5.1化学反应中的质量守恒教学设计-2026-2027学年八年级化学鲁教版（五四学制）全一册

第一节 化学反应中的质量守恒 教学设计 鲁教版（五四学制）· 初中化学 · 八年级全一册 · 第五单元 定量研究化学反应 一、教材分析 本节选自鲁教版（五四学制）八年级化学全一册第五单元第一节，是学生由定性认识化学变化走向定量研究的起始课。教材以真实问题引入，通过实验探究引导学生建构质量守恒定律，并从微观角度揭示守恒本质，为后续化学方程式的书写与计算奠基，在全册中具有承上启下的关键地位。 二、四维核心素养 化学观念：形成化学反应前后物质总质量不变的元素守恒观与物质变化观。 科学思维：依托实验数据归纳与微观模型推演，发展基于证据的推理与模型解释能力。 科学探究：亲历提出问题、设计方案、实验验证、得出结论的完整探究过程。 科学态度与责任：体会定量研究对化学发展的价值，养成严谨求实、尊重证据的科学态度。 三、教学重难点 教学重点：通过实验探究认识质量守恒定律，理解参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和。 教学难点：从微观角度解释质量守恒的原因；理解有气体参与或生成的反应在敞口与密闭体系中称量结果的差异，形成体系意识。 四、设计意图 本节课以蜡烛燃烧、镁条燃烧两个生活情境制造认知冲突，采用任务驱动式教学，让学生先基于经验做出猜想，再通过三组递进实验——固体燃烧、溶液间反应、有气体生成的反应——自主发现敞口称量与密闭称量的差异，由此建构质量守恒定律。微观解释环节借助球棍模型的拆解与重组，让学生看见原子种类、数目、质量不变，从而突破难点。整节课以学生为主体，教师只提供问题支架与实验支持，让学生在做中学、议中悟，体会科学定律的形成过程与定量研究的严谨之美。 五、教学过程 任务一：情境激疑，提出问题 任务情境：教师出示一段生活场景——蜡烛在空气中燃烧，越烧越短，最后消失了；再演示一小段镁条在空气中燃烧，生成白色固体落在石棉网上。 教师提问：蜡烛燃烧后变成了什么？它的质量是增加了、减少了，还是不变？那团白色灰比原来的镁条轻了还是重了？学生根据生活经验，多数认为蜡烛烧掉了质量减小；对镁条燃烧的称量结果则出现分歧。教师顺势提出本节课的核心问题：化学反应前后，物质的总质量究竟变了没有？ 学生把自己的猜想写在学习任务单上，并在小组内交流理由。教师巡视，把典型猜想板书在黑板一侧，作为后续证据—猜想对照的依据。 设计意图：用学生熟悉的燃烧现象暴露前概念，使后续实验不再是按方抓药，而是为了回答自己真正关心的问题。 任务二：设计方案，分组实验 任务情境：教师提供三组实验器材：托盘天平、锥形瓶、气球、玻璃管、细沙、白磷；托盘天平、烧杯、铁钉、硫酸铜溶液；托盘天平、小试管、烧杯、碳酸钠粉末、稀盐酸。 学生以小组为单位，先讨论怎样称量才能真正比较反应前后的总质量，明确：要把反应前所有反应物连同容器一起称，反应后把所有生成物连同容器一起称，不能只称固体。讨论中学生意识到，如果反应中有气体跑出，就必须把体系密封，否则称到的只是剩下的那部分质量。 随后学生分组实验。甲组在铺有细沙的锥形瓶中放入一小块白磷，瓶口套紧气球，称量总质量后引燃白磷，待装置冷却至室温后再次称量，观察天平是否仍平衡。乙组将铁钉放入盛有硫酸铜溶液的烧杯中，称量总质量后静置，待铁钉表面出现明显现象后再次称量。丙组把盛有稀盐酸的小试管小心放入盛有碳酸钠粉末的烧杯中，称量总质量后倾斜烧杯使两物质接触，观察现象后再次称量；另一支小组用带胶塞的密闭装置重复同一操作。 设计意图：三组实验由无气体到有气体、由密闭到敞口，形成层层递进的证据链；学生在动手前先设计方案，体会定量实验对装置密闭性的要求。 任务三：收集证据，汇报交流 各小组依次汇报实验现象与称量结果。甲组汇报：白磷燃烧产生大量白烟，气球先膨胀后又变瘪，冷却后天平仍保持平衡，反应前后总质量相等。乙组汇报：铁钉表面逐渐出现红色物质，溶液颜色变浅，天平始终平衡，反应前后总质量相等。丙组敞口组汇报：溶液中产生大量气泡，气泡逸散到空气中，天平指针向烧杯一侧偏转，称得的总质量减小；密闭组汇报：气球鼓起，天平仍保持平衡。 教师引导学生重点对比丙组两次称量的差异，追问：为什么同样的反应，一次质量好像变了，一次质量没变？学生讨论后得出：敞口时生成的气体跑到空气中去了，没有被称量到；密闭时气体被留在容器内，所以总质量不变。 教师再引导学生回顾任务一中对蜡烛燃烧和镁条燃烧的猜想：蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气散逸到空气中，所以看起来变轻；镁条燃烧时结合了空气中的氧气，生成物的质量应大于原来镁条的质量。学生恍然大悟：不是质量不守恒，而是自己没有称到全部物质。 设计意图：用同一反应的两次称量形成反例—正例对照，让密闭体系从教师的提醒变成学生自己得出的结论。 任务四：归纳概括，建构定律 在充分实验事实的基础上，师生共同归纳：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。这就是质量守恒定律。 教师用圈画的方式强调三个关键词：参加——未反应完的剩余物质量不能计入；化学反应——质量守恒定律只适用于化学变化，不适用于水结冰这类物理变化；质量总和——包括气体、沉淀在内的所有生成物都要算进去。 教师补充科学史：两百多年前，化学家拉瓦锡正是用定量天平反复研究氧化汞的分解与合成，第一次用严格的实验证明了化学反应前后质量守恒，开创了定量化学的新时代。学生由此体会，一条科学定律的背后，是几代科学家反复称量、不断逼近真相的过程。 设计意图：在学生已拥有充分证据时再给出定律名称，避免把定律当作背下来的结论；科学史让学生看到定量研究的价值。 任务五：微观解释，突破难点 任务情境：教师提问：为什么化学反应前后质量一定守恒？能不能看见质量守恒的原因？ 学生利用球棍模型——不同颜色小球代表不同原子——模拟水通电分解的微观过程：先把水分子模型拆开，再把拆出的原子重新组合成新的分子模型。同桌两人一组，一人拆、一人记录，数一数拆开前后每种原子的个数。 活动后学生发现：拆来拆去，原子的种类没有变，原子的数目没有增减，原子本身的质量也没有改变，只是原子重新组合成了新的分子。师生共同小结：化学反应的过程，就是参加反应的原子重新组合的过程。反应前后，原子的种类、数目、质量都不变，所以宏观上物质的总质量必然守恒。 教师引导学生从宏—微—符三重表征视角再次审视定律：宏观上质量不变，微观上原子三不变，这是贯穿化学始终的一条基本规律。 设计意图：用模型把看不见的原子搬到学生面前，让守恒从天平上的读数走向原子层面的必然。 任务六：迁移应用，解决问题 任务情境：教师出示两个情境任务，小组讨论后全班交流。 情境一：某同学称得反应前镁条和石棉网总质量，反应后称得白色固体和石棉网总质量，发现比反应前小了。他由此得出该反应不遵守质量守恒定律的结论。你同意吗？请说明理由，并提出改进实验的方法。 情境二：高锰酸钾受热完全分解后，剩余固体质量比原高锰酸钾小，据此有同学认为这一反应不符合质量守恒定律。请运用定律解释质量减小的原因，并说明如何称量才能验证守恒。 学生讨论后明确：这两个反应都有气体参与或生成，必须在密闭体系中称量全部物质的质量，才能看到守恒。教师再追问：生活中为什么找不到不守恒的化学反应？让学生用原子三不变的观点一句话回答。 设计意图：把刚学到的定律放回学生最初的认知冲突中，让前概念在新证据面前被自然修正。 任务七：反思评价，梳理提升 学生对照学习任务单，回顾本节课经历的猜想—实验—证据—结论—解释过程，用自己的话复述质量守恒定律及其微观本质。教师引导学生自我评价：哪些猜想被证实了？哪些前概念被纠正了？在实验设计中，自己是否意识到了密闭体系的重要性？ 课后延伸任务：回家用电子秤称量一支蜡烛点燃前后的总质量——可将蜡烛放在一个加盖的玻璃杯中称量——观察并解释结果，下节课与同学交流。 设计意图：把课堂上的定量思维延伸到家庭小实验，让学生在新情境中再次检验定律。 六、板书设计 【板书设计】 第一节 化学反应中的质量守恒 一、提出问题：化学反应前后，物质的总质量变不变？ 二、实验证据 1. 白磷密闭燃烧 —— 天平平衡 2. 铁钉与硫酸铜溶液反应 —— 天平平衡 3. 碳酸钠与稀盐酸：敞口不平衡，密闭平衡 三、质量守恒定律 参加反应的各物质质量总和 = 生成的各物质质量总和 关键词：参加 · 化学反应 · 质量总和 四、微观解释 原子种类不变、原子数目不变、原子质量不变 （原子只是重新组合成新分子） 五、方法启示 定量研究化学反应，要称全部物质；有气体参与或生成，必须密闭。 学科网（北京）股份有限公司 $