5.1质量守恒定律教学设计-2026-2027学年九年级化学人教版上册

第五单元 化学反应的定量关系 课题1 质量守恒定律（教学设计） 一、课标分析 《义务教育化学课程标准（2022年版）》以核心素养为统领，本课题属“物质的化学变化”主题，是学生从定性认识转向定量研究化学反应的关键节点。课标要求学生通过实验探究化学反应前后物质的质量关系，认识质量守恒定律并用以解释现象。教学应以真实问题为情境，引导学生在提出问题、猜想假设、实验验证、证据推理、归纳结论中经历完整探究，发展科学探究能力与科学思维，初步形成化学变化遵循客观规律的观念，体会定量研究在化学科学中的价值。 二、四维核心素养 化学观念：建立化学反应前后各物质质量总和不变的定量观念，理解变化遵循守恒规律。科学思维：基于证据归纳规律，用模型解释守恒本质。科学探究：经历完整探究，学会设计密闭对比实验。科学态度与责任：尊重事实，严谨求实，学以致用。 三、教学重难点 重点：通过实验探究理解并准确表述质量守恒定律的内容与实质，理解其适用范围。难点：从微观角度理解反应前后原子的种类、数目、质量不变是守恒的本质，理解“参加化学反应”的含义与密闭容器对保证结论准确的作用。 四、设计思路 本课以“化学反应前后物质的总质量是否改变”为核心问题，采用任务驱动与科学探究相结合。以铁钉生锈增重、蜡烛燃烧变轻等真实现象制造认知冲突导入；通过“猜想假设—方案设计—分组实验—证据分析”的任务链，引导学生完成红磷燃烧、铁与硫酸铜溶液两个探究实验，从实验证据归纳质量守恒定律；再从微观剖析反应本质，揭示守恒原因；最后运用定律解释现象、解决问题。全程突出学生主体，将证据推理与模型认知融为一体，落实核心素养。 五、任务式具体教学过程 任务一 情境冲突，提出问题 【任务情境】生活中有这样的现象：铁钉放在潮湿处会生锈，过一段时间称量，生锈的铁钉比原来重了；而点燃一支蜡烛，蜡烛燃烧后会越来越短、质量变轻。同样是发生化学变化，为什么一个“变重”、一个“变轻”？化学反应前后，物质的总质量到底会不会改变？带着这个疑问，我们一起走进今天的探究。 【学生活动】观察生活现象，结合已有经验展开思考与讨论，对“化学反应前后物质总质量可能增加、可能减少、也可能不变”各抒己见，产生疑问：究竟哪种情况才是真相？学生意识到不能凭空猜测，需要用实验来回答，并在教师引导下把问题聚焦为“化学反应前后，参加反应的各物质与生成的各物质的总质量是否相等”这一可探究的科学问题。 【教师活动】出示铁钉生锈与蜡烛燃烧两则生活情境，引导学生在对比中发现矛盾、提出问题；将学生的各种猜测记录在黑板上，追问“你有什么依据”；引导学生把生活疑问提炼成可操作的定量问题，明确“比较反应前与反应后总质量”的研究思路，为后续设计实验作好铺垫。 【设计意图】以真实生活现象制造认知冲突，激发探究欲望，让学生经历“从现象到问题”的过程，体会化学与生活的联系，同时为引入定量研究、建立质量守恒观念埋下伏笔。 任务二 提出猜想，设计方案 【任务情境】要回答“化学反应前后物质总质量是否改变”，仅凭想象无法下结论。老师为每个小组准备了托盘天平、锥形瓶、橡皮塞、气球、红磷、铁钉、硫酸铜溶液等器材。请你和同伴合作，围绕“如何比较反应前后各物质的总质量”设计一份可行的探究方案。 【学生活动】小组讨论，明确验证思路：先称量反应前各物质的总质量，让反应发生，再称量反应后各物质的总质量，比较前后两次数据是否相等。学生尝试设计实验步骤，并思考两个关键问题：反应应在怎样的环境中进行？为什么要使用密闭容器？若在敞开容器中反应，产生的气体逸散后，天平还能保持平衡吗？ 【教师活动】引导学生从“前后比较”的定量思路出发设计方案，重点追问密闭容器的作用，帮助学生认识到：要准确比较反应前后的质量，就必须把反应物和生成物全部“关”在同一个系统里，防止气体逸散导致数据失真；同时提示红磷燃烧的安全操作要点，并对各组方案提出完善建议。 【设计意图】引导学生将模糊猜想转化为可操作的实验方案，发展科学探究中的“方案设计”能力，初步渗透控制变量与密闭体系的定量实验思想，为突破“密闭容器必要性”这一难点奠基。 任务三 实验探究一：红磷燃烧前后的质量 【任务情境】小组按照设计方案，在密闭锥形瓶中完成红磷燃烧实验：锥形瓶底部放少量红磷，瓶口塞好橡皮塞（瓶口系一小气球以缓冲气压变化），将锥形瓶连同托盘天平一起称量并记录；加热引燃红磷，观察反应现象；待锥形瓶冷却后再次称量，比较前后两次的质量。 【学生活动】分组实验，观察并记录现象：红磷燃烧发出黄白色火焰、放出热量、产生大量白烟，瓶口气球先胀大、冷却后又慢慢变小；再次称量发现天平仍保持平衡，反应前后总质量相等。学生交流实验现象与数据，尝试对“总质量是否改变”作出初步判断。 【教师活动】组织学生按方案规范操作，强调红磷燃烧必须在密闭容器中进行并注意安全；引导学生分析气球“先胀大后缩小”的原因，体会密闭体系容纳生成物、防止物质逸散的作用；收集各组数据，引导学生比较得出“反应前后总质量相等”的共同结论。 【设计意图】让学生在动手实验中获取第一手证据，经历完整的观察、记录、比较过程，通过“反应前后总质量相等”的直观数据初步建立守恒表象，为归纳质量守恒定律积累证据。 任务四 实验探究二：铁与硫酸铜溶液反应前后的质量 【任务情境】为检验质量守恒是否具有普遍性，我们再换一种反应来验证。请将打磨光亮的小铁钉放入盛有硫酸铜溶液的锥形瓶中，在密闭状态下分别称量反应前后的总质量，观察反应现象并记录数据，比较前后质量是否相等。 【学生活动】分组完成铁与硫酸铜溶液的反应实验：先称量反应前锥形瓶、硫酸铜溶液与铁钉的总质量；将铁钉浸入溶液中，观察现象；待反应充分后再次称量。观察到铁钉表面覆盖一层红色固体，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，而天平始终平衡，反应前后总质量相等。 【教师活动】指导学生规范操作，引导观察铁钉表面红色固体与溶液颜色变化的现象；组织学生比较两个实验（红磷燃烧、铁与硫酸铜溶液反应）的异同，追问：两个不同反应都测得反应前后总质量相等，这说明了什么？鼓励学生大胆表达自己的判断。 【设计意图】通过第二个不同类型反应的实验验证，让学生体会到质量守恒并非个别现象，而是具有普遍意义的规律，为归纳定律、发展证据推理能力提供更充分的证据支撑。 任务五 归纳提炼，得出定律 【任务情境】两个实验、两组数据，指向同一个结论。现在请把红磷燃烧与铁和硫酸铜溶液反应前后质量的数据放在一起，尝试用一句话概括其中共同蕴含的规律，并把它说给同伴听。 【学生活动】综合分析两个实验的数据与现象，尝试用自己的语言概括：化学反应前后，物质的总质量保持不变。学生在教师引导下进一步推敲表述，认识到应强调“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”，使表达更加严谨准确。 【教师活动】引导学生归纳并完善质量守恒定律的准确表述，特别提醒辨析关键之处：“参加化学反应”意味着未参加反应的过量物质不能计入；“各物质的质量总和”指反应物与生成物的整体质量；帮助学生纠正“反应前后总质量不变”这一过于笼统的说法，使定律的表述经得起推敲。 【设计意图】引导学生在充分证据的基础上自主归纳规律，经历由具体到抽象的思维提升；通过精细的语言辨析，帮助学生准确把握质量守恒定律的内容与表述要点，突破概念理解上的易错点。 任务六 微观剖析，揭示本质 【任务情境】质量守恒定律所揭示的“不变”，其背后的原因是什么？回顾化学反应的微观本质——分子分成原子，原子重新组合成新的分子。请从原子的角度思考：在化学反应中，原子会被创造或消失吗？ 【学生活动】结合已有的微观认识展开推理：化学反应前后，原子的种类没有改变、数目没有增减、质量也没有变化，因此由原子构成的各物质，其总质量在反应前后必然保持不变。学生尝试用“原子重新组合”的观点解释质量守恒的原因，并用自己的话讲清这一推理过程。 【教师活动】从化学反应的微观本质切入，引导学生理清“分子分裂—原子重组—新分子形成”的完整过程，归纳出“反应前后原子的种类、数目、质量三不变”，从而揭示质量守恒的根本原因；借助语言描述的微观模型，帮助学生建立宏观现象与微观本质的联系，突破认知难点。 【设计意图】将学生的认识从宏观现象深入到微观本质，发展模型认知与证据推理能力，帮助学生理解质量守恒定律成立的深层原因，落实“化学观念”核心素养。 任务七 辨析拓展，应用定律 【任务情境】回到课始的两则生活现象：铁钉生锈变重、蜡烛燃烧变轻，是不是说明质量守恒定律出了问题？再比如，碳酸钠与稀盐酸在敞口容器中反应后质量变小，这又该如何解释？请你用刚学的定律来辨析。 【学生活动】运用质量守恒定律展开分析：铁生锈吸收了空气中的氧气，增重的正是参加反应的氧气的质量；蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中，故质量减小；碳酸钠与稀盐酸反应产生的二氧化碳气体逸散，使敞口容器中的总质量减小。学生由此认识到：只要把逸散的气体重新收集起来，总质量依然相等，质量守恒适用于一切化学反应。 【教师活动】引导学生用守恒观点解释现象，强调“气体也是物质，也要计入总质量”，帮助学生理解为什么某些实验必须在密闭容器中进行；组织学生运用定律进行简单应用：判断反应物或生成物的质量、推断物质的组成元素，感受定律解决实际问题的价值。 【设计意图】通过辨析生活与实验中的“看似矛盾”现象，深化学生对质量守恒定律适用范围的理解，培养用化学视角解释现象、解决实际问题的能力，落实“科学态度与责任”素养。 任务八 总结提升，建构体系 【任务情境】本节课我们经历了完整的科学探究。请你回顾整个过程，梳理：我们提出了什么问题？通过怎样的实验？得出了什么结论？又如何从微观上解释？你能用自己的话把这条“探究链”完整讲清楚吗？ 【学生活动】回顾并梳理本节课的学习历程：提出问题、设计实验、分组验证、归纳定律、微观解释、应用辨析，形成完整的知识脉络；学生围绕质量守恒定律的内容、实质与应用，完成自我梳理与表达，发现并记录自己仍存疑的地方。 【教师活动】引导学生总结质量守恒定律的内容、实质与应用，梳理本课的思维方法与探究路径，评价学生实验中的表现与学习收获；布置课后任务，引导学生将质量守恒定律与日常生活、后续化学学习相联系，为下一课题的定量学习作好铺垫。 【设计意图】帮助学生把零散的知识点整合为系统化的认知结构，强化“宏观—微观—符号”三重表征的化学学习思维，为后续定量研究化学变化奠定基础。 六、板书设计 质量守恒定律 一、提出问题：化学反应前后，物质的总质量是否改变？ 二、实验探究 　方案一：红磷在密闭容器中燃烧　反应前后总质量相等 　方案二：铁钉与硫酸铜溶液反应　反应前后总质量相等 三、质量守恒定律 　参加化学反应的各物质的质量总和 ＝ 反应后生成的各物质的质量总和 四、微观实质：反应前后原子的种类、数目、质量均不变 五、应用与拓展：密闭容器；气体计入总质量；一切化学反应都遵守质量守恒 学科网（北京）股份有限公司 $