5.2质量守恒定律第2课时教学设计-2026-2027学年九年级化学仁爱科普版上册

质量守恒定律（第二课时）教案 仁爱科普版 · 初中化学 · 九年级上册 · 第五单元课题2 一、教材分析 本课时是课题2的第二课时。学生已通过实验建立质量守恒定律的宏观认识，本课时引导学生从微观粒子角度揭示其本质，并运用定律解释敞口实验中质量「不守恒」的假象，完成从宏观到微观的认知跨越，为后续学习化学方程式奠定基础。 二、四维核心素养 化学观念：形成化学反应前后原子种类、数目、质量不变的微粒守恒观。 科学思维：通过微观模型推理，建立宏观现象与微观本质的因果关联。 探究实践：能设计密闭装置，分析敞口实验误差来源。 态度责任：体会定量实验的严谨性，认识定律的普遍意义。 三、教学重难点 教学重点：从微观角度理解质量守恒定律的本质，能运用定律解释常见化学现象。 教学难点：辨析敞口实验中质量「不相等」并非违背定律，理解有气体参与或生成的反应必须在密闭体系中验证；初步建立宏观、微观相统一的思维方式。 四、新课导入 教师回顾上节课红磷燃烧、铁钉与硫酸铜溶液反应的结果——反应前后总质量相等。紧接着抛出两个真实情境：镁条燃烧后白色固体变重，蜡烛燃烧后越烧越短直至消失。这两个现象为什么「看起来不守恒」？是定律出了问题，还是我们漏称了什么？由此激发学生猜想，进入本课探究。 五、上课过程设计意图 本课时以「矛盾—猜想—验证—解释—应用」为主线，采用任务式驱动。先用真实情境制造认知冲突，激发探究欲望；再借助微观动画和分子模型，让学生动手拆分、重组，亲历原子重新组合的过程，自主归纳「三不变」；随后回归敞口实验，用微观结论解释宏观「异常」，完成知识内化；最后通过辨析与应用任务迁移巩固。全程以学生活动为主体，教师仅在关键处点拨，不写时间与分数，不出现化学方程式表达式，重在思维过程与观念建构。 六、教学过程 任务一　情境矛盾：为什么「看起来不守恒」 【教师活动】教师在屏幕上同时呈现三组对比材料：第一组是上节课学生亲自做过的红磷燃烧实验数据——反应前密闭装置总质量与反应后冷却至室温再称量的总质量相等；第二组是镁条燃烧前后的固体质量对比——燃烧后白色固体的质量明显大于燃烧前镁条的质量；第三组是蜡烛燃烧实验——一根蜡烛点燃前称量为一定值，燃烧一段时间后再称量，剩余蜡烛明显变轻。教师提问：「我们上节课刚刚得出质量守恒定律，为什么这两个实验的结果和定律不一致？难道定律只在某些实验中成立？还是我们在称量时漏掉了什么？」 【学生活动】学生先独立思考，然后在小组内交换看法。有的学生认为「定律错了」，有的学生认为「肯定是有东西我们没称到」，还有学生猜测「是不是气体跑掉了或者有空气跑进来了」。教师不急于评判，把各组的猜想写在黑板一侧，形成「猜想墙」。 【教师追问】教师引导：「如果真的有物质没有被称量到，它可能是什么状态？它可能从哪里来，又可能到哪里去？」学生进一步猜想：镁条燃烧时变重，可能是有空气中的某种物质「加」到了镁条里；蜡烛燃烧时变轻，可能是蜡烛变成了某种看不见的东西「跑」掉了。 【学生活动】教师鼓励学生用生活经验佐证自己的猜想：比如铁生锈后变重，是因为铁和空气中的氧气、水共同作用；煤燃烧后剩下的煤灰比煤轻很多，是因为大部分物质变成烟气跑掉了。学生你一言我一语，逐渐形成一个共识：质量守恒定律本身没有错，问题出在我们称量的范围不完整——凡是有气体参与或生成的反应，如果不在密闭容器里做，气体的质量就会被我们漏掉。 【教师小结】教师肯定学生的猜想，同时指出：要真正说清楚这个问题，光靠宏观称量还不够，我们得钻进化学反应的「内部」，看看在分子和原子的层面，化学反应到底发生了什么。由此自然过渡到任务二。 任务二　微观探秘：分子是怎样「拆开」和「重组」的 【教师活动】教师播放水通电分解的微观动画：屏幕上先出现一群水分子，每个水分子由两个较小的氢原子和一个较大的氧原子构成；通电后，水分子在电极附近被拆开，氢原子两两结合成氢分子，氧原子两两结合成氧分子；最后画面上出现氢分子群和氧分子群。教师边播放边提示学生观察：「请大家注意，在整个过程中，哪些东西变了，哪些东西没有变？」 【学生活动】学生分组领取一套分子模型卡片（不同颜色的圆形卡片代表不同原子，卡片之间用磁性扣连接）。每组先搭出若干个水分子模型，然后按照动画演示的过程，亲手把水分子「拆开」，再把氢原子和氧原子重新搭成氢分子和氧分子。教师要求学生完成后，把「拆前」和「重组后」的原子分别摆放在桌面上，数一数：反应前氢原子有几个、氧原子有几个；反应后氢原子有几个、氧原子有几个；氢原子的种类有没有变、氧原子的种类有没有变；每个原子的大小和质量有没有因为拆分和重组而改变。 【小组汇报】各小组汇报数出来的结果：反应前有多少个氢原子，反应后还是多少个氢原子；反应前有多少个氧原子，反应后还是多少个氧原子；原子的种类没有变，原子本身的大小和质量也没有变。教师把这些结论逐条写在黑板中央。 【教师引导】教师追问：「在这个过程中，分子变了没有？」学生回答：「变了，反应前是水分子，反应后是氢分子和氧分子。」教师再问：「既然分子的种类变了，那物质的种类变了没有？」学生立刻意识到：分子种类变了，物质种类当然也跟着变了。教师顺势点出化学变化的本质——分子拆成原子，原子重新组合成新的分子，在这个过程中原子是最小的「拆不动」的粒子。 【学生活动】教师再给每个小组提供另一组模型素材：红磷燃烧的微观示意卡片——许多磷原子和氧原子先混合在密闭容器里，反应后原子重新组合成新的五氧化二磷分子。学生用同样的方法再做一次拆分与重组，数一数反应前后磷原子和氧原子的数目。这一次学生几乎不需要教师提示，就能主动发现：原子种类没变、原子数目没变、原子质量没变。 【教师点拨】教师总结：「不管是水通电分解，还是红磷燃烧，一切化学反应在微观上都遵循同一个规律——原子只是重新排队，既不会凭空产生，也不会凭空消失，更不会在排队过程中变大变小。这就是质量守恒定律之所以成立的根本原因。」 任务三　归纳提升：从微观「三不变」到宏观「五不变」 【教师活动】教师在黑板上列出三行微观事实：原子的种类在反应前后不变；原子的数目在反应前后不变；原子的质量在反应前后不变。教师提问：「请大家顺着这三条往宏观上想，还能推出哪些结论？」 【学生活动】学生小组讨论并推导。教师提示：「我们在前面学过，元素是同一类原子的总称。既然原子的种类在反应前后不变，那元素的种类变不变？」学生立刻回答：「元素种类也不变。」教师继续引导：「既然每一种原子的数目和质量都不变，那每种元素的总质量变不变？」学生回答：「元素的质量也不变。」教师再问：「所有元素的质量加起来就是反应物和生成物的总质量，那物质的总质量变不变？」学生齐声回答：「不变。」 【教师活动】教师把学生推导出的结论补充到黑板上：元素种类不变、元素质量不变、物质总质量不变。这样加上原来的原子三不变，一共是五条「不变」。教师提问：「那有没有什么是一定改变的？」学生回顾任务二中的模型操作：分子种类一定改变，物质种类一定改变。教师把这两条「改变」也写在黑板上。 【教师追问】教师进一步提问：「分子的总数目在反应前后一定不变吗？」教师举例：水通电分解时，两个水分子反应生成两个氢分子和一个氧分子，反应前是两个分子，反应后是三个分子，分子总数变了；而另一些反应，比如氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，反应前后分子总数目没有变化。教师由此引导学生得出结论：分子的总数目可能改变，也可能不改变，要看具体反应。 【学生活动】教师请学生用自己的语言把这一组结论完整复述一遍，并要求同桌之间互相检查：哪些是「一定不变」，哪些是「一定改变」，哪一个是「可能改变」。教师走动巡视，纠正个别学生把「分子种类不变」误说成「原子种类不变」的常见混淆。 任务四　回归实验：用微观结论解释「异常」现象 【教师活动】教师回到任务一的两个情境，提问：「现在我们已经知道原子在反应前后只是重新组合，不会凭空产生也不会消失。那镁条燃烧后固体为什么变重？蜡烛燃烧后为什么变轻？请大家用今天学的微观道理解释。」 【学生活动】学生小组讨论。有的小组很快说出：「镁条燃烧是镁原子和空气中的氧原子结合成氧化镁，我们原来只称了镁原子的质量，没有称参加反应的氧原子的质量，所以生成的固体比原来的镁条重——增加的那部分质量，其实就是参加反应的氧气的质量。」教师表扬这个小组，并进一步追问：「如果我们把整个装置——包括镁条、空气、锥形瓶——一起放在天平上称量，反应前后总质量还会不会变？」学生回答：「不会变，因为所有原子都被关在瓶子里，没有跑出去也没有跑进来。」 【教师活动】教师再请学生解释蜡烛燃烧变轻的现象。学生分析：「蜡烛里的石蜡和空气中的氧气反应，生成了二氧化碳和水蒸气，这些生成物都是气体，直接跑到空气中去了。我们在天平上只称到了剩下的蜡烛，没有称到跑掉的气体，所以看起来质量减少了。如果把蜡烛放在一个密闭的、能吸收生成气体的装置里称量，反应前后总质量一定相等。」 【教师追问】教师提问：「那是不是所有有气体参加或生成的反应，都必须在密闭容器里做才能验证质量守恒定律？」学生一致回答：「是的。」教师又问：「如果反应在敞口烧杯里进行，只要没有气体参与或生成，能不能用来验证定律？」学生举例：「铁钉和硫酸铜溶液反应，没有气体，敞口烧杯也可以；但红磷燃烧有白烟（固体小颗粒）和氧气参与，就必须密闭。」教师肯定学生的判断，并补充：「判断一个实验能不能直接在敞口容器里验证定律，关键要看有没有气体参加反应，或者有没有气体生成并逸散到空气中。」 【学生活动】教师布置一个设计任务：「给你一支蜡烛、一个天平、一个带塞子的集气瓶、一些能吸收二氧化碳和水蒸气的固体物质（教师示意位置），你怎样组装一套装置，让蜡烛在里面燃烧，并且称量到的反应前后总质量相等？」学生分组画出装置草图并交流思路。有的小组提出把蜡烛放在集气瓶里，瓶底预先放一层能吸收生成气体的固体，塞紧瓶塞再称量；有的小组提出在瓶口接一个装满吸收剂的小袋。教师不追求唯一方案，重点引导学生说出「密闭」和「吸收逸出气体」两个关键点。 任务五　辨析与应用：在真实问题中迁移巩固 【教师活动】教师投影出一组辨析题，请学生判断对错并说明理由。第一题：「镁条在空气中燃烧后固体质量增加，说明这个反应不遵守质量守恒定律。」第二题：「蜡烛燃烧后越来越短，最终消失，说明质量守恒定律不是普遍规律。」第三题：「蒸发食盐水得到食盐和水，质量前后相等，这也遵守质量守恒定律。」第四题：「高锰酸钾受热分解后剩余固体质量减少，这个反应不遵守质量守恒定律。」 【学生活动】学生独立思考后举手发言。第一题：错，因为参加反应的还有氧气，增加的质量是氧气的质量。第二题：错，因为生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中，没有被称量到。第三题：错，因为蒸发食盐水是物理变化，质量守恒定律只适用于化学变化。第四题：错，因为生成的氧气逸出，剩余固体质量减少，但反应前后总质量仍然守恒。教师特别强调第三题：质量守恒定律的适用范围是化学变化，物理变化不能用这条定律来解释，这是学生最容易混淆的一点。 【教师活动】教师再投影一道推断题：「某物质在空气中完全燃烧后，只生成二氧化碳和水。请你推断：这种物质里一定含有哪些元素？可能含有哪些元素？」教师提示学生用今天学的「元素种类不变」来推理。 【学生活动】学生小组讨论。有的学生很快说出：「生成物里有碳、氢、氧三种元素，反应前后元素种类不变，所以反应物里也一定有这三种元素。氧气是参加反应的，氧元素可以来自氧气，那么该物质里一定有什么、可能有什么？」教师引导学生区分：生成物中的氧元素可能全部来自空气中的氧气，也可能一部分来自该物质本身。因此该物质里一定含有碳元素和氢元素，是否含有氧元素还需要通过定量称量才能确定。教师肯定学生的推理思路，并强调这是质量守恒定律在推断物质组成时的典型应用。 【学生活动】教师再请学生举一个生活中能用质量守恒定律解释的例子。学生举例：铁生锈后质量增加，是因为铁与氧气、水共同作用，增加的是参加反应的氧气和水的质量；煤燃烧后留下的煤灰比煤轻，是因为煤中的大部分物质变成烟气逸散；铜器在潮湿空气中生成铜绿后变重，也是因为铜与空气中的氧气、水、二氧化碳共同作用。教师把这些例子简要记录在黑板上，让学生感受到定律就在身边。 任务六　课堂小结与拓展 【教师活动】教师请学生合上课本，用一句话说说这节课最大的收获。有的学生说：「我现在知道为什么有气体的反应一定要在密闭容器里做了。」有的学生说：「我明白了质量守恒的根本原因是原子在反应前后不变。」有的学生说：「我知道了定律只适用于化学变化。」 【教师总结】教师把学生的发言串联成完整的知识网络：从宏观上看，化学反应前后物质的总质量相等；从微观上看，这是因为原子的种类、数目、质量都没有改变；凡是有气体参与或生成的反应，必须在密闭体系中验证；敞口实验中出现的「增重」或「减重」，都是因为气体没有被称量到，而不是定律失效。 【拓展资料】教师简要介绍质量守恒定律的发现史：两百多年前，法国化学家拉瓦锡第一次用定量实验的方法研究化学反应，把准确的天平引入化学研究，通过密闭容器中的汞加热实验，推翻了当时流行的「燃素说」，确立了质量守恒定律。教师引导学生体会：科学定律的建立离不开精准的定量实验和严谨的逻辑推理，鼓励学生在今后的学习中养成用证据说话的习惯。 【课后任务】教师布置课后任务：观察家中一个常见的化学变化（如铁钉生锈、发面、蜡烛燃烧），用今天学的质量守恒定律写一段解释，重点说明反应前后哪些物质参加了、哪些物质生成了、为什么称量时可能出现「不相等」的假象；下节课分享交流。 七、板书设计 质量守恒定律（第二课时） 一、微观本质——化学反应前后： 　　原子的种类不变 　　原子的数目不变 　　原子的质量不变 二、宏观推论： 　　元素的种类不变 　　元素的质量不变 　　物质的总质量不变 三、两个一定改变： 　　分子的种类一定改变 　　物质的种类一定改变 四、一个可能改变： 　　分子的总数目可能改变 五、应用： 　　有气体参与或生成的反应须在密闭容器中验证 　　用元素种类不变推断物质组成 　　定律只适用于化学变化 学科网（北京）股份有限公司 $