难储存、难运输的缺点对比，引导学生辩证看待物质的用途，避免片面认知。 2.认识化学在能源问题中的价值，增强社会责任感：结合氢能源对碳中和、环境保护的意义，让学生理解化学技术对解决能源环境问题的作用，激发关注社会发展的责任感。 3.关注技术挑战，激发科学探究与创新意识：通过绿氢制备、新型储氢材料等未来展望，让学生了解科技突破对氢能源普及的意义，鼓励其思考如何通过化学创新解决现实难题。 【对应训练1】有关分子、原子的说法正确的是 A．分子是保持物质性质的最小微粒 B．原子是化学变化中的最小微粒 C．化学变化中分子、原子均可分 D．分子质量一定大于原子质量 【答案】B 【详解】A、由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小微粒，不能保持物理性质，故选项说法错误； B、化学变化的实质是分子分成原子，原子重新组合成新的分子，在化学变化中分子可以再分而原子不能再分，原子是化学变化中的最小微粒，故选项说法正确； C、化学变化的实质是分子分成原子，原子重新组合成新的分子，化学变化中分子可以再分，原子不能再分，故选项说法错误； D、分子和原子不能笼统的比较大小，分子的质量不一定比原子的质量大，故选项说法错误。 故选：B。 【对应训练2】臭氧是一种常见的消毒剂。对氧气无声放电可获得臭氧，实验装置和反应的微观示意图如图所示。下列说法错误的是 A．图2乙中的粒子均可保持物质的化学性质 B．图2甲表示的是纯净物，丙表示的是混合物 C．由图2知分子在化学反应中可以再分 D．该反应既不是化合反应也不是分解反应 【答案】A 【详解】A、图2乙中包括氧分子和氧原子，由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子，则图2乙中的氧原子不能保持物质的化学性质，故A符合题意； B、图2甲中只含有氧分子，表示的是纯净物；丙中含有氧分子和臭氧分子，表示的是混合物，故B不符合题意； C、化学变化的实质是分子分成原子、原子重新组合成新分子，该反应说明分子在化学变化中可再分，故C不符合题意； D、对氧气无声放电可获得臭氧，反应物和生成物均只有一种，该反应既不是化合反应也不是分解反应，故D不符合题意。 故选A。 第三单元 探秘水世界 第二节 水分子的变化 第2课时 水的合成 / 学科网（北京）股份有限公司 一、实验探究氢气燃烧 1.实验现象 o纯净氢气在空气中安静燃烧，火焰呈淡蓝色 o烧杯内壁凝结有水雾 o用手触摸烧杯，烧杯发烫 2.实验结论 o氢气具有可燃性，燃烧生成水 o水由氢元素和氧元素组成 o该反应为放热反应 3.文字表达式：， 4.化合反应 o定义：由两种或两种以上物质生成一种物质的反应 o特点：多变一 二、氢气燃烧的微观实质 1.微观变化 o氢分子和氧分子被破坏，分成氢原子和氧原子 o每两个氢原子和一个氧原子重新组合构成一个水分子，许多水分子聚集形成水 2.化学变化实质 o分子分解分成原子，原子重新组合成新分子 3.分子与原子区别 o化学变化中，分子可分，原子不可分，原子是化学变化中的最小微粒 三、氢气作为能源 1.优点 o来源广o热值高o无污染 2.现阶段无法普及原因 o难制取o难储存o难运输 1.下列有关氢气性质、用途的描述，错误的是（　　） A．氢气是无色、无臭、难溶于水的气体，密度比空气小 B．氢气在空气中燃烧，产生蓝色火焰 C．点燃氢气前一定要检验其纯度 D．氢气燃烧后的产物是水，不污染空气，它是理想的清洁、高能燃料 【答案】B 【详解】A、氢气是无色、无臭、难溶于水的气体，密度比空气小，故A描述正确； B、氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，故B描述错误； C、由于氢气与空气（或氧气）的混合气体在点燃时易发生爆炸，所以，点燃氢气前一定要检验其纯度，故C描述正确； D、氢气燃烧后的产物是水，不污染空气，它是理想的清洁、高能燃料，故D描述正确。 故选B。 2.用“”和“”分别代表两种不同物质的分子，它们在一定条件下能发生化学反应，其反应的微观示意图如图。请回答下列问题。 (1)如图所表示的物质中，属于混合物的是 (填“甲”“乙”或“丙”)。 (2)该反应的基本反应类型为 。 (3)依据此图从微观角度揭示化学反应的本质是 。 【答案】(1)丙 (2)化合反应 (3)分子分为原子，原子又重新结合成新的分子 【详解】（1）由图可知，甲中只含有一种分子为纯净物，乙中也只含有一种分子为纯净物，丙中含有两种不同分子属于混合物，故填：丙； （2）反应表示甲图所示微粒与乙图所示微粒反应，生成丙图中新微粒，其中有一个甲图所示微粒分子未反应，反应是由两种物质反应生成一种物质，故填：化合反应； （3）从微观示意图可知，反应过程中原子未变，分子改变，故填：化学反应中分子分成原子，原子重新组合成新分子（其他合理答案均可）。 在本节课的教学中，围绕水的合成这一核心内容，通过实验探究与微观分析相结合的方式展开教学，整体达成了预设的知识目标与能力目标，但也存在一些需要改进的细节。 从教学过程来看，氢气燃烧实验的演示有效激发了学生的探究兴趣。在引导学生观察实验现象时，通过提问氢气燃烧的火焰颜色、烧杯内壁变化及触摸感受等问题，帮助学生逐步梳理实验现象，进而总结出氢气燃烧生成水且放热的结论，这一环节学生参与度较高，多数能准确描述现象并推导结论。结合球棍模型讲解微观实质时，学生能直观理解氢分子、氧分子破裂为原子后重新组合成水分子的过程，对化学变化中分子可分、原子不可分的特点有了较清晰的认识。 不过，教学中也暴露出一些问题。在讲解化合反应概念时，虽然通过氢气燃烧的实例引出 “多变一” 的特征，但部分学生对化合反应与分解反应的区分仍不够清晰，说明在对比分析环节的引导不够深入。此外，氢气验纯的重要性强调不足，虽然演示了验纯操作，但未充分结合爆炸极限的原理让学生理解验纯的必要性，可能导致学生仅记住操作步骤而忽视安全本质。 在能力培养方面，小组讨论氢气作为能源的优势与挑战时，部分学生未能充分参与，发言集中在少数积极分子，如何调动全体学生的思维活跃度仍需探索。对氢能源未来前景的探讨虽拓展了学生视野，但与化学知识的结合不够紧密，未能深入分析其与水的合成反应的关联。 时间分配上，微观实质讲解耗时略长，导致后续练习巩固环节时间紧张，部分学生未能及时通过习题检验知识掌握情况。实验环节中，由于担心安全问题，未让学生自主操作，一定程度上限制了学生动手能力的锻炼。 后续教学中，需加强概念对比教学，通过更多实例帮助学生区分不同反应类型；增加学生自主实验的机会，在确保安全的前提下让学生亲身体验；优化时间分配，确保各环节衔接紧凑；设计更具层次性的问题，引导不同层次学生参与讨论，提升课堂整体效率。 $$