2.1空气组成的探究教学设计--2025-2026学年九年级化学仁爱科普版（2024）上册

该初中化学教学设计聚焦空气组成及红磷燃烧测定氧气含量实验，通过生活中空气的熟悉情境导入，结合科学史设疑并展示实验器材，搭建从生活经验到科学探究的学习支架，梳理空气组成与实验原理的知识脉络。 该资料以实验探究为核心亮点，通过红磷燃烧实验的现象分析和异常情况讨论培养科学思维，“成分与用途配对”活动渗透化学观念，结合科学史激发探究欲，提升学生实验分析与逻辑推理能力，为教师提供可操作的探究式教学范例。

教学设计 课程基本信息 学科 化学 年级 九年级 学期 秋季 课题 2.1空气组成的探究 教学目标 了解空气的组成：知道空气是由多种物质组成的混合物，明确空气中氧气约占总体积的五分之一，氮气约占78%，其余为稀有气体、二氧化碳及其他气体和杂质。 掌握测定空气中氧气含量的实验：理解红磷燃烧测定氧气含量的实验原理（消耗氧气导致压强变化）；知道实验的关键步骤（红磷点燃伸入、冷却后开夹等）及注意事项（红磷足量、装置气密性好等）。 认识空气主要成分的简单性质：了解氮气是无色无味、不支持燃烧也不供给呼吸的气体；知道稀有气体化学性质不活泼，具有稳定特性。 重难点 1. 教学重点 红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验原理、步骤及现象分析。 空气的主要组成成分及各成分的体积占比（氧气约21%、氮气约78%）。 2. 教学难点 突破“测定氧气含量实验原理的深度理解”难点，避免仅记忆实验现象而不理解本质，能清晰阐述“红磷燃烧消耗氧气→瓶内压强减小→水被压入集气瓶→进入水的体积等于氧气体积”的逻辑链，培养实验现象与微观变化的关联思维。 理解“实验注意事项与实验结果的关联性”，避免机械记忆注意事项，能结合压强变化原理，解释“装置漏气会导致结果偏小”“未冷却开夹会导致结果偏小”等问题，建立实验操作与结果准确性的因果认知。 教学过程 一、导入新课（5分钟） 师：同学们，我们每时每刻都在呼吸空气，它看不见、摸不着，却不可或缺。你有没有想过，空气到底是由一种物质组成，还是由多种物质混合而成的呢？18世纪的科学家们就曾为这个问题展开过大量探究。今天这节课，我们就沿着科学家的足迹，一起“探究空气的组成”。 学生活动：自由猜测“空气中可能含有哪些物质”，教师引导思考“如何通过实验证明空气不是单一物质”，展示提前准备的红磷、集气瓶等实验器材，激发探究兴趣。 设计意图：通过生活中熟悉的空气引入，结合科学史背景设疑，再以实验器材展示引发好奇心，自然引出本节课探究主题，明确学习方向。 二、新知探究（30分钟） 1. 测定空气中氧气含量的实验探究（18分钟） 师：我们通过红磷燃烧实验来探究空气中氧气的含量。（展示实验装置：集气瓶内装少量水，瓶内空气体积划分为五等份，连接橡胶塞、燃烧匙、导管和烧杯） 师：实验步骤：①在燃烧匙内放入足量红磷，点燃后迅速伸入集气瓶中并塞紧橡胶塞；②观察红磷燃烧现象；③待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹。 学生活动：分组观察实验现象，记录要点——红磷燃烧时产生大量白烟，放出热量；冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水沿导管进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的五分之一。 师：实验分析：红磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气，生成的五氧化二磷是固体，使瓶内压强减小，外界大气压将烧杯中的水压入集气瓶，进入水的体积就近似等于消耗氧气的体积。这说明空气中氧气约占总体积的五分之一。 师：实验注意事项：红磷必须足量（确保耗尽氧气）；装置气密性要好（防止空气进入或气体泄漏）；冷却至室温后再打开弹簧夹（避免温度过高导致压强差不准确）。 学生活动：“实验异常分析”——分组讨论“若实验中进入水的体积小于五分之一，可能的原因有哪些”，教师引导总结（红磷不足、装置漏气、未冷却就开夹等），强化对实验细节的理解。 设计意图：通过实验演示与分组观察，让学生直观感受实验现象；结合现象分析推导氧气含量，培养逻辑推理能力；再通过异常情况讨论，加深对实验注意事项的认知，培养严谨的实验态度。 2. 空气的组成成分（12分钟） 师：实验证明空气中含有氧气，那么剩下的五分之四体积的气体是什么呢？科学家通过进一步研究发现，空气中除了氧气，还含有氮气、稀有气体、二氧化碳、其他气体和杂质。 师：各成分体积占比：氮气约占78%，氧气约占21%，稀有气体约占0.94%，二氧化碳约占0.03%，其他气体和杂质约占0.03%。其中氮气和氧气是空气中的主要成分。 师：简单介绍主要成分性质：氮气是无色无味的气体，不支持燃烧，也不能供给呼吸，常用作保护气；稀有气体（如氦气、氖气）化学性质很不活泼，可用于制作霓虹灯、保护气等。 学生活动：“成分与用途配对”——分组将气体成分（氮气、稀有气体）与对应的用途（保护气、霓虹灯）进行配对，教师巡视指导，帮助学生建立成分与性质、用途的初步关联。 设计意图：在实验基础上拓展空气的完整组成，结合体积占比和成分性质介绍，让学生形成对空气组成的系统认知；通过配对活动，初步渗透“性质决定用途”的观念。 三、课堂小结（5分钟） 1. 知识回顾：师：今天我们通过红磷燃烧实验探究了空气的组成，知道空气中氧气约占总体积的五分之一；空气是由氮气（约78%）、氧气（约21%）、稀有气体等多种物质组成的混合物；还了解了氮气、稀有气体的一些简单性质和用途。 2. 方法梳理：师：探究物质组成时，可通过“消耗某种成分并测量其体积变化”的实验方法；分析实验时，要关注现象与结论的逻辑关系，同时重视实验注意事项对结果的影响。 3. 拓展延伸：师：课后大家可以查阅资料，了解“为什么不能用木炭代替红磷做测定空气中氧气含量的实验”，或者思考“空气中的稀有气体有哪些具体应用”，下次课分享你的发现！ 设计意图：梳理本节课核心知识和实验探究方法，引导学生课后拓展思考，培养自主学习与知识迁移能力，深化对空气组成的理解。 学科网（北京）股份有限公司 $