2.1空气组成的探究（第一课时）导学案--2026-2027学年九年级化学仁爱科普版上册

该初中化学导学案聚焦“空气组成的探究”，引导学生认识空气的组成成分及体积分数，掌握氧气含量测定实验的原理、现象与结论，区分纯净物和混合物。课前通过生活感知、教材研读和经典实验初识铺垫基础，课中以拉瓦锡实验史料视频导入，结合预习疑问梳理，搭建从生活经验到科学探究的学习支架。 这份资料以实验探究为核心特色，通过红磷燃烧实验的分步探究、误差分析及改进思考，落实科学探究与实践素养，培养学生基于实验现象的证据推理能力。融入分层预习案、课堂辨析游戏和多媒体资源，助力学生建立化学观念，习题设计贴合考点，兼顾自主学习与教师教学评估，有效提升学生严谨求实的科学态度。

初中化学“导·学·练”课堂导学案 年级 九年级 科目 化学 周次 设计者 序号 班级 主题与课时 课题 1 空气组成的探究 - 第一课时 课型 新授 审核人 学校审核 姓名 课标要求 依据初中化学新课标要求，学生需认识空气的主要组成成分及各成分体积分数，掌握测定空气中氧气含量的实验原理、操作与现象。初步建立物质组成的认知观念，区分纯净物与混合物。通过实验探究体验科学探究流程，培养观察、分析实验现象及归纳总结的能力，树立严谨的科学实验态度，初步形成基于实验证据推理化学结论的思维意识。 学习目标 化学观念：认识空气是由多种物质组成的混合物，明确各成分的存在与含量，建立物质多样性的基础认知。 科学思维：基于红磷燃烧实验现象，推理空气组成，形成证据推理与归纳思维。 科学探究与实践：参与实验探究全过程，掌握基础实验操作与误差分析方法。 科学态度与责任：感悟化学家探究历程，养成严谨求实的实验态度，树立珍惜空气资源的环保意识。 重难点 教学重点：空气的具体组成成分及各成分体积分数；空气中氧气含量测定实验的原理、现象、结论；纯净物与混合物的基本区分方法。 教学难点：理解测定空气中氧气含量的实验核心原理，精准分析实验误差原因；结合实验现象进行逻辑推理，建立实验现象与化学结论的关联，突破定量实验探究的思维难点。 资源与 建议 教学资源：仁爱科普版九年级上册化学教材、红磷燃烧实验套装（集气瓶、燃烧匙、弹簧夹、烧杯、导管）、蒸馏水、多媒体课件、拉瓦锡空气探究实验史料视频、实验误差分析微课、课堂分层练习题。 教学建议：本节课以实验探究为核心，贴合新教材素养导向理念。课前引导学生结合生活经验预习空气相关知识，铺垫基础认知。课中以史料导入激发兴趣，通过演示实验结合小组讨论，突破重难点。侧重引导学生自主观察、思考、推理，而非机械灌输结论。针对实验误差分析难点，结合实例分层讲解，同时借助多媒体可视化实验流程，降低学生理解难度，落实核心素养培养目标。 学习过程 （一）课前预习案 预习目标：结合新教材内容，初步感知空气的存在与组成，了解空气组成探究的经典实验，知晓纯净物与混合物的基本概念，为课中实验探究奠定基础，培养自主预习与独立思考能力。 预习任务一：生活感知，初识空气 空气是我们身边最常见的物质，时刻伴随人类的生产生活，是动植物生存的必备条件。结合生活常识与教材基础知识，完成以下基础习题，梳理空气的基础认知。 1、填空题：我们生活的环境中充满了______，动植物的呼吸、燃料的燃烧都离不开它，它是一种看不见、摸不着的物质。 2、判断题：空气是单一的物质（ ） 3、简答题：请列举3个生活中能证明空气真实存在的现象。 预习任务二：教材研读，梳理空气组成 认真研读仁爱科普版九年级上册教材对应内容，精准识记空气的组成成分及体积占比，明确空气中各成分的含量特点，完成对应习题。 1、填空题：空气的成分按______分数计算，含量最高的气体是______，体积分数约为______；其次是______，体积分数约为______；稀有气体体积分数为______，二氧化碳为______，其他气体和杂质为______。 2、选择题：下列关于空气成分的说法正确的是（ ） A、空气中氧气含量最多 B、空气中各成分含量固定不变 C、空气是多种物质组成的气体 D、空气中二氧化碳含量过高对环境无影响 3、思考题：为什么教材中明确空气成分按体积分数计算，而非质量分数？尝试结合生活常识简单分析原因。 预习任务三：初识经典实验，感知探究原理 新教材重点介绍了拉瓦锡探究空气组成的经典实验，这是人类首次定量研究空气成分的实验，认真阅读教材史料内容，完成相关习题，初步理解定量实验的核心思路。 1、填空题：二百多年前，法国化学家______通过定量实验，探究出空气是由______和______组成的，其中______约占空气总体积的1/5。 2、简答题：拉瓦锡实验中利用汞的燃烧探究空气成分，该实验的核心思路是什么？简单概括实验原理。 预习任务四：基础概念辨析 结合教材定义，初步区分纯净物和混合物，建立物质分类的基础化学观念，完成基础辨析习题。 1、填空题：只由______物质组成的物质叫做纯净物；由______或______物质混合而成的物质叫做混合物。 2、辨析题：判断下列物质属于纯净物还是混合物，填写对应类别。 ①氧气______ ②空气______ ③氮气______ ④矿泉水______ ⑤蒸馏水______ 预习疑问记录 通过自主预习，你在空气组成、实验原理、物质分类等知识点中存在哪些疑惑？请逐条记录，留待课中探究解决。 （二）课中探究案 课堂探究目标：通过实验探究精准掌握空气中氧气含量测定的完整流程，深度理解实验原理、现象、结论，熟练分析实验误差，精准区分纯净物与混合物，提升科学探究与逻辑推理能力，落实化学核心素养。 探究活动一：情境导入，解惑预习疑问 结合生活情境与预习内容，开展课堂交流。首先小组内分享预习成果，交流证明空气存在的生活现象、空气组成的基础知识点，梳理预习过程中遇到的疑问。教师结合学生预习情况，针对性解惑，纠正预习中的认知误区，比如空气不是单一物质、各成分含量是体积分数而非质量分数等核心知识点。同时播放拉瓦锡实验史料视频，带领学生重温经典探究历程，让学生体会化学实验从定性到定量的发展过程，激发探究兴趣，为后续实验探究铺垫思维基础。 探究活动二：重难点突破——测定空气中氧气含量实验探究 本实验是本节课核心重难点，严格结合新教材实验流程，分步开展探究，从实验准备、操作、现象观察、结论推导、误差分析全方位探究，落实科学探究素养。 1、实验药品与仪器认知 结合实验器材，学生自主识别并识记实验仪器：集气瓶、燃烧匙、橡胶塞、导管、弹簧夹、烧杯。实验药品：红磷、蒸馏水。小组讨论思考：实验中选择红磷作为燃烧药品的原因是什么？能否用木炭、硫、铁丝替代红磷？结合物质燃烧特点初步分析原因。 2、实验原理深度探究 教师引导学生结合教材内容总结实验原理：红磷在密闭的集气瓶中燃烧，消耗瓶内的氧气，生成白色固体五氧化二磷。密闭容器内氧气被消耗，气体总量减少，压强降低，外界大气压将烧杯中的水压入集气瓶，进入水的体积即为消耗氧气的体积。学生书写红磷燃烧的文字表达式和符号表达式，夯实基础。 3、实验操作与现象观察 教师规范演示实验，学生全程细致观察并记录实验现象，结合教材步骤核对操作要点：提前在集气瓶底部加少量水，将集气瓶水面以上容积划分为5等份并标记；夹紧弹簧夹，点燃红磷后迅速伸入集气瓶并塞紧瓶塞；待红磷熄灭、装置冷却至室温后，打开弹簧夹。学生精准记录两步核心现象：红磷燃烧时的现象、打开弹簧夹后的现象。 4、实验结论推导 结合实验现象，小组合作讨论推导实验结论，对比教材标准结论，自主总结：氧气约占空气总体积的1/5。同时结合剩余气体的实验现象（红磷熄灭、水不能继续上升），推理剩余氮气的部分性质，初步感知氮气不支持燃烧、难溶于水的物理化学性质。 5、实验误差深度分析（难点突破） 结合新教材重难点要求，开展小组探究，分析实验中测定结果小于1/5、大于1/5的所有原因，梳理规范答题思路。小于1/5的常见原因：红磷用量不足，无法完全消耗瓶内氧气；装置气密性不好，实验过程中外界空气进入装置；装置未冷却至室温就打开弹簧夹，瓶内压强偏大。大于1/5的常见原因：点燃红磷后伸入集气瓶速度过慢，瓶内部分空气受热逸出；实验前未夹紧弹簧夹，燃烧过程中空气从导管逸出。学生逐条记录误差原因，理解原理并精准记忆。 6、实验改进思考 结合教材拓展内容，引导学生思考传统实验的不足：红磷燃烧产生白烟污染空气、实验操作易产生误差。小组讨论简单的实验改进思路，树立绿色化学、精准实验的科学理念，拓展探究思维。 探究活动三：空气组成成分精准梳理 结合实验结论与教材标准内容，系统梳理空气的完整组成，精准识记各成分体积分数，纠正预习中的模糊认知。空气属于混合物，主要成分分为氮气、氧气，辅以稀有气体、二氧化碳、其他气体和杂质。重点强调体积分数数值：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%。同时明确各成分的简单用途，结合生活实例加深记忆，比如氮气可作保护气、氧气支持呼吸和燃烧、稀有气体可制作电光源。 探究活动四：纯净物与混合物概念深化辨析 结合教材定义，深化理解两个核心概念，突破概念辨析易错点。混合物是由两种或两种以上物质混合而成，各成分保持自身原有化学性质，无固定组成和性质，如空气、海水、矿泉水；纯净物只由一种物质组成，有固定的组成和性质，可用专门的化学符号表示，如氧气、氮气、蒸馏水。开展课堂辨析小游戏，随机列举生活常见物质，学生快速判断类别，巩固知识点，规避“干净的物质就是纯净物”等认知误区。 课中当堂检测（结合新教材考点） 1、填空题：测定空气中氧气含量的实验中，红磷燃烧的现象是______，冷却后打开弹簧夹，观察到______，实验结论是______。 2、选择题：下列物质中属于纯净物的是（ ） A、洁净的空气 B、冰水混合物 C、自来水 D、新鲜果汁 3、简答题：简述测定空气中氧气含量实验中，结果偏小的三条主要原因。 4、拓展题：为什么不能用木炭代替红磷测定空气中氧气含量？结合实验原理分析原因。 课堂小结与思维梳理 学生自主梳理本节课核心知识点，构建知识框架：空气的存在与组成、各成分体积分数、氧气含量测定实验全套知识点、纯净物与混合物的区分。小组互评补充，教师总结升华，串联实验探究思路、化学概念、科学思维，落实四维核心素养，强化学生基于实验证据推理化学知识的能力，夯实本节课重难点内容。 板书设计 课题1 空气组成的探究（第一课时） 一、空气的存在 看不见、摸不着，是动植物生存必需物质 二、空气的组成（体积分数） 氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、CO₂0.03%、其他0.03% 三、空气中氧气含量的测定 1、原理：红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷 消耗氧气→装置降压→水倒吸，水体积=氧气体积 2、现象：产生大量白烟、放热；冷却后进水约1/5 3、结论：氧气约占空气体积1/5 4、误差分析：偏小（红磷不足、气密性差、未冷却）；偏大（操作漏气、空气逸出） 四、物质分类 纯净物：一种物质（O₂、N₂、H₂O） 混合物：多种物质（空气、矿泉水） 参考答案 （一）课前预习案答案 预习任务一 1、空气 2、× 3、示例：风吹动树叶、轮胎充气鼓起、蜡烛燃烧需要空气、空塑料袋挤压有阻力等（任意3个即可） 预习任务二 1、体积；氮气；78%；氧气；21%；0.94%；0.03%；0.03% 2、C 3、气体物质混合后，体积具有可加性，质量无直观参考，化学中研究气体组成习惯用体积分数，更贴合实验探究与应用场景。 预习任务三 1、拉瓦锡；氧气；氮气；氧气 2、利用可燃物消耗密闭容器内的氧气，通过容器内压强变化，定量测定氧气在空气中的体积占比。 预习任务四 1、一种；两种；两种以上 2、①纯净物 ②混合物 ③纯净物 ④混合物 ⑤纯净物 （二）课中当堂检测答案 1、产生大量白烟，放出热量；烧杯中的水倒吸入集气瓶，瓶内液面上升约占原有空气体积的1/5；氧气约占空气总体积的1/5 2、B 3、①红磷用量不足，无法完全消耗集气瓶内氧气；②装置气密性不佳，实验过程中外界空气进入装置；③装置未冷却至室温就打开弹簧夹，瓶内压强偏高，进水体积偏小。 4、木炭燃烧消耗氧气的同时，会生成二氧化碳气体，密闭装置内气体压强几乎不变，烧杯中的水无法倒吸入集气瓶，无法测定氧气的体积分数，因此不能用木炭代替红磷。 ( 1 / 3 ) 目标领航 任务驱动 评价镶嵌 赢在课堂 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $