5.4调控化学变化教学设计-2026-2027学年九年级化学上册

第四节 调控化学变化 教案 一、基本信息 学科：化学 版本：北京 2024 版 课时：1 课时 对应课标：义务教育化学课程标准（2022 版） 课标要求：认识物质的性质与变化；知道化学变化伴随能量变化；认识燃烧的条件，理解调控化学反应的思路；能从物质转化、能量变化角度分析化学反应；初步形成物质变化观，能结合真实情境运用化学知识分析工程问题。 二、教学目标 化学观念：结合火箭推进剂真实情境，认识化学反应中的物质转化与能量转化；知道燃烧属于化学变化，理解完全燃烧与不完全燃烧的区别；能从反应物、生成物、反应条件、能量变化多角度认识化学变化。 科学思维：通过对比三类火箭推进剂，运用对比、分析、评价的方法，建立选择化学反应、调控化学反应的基本思路；能根据反应中物质的相对质量，分析反应物质量配比关系。 科学探究与实践：结合气球升空模拟实验、燃气灶燃烧现象，能观察、描述实验现象，解释反冲原理与燃烧调控方法；完成推进剂对比表格的分析填写。 科学态度与责任：了解我国火箭发展历史，感受航天成就；认识化学在航天工程中的价值，树立绿色化学、安全使用化学物质的意识。 三、教学重难点 重点：从反应物、生成物、条件、能量变化多角度认识化学变化；调控化学反应的常用方法；燃烧的调控（完全燃烧、不完全燃烧）。 难点：结合火箭推进剂真实工程情境，分析、评价化学反应；从定量角度理解反应物配比对化学反应的影响。 四、教学准备 多媒体课件；课本配套阅读资料。 五、教学过程 （一）情境导入（5min） 【教师活动】展示我国载人航天工程相关图片，引入本节课任务：化身火箭推进剂设计师，利用化学知识探讨火箭推进剂的选择与利用，引出课题调控化学变化。 布置课外实践任务（课下完成，课堂汇报）： 了解并展示我国火箭发展的历史。 若要设计火箭的推进剂，需要解决哪些方面的问题？ 【学生活动】阅读素材，感知化学在航天工程中的应用，明确本节课学习任务。 【设计意图】依托真实航天情境，落实 2022 版课标 “创设真实问题情境” 要求，激发学习兴趣。 （二）任务一：分析火箭升空原理（10min） 史料阅读：万户飞天。介绍万户尝试飞天的历史，月球上有以万户命名的环形山。 观察思考：气球向上 “飞” 模拟实验 实验用品：细绳、吸管、充气气球，松开气球封口，气球快速运动，气球体积不断变小。 提出思考问题： （1）运用力的相关知识解释气球升空的原因。 （2）对比火箭升空与气球向上 “飞” 的现象，找出二者的相同点与不同点。 （3）尝试说明火箭升空的原理。 【师生总结】 相同点：气球升空和火箭升空都利用了反作用力。 不同点：气球喷出的是预先充入的常温气体；火箭喷出的是推进剂发生化学反应后生成的高温气体。 火箭内部推进剂发生化学反应，既生成大量气体，又释放大量的热，高温高压气体向外喷出，产生巨大反作用力，推动火箭升空，化学反应在航天工程中有着重要应用。 【交流・分享】多角度认识化学反应 认识化学变化可以从如下角度分析： 宏观角度：观察实验、观察反应现象； 符号角度：用文字表达式描述物质发生的反应； 微观角度：分析反应前后的微粒变化； 反应要素：关注反应条件、反应的基本类型； 物质转化：有新物质生成，反应前后元素种类不变，物质总质量不变； 能量转化：化学反应常常伴随能量的吸收或者释放。 学生小组交流：想要提高火箭推进的效率，可以从哪些角度调控化学变化。 学生归纳调控思路：更换反应物种类、增大反应物接触面积、控制反应物的用量、改变反应条件等。 （三）任务二：选择适宜的火箭推进剂（15min） 火箭推进剂发生的主要反应属于燃烧，需要考虑可燃物与助燃物。阅读教材中三类推进剂的资料，梳理反应前后的反应物、生成物，完成评价表格。 反应： 甲烷和氧气在点燃条件下发生反应，生成二氧化碳和水。 偏二甲肼和四氧化二氮混合发生反应，生成二氧化碳、水和氮气。 氢气和氧气在点燃条件下发生反应，生成水。 表格 推进剂类型 热值大小 对环境影响 温度要求 原料来源 其他特点 甲烷‑液氧 中等 生成物为二氧化碳、水，污染较小 需要低温贮存 来源广泛 燃烧稳定，动力弱于液氢‑液氧组合 偏二甲肼‑四氧化二氮 中等 反应物有毒，反应会产生污染性气体 常温储存，不需要低温 可大量制备 混合即可发生反应，无需点火；加注方便，但毒性大 液氢‑液氧 热值最高 生成物只有水，对环境无污染 需要超低温贮存 获取成本较高 产生动力大，绿色环保，储存难度高 【教师讲解】评价、选择火箭推进剂需要综合考虑的因素： 反应物层面：成本高低、使用安全性、储存运输难易程度； 反应条件层面：反应发生的难易程度； 生成物层面：能否生成大量气体，生成物是否有毒、是否污染环境； 能量层面：反应释放热量多少，热值高低。 【学生活动】小组讨论，对比三种推进剂的优点与不足，说出选择推进剂的依据。 【设计意图】落实 2022 版课标要求，依托真实工程任务，学会多角度评价化学反应。 （四）任务三：推进剂的使用 —— 调控化学反应（10min） 交流・分享：燃气灶燃烧现象 现象：空气供给充足时，天然气充分燃烧，火焰呈蓝色；调小空气进气阀门，氧气供给不足，火焰发黄，把白瓷碗放在火焰上方，碗底出现黑色固体。 【师生分析】 氧气不足时，含碳的燃料发生不完全燃烧，会产生炭黑，还会生成有毒的一氧化碳。 可燃物实现完全燃烧的条件：要有充足的助燃物质；可燃物与助燃物充分接触。 生活中调控燃烧的实例：将固体燃料粉碎、向燃烧设备鼓入空气、把液体燃料雾化，增大可燃物与空气的接触面积，促进燃料充分燃烧。 观察・思考：酒精灯、酒精喷灯 酒精灯 （1）棉制灯芯可以引流酒精，使酒精汽化后发生燃烧。 （2）酒精灯的外焰温度最高，加热时使用外焰。 酒精喷灯 （1）相同燃料都是酒精；不同之处：酒精喷灯可以使酒精雾化，空气供给量更大。 （2）酒精喷灯温度更高的原因：酒精雾化后，增大酒精与空气的接触面积，燃烧更充分，放出更多热量。 师生归纳调控思路：可以改变可燃物、助燃物的量，增大反应物接触面积，让反应进行得更充分。火箭中将氢气、氧气液化，相同体积下可以储存更多反应物，反应放出更多能量。 交流・分享 “铝冰” 固体推进剂使用纳米铝粉：铝加工成纳米颗粒，颗粒更小，增大铝和水的接触面积，能够加快反应，使反应更加充分。 氢气与氧气做推进剂，二者恰好完全反应的质量比为 1∶8。 推理依据：氢气和氧气反应生成水，参加反应的氢气、氧气的相对质量之比为 4∶32，化简后质量比 1∶8，按照该质量比投料，两种物质可以恰好完全反应。 （五）课堂小结（3min） 本节课以火箭推进剂为学习载体，学习调控化学反应的思路：选择合适的反应物种类、增大反应物接触面积、控制反应物的质量配比、控制反应条件。化学反应能够实现物质转化和能量转化，化学在航天等工程技术领域具有重要价值。 （六）作业布置（2min） 课外实践：查阅资料，搜集我国火箭发展的相关资料，准备课堂汇报；思考设计火箭推进剂需要解决哪些问题。 整理本节课学习的三组推进剂的反应物、生成物。 结合实例总结调控化学反应的常用方法。 六、板书设计 第四节 调控化学变化 一、火箭升空原理 原理：反冲作用 火箭：推进剂发生化学变化，生成大量气体，释放大量热 对比：气球喷出常温气体；火箭喷出高温反应气体 二、选择火箭推进剂 多角度评价：反应物、生成物、反应条件、能量（热值） 甲烷 + 氧气二氧化碳 + 水 偏二甲肼 + 四氧化二氮二氧化碳 + 水 + 氮气 氢气 + 氧气水 三、调控化学反应 燃烧 完全燃烧：充足助燃物，充分接触 不完全燃烧：生成炭黑、一氧化碳等物质 调控方法 增大反应物接触面积；控制反应物质量配比；改变反应物用量；控制反应条件 七、教学反思 学生是否可以从物质转化、能量变化等多角度认识化学变化。 学生能否结合实例说出调控化学反应的基本思路。 航天情境学生理解程度，反应物质量配比定量分析内容学生掌握情况。 word理化 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $