5.1化学反应中的质量守恒（第1课时） 教学设计--2026-2027学年九年级化学鲁教版上册

第一节 化学反应中的质量守恒 - 第一课时（教学设计） 课题 课时安排 核心 素养目标 化学观念：建立化学反应前后物质总质量不变的定量观念，明晰宏观质量守恒与微观原子不变的关联。 科学思维：通过实验现象与数据推理规律，构建宏观辨识与微观探析的思维模式。 科学探究：亲历猜想、实验、验证、归纳的完整探究流程，提升实验操作与数据分析能力。 科学态度与责任：培养严谨求实的科学精神，树立尊重实验事实、客观探究化学规律的治学态度。 重点 和难点 重点：通过实验探究归纳得出质量守恒定律的内容，准确理解定律的核心内涵。 难点：从原子的种类、数目、质量角度，微观解读质量守恒定律的本质原因，能辨析敞口、密闭体系中化学反应的质量变化现象，规避“反应后质量改变”的认知误区，实现宏观现象与微观本质的融会贯通。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 导入新课 此前我们仅从物质种类变化的角度定性认识化学变化，知道物质燃烧、化合分解等反应会生成新物质。生活中蜡烛燃烧逐渐变短、铁丝燃烧后固体质量增重，引发认知冲突：化学反应前后物质总质量究竟如何变化？是减轻、增重还是不变？本节课将通过实验探究，揭开化学反应中的质量变化奥秘。 以任务式探究活动为主线，立足学生认知冲突，依托分组实验落实探究过程，结合宏观现象与微观建模，突破重难点，落地化学核心素养，实现学思练一体化教学。 讲授新课 任务一：回顾旧知，引发认知疑问，明确探究主题 教师引导学生系统回顾前期所学化学变化相关知识，梳理已掌握的学习内容。在之前的学习中，学生已经认识了物理变化和化学变化，能够通过是否有新物质生成判断化学反应，熟悉木炭燃烧、蜡烛燃烧、铁丝燃烧、过氧化氢分解、碳酸钙与盐酸反应等常见化学反应，且始终从定性角度认知化学变化，即只关注“哪些物质参与反应”“反应生成了哪些新物质”。 基于旧知回顾，教师进一步引导学生拓展思考维度，跳出定性认知的局限。化学研究物质的变化，不仅需要知晓物质种类的改变，更需要探究变化过程中物质的量的关系，定量研究是化学研究的重要核心方法，也是化学学科走向精准化研究的关键。随后教师结合生活中常见的化学现象，引导学生自主发现矛盾点：蜡烛在空气中燃烧，随着反应进行，蜡烛不断消耗、长度变短，直观感知反应物质量减少；铁丝在氧气中燃烧，反应后生成的黑色固体四氧化三铁质量，相较于原铁丝质量明显增大。 教师顺势抛出核心探究问题，引发学生集体思考与讨论：不同化学反应的质量变化现象看似不同，那么化学反应前后，所有反应物的总质量和所有生成物的总质量之间究竟存在怎样的关系？部分学生结合蜡烛燃烧现象，提出反应后总质量减小的猜想；部分学生依据铁丝燃烧实验，认为反应后总质量增大；还有部分学生秉持严谨态度，猜测反应前后总质量保持不变。 针对学生的多元猜想，教师不急于给出对错评判，而是明确本节课的核心探究任务：通过科学的化学实验，精准验证化学反应前后物质的总质量变化规律，探寻化学反应中的质量守恒规律，让学生带着疑问和猜想进入后续探究学习，激发学生探究主动性与求知欲。 任务二：制定探究方案，明晰实验原理与操作规范 明确探究主题与猜想后，教师引导学生以小组为单位，结合化学实验探究的基本流程，自主设计实验探究方案。为保证实验的科学性、严谨性与可操作性，教师结合新教材实验内容，限定两组经典且现象直观、误差较小的化学反应作为探究对象，分别是密闭体系下白磷燃烧实验、密闭体系下铁钉与硫酸铜溶液反应实验，同时补充敞口体系下碳酸钙与稀盐酸反应对照实验，用于突破认知误区。 首先，各小组自主梳理实验探究的核心思路，统一探究逻辑：精准称量反应前所有参与反应的物质及反应装置的总质量，完成化学反应后，再次精准称量所有生成物及反应装置的总质量，通过对比两次称量结果，判断化学反应前后总质量的变化情况。教师着重强调实验探究的核心注意要点，引导学生理解实验设计的关键细节。 针对称量工具，明确托盘天平的使用规范，称量前需调平天平，保证指针处于分度盘中央，称量过程中遵循“左物右码”原则，读数时视线与刻度线相平，最大程度减小实验误差。针对反应体系，重点区分密闭体系与敞口体系的差异，让学生明白部分化学反应会生成气体或消耗气体，敞口体系会导致气体逸出或进入空气，造成称量数据偏差，无法真实反映反应前后的质量关系，因此探究质量守恒规律需优先选用密闭反应体系。 随后，教师带领学生梳理三组实验的反应原理、实验用品、操作步骤与观察重点，各小组记录实验要点，明确小组分工，设置操作员、记录员、观察员、汇报员，确保每位学生都能参与实验全过程，为后续分组实验实操做好充分准备。 任务三：分组实验实操，观察现象并记录实验数据 本任务为课堂核心探究环节，学生以四人小组为单位，依次完成三组对比实验，全程自主操作、自主观察、自主记录，教师巡回指导，纠正不规范操作，解答学生实操过程中遇到的问题。 第一组实验：密闭体系中白磷燃烧前后质量测定。学生取密闭锥形瓶，在瓶底铺少量细沙，防止白磷燃烧放热使锥形瓶底部炸裂，将白磷置于锥形瓶内，密封装置后，将整套装置放置在托盘天平上，称量反应前装置、白磷、瓶内空气的总质量，准确记录数据。随后取下装置，通过热玻璃棒引燃白磷，观察实验现象，可清晰看到白磷剧烈燃烧，产生大量白烟，放出大量热。待装置完全冷却至室温、白烟散尽后，将整套装置再次放置在托盘天平上，称量反应后总质量，记录数据并对比前后质量变化。各小组通过实操发现，反应前后天平始终保持平衡，总质量未发生改变。 第二组实验：密闭体系中铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量测定。学生向密闭锥形瓶中加入适量硫酸铜蓝色溶液，将打磨光亮的铁钉悬挂在橡胶塞上，密封装置后，称量整套装置的总质量并记录。随后将铁钉浸入硫酸铜溶液中，静置观察反应现象，可观察到蓝色溶液逐渐变为浅绿色，铁钉表面析出红色固体物质。待反应充分进行后，再次称量整套装置的总质量，对比数据。所有小组均得出一致结果，反应前后托盘天平平衡，总质量无增减。 第三组对照实验：敞口体系中碳酸钙与稀盐酸反应前后质量测定。学生取烧杯作为反应容器，加入适量碳酸钙粉末与稀盐酸，敞口放置，称量反应前总质量。两者接触后迅速发生反应，观察到产生大量气泡，反应持续进行。待反应结束后，再次称量烧杯内剩余物质的总质量，可发现天平指针偏向左侧，反应后总质量明显减小。 实验全程，教师引导学生如实记录实验现象与数据，严禁篡改实验结果，培养学生尊重实验事实的科学态度。对于操作中出现的轻微误差，引导学生自主分析原因，如装置密封不严、称量读数偏差、药品残留等，让学生明白科学实验存在合理误差，同时学会规避误差的实验方法。 任务四：分析实验数据，归纳总结质量守恒定律 三组实验全部完成后，教师组织各小组汇总实验数据、展示实验现象，开展小组交流讨论，聚焦核心问题：为什么两组密闭体系实验反应前后质量不变，而敞口体系实验质量减小？不同实验现象背后蕴含着怎样的普遍规律？ 各小组结合实验现象展开分析，自主梳理差异原因：白磷燃烧生成五氧化二磷固体，无物质逸出；铁钉与硫酸铜反应无气体参与、无气体生成，密闭体系中所有反应物和生成物均被完整称量，因此总质量不变。而碳酸钙与稀盐酸反应会生成二氧化碳气体，敞口体系中二氧化碳气体逸散到空气中，未被计入生成物总质量，导致称量的剩余物质质量减小，并非化学反应本身质量不守恒。 教师基于学生的讨论结果，进行梳理整合、拔高总结，结合新教材定义，正式归纳得出质量守恒定律内容：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。 随后教师带领学生深度解读定律中的核心关键词，突破易错点。重点强调“参加化学反应”，明确未参与反应的剩余药品质量不能计入反应物总质量；区分“质量总和”，说明需包含所有反应物、生成物，尤其是气体、烟雾等易被忽略的物质；明确定律适用范围为所有化学变化，不适用物理变化。通过精准解读，帮助学生彻底纠正“蜡烛燃烧质量减小、铁丝燃烧质量增重即不守恒”的错误认知，让学生明白看似质量变化的化学反应，均是因体系不密闭导致物质进出，化学反应本身始终遵循质量守恒规律。 任务五：微观建模探究，解读质量守恒本质原因 学生掌握质量守恒定律宏观规律后，教师进一步抛出深度探究问题：为什么所有化学反应都遵循质量守恒定律？引导学生从微观角度，结合化学反应的微观实质展开探究。 教师借助水分子分解、磷燃烧的微观动画模型、原子结构示意图，直观展示化学反应的微观过程。带领学生回顾：化学反应的本质是分子分裂为原子，原子重新组合成新分子的过程。在整个反应过程中，原子是化学变化中的最小粒子，不会再分裂。 学生结合微观模型自主分析、小组讨论，总结微观守恒的三大核心要素：化学反应前后，原子的种类不会改变，不会产生新原子、也不会消失原有原子；原子的数目没有增减，参与反应的原子总数与生成物质中的原子总数相等；原子的质量保持不变，原子本身的质量不会随化学反应发生变化。 教师基于学生总结，搭建宏观与微观的关联桥梁：正是因为化学反应前后原子的种类、数目、质量均不改变，所以由原子构成的各物质的总质量在化学反应前后必然保持不变，这就是质量守恒定律的微观本质。同时拓展延伸，由原子守恒推导元素守恒，即化学反应前后元素的种类、元素质量也保持不变，丰富学生的化学守恒认知体系，完善学生的宏观辨识与微观探析思维。 本节课遵循新课标任务式教学理念，贴合新教材编排逻辑，以“发现问题—提出猜想—实验探究—归纳规律—解读本质—学以致用”为完整教学主线。摒弃传统灌输式教学，设置层层递进的探究任务，让学生全员参与实验操作、现象观察、数据记录与分析讨论。通过密闭与敞口实验对比，破解学生生活认知误区，借助微观模型拆解守恒本质，搭建宏观现象到微观原理的思维桥梁。全程聚焦四维核心素养落地，兼顾知识掌握、能力提升与科学品格塑造，贴合初中生认知规律，凸显化学学科实验探究的核心特色。 作业布置 完成分层作业 教学反思 1 / 2 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 学科网（北京）股份有限公司 $