内容正文:
《调控化学变化》教学设计
版本:北京版九年级化学上册
单元:第五章 再识化学变化
课题:第四节 调控化学变化
课时:1 课时
一、课标依据
依据 2022 版义务教育化学课程标准:知道人们可以通过改变反应条件调控化学反应;认识温度、反应物浓度、固体接触面积、催化剂等因素会影响化学反应速率;能结合真实情境,从物质转化、能量、定量多角度理解调控化学变化的意义;建立调控反应的基本思路,初步学会控制变量开展探究实验。
二、教材分析
本节是第五章《再识化学变化》的收尾提升课。前面三节从物质变化、能量变化、质量守恒、化学方程式,逐层建立对化学变化的认知。本节课转向应用层面:化学反应并非只能被动发生,人类可以主动调控化学变化。
主线:真实情境引入→探究影响反应速率的因素(控制变量)→调控燃烧(促进充分燃烧、灭火)→催化剂认识→生产生活中的调控应用;最后整合第五章,完成对化学变化的完整再认识。
教学重点:影响化学反应速率的因素;调控化学变化的思路;促进燃烧的方法。
教学难点:控制变量法的实验设计;区分 “加快 / 减慢反应速率”;理解调控化学变化包含控制速率、控制反应发生与停止、调控能量释放。
三、学情分析
已有基础:已经掌握化学变化、质量守恒、化学方程式;有燃烧、过氧化氢制氧气实验经验;初步接触控制变量实验思想;能从物质、能量、质量三个角度认识化学反应。
学习障碍
容易混淆:改变条件一定是加快反应,不知道条件也可以减慢反应;
控制变量实验设计不严谨,不会保持其他条件不变,只改变一个变量;
片面理解调控,只想到调控快慢,忽略还可以控制反应发生、停止、能量释放;
对催化剂理解误区:认为催化剂一定加快反应,催化剂参与反应、增加生成物质量。
四、学习目标
化学观念:知道化学反应可以人为调控;认识温度、反应物浓度、固体接触面积、催化剂会影响反应速率;理解促进燃烧、灭火都是调控化学变化;完善化学变化认知模型:物质转化、能量变化、质量守恒、反应可控。
科学思维:运用控制变量思想设计对比实验,根据实验现象推理影响反应速率的因素;能结合生产生活实例分析调控化学变化的原理。
科学探究与实践:小组合作完成对比实验,观察、记录现象,分析变量;能说出实验中控制不变的条件,独立完成简单实验方案设计。
科学态度与责任:认识调控化学变化在化工、航天、生活、能源领域的价值;学会合理调控反应,节约能源、防范危险,树立化学服务社会的观念。
五、评价任务(教学评一体化)
评价任务 1:小组合作完成对比实验,填写实验任务单,说出变量与实验结论(对应目标 1、3)。
评价任务 2:结合实例,分析如何调控反应速率、促进燃烧,口头阐述原理(对应目标 1、2)。
评价任务 3:完成课堂习题,辨析催化剂概念、控制变量实验、调控反应实例(对应目标 2、4)。
六、教学重难点
重点:影响化学反应速率的因素;调控化学变化的思路;促进可燃物充分燃烧的措施。
难点:控制变量法;催化剂概念辨析;理解调控包含控制速率、启动或终止反应。
七、教学准备
教具:试管、大理石、稀盐酸(浓、稀)、块状碳酸钙、碳酸钙粉末、过氧化氢溶液、二氧化锰、烧杯、酒精灯;多媒体课件、火箭推进、炉火燃烧视频;课堂任务单。
八、教学过程
环节 1:情境导入,任务驱动(5min)
展示情境:炉火鼓风更旺、火箭发射、食物冷藏保鲜、灭火器灭火。
教师设问:同样是化学反应,有的反应太快有危险,有的太慢达不到生产要求。我们能不能控制化学反应,让反应按照我们的需求发生?引出课题《调控化学变化》。
展示本节课学习目标与评价任务,明确学习任务。
回顾第五章主线:化学变化有新物质、伴随能量、遵守质量守恒,化学反应还可以被调控。
环节 2:新知探究 1 探究影响化学反应速率的因素(分组实验,18min)
核心实验思想:控制变量,只改变一个条件,其余条件保持不变。
分组三组对比实验:
实验 1:浓度影响。相同大小大理石,分别加入等体积浓稀盐酸。
现象:浓度大的盐酸,产生气泡速率更快。
结论:其他条件不变,反应物浓度越大,反应速率越快。
实验 2:固体接触面积。等质量块状碳酸钙、碳酸钙粉末,加入等浓度等体积稀盐酸。
现象:粉末碳酸钙反应更快。
结论:固体反应物接触面积越大,反应速率越快。
实验 3:温度影响。两份相同过氧化氢溶液,一份常温,一份水浴加热。
现象:加热的过氧化氢产生气泡更快。
结论:升高温度,反应速率加快。
演示补充实验:过氧化氢加二氧化锰。
现象:加入二氧化锰,产生大量气泡。
讲解催化剂:能改变反应速率,反应前后本身质量、化学性质不变。初中一般指正催化剂,加快反应。
小组填写任务单,汇报实验结论(评价任务 1)。
师生归纳四大影响因素:浓度、接触面积、温度、催化剂。
环节 3:新知探究 2 调控燃烧 —— 促进充分燃烧与灭火(12min)
教师讲解:燃烧属于化学反应,调控燃烧就是调控化学变化。
促进可燃物充分燃烧两种途径:
① 增大氧气浓度(鼓风机向锅炉鼓入空气);
② 增大可燃物与氧气的接触面积(将煤加工成煤粉、蜂窝煤)。
充分燃烧优势:节约燃料,减少一氧化碳污染。
灭火:终止化学反应,切断燃烧条件,让反应停止,也是调控化学变化。
小组讨论:炉火越扇越旺;蜡烛一扇就灭,原理区别。
学生发言,教师总结:扇炉火,补充氧气,温度保持着火点以上;扇蜡烛,气流带走热量,温度降低至着火点以下,反应终止。
环节 4:新知探究 3 调控化学变化的应用 + 第五章整体梳理(7min)
生活与生产实例:
食物放冰箱:降低温度,减慢食物氧化变质速率;
化工生产:控制温度、浓度,控制反应快慢;
火箭推进剂:调控反应物,快速反应,短时间释放大量能量。
第五章单元整合,构建完整化学变化认知模型:
定性:有新物质生成
能量:伴随吸热或放热
定量:遵循质量守恒,可用化学方程式定量表达
可控:可以改变条件调控反应快慢、启动、停止
小组任务:举例说明生活中调控化学变化实例,解释原理(评价任务 2)。
环节 5:课堂小结(2min)
师生梳理:影响反应速率四大因素;控制变量实验;促进燃烧方法;调控化学变化的意义;第五章整体知识框架。
环节 6:当堂评价检测(3min)
任务单习题:判断影响速率因素、催化剂辨析、控制变量实验判断、生活调控实例分析(评价任务 3)。
作业布置
基础作业:课后习题,整理影响化学反应速率因素,举例生活调控实例;
拓展作业:设计实验,探究红砖粉末是否可以作为过氧化氢分解的催化剂,写出简单实验方案。
板书设计
5.4 调控化学变化
一、影响反应速率因素(控制变量)
浓度:浓度越大,速率越快
接触面积:固体表面积越大,速率越快
温度:升温加快反应
催化剂:改变反应速率,自身质量、化学性质不变
二、调控燃烧
促进充分燃烧:增大 O₂浓度;增大可燃物与 O₂接触面积
灭火:终止燃烧反应
三、化学变化完整认识:物质变化、能量变化、质量守恒、反应可控
九、教学反思(课后填写)
本节课核心实验方法是控制变量,学生容易忽略保持其他条件不变,实验前要强调变量控制,练习实验方案设计。
催化剂是易错点,重点纠正误区:催化剂不能增加生成物质量,反应前后化学性质和质量不变,并非所有催化剂都一定加快反应。
区分两类调控:一类改变反应快慢;一类直接停止反应(灭火),避免学生把调控简单等同于加快速率。
本课作为第五章收官课,重点串联整章知识,帮助学生建立多维的化学变化模型,实现 “再识化学变化” 单元主题。
实验注意:盐酸用量控制,注意安全;对比实验保证药品用量规范,确保现象对比明显。
十、预设问题与答疑
Q:催化剂一定加快化学反应速率吗?
A:不一定。催化剂可以加快,也可以减慢反应速率。初中化学学习的催化剂一般为加快反应速率的正催化剂。催化剂不改变生成物的质量。
Q:为什么把煤做成蜂窝煤可以更充分燃烧?
A:增大煤与氧气的接触面积,使煤和氧气充分接触,反应更充分,释放更多热量,减少不完全燃烧产生的 CO。
Q:食物放在冰箱保鲜,是加快还是减慢化学反应?原理?
A:减慢。低温降低氧化反应速率,减缓食物腐败变质的化学反应。
Q:灭火属于调控化学变化吗?
A:属于。灭火是通过破坏燃烧条件,终止化学反应,属于调控化学变化,控制反应停止。
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