5.2化学质量守恒定律第1课时教学设计-2026-2027学年九年级化学仁爱科普版上册

仁爱科普版初中化学九年级上册 课题2 质量守恒定律（第一课时）教案 一、教材分析 本课题是仁爱科普版九年级上册化学的重要内容，上承物质的化学变化，下启化学方程式的书写与计算，是连接宏观现象与微观本质的关键节点。教材通过一系列实验探究活动，引导学生认识化学反应中质量守恒的客观规律，为后续学习化学方程式奠定理论基础，在全书知识体系中具有承前启后的核心地位。 二、四维核心素养 化学观念：通过实验探究建立“化学反应前后质量守恒”的基本观念，认识物质变化中量变与质变的辩证统一。科学思维：通过对实验数据的分析与推理，培养从现象到本质、从宏观到微观的逻辑思维能力。科学探究与实践：经历提出问题、设计方案、实验操作、收集证据、得出结论的完整探究过程。科学态度与责任：养成严谨求实的科学态度，体会定量研究在化学发展中的重要价值。 三、教学重难点 教学重点：通过实验探究理解质量守恒定律的基本内容，认识化学反应前后物质总质量不变的客观事实。教学难点：从微观角度解释质量守恒的本质原因，理解化学反应中原子的种类、数目和质量均不发生改变，并能运用定律解释日常生活中的相关现象。 四、新课导入 教师演示镁条在空气中燃烧的实验，引导学生观察镁条燃烧前后的变化：银白色镁条燃烧后生成白色固体。提问：镁条燃烧后变成了白色固体，那么反应前镁条的质量与反应后生成物的质量之间有什么关系？是变大了、变小了，还是不变？引发学生思考与讨论，由此导入本节课的探究主题。 五、上课过程设计意图 本课时以任务驱动为核心教学策略，围绕“化学反应前后质量是否改变”这一核心问题展开探究。设计意图如下：第一，创设真实问题情境，激发学生的探究欲望，让学生在认知冲突中产生学习需求；第二，通过分组实验让学生亲历科学探究的完整过程，在动手操作中获取证据、建立认识，体现“做中学”的理念；第三，采用“宏观现象—微观解释—符号表达”三重表征的教学思路，帮助学生跨越从感性认识到理性思维的鸿沟；第四，设计梯度递进的任务活动，从观察实验到分析数据，从归纳规律到微观解释，从理论建构到实际应用，层层深入、环环相扣，确保不同层次的学生都能获得发展；第五，注重小组合作与交流讨论，培养学生的合作意识与表达能力，让课堂真正成为学生主动建构知识的场所。 六、教学过程 任务一：情境激疑，提出问题 【任务情境】 教师展示一段生活视频片段：木材在壁炉中燃烧后只剩下灰烬，蜡烛燃烧后越来越短直至消失。提出问题：木材和蜡烛燃烧后质量明显减轻了，那么是不是所有的化学反应都使物质的总质量减少呢？ 【学生活动】 学生观看视频后，分组讨论教师提出的问题。有的学生认为化学反应后质量一定减少了，因为物质被“烧掉了”；有的学生认为可能有气体跑掉了，所以看起来减少了；还有的学生提出应该通过实验来验证。各小组代表分别发表本组的看法和理由，课堂上形成不同观点的碰撞。 【教师引导】 教师倾听学生的不同观点后指出：仅凭肉眼观察和生活经验不足以得出科学结论，化学是一门以实验为基础的科学，要想知道化学反应前后物质的质量到底如何变化，必须通过精密的定量实验来进行探究。由此引导学生进入下一步的实验探究活动。 【设计意图】 从学生熟悉的生活现象出发，制造认知冲突，激发探究兴趣。通过不同观点的争论，让学生意识到仅凭直觉和经验是不可靠的，必须依靠实验证据，为后续的定量探究做好思想准备和方法铺垫。 任务二：实验探究一——红磷燃烧前后质量的测定 【任务情境】 教师介绍第一个探究任务：利用托盘天平称量红磷在密闭容器中燃烧前后的总质量，观察反应前后质量是否发生变化。教师强调实验要点：实验必须在密闭容器中进行，防止反应体系与外界发生物质交换；称量前要调节天平平衡；读数时天平必须处于静止状态。 【实验器材】 托盘天平、锥形瓶、橡胶塞、玻璃管、气球、红磷、细沙、酒精灯、火柴、镊子、药匙。 【实验步骤】 第一步，在锥形瓶底部铺一层细沙，用镊子取一小块红磷放入锥形瓶底部的细沙上，塞紧橡胶塞，将玻璃管上端套紧一个气球。第二步，将整套装置放在托盘天平左盘上，向右盘添加砝码并移动游码，使天平平衡，记录此时的总质量。第三步，取下锥形瓶，将玻璃管下端放在酒精灯火焰上加热至红热状态，迅速将玻璃管插入锥形瓶中并塞紧橡胶塞，观察红磷的燃烧现象。第四步，待锥形瓶冷却至室温后，将整套装置重新放回托盘天平左盘，观察天平是否仍然保持平衡。 【学生活动】 学生四人一组进行实验操作。在实验过程中，小组成员分工合作：一名同学负责称量操作，一名同学负责加热和反应操作，一名同学负责观察并记录实验现象，一名同学负责记录称量数据。观察红磷燃烧时产生大量白烟、气球先膨胀后变瘪的现象。反应结束冷却后，将装置放回天平，观察到天平指针仍然指向中央，说明反应前后总质量相等。各组将实验数据记录在教师发放的实验记录表中。 【交流讨论】 各小组汇报本组的实验数据和观察到的现象。教师引导全班学生分析：红磷燃烧发生了什么化学反应？为什么要在密闭容器中进行？如果不塞紧橡胶塞，会对实验结果产生什么影响？学生讨论后得出结论：红磷燃烧消耗了瓶内的氧气，生成了白色固体五氧化二磷；由于装置是密闭的，瓶内物质没有与外界发生交换，所以反应前后总质量保持不变。 【设计意图】 通过第一个经典实验，让学生初步建立“化学反应前后总质量不变”的感性认识。密闭装置的设计是关键，教师通过追问“为什么要密闭”引导学生深入思考实验设计的科学性，培养学生严谨的实验态度和控制变量的意识。 任务三：实验探究二——铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定 【任务情境】 教师提出第二个探究任务：换一个化学反应来验证质量是否守恒。本次实验选用铁钉与硫酸铜溶液的反应，观察反应前后总质量是否仍然相等。教师提示：这个反应不需要加热，在常温下即可进行。 【实验器材】 托盘天平、烧杯、铁钉、硫酸铜溶液、砂纸、镊子。 【实验步骤】 第一步，用砂纸将铁钉表面打磨光亮，除去表面的铁锈和污物。第二步，向烧杯中倒入适量的硫酸铜溶液，将打磨好的铁钉和盛有硫酸铜溶液的烧杯一起放在托盘天平左盘上称量，记录反应前的总质量。第三步，取下烧杯，将铁钉轻轻放入硫酸铜溶液中，静置观察铁钉表面和溶液颜色的变化。第四步，待反应进行一段时间后，将烧杯重新放在托盘天平左盘上，观察天平是否仍然平衡。 【学生活动】 学生分组进行实验。在铁钉表面可以观察到有红色物质析出，溶液的蓝色逐渐变浅。反应完成后将烧杯放回天平，观察到天平仍然保持平衡。各组记录实验现象和数据。教师引导学生对比两个实验的结论：虽然选用的化学反应不同，但实验结果都表明反应前后总质量不变。 【交流讨论】 教师提问：两个不同的化学反应，为什么都得到了相同的结论？这是不是说明所有的化学反应都遵循同样的规律？学生讨论后认为，两个实验虽然反应类型不同，但都在密闭或敞口无气体参与的条件下进行，反应前后总质量都没有改变。由此初步推断：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。 【设计意图】 通过第二个实验的重复验证，避免仅凭一个实验就得出结论的局限性。两个实验相互印证，增强了结论的可靠性，体现了科学探究中“重复验证”的原则。同时，常温反应的设计让学生认识到质量守恒定律适用于各种条件下的化学反应，而非特殊实验条件下的特例。 任务四：实验探究三——碳酸钠与盐酸反应的“异常”现象分析 【任务情境】 教师提出第三个探究任务：用碳酸钠粉末与盐酸反应来验证质量守恒定律。教师提示学生特别注意观察实验现象，并与前两个实验进行对比。 【实验器材】 托盘天平、小烧杯、小试管、碳酸钠粉末、稀盐酸、药匙。 【实验步骤】 第一步，将小烧杯放在天平左盘，向小烧杯中加入少量碳酸钠粉末。第二步，将盛有少量稀盐酸的小试管小心放入烧杯中（试管不倾倒），一起称量反应前的总质量。第三步，取下烧杯，小心倾斜小试管，使盐酸流入烧杯中与碳酸钠粉末接触，观察反应现象。第四步，反应停止后，将烧杯连同试管一起放回天平左盘，观察天平是否平衡。 【学生活动】 学生分组进行实验。观察到烧杯中产生大量气泡。将烧杯放回天平后，发现天平指针向右偏转，说明反应后总质量“变小了”。这一结果与前面两个实验的结论产生了矛盾，学生们感到困惑和惊讶。教师抓住这一认知冲突，引导学生深入思考：为什么这次的结果和前两次不一样？难道质量守恒定律不适用于这个反应吗？ 【交流讨论与分析】 学生分组讨论后提出各种猜想。有的学生认为反应产生了气体，气体从烧杯中跑出去了，导致称量到的总质量减少了；有的学生提出如果把产生的气体也收集起来一起称量，总质量应该还是不变的。教师肯定学生的分析思路，并引导学生改进实验装置：如果在烧杯口套一个气球，将产生的气体收集在气球中，再次称量，结果会怎样？学生预测：如果气体没有逸散，总质量应该仍然守恒。 【演示验证】 教师在讲台上演示改进后的实验：在烧杯口套紧一个气球，重复上述实验步骤。反应产生的气体使气球膨胀，将烧杯放回天平后，天平仍然保持平衡。这一验证结果让学生恍然大悟：不是质量守恒定律出了问题，而是之前敞口实验中有气体逸出，导致称量不完整。 【设计意图】 本任务是本节课的思维高潮。通过制造“反常”实验现象，激发学生的深度思考。学生在解决认知冲突的过程中，不仅理解了质量守恒定律的适用条件（必须称量全部反应物和生成物，包括气体），更重要的是学会了用科学的思维方法分析实验误差，培养了批判性思维和严密的逻辑推理能力。 任务五：归纳总结，建立质量守恒定律 【任务情境】 教师引导学生回顾三个探究实验的过程和结论，组织学生归纳总结：通过以上一系列实验，我们可以得出什么结论？ 【学生活动】 学生以小组为单位，结合三个实验的现象和数据，尝试用自己的语言归纳结论。各小组代表发言后，教师在学生发言的基础上，引导学生逐步完善表述，最终形成质量守恒定律的完整定义：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。 【关键词解析】 教师重点引导学生理解定律中的关键词：“参加”二字意味着没有参与反应的物质（如过量的反应物）不能计入；“化学反应”说明质量守恒定律只适用于化学变化，不适用于物理变化；“各物质的质量总和”意味着无论是固体、液体还是气体，只要是反应的反应物或生成物，都必须纳入称量范围，不能遗漏。 【设计意图】 从实验事实上升到理论规律，是从感性认识到理性认识的飞跃过程。教师不直接给出定律，而是引导学生在充分实验证据的基础上自己归纳结论，体现了“建构主义”的教学理念。对关键词的精细解析则帮助学生准确理解定律的内涵，避免后续应用中的常见误区。 任务六：微观探析，解释质量守恒的本质原因 【任务情境】 教师提出深层次问题：为什么化学反应前后质量会守恒？这背后的微观本质是什么？引导学生从原子的角度进行思考。 【微观动画演示】 教师播放水分子分解的微观动画：两个水分子在通电条件下分解为氢原子和氧原子，然后每两个氢原子结合成一个氢分子，每两个氧原子结合成一个氧分子。动画直观展示了化学反应的微观过程——分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子。 【学生活动】 学生观看动画后，结合学过的分子和原子知识，分组讨论以下问题：化学反应前后，原子的种类有没有改变？原子的数目有没有增减？原子的质量有没有变化？学生通过观察动画和讨论后得出结论：在化学反应中，分子可以再分，而原子不能再分；反应前后原子的种类、数目和质量都没有发生改变，所以化学反应前后物质的总质量必然相等。 【教师总结】 教师在学生讨论的基础上，用规范的语言总结微观本质：化学反应的过程，就是参加反应的各物质的原子重新组合而生成其他物质的过程。在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量也没有变化，所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。这就是质量守恒定律的微观本质。 【设计意图】 从宏观实验现象深入到微观粒子本质，实现了“宏观—微观—符号”三重表征的教学目标。微观动画的使用将抽象的微观过程可视化，帮助学生建立微观想象力。通过追问“为什么守恒”，将学生的思维从“知其然”提升到“知其所以然”，深化了对规律本质的理解。 任务七：联系实际，运用质量守恒定律解释现象 【任务情境】 教师呈现三个生活中的实际问题，让学生运用刚刚学到的质量守恒定律进行解释。 【问题一】 情境：煤燃烧后变成了煤灰，质量比原来的煤轻了很多。有人说这不符合质量守恒定律，你认为对吗？请解释原因。学生分组讨论后回答：这种说法不对。煤燃烧时，煤中的碳与空气中的氧气反应生成了二氧化碳气体和其他气体，这些气体逸散到空气中去了，所以剩下的煤灰质量比原来的煤轻。如果把参加反应的煤和氧气的质量加起来，等于反应后生成的煤灰和所有气体的质量总和，仍然符合质量守恒定律。 【问题二】 情境：镁条在空气中燃烧后，生成物的质量比原来镁条的质量增加了。这是为什么？学生讨论后回答：镁条燃烧时，镁与空气中的氧气反应生成了氧化镁。生成物氧化镁的质量等于参加反应的镁条质量与参加反应的氧气质量之和，所以生成物的质量比原来镁条的质量大。这同样符合质量守恒定律。 【问题三】 情境：高锰酸钾受热完全分解后，剩余固体的质量比原反应物的质量小。为什么？学生讨论后回答：高锰酸钾受热分解生成了锰酸钾、二氧化锰和氧气。其中氧气是气体，从固体中逸出了，所以剩余固体的质量（锰酸钾和二氧化锰的质量）比原来高锰酸钾的质量小。如果把氧气的质量也算进去，仍然符合质量守恒定律。 【归纳提升】 教师引导学生总结：解释这类问题的关键是要全面考虑所有的反应物和生成物，特别是不要漏掉参与反应的气体和生成的气体。凡是有气体参加或有气体生成的化学反应，在验证质量守恒定律时必须在密闭容器中进行，否则称量结果会出现“不守恒”的假象。 【设计意图】 将理论知识应用于解释实际问题，是学习的最终目的。三个问题分别从“质量减轻”“质量增加”“质量减轻”三个角度设计，覆盖了气体参与和气体生成两种典型情况，帮助学生在变式练习中深化对定律的理解。通过归纳提升，帮助学生形成分析此类问题的思维路径和方法策略。 任务八：课堂小结，梳理提升 【任务情境】 教师引导学生回顾本节课的学习历程，梳理知识脉络。 【学生活动】 学生以小组为单位，用自己的话总结本节课学到了什么。每组推选一名代表进行全班交流。学生的总结大致包括以下内容：通过三个实验探究，知道了质量守恒定律的内容；理解了定律的关键词；从微观角度解释了为什么质量会守恒；学会了用质量守恒定律解释生活中的现象；知道了有气体参与或生成的反应要在密闭容器中验证。 【教师梳理】 教师在学生总结的基础上，用思维导图的形式梳理本节课的知识结构：从生活现象提出问题，通过实验探究发现规律，从微观角度解释本质，最后运用规律解决实际问题。强调科学探究的基本思路是“提出问题—实验验证—分析推理—得出结论—实践应用”。 【设计意图】 课堂小结不是简单的知识重复，而是帮助学生建构知识网络、梳理思维方法的重要环节。让学生自己总结，既能检验学习效果，又能锻炼归纳概括能力。教师的思维导图梳理则将零散的知识系统化，帮助学生形成结构化的认知。 七、板书设计 课题2 质量守恒定律 一、实验探究 实验一：红磷燃烧（密闭容器）——反应前后总质量不变 实验二：铁钉与硫酸铜溶液反应——反应前后总质量不变 实验三：碳酸钠与盐酸反应（敞口）——质量“减轻”，因气体逸出 实验三改进：碳酸钠与盐酸反应（密闭）——反应前后总质量不变 二、质量守恒定律 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。 关键词：参加、化学反应、各物质、质量总和 三、微观解释 化学反应的本质：分子分裂为原子，原子重新组合成新分子 反应前后：原子种类不变 原子数目不变 原子质量不变 → 所以总质量必然守恒 四、应用 有气体参加或生成的反应 → 必须在密闭容器中验证 学科网（北京）股份有限公司 $