5.1质量守恒定律（第1课时质量守恒定律）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，以拉瓦锡定量实验史料导入，上承第三、四单元微观与元素知识，下启化学方程式书写与计算，通过“密闭—敞口”实验对比构建学习支架，引导学生从定性走向定量认识化学变化。 特色在于融合化学史与实验探究，以拉瓦锡史实培养科学态度与责任，通过铜与氧气等分组实验发展科学探究与实践能力，借助微观示意图揭示原子“三不变”本质深化化学观念。分层作业与即时评价助力教师落实“教—学—评”一致性，帮助学生建立守恒观与定量观。

课题1 质量守恒定律（第1课时——质量守恒定律） 课标要求 本课属于《义务教育化学课程标准（2022年版）》“物质的化学变化”主题。课标要求：认识质量守恒定律，能说明化学反应中的质量关系，能从宏观与微观相结合的视角理解化学反应的本质；能运用守恒思想分析和解决简单的化学问题，初步形成定量研究化学变化的意识，感悟化学定量研究对科学发展的价值。 教材分析 本课题是人教版（2024年审定）新教材第五单元“化学反应的定量关系”的起始课题，上承第三单元“物质构成的奥秘”、第四单元“水的组成”等微观与元素知识，下启课题2“化学方程式”的书写、配平与简单计算，是从定性认识化学变化走向定量研究化学变化的关键转折点。教材以拉瓦锡等化学家的定量研究史料引入，先安排密闭体系中“铜与氧气”“铁与硫酸铜溶液”两组分组探究实验，得出反应前后物质总质量不变的结论；再以敞口体系中“碳酸钠与盐酸（实验5-1）”“镁条燃烧（实验5-2）”的称量结果引发认知冲突，帮助学生理解质量守恒定律的适用条件；最后借助氢气燃烧生成水的微观示意图揭示“原子种类、数目、质量不变”的本质。本课承载着守恒观、定量观和证据推理等核心素养的培育功能。 学情分析 已有基础：学生已学习分子、原子、元素等微观概念，能初步从微粒角度认识化学变化；已具备托盘天平使用、酒精灯加热、药品取用等基本实验技能；在前几单元积累了较丰富的化学反应宏观与微观经验。 可能障碍：①容易忽略定律中“参加反应的”“各物质的质量总和”等限定语，误以为反应物、生成物以外的物质也被计入；②面对敞口体系中质量变小（气体逸散）或变大（吸收氧气）的称量结果，难以与定律统一，易产生认知冲突；③从微观解释守恒时，易混淆“分子数目可能改变”与“原子种类、数目、质量不变”。 应对策略：本课通过“密闭—敞口”两组对比实验制造并化解认知冲突，借助微观示意图与问题链逐层突破难点。 教学目标 基础目标（全员必达）：①能说出质量守恒定律的内容，理解“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”；②能通过实验探究得出并验证质量守恒定律，规范完成质量测定的操作、记录与数据处理；③能从原子种类、数目、质量不变的微观本质解释化学反应前后质量守恒的原因。 提升目标（选达拓展）：④能分析敞口体系中称量结果变化的原因，说出验证质量守恒定律应注意装置的密闭性；⑤能运用质量守恒定律（含元素守恒思想）解释生活中的常见现象并进行物质组成的简单推断，初步形成守恒观与定量观。 教学重、难点 重点：①质量守恒定律的内容及其探究过程；②从微观角度理解化学反应前后质量守恒的本质。 难点：①对“参加反应的各物质的质量总和”等关键限定的理解；②对敞口体系中称量结果与定律“矛盾”的辨析与解释；③运用元素守恒思想推断物质组成。 核心素养 本课以化学史料与分组定量实验为载体，帮助学生建立“化学反应前后各物质的总质量守恒”的定量观念与守恒观；经历“提出问题—作出预测—设计实验—证据收集—分析归纳—质疑完善”的完整科学探究过程，培养证据推理与模型认知的科学思维；在实验操作、数据记录与小组协作中发展科学探究与实践能力；通过拉瓦锡等科学家严谨求实的探究历程，养成实事求是、尊重证据的科学态度与责任，体会定量研究对化学发展的价值。 教学流程 环节一 情境导入·史实激疑（拉瓦锡定量实验引发认知冲突） → 环节二 分组实验·定量探究（密闭体系：铜+氧气、铁+硫酸铜，测得总质量不变） → 环节三 辨析完善·建构定律（敞口体系对比：碳酸钠+盐酸、镁条燃烧，明确适用条件） → 环节四 微观探秘·揭示本质（原子“三不变”解释守恒） → 环节五 应用提升·总结作业（守恒应用+课堂小结+分层作业） 教学环节 教学活动 设计意图 二次备课（问题链） 环节一 情境导入·史实激疑 （约5分钟） 【教师】讲述史料：拉瓦锡借助天平对氧化汞加热分解进行定量研究，45.0份质量的氧化汞恰好分解得到41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气，反应前后各物质的质量总和没有改变；简介波义耳、罗蒙诺索夫对“金属加热后质量变化”的不同解释。提出问题：“物质发生化学反应生成新物质时，反应前后各物质的总质量是变大、变小还是不变？” 【学生】倾听史料，依据直觉作出预测，把自己的猜想与理由写在学案上。 【教师】汇总学生预测，追问：“如果反应前后质量总和真的不变，这只是巧合还是普遍规律？应当如何用实验来验证？” 以化学史制造认知冲突，凸显从定性走向定量研究化学变化的意义，激发探究欲望；在史料浸润中培养尊重实证、敢于质疑的科学态度，落实“科学态度与责任”素养。 ①基础巩固：拉瓦锡实验中，反应前后各物质的质量总和分别是多少？ ②能力迁移：波义耳与罗蒙诺索夫对同一类实验得出不同结论，可能的原因是什么？若由你来验证反应前后质量关系，你会怎样设计实验？ ③拓展挑战：查阅资料了解还有哪些重大发现与“精确称量”有关，尝试在二次备课时融入课堂。 环节二 分组实验·定量探究 （约16分钟） 【教师】明确任务：各小组选用方案一或方案二，测定化学反应前后物质的总质量并如实记录。 方案一：将铜粉平铺于锥形瓶底部，把上端系有小气球的玻璃导管插入单孔橡胶塞并塞紧瓶口，称量得m1；用酒精灯加热至铜粉变色后停止，冷却后再称量得m2。. 方案二：在锥形瓶内放入打磨光亮的铁丝，另取盛有硫酸铜溶液的小试管小心放入瓶中，塞紧橡胶塞称量得m1；倾斜锥形瓶使硫酸铜溶液与铁丝接触，反应一段时间后再称量得m2。【学生】小组分工合作，规范操作，如实记录实验现象与m1、m2数据，组内交流称量结果。 【教师】巡视指导（天平调平与使用、加热安全、气球与橡胶塞密闭检查），组织各小组汇报数据，追问：“两组实验的药品和反应都不相同，结论却一致，这说明了什么？” 让学生亲历完整的定量探究过程，从多个不同反应中归纳共性规律，培养证据意识与归纳概括能力；密闭体系的设计为下一环节“敞口体系辨析”埋下伏笔，形成对比结构；分组协作促进科学探究与实践素养落地。 ①基础巩固：方案一中m1与m2有何关系？橡胶塞和小气球各起什么作用？ ②能力迁移：若方案一不塞橡胶塞、改为敞口加热，称量结果可能怎样变化？原因是什么？ ③拓展挑战：你能设计一个“有气体生成”却仍能验证质量守恒的实验方案吗？ 环节三 辨析完善·建构定律 （约9分钟） 【教师】演示实验5-1：将盛有稀盐酸的小试管放入盛有碳酸钠的烧杯中，一起放在天平上称量后，倾斜烧杯使盐酸与碳酸钠接触，观察现象并再次称量，引导学生发现总质量变小。提问：“质量变小了，质量守恒定律是不是错了？” 【教师】演示实验5-2：称量镁条与陶土网的总质量后，在陶土网上方点燃镁条，收集产物，冷却后再称量，发现总质量变大。 【学生】观察并记录两个实验的现象与数据，小组讨论“质量减小/增大”的原因。 【师生】共同归纳：实验5-1中生成的CO₂气体逸散到空气中，未计入称量范围；实验5-2中镁与空气中的氧气化合，氧气来自体系之外——两种结果均不与质量守恒定律矛盾。定律中的“各物质”指真正参加反应的反应物与反应生成的生成物；验证质量守恒定律时，反应应在密闭体系中进行。 以“反常”数据制造第二次认知冲突，在辨析中深化对“参加反应的”“各物质的质量总和”等关键限定的理解，突破难点；训练学生依据证据推理、批判性审视结论的能力，使定律建构过程完整而严密。 ①基础巩固：实验5-1中总质量变小的直接原因是什么？ ②能力迁移：若要验证碳酸钠与盐酸的反应遵循质量守恒定律，应怎样改进装置？镁条燃烧后总质量为何增大？ ③拓展挑战：有人说“敞口容器中的任何反应都不能验证质量守恒定律”，你同意吗？请举例说明理由。 环节四 微观探秘·揭示本质 （约10分钟） 【教师】以氢气在氧气中燃烧生成水为例，展示反应的微观示意图（氢分子、氧分子拆分为原子，原子重新组合成水分子），引导学生在图中数一数反应前后氢、氧原子的种类与数目。 【学生】观察模型并计数，交流得出：反应前后氢、氧原子的种类不变、数目不变，原子的质量也没有改变。 【教师】追问：“水是由分子构成的，为什么这里从原子的角度解释守恒？分子数目变了吗？”引导归纳：化学反应的实质是原子重新组合，原子是化学变化中的最小粒子；反应前后原子种类、数目、质量不变，所以反应前后各物质的质量总和必然相等。 从宏观现象走向微观本质，帮助学生建立“化学变化中原子三不变”的守恒模型，深化对化学反应实质的认识，为课题2书写与配平化学方程式提供理论支撑，落实“宏观辨识与微观探析”素养。 ①基础巩固：化学反应前后一定不变的量有哪些？（原子种类、数目、质量，元素种类，总质量） ②能力迁移：为什么化学反应前后分子种类一定改变，而原子种类一定不变？ ③拓展挑战：能否用微观示意图判断一个化学反应是否遵守质量守恒定律？请举例说明。 环节五 应用提升·总结作业 （约5分钟） 【教师】出示应用练习（当堂即时评价）：①植物的光合作用可表示为“二氧化碳＋水 ──光/叶绿体──→ 淀粉＋氧气”，据此推断淀粉中一定含有哪些元素、可能含有哪些元素？②解释“铜粉在空气中加热后，生成物的质量大于铜粉的质量”“高锰酸钾受热分解后，剩余固体的质量小于高锰酸钾的质量”两种现象。组织学生互评、纠错。 【学生】独立思考作答，说明判断依据；倾听同伴思路，互相评价，纠正“元素凭空产生或消失”的朴素观念。 【教师】引导学生回顾本课知识框架，明确“是什么—怎么来—为什么—怎么用”的逻辑主线，布置分层作业。 学以致用，检验守恒思想与元素守恒观念的迁移水平；通过即时练习与同伴互评获得学习反馈，实现“教—学—评”一致性；梳理知识框架，为化学方程式学习做好认知准备。 ①基础巩固：10 g A与足量B充分反应，生成8 g C和4 g D，则参加反应的A与B的质量比是多少？ ②能力迁移：某物质在氧气中充分燃烧只生成CO₂和H₂O，该物质中一定含有什么元素？可能含有什么元素？ ③拓展挑战：设计一个家庭小实验验证“蜡烛燃烧前后体系总质量的变化”，画出装置简图并说明这样设计的理由。 课堂总结 质量守恒定律 ├─ 内容：参加反应的各物质的质量总和 ＝ 生成的各物质的质量总和 │ （注意限定：“参加反应的”“各物质”“总和”） ├─ 实验探究 │ ├─ 密闭体系：铜＋氧气（方案一）／铁＋硫酸铜溶液（方案二）→ 总质量不变 └─ 敞口体系辨析：碳酸钠＋盐酸（CO₂逸散，质量变小） │ 镁条燃烧（吸收O₂、白烟散失，质量变大）→ 验证须在密闭体系 ├─ 微观本质：原子重新组合 │ ├─ 原子种类不变 │ ├─ 原子数目不变 │ └─ 原子质量不变 └─ 应用：解释现象（增重、减轻）／推断物质组成（元素守恒） 板书设计 课题1 质量守恒定律（第1课时——质量守恒定律） 一、定量探究 密闭体系（称量总质量不变）： 敞口体系辨析： 碳酸钠与稀盐酸反应（气体逸散→质量变小） 镁条燃烧（吸收O₂→质量变大） 二、质量守恒定律 参加反应的各物质的质量总和 ＝ 生成的各物质的质量总和 三、微观本质（原子三不变） 原子种类不变 ／ 原子数目不变 ／ 原子质量不变 四、应用 解释现象 · 推断组成 · 定量计算的基础 教学反思 本课以“45.0＝41.5＋3.5”的拉瓦锡史料设疑导入，学生在分组实验中经历了完整的定量探究过程，并通过“密闭—敞口”两组对比实验的辨析理解了质量守恒定律的适用条件，两次认知冲突的设计有效促进了概念建构。实施中需注意：①两个分组实验耗时较多，方案一加热与冷却环节要预留充足时间，可由相邻小组分工完成两种方案并共享数据；②学生对“参加反应的”这一限定仍是理解的难点，可结合铁过量、盐酸过量时的数据分析加以突破；③演示镁条燃烧前要先示范白烟的收集方法，避免产物散失造成数据误导；④当堂应用练习的分层与即时评价需关注不同层次学生，落实“教—学—评”一致性。二次备课中可补充家庭小实验与跨学科拓展素材（如基于守恒原理设计测定装置）。 分层作业 ①基础巩固（全员必做）：完成教材“练习与应用”第1、3、5题；填空：______的各物质的质量总和，等于______的各物质的质量总和，这个规律叫作质量守恒定律；化学反应前后一定不变的是原子的______、______、______。 ②能力提升（选做）：完成教材“练习与应用”第2、4、6题；用质量守恒定律解释“蜡烛燃烧后质量减小，但并不违背质量守恒定律”。 ③拓展延伸（挑战）：设计并完成“验证碳酸钠与盐酸反应前后质量关系”的改进实验（提示：采用密闭装置或吸收产生的CO₂），写出实验方案、现象与结论。 学科网（北京）股份有限公司 $