2.1我们周围的空气教案--2025-2026学年九年级化学人教版上册

课题1 我们周围的空气 教学目标与教学重难点 内容要求 一、四维核心素养 化学观念：引导学生认识空气是混合物，明确氧气、氮气等主要成分及用途，建立“物质是由微观粒子构成”“物质的性质决定用途”的初步观念。科学思维：通过对拉瓦锡实验的分析推理，培养学生归纳总结、逻辑推理能力，能基于实验现象推导空气组成。科学探究与创新意识：设计“测定空气中氧气含量”实验，让学生参与实验操作、现象观察与数据处理，体验科学探究的基本流程，激发创新设计实验的意识。科学态度与社会责任：了解空气污染物及危害，树立保护空气的意识，培养关注环境、热爱自然的责任感，养成严谨求实的科学态度。 二、重难点 重点：空气中各成分的体积分数，测定空气中氧气含量的实验原理、操作及现象分析，氧气和氮气的主要性质与用途。难点：测定空气中氧气含量实验的误差分析及改进思路，理解实验中“压强差”对实验结果的影响；建立对“混合物”“纯净物”概念的准确认知，能区分常见的混合物与纯净物；引导学生从微观角度初步理解空气的组成，为后续学习物质构成打下基础。同时，难点还包括培养学生基于实验现象进行科学推理的能力，形成规范的实验操作习惯。 教学过程 （一）导入新课 上课伊始，教师提问：“同学们，我们每时每刻都在呼吸，围绕在我们身边的‘无形物质’是什么？”引导学生说出“空气”。接着追问：“空气看不见、摸不着，我们如何证明它的存在？”鼓励学生结合生活经验发言，如用手扇动有气流感、吹气球能使气球膨胀、杯子倒扣入水中水无法充满杯子等，通过生活实例让学生直观感知空气的存在。随后，教师补充：“空气是人类生存的重要资源，它的组成看似简单，实则蕴含诸多奥秘。早在几百年前，科学家就开始探索空气的组成，今天我们就跟随科学家的足迹，一起揭开空气的神秘面纱。”通过设问和生活实例，激发学生的探究兴趣，自然引入本节课课题。 （二）新知探究一：空气的组成 1. 历史回顾：拉瓦锡测定空气组成实验 教师播放拉瓦锡实验的动画视频，结合视频讲解实验背景和过程：18世纪，拉瓦锡通过定量实验研究空气的组成，他将汞放在密闭容器中加热，发现容器内汞表面生成红色粉末，同时容器内空气体积减少约1/5；随后他将红色粉末取出加热，又得到汞和氧气，且氧气的体积与之前减少的空气体积相等。通过动画直观展示实验过程，帮助学生理解实验原理。之后，教师引导学生思考：“拉瓦锡的实验得出了什么结论？”学生总结得出：空气是由氧气和氮气组成的，其中氧气约占空气总体积的1/5。教师进一步补充：“随着科学技术的发展，人们发现空气中除了氧气和氮气，还含有稀有气体、二氧化碳、其他气体和杂质等成分。” 2. 现代实验：测定空气中氧气的含量 教师展示实验装置：集气瓶、燃烧匙、橡胶塞、导管、烧杯、红磷等，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，使容器内压强减小，外界大气压将烧杯中的水压入集气瓶，进入集气瓶中水的体积即为消耗氧气的体积。 实验前，教师强调实验注意事项：红磷需足量，确保完全消耗集气瓶内的氧气；装置必须密封良好，防止漏气；点燃红磷后要迅速伸入集气瓶并塞紧橡胶塞，避免气体受热膨胀逸出；待集气瓶冷却至室温后再打开弹簧夹，防止温度过高导致压强差过小，影响实验结果。 随后，邀请学生上台协助完成实验，其他学生观察实验现象。实验过程中，引导学生记录：红磷燃烧时产生大量白烟，放出热量；待装置冷却后打开弹簧夹，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1/5。 实验结束后，组织学生讨论：“实验结果是否符合预期？若出现误差，可能的原因有哪些？”学生分组讨论后发言，教师总结常见误差原因：红磷量不足，氧气未完全消耗；装置漏气，外界空气进入或内部气体逸出；未冷却至室温就打开弹簧夹，集气瓶内气体受热膨胀，压强差变小，进入的水体积偏少；燃烧匙伸入过慢，部分空气受热逸出，导致进入的水体积偏多等。同时，鼓励学生思考：“能否用木炭、硫粉代替红磷进行实验？”引导学生分析：木炭、硫粉燃烧生成气体，会弥补消耗氧气的体积，导致容器内压强变化不明显，无法准确测定氧气含量，从而加深对实验药品选择依据的理解。 3. 空气的成分及体积分数 结合实验结果，教师呈现空气中各成分的体积分数：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%。强调“体积分数”而非质量分数，并用形象的比喻帮助学生记忆：若将空气看作100份，氮气占78份，氧气占21份，其余成分仅占1份。同时，展示空气成分示意图，让学生直观感知各成分的比例关系。 （三）新知探究二：混合物与纯净物 教师结合空气的组成提问：“空气由多种物质组成，这样的物质我们称之为混合物；而氧气、氮气、二氧化碳等只由一种物质组成，这样的物质称之为纯净物。”接着，给出混合物和纯净物的定义：混合物是由两种或两种以上物质混合而成的物质，组成混合物的各物质保持各自的性质；纯净物是由一种物质组成的物质，有固定的组成和性质。 为帮助学生区分两者，教师列举常见实例：海水、河水、土壤、糖水等属于混合物；氧气、氢气、水、二氧化碳等属于纯净物。同时，强调纯净物有专门的化学符号表示，如氧气用O₂表示，氮气用N₂表示，二氧化碳用CO₂表示，而混合物没有固定的化学符号。 组织学生进行小组活动：判断下列物质属于混合物还是纯净物（空气、氧气、矿泉水、蒸馏水、稀有气体、红磷），并说明理由。学生完成后，教师逐一讲解，纠正错误认知，重点强调稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称，属于混合物，避免学生误以为稀有气体是单一物质。 （四）新知探究三：空气是一种宝贵的资源 1. 氧气的用途 教师提问：“氧气对人类有哪些重要用途？”引导学生结合生活经验和教材内容发言，随后总结氧气的两大主要用途：供给呼吸和支持燃烧。供给呼吸方面，可用于医疗急救、潜水、登山、航空等场景，如病人缺氧时需要吸氧，潜水员水下作业需携带供氧设备；支持燃烧方面，可用于炼钢、气焊、气割、火箭发射等，如炼钢时通入氧气能提高炉温，使燃料充分燃烧，同时除去杂质。 补充说明：氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能作为燃料，避免学生混淆“助燃性”和“可燃性”。同时，展示相关图片或视频，让学生更直观地了解氧气的用途。 2. 氮气的用途 教师讲解氮气的性质：氮气是一种无色、无味、难溶于水的气体，化学性质不活泼，常温下不易与其他物质发生反应。结合性质介绍氮气的用途：用作保护气，如焊接金属时用氮气隔绝空气，防止金属被氧化；食品包装中充入氮气，延长食品保质期；制造硝酸和氮肥的重要原料；液氮可用于冷冻麻醉、超导材料等。 通过实例让学生理解“物质的性质决定用途”的化学观念，如氮气化学性质稳定，所以可作为保护气。 3. 稀有气体的用途 教师介绍稀有气体的性质：稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙等，都是无色、无味的气体，化学性质很不活泼，曾被称为“惰性气体”。结合性质讲解用途：用作保护气，如填充灯泡，防止灯丝被氧化，延长灯泡使用寿命；用于电光源，如氖气可制作霓虹灯，氦气可填充气球（密度比空气小且化学性质稳定，比氢气更安全）；氩气可用于焊接保护气等。同时，展示稀有气体制成的电光源图片，激发学生的学习兴趣。 （五）新知探究四：保护空气 教师播放一段关于空气污染的短视频，内容包括雾霾天气、工厂废气排放、汽车尾气污染等场景，引导学生思考：“空气中的污染物有哪些？空气污染会带来哪些危害？” 学生发言后，教师总结：空气污染物分为有害气体和烟尘两大类，有害气体主要包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等；烟尘包括可吸入颗粒物和细颗粒物（PM2.5）等。空气污染的危害：损害人体健康，引发呼吸道疾病、心血管疾病等；影响农作物生长，导致农作物减产；破坏生态环境，造成酸雨、温室效应等。 接着，组织学生讨论：“我们应该如何保护空气？”学生从个人、社会、国家等层面提出建议，教师梳理总结：个人层面，绿色出行（步行、骑自行车、乘坐公共交通工具），减少汽车尾气排放；不焚烧垃圾、秸秆；节约用电，减少化石燃料的消耗。社会层面，加强工业废气处理，确保废气达标排放；推广清洁能源（太阳能、风能、水能等）。国家层面，制定和完善空气质量标准，加强空气质量监测和执法力度。 通过讨论，培养学生的社会责任意识，让学生认识到保护空气是每个人的责任，引导学生养成绿色低碳的生活习惯。 （六）课堂小结 教师引导学生自主梳理本节课的知识点，构建知识框架：首先回顾空气的组成及各成分的体积分数，重点强调氧气约占21%、氮气约占78%；其次区分混合物与纯净物的概念，能判断常见物质的类别；然后掌握空气各成分的主要用途，理解性质与用途的关系；最后了解空气污染的危害及保护空气的措施。 教师针对学生梳理的内容进行补充和完善，强调本节课的重点和难点，如测定空气中氧气含量的实验原理、误差分析，混合物与纯净物的区分等，帮助学生巩固所学知识，形成系统的知识体系。 （七）课堂练习 1. 下列关于空气成分的说法正确的是（ ） A. 空气中氧气的质量分数约为21% B. 空气中的稀有气体化学性质很不活泼，没有任何用途 C. 空气中的氮气可用于制造氮肥 D. 空气中的二氧化碳是污染物 2. 测定空气中氧气含量的实验中，下列操作会导致实验结果偏大的是（ ） A. 红磷量不足 B. 装置漏气 C. 点燃红磷后迅速伸入集气瓶 D. 燃烧匙伸入过慢 3. 下列物质属于纯净物的是（ ） A. 空气 B. 蒸馏水 C. 矿泉水 D. 稀有气体 学生完成练习后，教师逐一讲解答案，分析错误原因，针对性地巩固本节课的重点知识，及时发现学生的薄弱环节并进行补充讲解。 （八）布置作业 1. 基础作业：完成教材课后习题，背诵空气中各成分的体积分数，区分混合物与纯净物，总结空气各成分的用途。 2. 实践作业：回家后观察身边的空气污染现象，记录下来，并提出对应的保护措施，下节课分享交流。 3. 拓展作业：查阅资料，了解拉瓦锡实验的详细过程及其他测定空气中氧气含量的实验方法，思考不同方法的优缺点，撰写一份简短的资料总结。 第 2 页 共3 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 学科网（北京）股份有限公司 $