第二节 化学变化中的质量关系（教学设计）化学北京版2024九年级上册

该初中化学教学设计聚焦质量守恒定律及其微观实质、化学变化中各物质质量比核心知识点，通过蜡烛燃烧、铁生锈等生活实例导入，衔接前序化学变化定性认知，为后续化学方程式书写与计算奠基，引导学生从定性到定量视角探究化学变化。 资料以实验探究为特色，设计铁钉与硫酸铜反应、碳酸钠与盐酸敞口及密闭对比实验，结合微观原子层面分析，培养科学探究与实践能力及化学观念，帮助学生构建宏微联系，提升科学思维，便于教师实施探究式教学，助力学生深化对定律的理解与应用。

第二节 化学变化中的质量关系 一、知识目标 1. 了解质量守恒定律及其内容；了解化学反应遵循质量守恒定律的原因； 2. 知道如何设计实验验证质量守恒定律； 3. 掌握化学反应中各物质的质量比等于微粒个数与相对分子质量（或相对原子质量）乘积之比。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：学生能从宏观层面精准描述化学变化前后物质总质量的表象，又能从微观粒子视角阐释质量守恒的本质，构建宏微结合观念。 2.科学探究与创新意识：通过设计并实施验证质量守恒定律的实验，完整历经科学探究流程，强化提出问题、设计方案与动手实操能力。 3.科学态度与社会责任：秉持严谨、实事求是的科学态度开展质量实验，如实记录现象与数据，正视实验误差。 4.变化观念与平衡思想：认识化学变化中物质质量虽有转化但总量恒定，理解反应条件对质量守恒过程的影响，形成动态变化认知。 一、教学重点 质量守恒定律的宏观和微观内容。 二、教学难点 化学反应中各物质的质量比等于微粒个数与相对分子质量（或相对原子质量）乘积之比。 本节教学内容源于新课标北京版（2024年版）初中化学九年级上册第五章《再识化学变化》第二节《化学变化中的质量关系》。本部分内容是化学学科定量研究的核心内容，既衔接前序对化学变化的定性认知，又为后续化学方程式书写、计算奠定理论基础。教材以“问题驱动-实验探究-理论建构-应用拓展”为逻辑主线。开篇通过蜡烛燃烧、铁生锈等生活实例设问，引发学生对反应前后质量关系的思考；随后选择无气体参与以及铁钉与硫酸铜溶液反应作为核心探究实验，辅以有气体参与的对比实验，引导学生理解实验装置选择的关键（密闭环境）；结合拉瓦锡等科学家的史实，从宏观现象过渡到微观原子层面（原子种类、数目、质量不变），揭示质量守恒定律本质，并明确“化学反应、质量、参加、总和”四大关键词。教材还重点突破“化学变化中各物质质量比”难点，通过氧化汞分解实验数据及微观示意图，推导质量比与微粒个数、相对分子（原子）质量的关系。习题设计梯度分明，涵盖概念辨析、数据计算、图像分析，强化对定律的理解与应用，符合九年级学生从具象到抽象的认知规律。 本节课的教学对象为九年级学生，已具备基础化学认知，此前通过“认识化学变化”章节，掌握了化学变化的基本特征（有新物质生成、伴随能量变化），能书写简单反应表达式，且具备初步实验观察与操作能力，为学习质量守恒定律奠定定性认知基础。但学生存在明显认知难点：其一，易将“质量守恒”与“体积守恒”混淆，可能因蜡烛燃烧后质量减小、铁生锈后质量增加等现象，质疑质量守恒规律；其二，对微观层面（原子种类、数目、质量不变）解释宏观质量关系的逻辑链理解困难；其三，计算“化学反应中各物质质量比”时，易忽略“微粒个数与相对分子（原子）质量乘积”的关键条件，直接用物质质量简单比值计算。此外，学生虽能完成基础实验操作，但设计密闭装置验证有气体参与/生成的反应时，缺乏系统思维，需教师通过对比实验引导，帮助其建立“实验装置与实验目的匹配”的认知，逐步实现从具象观察到抽象规律的认知跨越。 教学环节一 新课导入 【导入】同学们，通过前面的学习，我们已学会了从宏微角度认识化学变化，也学会了从定性的角度认识化学变化，今天我们将从定量这一新的角度来再次认识化学变化，即在产生新物质时，反应物的质量总和与生成物的质量总和相比较，存在什么联系？ 【学生回答】相等、大于或小于。 【讲解】很棒的猜测！针对这一问题，古今中外思想家和哲学家都做了大量的思考和研究，我们这节课用实验来探究一下化学反应前后质量的关系。 设计意图 引导学生从定性过渡到定量的视角研究化学变化。通过质量守恒定律的发现史创设问题情境，诱导学生思考，激发学生的探究欲。 教学环节二 质量守恒定律 【讲解】观察这些已知的化学反应，要探究化学反应的物质质量关系，你会选择上述哪些反应，为什么？其它反应如果用于探究物质质量关系，需要注意什么？ 化学反应 是否能用于探究质量关系 红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷 高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气 过氧化氢（溶液）分解生成水和氧气 铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁 水在通电时可以生成氢气和氧气 氢氧化钠（溶液）和硫酸铜（溶液）反应生成氢氧化铜（沉淀）和硫酸钠（溶液） 铁和硫酸铜（溶液）反应生成铜和硫酸亚铁（溶液） 碳酸钠粉末与盐酸（溶液）反应生成二氧化碳气体 【学生回答】选择（6）（7），因为没有气体参加反应或生成，便于称量反应前后的质量。有气体参加或生成的反应要注意在密闭环境下进行。 【讲解】回答的很棒！我们再进行一个实验——铁钉和硫酸铜溶液的反应。大家观察一下实验现象，以及反应前后的质量有什么变化。 【学生回答】铁钉表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色。化学反应前后，质量不变。 【提问】那未参加反应的铁钉和硫酸铜会对实验结果造成影响吗？我们来分析一下反应前后体系质量。 【学生回答】反应前体系的总质量包括：锥形瓶、铁钉、硫酸铜溶液、小试管；反应后体系的总质量包括：锥形瓶、未反应完的铁钉、未反应完的硫酸铜溶液、小试管、生成的铁、生成的硫酸亚铁溶液。 【追问】我们把反应前后未参加反应的物质删掉，能得到什么结论？ 【学生回答】参加反应的铁和硫酸铜的质量总和，等于反应后生成的铜和硫酸亚铁的质量总和。 【提问】思路特别清晰！这个实验可以采用敞口的烧杯作为反应装置吗？为什么？ 【学生回答】可以，因为无气体参加反应，也没有气体产生。 【追问】如果选用碳酸钠与盐酸反应，实验装置应如何设计？ 【学生回答】因为碳酸钠和稀盐酸反应会放出二氧化碳气体，应在密闭环境下进行。 【讲解】我们再来看两个实验：铜与氧气反应前后质量的测定；红磷燃烧实验前后质量的测定。结合这三个实验，我们能得到怎样的结论？ 【学生回答】参加化学反应的各物质质量总和，等于反应后生成的各物质质量总和。 【讲解】参加化学反应的各物质质量总和，等于反应后生成的各物质质量总和，这个规律叫作质量守恒定律。有几个关键词：（1）化学反应：质量守恒定律只解释化学变化，不解释物理变化；（2）质量：只强调“质量”不包括“体积”；（3）参加：反应物剩余除外，催化剂质量除外；（4）总和：有气体参加反应或生成气体不能漏掉。 【讲解】这是我们从宏观角度分析质量守恒定律，那为什么发生化学反应前后，各物质的质量总和相等呢？我们从微观角度上，再探质量守恒定律。 【提问】观看视频以及图片，以氢气的燃烧为例，分析此反应中分子、原子的种类、数目和质量的变化情况。 【学生回答】化学反应前后原子的种类、数目、质量都不变。 【讲解】同学们回答的真棒！没错，这就是质量守恒定律的微观实质，即化学反应前后原子的种类、数目、质量都不变，所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。 【提问】下列哪些描述在化学变化中一定发生了改变？哪些描述一定没有改变？ 原子的质量、元素的质量、物质的总质量、原子的种类、元素的种类、原子的数目、元素化合价、物质的种类、分子的种类、物质的总体积、分子的数目 【学生回答】元素种类、元素质量、物质总质量、原子种类、原子质量、原子数目一定不变；物质种类、分子种类一定改变；元素化合价、分子数目可能改变。 【追问】那为什么蜡烛燃烧后质量变小，铁生锈后质量增加？ 【学生回答】因为蜡烛燃烧产生二氧化碳逸散到空气中了，铁生锈消耗了空气中的氧气和水蒸气。 设计意图 学生通过动手参与实验探究质量守恒定律，体验探究活动的乐趣，进一步形成合作学习的习惯。初步学会控制条件进行定量实验研究，分析实验现象，获取证明质量守恒定律的证据。分析过程中，剔除掉复杂的语言文字赘述，利用一目了然的图形与文字结合，加深了学生对质量守恒定律内容的理解。 教学环节三 化学变化中各物质的质量比 【讲解】1774 年，拉瓦锡用精确的定量实验研究了氧化汞分解反应中各物质的质量关系。观察上述化学变化中的数据，并结合用天平测量出的各物质的质量，思考参加反应的物质与生成物之间存在哪些定量关系？ 【学生回答】从上述几组实验来看，反应物和生成物的比值是固定的。HgO：Hg：O2=434：402：32。 【讲解】我们再看一下氢气燃烧的微观示意图，根据图像，你能得到哪些信息？ 【学生回答】化学反应的实质是分子分成原子，原子结合形成新的分子；化学反应前后，原子种类、数目、质量不变。 【讲解】化学反应前后原子的种类、数目、质量都不变。所以，化学反应前后各物质的质量总和必然相等。化学反应中各物质的质量比等于微粒个数与相对分子质量（或相对原子质量）的积之比。 设计意图 了解了质量守恒定律的微观本质，学会整合资源，归纳化学变化中的“变”与“不变”，发展守恒观。 第二节 化学变化中的质量关系 一、质量守恒定律 1、定义：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和 2、验证：密闭环境 3、微观实质：原子种类、数目、质量不变 二、化学变化中各物质的质量比 化学反应中各物质的质量比等于微粒个数与相对分子质量（或相对原子质量）的积之比。 1．请用质量守恒定律揭穿这些骗局。 2．质量守恒定律是人类探索世界的伟大发现之一、下列认识不正确的是（　　） A．质量守恒定律只适用于化学变化，不能用来解释物理变化 B．化学反应前后分子的种类、数目一定都发生改变 C．通过化学变化，只能改变世界上物质的种类，不能改变物质的总质量 D．化学反应前后原子的种类、数目一定不发生改变 3．化学反应前后肯定没有变化的是（　　） ①原子数目 ②分子数目 ③原子种类 ④物质种类 ⑤元素种类 ⑥物质总质量 A．①②④⑤ B．①②⑥ C．③④ D．①③⑤⑥ 4．密闭容器中只有甲、乙、丁三种物质，在一定条件下发生了一个化学反应，容器中丙质量随甲、乙、丁的质量变化情况如图所示。下列说法错误的是（　　） A．可能是该反应的催化剂 B．a＝8 C．乙、丙参加反应的质量之比为2：3 D．当甲为5g时，容器中乙和丁的质量之比为1：2 5．一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质反应前后的质量关系如表所示。 下列说法中错误的是（　　） A．x＝7 B．丙可能是该反应的催化剂 C．该反应属于化合反应 D．反应中甲和丁的质量比是9：8 本课时围绕质量守恒定律展开教学，基本达成预设目标，但仍有优化空间。成功之处在于：以蜡烛燃烧、铁生锈等生活现象导入，快速激活学生已有认知；通过铁钉与硫酸铜反应的分组实验，让学生直观感知“反应前后质量不变”，再对比碳酸钠与盐酸的敞口、密闭实验，突破“气体参与/生成时需密闭装置”的难点；结合微观示意图与科学家史实，帮助学生构建“宏观现象-微观本质”的逻辑关联，加深对定律内涵的理解。不足主要体现在两方面：一是“化学变化中各物质质量比”的推导环节，部分学生对“微粒个数与相对分子质量乘积”的逻辑理解较慢，仅靠课堂例题练习难以完全消化；二是习题讲解侧重答案推导，未充分引导学生分析错误原因，如部分学生混淆“参加反应的物质质量”与“物质总质量”，未得到针对性纠正。后续教学需调整：针对质量比计算设计分层练习，搭配微观模拟动画辅助理解；习题讲解增加错误案例分析，引导学生结合定律关键词排查问题，提升知识应用能力。 / 学科网（北京）股份有限公司 $