5.1质量守恒定律的应用 教学设计-2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学教学设计聚焦质量守恒定律的应用，通过《中国航天日》宣传视频导入，以火箭燃料为主线串联偏二甲肼、甲烷、氢气、乙醇案例，构建定性推断、定量计算、微观示意图、实验验证的知识体系，搭建学习支架。 以真实航天燃料情境贯穿教学，结合思维导图梳理知识，落实化学观念（元素、原子守恒）与科学思维（证据推理、模型构建），如偏二甲肼元素推断、甲烷定量计算等实例，科学探究（乙醇燃烧实验验证）培养能力，助力学生深化认知，为教师提供结构化教学方案。

质量守恒定律的应用 教学设计 【教学目标】 1.加深理解质量守恒定律的内容和实质，掌握其定性推断的方法。 2.能基于守恒和比例关系进行质量守恒定律的相关计算，掌握定量计算的方法。 3.掌握从微观的角度认识化学反应前后物质之间的质量关系的方法。 4.从宏观的角度认识乙醇燃烧化学反应前后的质量变化，建构实验验证质量守恒定律的一般思路和方法。 【教学重、难点】 重点：理解并应用质量守恒定律解决实际问题 难点：应用质量守恒定律进行定量计算 【教学过程】 教师活动 学生活动 设计意图 【情境引入】 播放视频《中国航天日》宣传 师：大家知道4月22日是什么日子吗？生：中国航天日。师：非常好，看来你们还是航天知识小达人。那么火箭的一次次升空离不开科研人员的辛劳付出，也离不开火箭燃料的助力，这节课，让我们一起追随火箭燃料走进质量守恒定律的应用。 【目标分析】 展示本节课的学习目标 观看视频 阅读学习目标 通过中国航天日宣传这一真实情境激发学生兴趣，引发以航空燃料为主线的质量守恒定律复习； 通过目标分析使学生认识到本节复习课的重点,激发学习动力。 【思维构建】 播放讲解第五单元《化学方程式》思维导图 【重点聚焦】质量守恒定律考点复习 1. 宏观定义 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。 2. 适用范围 适用于所有的化学变化；只适用于质量守恒（不包括体积、分子数目等的守恒） 3. 理解 复习回顾第五单元，构建单元思维导图 从宏观和微观视角复习回忆质量守恒定律，填写横线上的内容 通过讲解第五单元思维导图，帮助学生回忆并构建知识体系，同时聚焦质量守恒定律，从宏观和微观对质量守恒定律的内容和实质进行初步复习巩固。 【环节一】 守恒之定性推断 【类型一】偏二甲肼是导弹、卫星、飞船等发射试验和运载火箭的主体燃料，与氧气接触即自动着火，燃烧产物为二氧化碳、水和氮气。请推断偏二甲肼的组成元素(　　) A. 只含有碳、氢、氮元素 B. 一定含有碳、氢、氧、氮四种元素 C. 一定含有碳、氢、氮元素，可能含有氧元素 D. 一定含有碳、氢、氧元素，可能含有氮元素 【思路与方法】化学反应前后，元素的种类不变。 根据化学反应前后，元素种类不变，完成类型一的相应练习，总结思路方法 以火箭燃料偏二甲肼为线索，通过类型一和类型二，让学生掌握定性推断物质元素组成与化学式的方法。 【类型二】偏二甲肼是“长征2F”运载火箭发动机推进剂之一，常规氧化剂为四氧化二氮（N2O4），其反应放出的能量能把火箭送入太空。该化学方程式为：X＋2N2O4 === 2CO2↑＋3N2↑＋4H2O。则由此推断偏二甲肼的化学式是(　　) A. C2H8 B. C2H8N2 C. CH4O D. CH4N 【思路与方法】化学反应前后，原子的种类、数目不变。 根据化学反应前后，原子的种类、数目不变，完成类型二的相应练习，总结思路方法 【学以致用1】 偏二甲肼(C2H8N2)与N2O4反应放出的能量能把火箭送入太空，该化学方程式为C2H8N2＋2N2O4=== 2X↑＋3N2↑＋4H2O。下列说法正确的是(　　) A.X的化学式为CO B.偏二甲肼中碳的质量分数为40% C.该反应属于分解反应 D.生成N2和H2O的质量比为14∶9 完成质量守恒定律的定性推断相应练习 【环节二】 守恒之定量计算 【类型三】2023年7月12日，朱雀二号遥二液氧甲烷运载火箭在中国酒泉卫星发射中心发射成功，成为世界首款成功将载荷送入预定轨道的液氧甲烷火箭。已知，一定条件下，4.8 g CH4与16.0 g O2恰好完全反应，生成10.8 g H2O、4.4 g CO2和物质X。则X的质量为____g；该反应方程式中O2与X化学计量数之比为______。 【思路与方法】 1. 根据质量守恒定律，参加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，计算未知量。 2. 化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的质量与其相对分子(原子)质量的商之比。 思考并完成类型三的相应练习，总结思路与方法。 1.根据质量守恒定律，参加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，计算X=5.6g。 2.根据化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的质量与其相对分子(原子)质量的商之比，O2与X化学计量数之比为5:2。 以火箭燃料甲烷为线索，通过类型三和类型四，让学生掌握应用质量守恒定律进行定量计算的方法。 【类型四】 液氧甲烷发动机代表了航天主动力技术的发展方向。已知一定条件下，甲烷发生化学反应，一段时间后各物质的质量如下表所示。 物质 A B C D E 反应前的质量 5 2 74 18 2 反应后的质量 49 x 10 2 38 【思考】 1. x的值 2.判断反应物和生成物 3.参加反应的D、E的质量比 【思路与方法】 1.根据参加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，计算未知量。 2. 反应前后，质量减小的物质为反应物；质量增大的物质为生成物；质量不变的物质为该反应的催化剂或不参加反应的杂质。 3. 计算反应前后每种物质质量的差值。求出质量比(填最简整数比)。 思考并完成类型四的相应练习，总结思路与方法。 1.根据参加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，计算X=2。 2. 根据反应前后，质量减小的物质为反应物；质量增大的物质为生成物；质量不变的物质为该反应的催化剂或不参加反应的杂质。找出反应物为C、D，生成物为A、E，B为杂质或催化剂。 3. 计算反应前后每种物质质量的差值。求出质量为4:9（最简整数比）。 【学以致用2】液氧甲烷作为一种新型燃料，有着极致的性价比，不仅比冲较高，储存广泛，并且几乎没有积碳问题。但当氧气不足时，甲烷燃烧会生成CO2、CO和H2O，若16 g甲烷燃烧生成CO2和CO的质量比为11∶7，则参加反应的O2的质量为____________；要使其完全燃烧生成CO2，至少需要补充O2的质量为__________g。 完成质量守恒定律的定量计算的相应练习 【环节三】 守恒之微观示意图 【类型五】现代发射卫星的火箭常使用液氢作为燃料，用氢气作为燃料的优点是___________________________ ；请用所给材料，在报告单上模拟氢气燃烧的微观过程，你得到了哪些信息？ (1) 图中反应的化学方程式为 ___________________________ (2) 反应后氢元素的化合价由__变为____。 (3) 相对分子质量最大的物质为___________。 (4) 图中参加反应的氢气、氧气及生成的 水分子个数比为________，质量比为________。 【思路与方法】 首先消去不参加反应的小球，即消掉反应前后一样的微粒；再写出反应物和生成物的化学式；最后配平，标注条件及状态。 思考并完成类型五的相应练习，总结思路与方法。 （1）反应的方程式为2H2＋O2 =点燃== 2H2O （2）0；+1 （3）O2或氧气 （4）2：1:2；1:8：9 以火箭燃料氢气为线索，通过类型五，让学生模拟氢气燃烧时的微粒变化，从而掌握应用质量守恒定律进行微观反应示意图解题的思路和方法。 【学以致用3】 如图为某反应的微观示意图，以下说法正确的是(　　) A. 反应前后各元素化合价不变 B. 该反应中发生改变的微粒是原子 C. 该反应不符合质量守恒定律 D. 参加反应的 CO2和H2分子个数比为 1∶3 完成质量守恒定律的微观反应示意图的相应练习 【环节四】 守恒之实验验证 【类型六】乙醇火箭发动机是一种使用乙醇作为推进剂的火箭发动机，主要应用于卫星发射、空间探测、导弹武器等领域。某小组同学想利用乙醇燃烧反应，验证质量守恒定律，为什么天平示数变小？ 验证质量守恒定律要满足的条件是？ 【思路与方法】 验证质量守恒定律的条件是： ①物质间发生化学变化； ②有气体参与或生成的反应必须在密闭容器中进行 。 观看实验过程，思考类型六乙醇燃烧天平不平衡的原因，总结实验验证质量守恒定律的思路与方法。 以火箭燃料乙醇为线索，通过类型六，再次让学生从宏观的角度认识质量守恒定律，并归纳总结应用质量守恒定律进行实验验证的方法。 【学以致用4】利用下列装置能否达到验证质量守恒定律的目的，并说明原因。 完成质量守恒定律的实验验证的相应练习 【课堂小结】总结归纳，分享收获 总结与归纳，分享本节课的收获 通过课堂回顾和分享收获，加深了学生对课堂教学内容的整体感知； 同时通过课堂达标练习，使学生再次应用质量守恒定律解题的思路方法，深化了模型认知。 【课堂达标】 1. 载人航天器中处理CO2的一种方法是将二氧化碳与过氧化锂(Li2O2)反应，生成氧气和另外一种物质。则该物质的化学式为(　　) A. Li B. Li2O C. Li2CO3 D. LiOH 2. 某4.6 g火箭燃料与氧气反应，生成8.8g CO2和5.4 g H2O。下列说法正确的是(　　) A.参加反应的O2的质量为11.2 g B.该物质中碳、氢元素质量比为1∶3 C.生成CO2和H2O的分子个数比为2∶3 D.该物质一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素 3. 在反应仓中，2.3 g乙醇与一定量氧气恰好完全反应，生成2.7 g水，2.2 g二氧化碳和1.4 g一氧化碳；则参加反应的氧气的质量与生成一氧化碳中氧的质量比为______；该反应的化学方程式为___________________________________；最少增加________g氧气，乙醇能充分燃烧。 完成质量守恒定律应用的相应练习，检测本节课的学习成果。 【教学反思】本节课以火箭燃料为主线，共分为四个环节，通过对“偏二甲肼”、“甲烷”、“氢气”和“乙醇”的相应探究，完成了对质量守恒定律“定性推断”、“定量计算”、“微观反应示意图”和“实验验证”四个方面的应用，并引导学生构建了相应的思路和方法，深化了学生的认知。不足之处在于容量较多，并且分层练习不够突出，建议课堂达标可以多选取不同层次的习题，放在课下完成。 学科网（北京）股份有限公司 $