河北省九年级化学上学期分层作业设计（人教版第二单元课题1我们周围的空气）

河北省九年级化学上册 第二单元《空气和氧气》 课题1《我们周围的空气》分层作业设计 一、作品基础信息 项目 内容 作品名称 第二单元《空气和氧气》课题1《我们周围的空气》分层作业 学科·学段 初中化学·九年级（上学期） 教材版本 人民教育出版社《义务教育教科书·化学》九年级上册（2024年审定新版，2026—2027学年使用） 单元·课题 第二单元 空气和氧气 课题1 我们周围的空气（第1课时 空气的组成；第2课时 空气是一种宝贵的资源、保护大气环境） 课标依据 《义务教育化学课程标准（2022年版）》 作业类型 课时分层作业：A层 基础巩固（必做）、B层 能力提升（选做）、C层 素养拓展（选做） 适用对象 九年级全体学生，按学习基础分层选做 题量·用时 共13题。A层6题约15分钟，B层4题约12分钟，C层3题约8分钟，全做约35分钟 作业目标 目标1～目标4，详见本设计第三部分 命制·审核 命制教师：×××　　审核教师：××× 适用时间 2026年9月—2027年1月 排版规范 文档标题：黑体三号加粗居中；一级标题：宋体四号加粗；二级标题：宋体小四加粗；正文：宋体五号；英文、数字、公式：Times New Roman；拼音：汉语拼音体；公式采用MathType公式编辑器或微软公式编辑。 二、设计背景与意图 （一）课标依据 《义务教育化学课程标准（2022年版）》在“物质的组成与结构”“科学探究与化学实验”等学习主题中，要求学生认识空气的主要成分，知道空气是一种宝贵的自然资源；在“化学与社会·跨学科实践”主题中，要求学生了解空气污染物的主要来源及其危害，树立保护大气环境的意识。课标同时强调，要引导学生在真实的实验情境中经历“提出问题—形成假设—设计方案—获取证据—得出结论—反思评价”的科学探究过程。本作业以空气的组成及其测定为核心，兼顾各成分的用途与大气环境保护，落实课标上述要求。 （二）教材分析 本课题选自人民教育出版社《义务教育教科书·化学》九年级上册（2024年审定新版）第二单元“空气和氧气”课题1“我们周围的空气”，共2课时。第1课时“空气的组成”以拉瓦锡的定量实验和红磷燃烧法测定空气中氧气含量为主线，帮助学生建立“空气是混合物”的认识，并学习混合物与纯净物的区分；第2课时“空气是一种宝贵的资源”和“保护大气环境”，引导学生认识氧气、氮气、稀有气体的性质和用途，了解空气污染的来源、危害与防治措施。本课题是学生进入化学学习后系统研究的“第一种物质”，也是后续学习氧气、二氧化碳等物质的基础，在教材中处于“由生活走进化学、由定性走向定量”的重要位置。 （三）学情分析 学生经过第一单元的学习，已初步掌握基本的实验操作技能和科学探究的一般步骤，对空气有丰富的生活经验，学习兴趣较浓。但存在以下几处薄弱之处：一是对“定量”实验缺乏经验，测定空气中氧气含量的实验原理（由氧气被消耗引起瓶内压强减小）及误差分析比较抽象；二是容易把空气中各成分的体积分数误认为质量分数，也容易把二氧化碳当作空气污染物；三是描述实验现象时用语不够规范，常把“白烟”写成“白雾”；四是在辨别“纯净物”与“混合物”时，遇到“冰水共存物”“稀有气体”等实例容易出错。因此本作业在A层夯实记忆与辨别的“底线”，在B层重点突破压强与误差分析的“难点”，在C层通过方案设计与资料阅读发展能力。 （四）设计意图 1．紧扣核心，夯实基础。以空气的组成、各成分的用途、混合物与纯净物的区分等主干知识为A层主线，指向全体学生应当达到的学业水平。 2．聚焦定量，突破难点。围绕“测定空气中氧气含量”这一核心实验，从现象描述、原理理解到误差分析、装置改进逐层深入，让学生在“证据—推理—结论”的过程中发展科学思维。 3．联系生活，以用促学。以空气质量调查、提出保护空气的建议等真实任务为载体，把知识学习与社会责任教育结合起来。 4．分层递进，控量提质。全做约35分钟，A层必做保底、B层选做提能、C层拓展不封顶，落实“双减”要求，避免机械重复训练。 （五）分层说明 A层（基础巩固层）为全体学生必做，重在识记与理解，直接对应课堂基础内容；B层（能力提升层）在完成A层后选做，重在应用与分析；C层（素养拓展层）鼓励有兴趣、学有余力的学生选做，重在实验设计与科学表达，答案具有一定开放性，只要合理即可。教师可依据班级学情对分层作弹性调整。 三、作业目标 （一）作业目标1（化学观念） 知道空气的主要成分及各自的体积分数，能区分混合物和纯净物；了解氧气、氮气、稀有气体的性质和用途，初步建立“性质决定用途、用途反映性质”的观念。（对应A层第1～5题，B层第3～4题，C层第3题） （二）作业目标2（科学思维） 能理解测定空气中氧气含量的实验原理，能对实验现象和结果进行分析、推理，能对实验误差和实验方案作出合理的解释与评价；能通过比较、归纳，初步建立“实验事实—分析推理—得出结论”的思维路径。（对应A层第6题，B层第1～3题，C层第1、3题） （三）作业目标3（科学探究与实践） 能规范地描述实验现象，正确书写反应的文字表达式；能依据实验目的选择合适的药品，初步学会设计和改进简单的实验方案；能通过查阅资料、实地观察等方式开展简单的实践活动。（对应A层第6题，B层第3题，C层第1～2题） （四）作业目标4（科学态度与责任） 能从拉瓦锡的定量实验和我国大气污染防治的成效中体会化学的价值，感受科学家严谨求实、坚持不懈的科学精神；了解空气污染的危害与防治措施，增强保护大气环境的意识和责任感。（对应A层第4题，B层第4题，C层第1～3题） 四、作业内容与目标对应表 题号 层级 作业内容（简述） 对应作业目标 核心素养指向 建议用时 A1 基础巩固 空气的成分及各成分的体积分数（选择） 目标1 化学观念 2分钟 A2 基础巩固 混合物与纯净物的判别（选择） 目标1 化学观念 2分钟 A3 基础巩固 空气的组成（填空） 目标1 化学观念 3分钟 A4 基础巩固 拉瓦锡探究空气成分的实验（填空） 目标1、目标4 化学观念·科学态度与责任 3分钟 A5 基础巩固 空气是一种宝贵的资源——各成分的性质与用途（填空） 目标1 化学观念 3分钟 A6 基础巩固 红磷燃烧法测定空气中氧气含量的现象与表达式（简答） 目标1、目标3 化学观念·科学探究与实践 2分钟 B1 能力提升 测定空气中氧气含量实验的分析与判断（选择） 目标2 科学思维 3分钟 B2 能力提升 测定空气中氧气含量实验的误差分析（填空） 目标2 科学思维 3分钟 B3 能力提升 空气的组成、物质分类与实验药品的选择（填空） 目标1、目标2、目标3 化学观念·科学思维·科学探究与实践 3分钟 B4 能力提升 空气污染物与保护大气环境（简答） 目标1、目标4 化学观念·科学态度与责任 3分钟 C1 素养拓展 测定空气中氧气含量的药品选择与装置改进（开放探究） 目标3、目标4 科学探究与实践·科学思维 3分钟 C2 素养拓展 当地空气质量调查方案的设计与建议（实践活动） 目标3、目标4 科学探究与实践·科学态度与责任 3分钟 C3 素养拓展 阅读拉瓦锡实验与稀有气体材料，综合运用（阅读探究） 目标1、目标2、目标4 科学态度与责任·科学思维 2分钟 五、作业评价 （一）评价理念 坚持“教—学—评”一致性，以作业评价诊断学习效果、改进教学。评价既关注学生“会不会做”，也关注“说得准不准”“态度正不正”，坚持等级评价与激励性评语相结合，淡化分数、突出诊断与鼓励，帮助学生完成一次高质量的知识建构。 （二）评价方式与主体 1．学生自评：完成作业后对照“作业评价量表”逐项自查，在相应栏目内标注达到的星级，并写出本课题仍需加强的知识点。 2．同伴互评：同桌或小组内交换批阅，重点核查实验现象描述是否准确、化学用语书写是否正确、作答是否完整。 3．教师评价：A层全批全改，B层抽批并集中讲评，C层选评优秀作品在班级展示交流。 （三）作业评价量表 评价维度 评价要点与等级标准 自评 互评 师评 完成数量 A层全部完成且书写完整为★★★；B层完成2题以上为★★★★；B、C两层均有完成为★★★★★。 规范准确 化学用语书写正确、答案准确。A层正确率≥90%为★★★★★，70%～89%为★★★★，60%～69%为★★★。 科学思维 现象描述客观准确、不臆造；能依据事实进行推理并得出结论，条理清晰、有理有据为★★★★★。 科学态度 如实记录现象，主动订正错题并写出错因，有错题反思记录为★★★★★。 书写规范 字迹工整、卷面整洁、答题格式规范，无涂改为★★★★★。 （四）等级评定 五星为“优秀”，四星为“良好”，三星为“合格”，二星及以下为“待提高”。评为“待提高”的学生由教师面批辅导，并进行二次订正。 （五）批改提示（供教师参考） 1．空气中各成分的含量指的是体积分数，不是质量分数，这一点学生最容易混淆，批改时要反复强调。 2．二氧化碳不属于空气污染物，但含量过高会加剧温室效应，答题时要注意区分“有害”与“有害气体”两个概念。 3．测定空气中氧气含量的误差分析是本课题的难点，要引导学生抓住“压强变化”这一关键，分清使结果偏小的三种情况和使结果偏大的两种情况。 4．稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称，属于混合物，学生常误判为纯净物，可在讲评时结合实例辨析。 5．C层题目具有开放性，答案不唯一，只要方案可行、步骤完整、表述清楚即可给满分，鼓励学生作出有创意的表达。 六、试题详情 （一）A层 基础巩固（必做，约15分钟） 1．（选择）空气中含量最多的气体是（　　） A．氧气　　B．氮气　　C．二氧化碳　　D．稀有气体 2．（选择）下列物质中，属于纯净物的是（　　） A．洁净的空气　　B．澄清石灰水　　C．液态氧　　D．人呼出的气体 3．（填空）空气的成分按体积计算，大约是：氮气______，氧气______，稀有气体______，二氧化碳______，其他气体和杂质______。 4．（填空）化学史：最早用定量的方法研究空气成分的科学家是法国化学家______。他把少量汞放在密闭容器里连续加热12天，观察到一部分银白色的液态汞变成了______色粉末，同时容器里空气的体积大约减少了______；再把生成的红色粉末放在另一个容器里加强热，得到了银白色的汞和一种能使带火星的木条复燃的气体。 写出该反应的文字表达式： 5．（填空）空气是一种宝贵的资源。空气中能供给呼吸、支持燃烧的气体是______；化学性质不活泼，常用作保护气（如食品包装中充气防腐、焊接金属时的保护气）的气体是______；通电时能发出不同颜色的光，可用于制作霓虹灯和航标灯的是______。 6．（简答）某同学用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量，请回答下列问题。 （1）写出该反应的文字表达式： （2）红磷燃烧时的现象是____________________________________。 （3）实验时，为什么要等装置冷却到室温后再打开弹簧夹？ （二）B层 能力提升（选做，约12分钟） 1．（选择）某同学用红磷燃烧法测定空气中氧气的含量（装置略）。下列有关说法不正确的是（　　） A．红磷必须足量，以确保把瓶内的氧气完全消耗 B．点燃红磷前，应先用弹簧夹夹紧乳胶管 C．红磷熄灭后应立即打开弹簧夹，观察水倒吸的情况 D．该实验还能说明氮气不易溶于水、不支持燃烧 2．（填空）用红磷燃烧法测定空气中氧气的含量时，下列情况会使测定结果偏小的是______（填序号）。 ①红磷的量不足　②装置漏气　③未等装置冷却到室温就打开弹簧夹　④点燃红磷后伸入集气瓶太慢 3．（填空）空气的组成与物质的分类。 （1）从物质分类的角度看，空气属于______（填“纯净物”或“混合物”），原因是______________________。 （2）对下列物质进行分类：①冰水共存物　②液氮　③澄清石灰水　④二氧化碳。其中属于混合物的是______，属于纯净物的是______（填序号）。 （3）用红磷燃烧法测定空气中氧气含量时，能否用木炭代替红磷？______（填“能”或“不能”），理由是______________________。 4．（简答）空气是一种宝贵的自然资源。请回答下列问题。 （1）下列气体中，属于空气污染物的是______（填序号）：①二氧化硫　②二氧化碳　③一氧化碳　④臭氧　⑤稀有气体。 （2）目前计入空气质量评价的主要污染物有哪些？请写出两类。 （3）为保护空气，我们可以做些什么？请写出两条具体措施。 （三）C层 素养拓展（选做，约8分钟） 1．（实验设计）实验室要测定空气中氧气的含量，可供选择的药品有红磷、木炭、硫粉、铁丝、镁条。 （1）你会选择哪种药品？请说明理由。 （2）若选用其他药品，会产生什么问题？请任选一种加以说明。 （3）请你对教材中的实验装置或操作提出一条改进建议，并说明这样改进的好处。 2．（实践活动）某兴趣小组要调查当地某日的空气质量状况。 （1）请为该小组设计一份调查方案，写出主要的调查步骤。 （2）查阅资料可知，某城市当日空气质量级别为“二级、良”。请说说空气质量级别与空气质量好坏的关系。 （3）根据你的调查，向所在社区提出两条改善空气质量的建议。 3．（阅读探究）阅读下列材料，回答问题。 材料一　1774年前后，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。他把少量汞放在密闭容器里连续加热12天，发现一部分银白色的液态汞变成了红色粉末，同时容器里空气的体积大约减少了五分之一；再把生成的红色粉末放在另一个容器里加强热，得到了银白色的汞和一种能使带火星的木条复燃的气体。 材料二　氦、氖、氩、氪、氙等气体的化学性质很不活泼，人们曾把它们叫作“惰性气体”。它们虽然含量很少，却用途广泛：氦气密度小，可用来填充探空气球；氖气通电时会发出红光，可用来制作霓虹灯；氩气可作焊接金属时的保护气。 （1）材料一中，拉瓦锡通过实验得出的结论是：空气主要由______和______组成，其中前者约占空气总体积的______。他能够用“连续加热12天”的方式来完成实验，体现了他____________________的科学态度。 （2）材料二中提到的稀有气体属于______（填“纯净物”或“混合物”）；“通电时会发出红光”描述的是氖气的______（填“物理性质”或“化学性质”）。 （3）结合两则材料，谈谈你对“化学是一门以实验为基础的科学”的理解。 七、答案与解析 （一）A层 基础巩固 A1．【答案】B 【解析】空气的成分按体积计算，氮气约占78%，氧气约占21%，稀有气体约占0.94%，二氧化碳约占0.04%，其他气体和杂质约占0.02%。含量最多的气体是氮气，故选B。 A2．【答案】C 【解析】洁净的空气、澄清石灰水、人呼出的气体都由多种物质混合而成，属于混合物；液态氧只由氧气一种物质组成，属于纯净物，故选C。 A3．【答案】78%　21%　0.94%　0.04%　0.02%（依次填写） 【解析】空气中各成分的含量一般用体积分数表示，而不是质量分数，这是本课题最易出错的地方，须牢记。 A4．【答案】拉瓦锡　红　五分之一 【解析】拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，把汞放在密闭容器里连续加热12天，观察到银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积大约减少了五分之一，由此得出空气主要由氧气和氮气组成的结论。红色粉末加强热后又得到汞和氧气，该反应的文字表达式为： 【评分提示】能写出反应的文字表达式、正确注明反应条件“加热”即可得分。 A5．【答案】氧气　氮气　稀有气体 【解析】氧气能供给呼吸、支持燃烧；氮气化学性质不活泼，可用作保护气；稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可用于制作霓虹灯、航标灯等。这体现了“性质决定用途”的化学观念。 A6．【答案】（1）磷 + 氧气 → 五氧化二磷（在“→”上方注明“点燃”）；（2）红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量；（3）若装置温度较高就打开弹簧夹，瓶内剩余气体受热膨胀，压强较大，倒吸入集气瓶的水会偏少，使测得的氧气含量偏小。 【解析】（1）反应的文字表达式为：。 （2）描述现象时要抓住“产生大量白烟”“放出热量”两个要点，注意“白烟”是固体小颗粒，不能写成“白雾”。 （3）该实验的原理是通过红磷燃烧消耗瓶内的氧气，使瓶内压强减小，在大气压的作用下把水压入瓶中，进入瓶中水的体积就等于被消耗的氧气的体积。因此必须在装置冷却到室温后读数，否则结果会偏小。 （二）B层 能力提升 B1．【答案】C 【解析】红磷熄灭后，应等装置冷却到室温再打开弹簧夹，否则瓶内气体受热膨胀，压强较大，倒吸入的水偏少，会使结果偏小，故C错误；A、B、D说法均正确。 B2．【答案】①②③ 【解析】红磷不足，不能把氧气完全消耗，结果偏小；装置漏气，外界空气进入瓶内，结果偏小；未冷却就打开弹簧夹，瓶内压强偏大，结果偏小。而④中点燃红磷后伸入集气瓶太慢，会使瓶内空气受热逸出，结果偏大，故不选。 B3．【答案】（1）混合物；空气是由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等多种物质混合而成的，各成分都保持各自的性质。（2）混合物：③；纯净物：①②④。（3）不能；木炭燃烧生成的是二氧化碳气体，瓶内气体的体积变化很小，压强变化不明显，水几乎不会倒吸入瓶内，无法测出氧气的体积。 【解析】判断混合物与纯净物的依据是“由几种物质组成”。冰水共存物中只含水一种物质，属于纯净物；液氮、二氧化碳也各由一种物质组成，属于纯净物；澄清石灰水中含有氢氧化钙和水，属于混合物。 B4．【答案】（1）①③④；（2）有害气体（一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧等）和烟尘（可吸入颗粒物PM₁₀、可入肺颗粒物PM₂.₅等）；（3）示例：①使用清洁能源，减少化石燃料的燃烧；②植树造林种草，加强城乡绿化；③加强大气质量监测，减少汽车尾气排放；④少放或不放烟花爆竹。 【解析】二氧化碳不属于空气污染物，但它含量过高会加剧温室效应，因此第（1）题不能选②；稀有气体是空气的天然成分，也不属于污染物。 （三）C层 素养拓展 C1．【答案】（1）选择红磷。因为红磷能在空气中燃烧，且只与空气中的氧气反应，生成的五氧化二磷是固体，几乎不影响瓶内气体的压强变化，测量结果较准确。（2）示例：不能选择木炭（或硫粉），因为它们燃烧都生成气体，反应前后瓶内气体的体积变化很小，压强变化不明显，水几乎不会倒吸入瓶内，无法测出氧气的体积；也不能选择铁丝，因为铁丝在空气中不能燃烧。（3）示例：把点燃方式改为在密闭装置内用电热棒（或用凸透镜聚光）点燃红磷。好处是不必在瓶外点燃后再伸入，避免了因伸入太慢使瓶内空气受热逸出，减小了实验误差，同时也防止了生成的五氧化二磷扩散到空气中污染环境。 【评分提示】本题为开放题。答出“药品能在空气中燃烧、只与氧气反应、生成物为固体（或液体）”三点中的任意两点即给满分；改进建议只要合理、好处表述清楚即可给满分。 C2．【答案】（1）示例：①确定调查的地点、时间和调查方式（如查阅当地空气质量日报、实地观察、访问居民）；②记录当日的空气质量指数（AQI）、空气质量级别和首要污染物；③实地观察记录，如是否有扬尘、汽车尾气、焚烧秸秆等现象；④整理数据、分析原因，撰写简单的调查报告；⑤针对发现的问题提出合理化建议。（2）空气质量级别数值越小（或空气质量指数越小），空气质量越好；级别为“二级”属于“良”。（3）示例：①提倡绿色出行，多乘公共交通工具；②减少烟花爆竹燃放；③使用清洁能源，减少煤炭燃烧；④加强对工地扬尘和汽车尾气的管理。 【评分提示】方案设计重在“可操作”，步骤清晰、表述完整即可；建议只要切合实际、有针对性即可得分。 C3．【答案】（1）氧气（O₂）　氮气（N₂）　五分之一　严谨求实、坚持不懈（答出“一丝不苟”“持之以恒”等亦可）。（2）混合物　物理性质。（3）示例：拉瓦锡用定量实验和严密的逻辑推理认识了空气的组成，稀有气体的性质与用途也是在大量实验观察的基础上被发现的，这说明化学的结论来源于真实、可靠的实验事实。因此，化学是一门以实验为基础的科学，我们在学习中要善于观察、勤于实验、尊重事实、勇于质疑。 【解析】空气中稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称，由多种物质组成，属于混合物；“通电时会发出红光”描述的是颜色和发光现象，属于物理性质。 第 9 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $