第五单元课题1质量守恒定律教学设计-2025-2026学年九年级化学人教版(2024)上册
2025-10-17
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摘要:
该初中化学教学设计核心围绕质量守恒定律,课堂导入以赤壁之火、蜡烛燃烧等生活现象及化学史素材,衔接物质化学变化的定性认知与定量研究,搭建“现象疑问-历史探究-实验验证”的学习支架。
特色在于史实验融合与微观探析,通过波义尔、拉瓦锡等科学家探究史培养科学态度,分组实验(铜与氧气、铁与硫酸铜)及密闭容器对比实验发展科学探究能力,结合氢气燃烧微观模拟阐释原子守恒,助力学生形成“宏观-微观-符号”思维,为教师提供重难点突出、素养导向的教学范例。
内容正文:
第五单元课题1质量守恒定律教学设计
教学目标
1. 通过对化学反应中反应物与生成物质量的测定,使学生理解质量守恒定律。
2. 理解质量守恒定律的宏观表现和微观本质,认识到在一切化学反应中,反应前后原子的种类、数目、总质量没有增减。
3. 初步培养学生定量研究问题的能力和分析推理等思维能力。
教学内容
教学重点:
1. 质量守恒定律的定义和理解。
2. 质量守恒定律的微观含义。
教学难点:
1. 质量守恒定律的应用。
2. 定量实验的研究方法。
教学过程
一、新课导入
教师:“遥想公瑾当年,小乔初嫁了。雄姿英发,羽扇纶巾,谈笑间,樯橹灰飞烟灭。”赤壁之火,使曹军百万雄师,化为灰烬。满江的人和船怎么就成了一堆(摊手)灰呢?对比生活中见到的蜡烛燃烧后变短、酒精燃烧后无影无踪,你是不是也会产生疑问,难道化学变化中隐藏着什么密码吗?物质从这个世界上消失了吗?
学生思考。
揭示课题,板书:质量守恒定律。
教师:在之前的学习中,我们知道物质发生化学变化时,一定有新物质生成。如红磷与氧气化合生成五氧化二磷,电解水产生氢气和氧气。在这些变化中,反应物和生成物之间存在什么关系?科学家们很早就关注了这个问题,他们在不断的实验中,意识到需要在定性研究的基础上,进一步从定量的角度认识化学变化的规律。
二、质量守恒定律的发现史
教师:最早追溯到古希腊时期的哲学家泰勒斯,他在思考世界本原时认为物质是个循环过程,生生灭灭,反反复复,无休止地循环着。我国中唐时期的炼丹家陈少微、金陵子等,他们在回收汞时这么描述:令武火飞之半日,灵汞即出,分毫不欠。说明炼丹术上也体现了物质守恒定律的定量研究。到了1673年,英国化学家波义尔用铜、铁、铅、锡等金属做了定量燃烧试验,发现燃烧后金属的质量增加。1756年,俄国化学家罗蒙诺索夫在密闭容器中重做了波义尔的实验,实验发现,无论是用铅还是铁,反应前后质量都不发生改变。至此,统治物理化学领域几个世纪的“燃素说”才宣告破产,具有划时代意义的伟大定律“物质不灭定律”诞生了。但他的这一发现,在当时并没有得到人们应有的重视。18世纪70年代,法国化学家拉瓦锡借助天平,对大量化学反应进行了较为精密的定量研究。他将45份质量的氧化汞加热分解,恰好得到41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气,证实了反应前后各物质的质量总和没有改变,彻底推翻了“燃素说”,掀起了一场化学革命。
教师:历史了解到这,同学们,你们心中对于物质在发生化学反应生成新物质时,参加反应的物质的质量总和,与生成物的质量总和之间的关系,有设想答案了吗?
学生思考答案,各抒己见。
三、实验探究质量守恒定律
学生认识方案一和方案二,进行分组实验。
方案一:学生总结实验现象,解释实验原因。
教师:过对比,我们发现,在这个实验中,氧气和参加反应的铜粉反应,生成了氧化铜,且氧气的质量和参加反应的铜粉的质量之和等于生成的氧化铜的质量。由此,我们可以得出结论: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。
方案二:学生总结实验现象,解释实验原因。
教师:经过对比,我们发现,在方案二这个实验中,铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,且参加反应的铁钉的质量和参加反应的硫酸铜的质量之和等于生成的铜和硫酸亚铁的质量之和。
教师总结:事实上,经过大量实验证明,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。这个规律就叫做质量守恒定律。怎么样同学们,这个定律和你设想的答案一样吗?
学生回答。
教师:质量守恒定律是化学中非常重要的一条定律,它里面包含的许多信息需要我们注意。
首先,质量守恒定律只适用于化学反应,也就是化学变化中的质量守恒,不能用于物理变化。比如将2g水加热,蒸发为2g水蒸汽,这一变化前后质量相等,但这一过程是物理变化,不能说他遵守质量守恒定律。
第二,质量守恒定律只强调质量的守恒,不包括体积、能量等其他方面的守恒。比如36g的水通电分解为氢气和氧气,产生的氢气和氧气的质量总和一定是36g,但反应后氢气与氧气的体积总和与反应前的水的体积却不相等。
第三,质量守恒定律强调参加化学反应的物质质量。未参加化学反应的物质质量不能计算在内,也不能将催化剂视为反应物。比如我们知道碳在氧气中燃烧生成二氧化碳,但设想一下,1克碳和1000克氧气生成二氧化碳的质量不会是1001克吗?在这个反应中,显然氧气是过量的,所以计算二氧化碳时应该用实际参加反应的氧气质量。又比如,34克的过氧化氢,加入1克的二氧化锰,生成了18克的水和16克的氧气。反应后的产物总质量是34克,和参与反应的过氧化氢的质量相等。1克的二氧化锰不能作为反应物计算在内。
第四,很多化学反应中有气体或沉淀生成,因此各物质的质量总和包括了固态、液态和气态三种状态的物质的质量总和。特别要注意由气体生成的反应,生成的气体会逸散到空气中,反应后剩下的物质质量总和就会与反应前的物质质量总和不相等,但不能说明这个反应不遵守质量守恒定律。
四、实验探究质量守恒定律时应注意的问题
演示实验5-1和演示实验5-2。
学生观察实验现象,解释前后质量不相等的原因。
教师总结:通过这两个实验我们发现,凡是有气体参加或生成的化学反应,在验证质量守恒定律时,都应该在密闭的容器中进行。
五、质量守恒定律的微观解释
教师:为什么所有的化学反应都遵循质量守恒定律呢?我们可以理解为,化学反应的过程是参加反应的各物质(反应物)的原子重新组合而生成新物质(生成物)的过程。
教师:以氢气在氧气中燃烧生成水为例。从微观角度上看,2个氢分子分裂为4个氢原子,1个氧分子分裂为2个氧原子。当他们化合时,2个氢原子和1个氧原子结合成一个水分子。在这个过程中,原子的种类、数目、质量都没有改变,宏观上就表现为各物质的质量总和不变,这就是质量守恒定律。
六、总结与练习
七、板书设计
质量守恒定律
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。
微观:原子的种类、数目、质量都没有改变。
宏观:各物质的质量总和不变
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