2.1我们周围的空气教学设计--2025-2026学年九年级化学人教版上册

2.1《课题1 我们周围的空气》教案设计

 

一、教材分析

本课题选自人教版九年级化学上册第二单元课题 1，是学生从生活现象走向化学定量研究的启蒙课。教材以 “空气成分发现史” 为线索，从拉瓦锡经典实验到红磷燃烧测氧气体积分数，再到空气各成分的性质、用途与保护，构建了 “组成 — 性质 — 用途 — 保护” 的完整知识链。

本课题承接绪言中 “化学研究物质” 的基础，为后续氧气性质、制取及物质分类等内容奠定实验与概念基础，是培养学生科学探究思维与化学核心素养的关键载体。

教材页码：第 30-37 页

二、学情分析

九年级学生已通过生活经验感知空气的存在，具备一定的观察能力和简单实验操作基础，但对 “定量测定物质组成” 的实验逻辑、“纯净物与混合物” 的概念辨析仍存在困难。学生对化学实验充满好奇，但实验设计、误差分析的思维能力不足，需通过情境化探究活动引导其从 “感性认知” 向 “理性分析” 过渡，落实 “证据推理与模型认知” 的核心素养。

三、素养目标

1. 化学观念：通过实验测定空气组成，建立 “物质由成分组成，各成分有特定性质与用途” 的化学观念；能区分纯净物与混合物，掌握空气的成分及体积分数。

2. 科学思维：通过分析拉瓦锡实验与红磷燃烧实验的原理，形成 “利用化学反应消耗目标气体，通过压强变化定量测定气体体积” 的思维模型；能对实验误差进行分析推理。

3. 科学探究与创新意识：完成红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验，掌握实验操作要点，能设计简单的误差改进方案；了解数字化实验的应用，感受科学技术对化学实验的推动作用。

4. 科学态度与社会责任：通过空气保护的学习，认识空气对人类的重要性，树立环保意识，能结合生活实际提出保护空气的具体措施。

四、教学重点和难点

五、教学准备

1. 实验器材：红磷、集气瓶、燃烧匙、橡胶塞、导管、弹簧夹、烧杯、水、酒精灯、火柴；数字化氧气传感器、数据采集器、电脑（演示用）。

2. 教学素材：拉瓦锡实验历史资料、空气成分发现史视频、空气污染现状图片、实验改进装置示意图。

3. 分组准备：4 人一组，每组配备实验装置一套，提前培训小组安全员，明确实验操作规范。

第一课时：空气的组成与氧气含量测定

一、情境导入（5 分钟）

1. 情境任务：展示 “空集气瓶倒扣入水中” 的实验，提问：“水为什么不能充满集气瓶？这说明什么？” 引导学生感知空气的存在与占据空间的性质。

2. 历史引入：播放拉瓦锡研究空气成分的短视频，讲述 “200 多年前，科学家如何通过实验揭开空气组成的秘密？”，引出本节课核心任务 —— 测定空气的组成。

二、新知探究（30 分钟）

任务 1：拉瓦锡实验原理分析（8 分钟）

1. 阅读教材第 30 页拉瓦锡实验内容，结合图 2-2，小组讨论：

拉瓦锡实验中，汞加热后发生了什么变化？容器内气体体积为什么会减少？

拉瓦锡通过什么方法证明减少的气体是氧气？剩余气体有什么性质？

2. 教师点拨：汞与氧气反应生成氧化汞，消耗了容器内的氧气，导致压强减小，气体体积减少约 1/5；剩余气体不支持燃烧、不能供给呼吸，拉瓦锡命名为氮气。

3. 过渡：拉瓦锡实验耗时 12 天，且汞有毒，我们如何在课堂上安全、快速地测定空气中氧气的含量？

任务 2：红磷燃烧测定空气中氧气含量实验（15 分钟）

1. 实验原理讲解：

文字表达式：红磷 + 氧气 五氧化二磷

核心逻辑：红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，生成固体五氧化二磷，使瓶内压强减小，冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水被压入集气瓶，进入水的体积即为消耗氧气的体积。

2. 分组实验操作：

按教材第 31 页图 2-4 组装装置，检查气密性；

在集气瓶内加少量水，将水面上方空间分为 5 等份；

点燃红磷，迅速伸入集气瓶并塞紧橡胶塞，观察现象；

冷却至室温后，打开弹簧夹，记录进入水的体积。

3. 现象记录与分析：

现象：红磷燃烧，产生大量白烟，放热；冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，液面上升约占集气瓶内空气体积的 1/5。

结论：空气中氧气的体积分数约为 1/5（21%）。

任务 3：实验误差分析（7 分钟）

小组讨论：若实验中液面上升不足 1/5，可能的原因有哪些？若液面上升超过 1/5，又是什么原因？

三、课堂小结（3 分钟）

师生共同梳理：拉瓦锡实验奠定空气组成研究的基础，红磷燃烧实验验证了空气中氧气约占 1/5 体积；实验的核心是 “消耗氧气 — 压强变化 — 测定体积”。

四、课堂练习（5 分钟）

1. 红磷燃烧实验中，集气瓶内预先加少量水的目的是(     )。（答案：吸收五氧化二磷，防止污染空气；降温，防止集气瓶炸裂）

2. 下列操作会导致实验结果偏小的是（ ）

A. 装置气密性良好 B. 红磷过量 C. 未冷却至室温打开弹簧夹 D. 点燃红磷后迅速伸入集气瓶

（答案：C）

五、作业布置（2 分钟）