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【核心素養·情景教學】2024年人教版化學九年級上冊 5.1.1質量守恒定律 教案

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【核心素養·情景教學】2024年人教版化學九年級上冊 5.1.1質量守恒定律 教案

資源簡介

6350198755002286002603500第五單元 化學反應的定量關系
單元體系設計
核心素養目標
化學觀念
1.認識化學反應中各物質間存在的定量關系,化學反應遵守質量守恒定律。
2.理解質量守恒定律的微觀本質。
3.能根據客觀事實用文字或符號描述、表示化學變化,并正確書寫常見的化學方程式。
4.能基于質量守恒和比例關系推斷化學反應的相關信息。
5.初步學會從定性和定量的視角認識物質的組成與變化,并認識到質量守恒定律對資源利用和物質轉化的重要意義。
6.能根據化學方程式進行簡單計算,并解決生產生活中的簡單問題。
科學思維
1.初步學會運用觀察、實驗等手段獲取化學事實,初步運用分析、歸納等方法認識物質及其變化,形成一定的證據推理能力。
2.能從變化和聯系的視角認識常見的化學現象,能以宏觀、微觀、符號相結合的方式認識和表征化學變化。
3.初步建立物質及其變化的相關模型,運用研究物質變化的思路與方法,形成物質制備與檢驗等實際問題的思路,初步體會化學反應與技術、工程的關系。
4.能從跨學科角度初步分析和解決一些涉及物質變化與轉化等簡單的開放性問題,體會系統思維的意義。
科學探究與實踐
1.通過對質量守恒定律的驗證認識實驗是科學探究的重要形式和學習化學的重要途徑,能進行安全、規范的實驗基本操作,獨立或與同學合作完成簡單的化學實驗任務。
2.在化學反應前后物質質量變化的探究中,能主動提出有價值的探究問題,從問題和假設出發確定探究目標,設計和實施探究方案,獲取證據并分析得出結論,能用科學的語言合理表達探究過程和結果,并與同學交流。
3.能基于物質及其反應的規律和跨學科知識,運用實驗手段,完成一些跨學科實踐活動。
科學態度與責任
1.從化學反應的視角,體會化學是推動人類社會可持續發展的重要力量。
2.通過學習拉瓦錫等科學家發現質量守恒定律的史實及意義,體會定量實驗研究和基于實驗事實的科學推理對化學科學發展的重要性。
學習目標
1.通過實驗探究認識化學反應前后物質之間的質量關系,理解質量守恒定律的內涵及微觀本質,初步形成定量認識物質變化的質量視角和守恒意識。
2.通過對化學方程式意義的探究,知道化學方程式可以表征化學反應中物質之間的轉化關系和比例關系,初步形成定量認識物質變化的比例視角。
3.能基于化學反應中物質之間的轉化關系和定量關系,正確書寫化學方程式,并進行有關化學方程式的簡單計算。
4.通過梳理人類對質量守恒定律的認識過程及質量守恒定律的應用,體會定量實驗研究和基于實驗事實的科學推理對化學科學發展的重要性。
核心知識
課題1 質量守恒定律
本課題主要介紹了質量守恒定律的內容。在質量守恒定律部分中,教材不是從定義出發,把質量守恒定律強加給學生,而是首先提出在化學反應中反應物的質量同生成物的質量之間存在什么關系的問題,讓學生思考,然后通過作出假設、實驗探究、交流討論、得出結論等探究環節得出“參加化學反應的各物質的質量總和,等于反應后生成的各物質的質量總和”這一結論;然后再通過活動與探究分析質量守恒的原因,從而歸納出在化學反應中,反應前后原子的種類沒有改變,數目沒有增減,原子的質量也沒有變化。
第1課時 質量守恒定律
課題
質量守恒定律
課型
新授課
素養目標
1.通過實驗探究理解質量守恒定律,了解常見化學反應中的質量關系。
2.從微觀角度認識在一切化學反應中,反應前后原子的種類和原子的數目沒有改變。
3.通過對化學反應的定量研究、推理,幫助學生認識永恒運動和變化著的物質,既不能憑空產生也不能憑空消失的道理,進行辯證唯物主義觀點的教育和自然科學方法的教育。
通過進行探究性實驗,充分調動學生的積極性,使學生初步學會運用觀察、實驗方法獲取信息,初步學會運用比較、分類、歸納、概括等方法加工信息。
教學重點
質量守恒定律的含義及應用。
教學難點
1.提高學生的實驗設計能力和質疑精神,培養創新精神。
2.從微觀角度認識在一切化學反應中,反應前后原子的種類和原子的數目沒有增減。
教具準備
1.教師用具:投影儀、托盤天平(帶砝碼)、蠟燭、試劑瓶、火柴、塞子。
2.學生用具:(1)電子天平、錐形瓶(塞子)、玻璃棒、氣球、陶土網、坩堝鉗;(2)銅粉、硫酸銅溶液、鐵釘、碳酸鈉粉末、稀鹽酸、鎂帶、細沙、砂紙。
備課筆記
課前預習
1.參加化學反應的 各物質的質量 總和,等于反應后生成的 各物質的質量 總和,這個規律叫作質量守恒定律。
2.化學變化的過程,就是參加反應的各物質(反應物)的 原子 重新 組合 而生成新物質(生成物)的過程。化學反應前后,原子的 種類 和 數目 不變,原子的 質量 也沒有改變。




從前面的學習中我們知道,在一定的條件下,反應物之間發生化學反應可以生成新物質。如磷燃燒生成五氧化二磷,表示為:P+O2 P2O5;鐵和硫酸銅反應生成銅和硫酸亞鐵,表示為:Fe+CuSO4→Cu+FeSO4。這些物質在質上發生了變化,那么這些物質在量上是否發生變化了呢?請同學們猜想一下:物質在反應前的質量跟反應后生成物的質量間可能存在什么關系?這就是我們這節課研究的內容。




質量守恒定律
[猜想]學生甲:生成物的質量總和會大于反應物的質量總和。
學生乙:生成物的質量總和會小于反應物的質量總和。
學生丙:生成物的質量總和會等于反應物的質量總和。
[過渡]同學們提出了三種猜想,我們來進行下面的活動與探究,通過實驗去驗證一下反應物的質量和生成物的質量的關系。
[活動與探究]實驗分兩大組進行,A組進行實驗一,B組進行實驗二。
實驗一:比較銅與氧氣反應前后質量的測定。
實驗二:鐵與硫酸銅反應前后質量的測定。
[注意事項](1)稱量前天平應注意調平。
(2)加熱銅粉時,錐形瓶應放在陶土網上加熱。
(3)在鐵與硫酸銅反應前,鐵釘要先用砂紙打磨干凈。
[學生實驗]教師巡視,指導并評價學生操作,必要時對一些錯誤進行糾正。
[交流討論]由學生陳述實驗結果,其他人進行意見補充。
[實驗一]在加熱銅粉的實驗中,銅粉由紅色逐漸變成黑色,氣球先膨脹后縮小,反應前后物質的質量總和沒有發生改變。
備課筆記
易錯提醒:
生成的各物質的質量總和包括固、液、氣三種狀態的物質的質量之和,尤其注意不要忽略了生成的沉淀、氣體的質量。
特別提醒:
實驗一中在錐形瓶口的橡膠塞上安裝一根玻璃導管,系上小氣球是為了平衡內外氣壓。
實驗二中應塞緊橡膠塞,目的是形成一個密閉的體系。




[不同意見]我們組的實驗結果是生成物的質量總和略小于反應物的質量總和,可能是由于錐形瓶沒有塞緊漏氣所致。
[實驗二]在鐵釘與硫酸銅溶液反應這個實驗中,用砂紙把鐵釘打磨干凈放入硫酸銅溶液中,過一會兒看到鐵釘表面有一層紅色的銅析出;同時溶液的顏色也略有改變,由藍色變為淺綠色;用天平稱量,發現反應前后物質的質量總和沒有發生改變。
[總結]通過這兩個實驗我們看到,發生化學反應時反應物的質量總和與生成物的質量總和存在相等的關系。其實不僅僅這兩個實驗如此,無數的實驗證明,化學反應前后物質的質量守恒,這個規律叫作質量守恒定律。
質量守恒定律的實際應用
[設問]有了前面的實驗作基礎,我們該如何去描述質量守恒定律的內容呢?
[結論]參加化學反應的各物質的質量總和,等于反應后生成的各物質的質量總和,這個規律就叫作質量守恒定律。
[練習]現有一反應A+B→C,有10 g A和5 g B反應,反應結束后還剩余3 g A,B無剩余,則生成C的質量為多少克?
[答案]生成C的質量為12 g,因為A還剩余3 g,可見參加反應的A的質量為7 g,B無剩余,可見5 g B全部參加反應,根據質量守恒定律,生成C的質量為7g+5g=12 g。
[小結]理解和應用質量守恒定律應注意的事項:
(1)運用范圍:化學變化;不能用于物理變化。
(2)強調“質量”守恒,不包括其他方面的守恒,如氣體體積。
(3)強調“參加反應的”各物質的質量總和,是指真正參加反應的那一部分質量,反應物中沒有參與反應(有剩余)的部分不能算入質量。
[設問]到底是不是所有的化學反應都遵守質量守恒定律呢?我們再來進行下面的活動與探究,驗證一下質量守恒定律是否正確。
[活動與探究](仍分兩大組進行實驗)
教材P113實驗5-1:鹽酸和碳酸鈉反應及質量測定。
教材P113實驗5-2:鎂條燃燒,其反應前后質量的測定。
[學生實驗]
教師巡視,指導學生實驗操作。交流討論實驗現象和結論。
[實驗5-1]現象:產生大量氣體,天平不平衡。
結論:反應后質量減少。
[實驗5-2]現象:鎂條燃燒,發出耀眼白光,陶土網上有白色粉末,并出現少量白煙。
結論:實驗前后質量不相等。
[提問]討論一下這是為什么呢?為什么會出現生成物的質量大于或小于反應物的質量這些情況?
[回答](1)鹽酸和碳酸鈉反應有二氧化碳氣體生成。氣體生成物逸散到空氣中,使反應后質量減輕。
(2)在鎂條燃燒實驗中,因為有空氣中的氧氣參加反應,而我們反應前所稱量的僅僅是鎂條的質量,且反應過程中有少量白煙(MgO)逸散,只稱取部分生成物的質量,故實驗前后稱量的質量可能出現增加、減少或相等等情況。
備課筆記
課堂拓展:
①鎂條燃燒會生成白色固體氧化鎂,反應的表達式為:
鎂+氧氣氧化鎂
(Mg)(O2) (MgO)
②因為鎂燃燒會發出耀眼的白光,所以可用鎂粉作照明彈




[提問]這兩個反應到底遵不遵守質量守恒定律呢?
[回答]遵守。只要改進實驗裝置,就會出現正確的結果。
[追問]如何改進實驗裝置呢?
[思考]在加熱銅粉實驗中,若玻璃導管上端沒有系小氣球,將會出現什么結果?
[回答]如果玻璃管上端沒有系小氣球,則會出現反應后測定的質量大于反應前測定的質量的現象,因為有一部分空氣中的氧氣會通過玻璃導管進入錐形瓶,使瓶內總質量增加,從而引起生成物質量增加的現象。
[小結]所有的化學反應都遵守質量守恒定律,驗證質量守恒定律的實驗原理涉及氣體參加反應或有氣體生成時,實驗應在密閉容器中進行,防止反應系統內物質與環境物質之間的物質交換,導致反應后剩余物質質量增大或減小。
質量守恒定律的微觀解釋
[思考]了解了質量守恒定律的內容及其應用,我們再從微觀方面來研究一下為什么在化學反應中參加反應的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的質量總和。
[課件演示]展示鐵與硫酸銅反應的微觀過程動畫,從分子、原子角度進行分析。
[思考]根據所展示的動畫,從分子和原子的角度思考為什么化學反應都遵守質量守恒定律?
[交流討論]從剛才投影所展示的鐵與硫酸銅溶液反應的實驗的微觀過程可知:在化學反應前后,原子的種類和數目不變,原子的質量也沒有變化,所以所有的化學反應都遵守質量守恒定律。
[小結](1)微觀解釋:化學反應的過程,就是參加反應的各物質(反應物)的原子重新組合成生成新物質(生成物)的過程。反應前后,原子的種類、數目和質量不變,因此反應前后質量總和必然相等。
(2)質量守恒定律可理解為“六個不變”,“兩個一定改變”,“兩個可能改變”。
備課筆記
知識點撥:
利用原子、分子知識解釋質量守恒的原因:
(1)化學反應的過程,就是參加反應的各物質(反應物)的原子重新組合而生成其他物質(生成物)的過程。
(2)質量守恒的原因:
微觀上,在化學反應中,反應前后原子的種類和數目不變,原子本身的質量也沒有改變。所以,反應前后物質的質量總和必然相等。
宏觀上,反應前后元素的種類沒有改變,元素的質量也不變,所以反應前后各物質的質量總和必然相等。
課堂拓展:
利用化學反應前后元素的種類不變的原理,可以駁斥很多偽科學的說法,如水中含氫、氧元素,而汽油中含碳、氫元素,所以無論多么高的科技都不能把水直接變為汽油。




第五單元 化學方程式
課題1 質量守恒定律
第1課時 質量守恒定律
質量守恒定律
(1)內容:參加化學反應的各物質的質量總和,等于反應后生成的各物質的質量總和。
(2)微觀解釋:在化學反應中,反應前后存在3個不變,即:
①原子的種類沒有改變;②原子的數目沒有增減;③原子的質量沒有改變。
驗證實驗
所有的化學反應都遵守質量守恒定律。
驗證質量守恒定律定律的實驗若反應有氣體參與或生成,都需在密閉容器中進行。




本節課我們學習了質量守恒定律,知道了在一切化學反應中,反應物的質量總和等于生成物的質量總和;而且從微觀角度理解了為什么所有的化學反應都遵守質量守恒定律。






練習與應用(P115)
1.D 2.C 3.D
4.圖(3)較準確;水通電分解生成氫氣和氧氣,圖(3)中的分子示意圖符合水、氫氣和氧氣的結構,且反應前后原子數目不變,符合質量守恒定律。
5.(1)銅粉在空氣中加熱時,與空氣中的氧氣發生化學反應。根據質量守恒定律,反應后生成的氧化銅的質量等于參加反應的銅粉和氧氣的質量總和,所以生成物的質量比銅粉的質量大。
(2)高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀(固體)、二氧化錳(固體)和氧氣,根據質量守恒定律,反應物高錳酸鉀的質量等于生成物錳酸鉀、二氧化錳和氧氣的質量總和,由于生成了氧氣,所以剩余固體的質量比高錳酸鉀的質量小。
(3)紙燃燒生成的二氧化碳等氣體逸散到空氣中,所以灰燼的質量比紙的質量小。
6.(1)不正確。蠟燭燃燒后質量減小是因為生成的二氧化碳和水蒸氣逸散到空氣中。質量守恒定律是適用于所有化學反應的普遍規律。
(2)不正確。蠟燭燃燒后減小的質量與參加反應的氧氣的質量之和等于生成的水和二氧化碳的質量。
(3)不正確。細鐵絲在氧氣中燃燒,生成物的質量等于參加反應的鐵和氧氣的質量總和,因此比細鐵絲的質量大,這個反應遵守質量守恒定律。
(4)不正確。一定質量的氫氣和氧氣混合,發生的是物理變化,不能用來驗證質量守恒定律。
備課筆記
方法點撥:
①質量守恒定律適用于所有的化學反應,不能用于解釋物理變化。
②質量守恒定律強調的是“質量守恒”,不包括體積等其他方面的守恒。
③注意正確認識“參加化學反應”的物質,如有的反應需要使用催化劑,不能將催化劑視為反應物;有的物質沒有全部參加反應,在利用該定律計算生成物的總質量時,不能將未反應的物質質量計入反應物的質量總和當中。
④參加化學反應的“各物質”與生成的“各物質”,應當包括固態、液態、氣態所有的物質。
方法點撥:
解答此類涉及質量守恒定律的“表格問題”,關鍵是對反應中各物質“身份”的確定,即反應前后質量減少的物質一定是反應物,反應前后質量增加的物質一定是生成物,反應前后質量不變的物質可能是催化劑或無關雜質。




例 在一定條件下,在一個密閉容器內發生某反應,測得反應過程中各物質的質量如下表所示,下列說法錯誤的是( )
A.該反應是化合反應,d可能是催化劑
B.a、b兩種物質中元素種類一定與c物質中元素種類相同
C.b物質可能是單質
D.反應后a物質的質量為3 g
【解析】 反應后質量減少的是反應物,質量增加的是生成物。c反應后增加11g,是生成物,d的質量不變,可能是催化劑,也可能是未參與反應的無關雜質,b反應后減少了8g,是反應物,由質量守恒定律可推知反應物的質量少3g,所以反應后a的質量=10g-3g=7g。該反應是a+b→c,是化合反應,a、b可以是單質,也有可能是化合物,c一定為化合物。
【答案】 D
布置作業:教師引導學生課后完成本課時對應練習,并預習下一課時




本課題內容存在一定的難度,而實驗的順利進行又是學好本課題的關鍵,所以在教學過程中力爭從以下幾方面突破難點:(1)給學生提供更多的實驗探究的機會。力爭使每一位同學都能邊操作、邊觀察、邊思索,使其得到更多的鍛煉機會。(2)培養學生實驗探究、交流討論、得出結論等綜合素質。各實驗小組所測定的化學反應各不相同,但通過比較、判斷,不斷地揭示矛盾和解決矛盾,會激起學生更強烈的求知欲。(3)應注意引導學生思考,探究活動中幾個表面上似乎不符合質量守恒定律的實驗是因什么導致其如此,可采取什么措施使其符合質量守恒定律,通過舉一反三,使學生知其然并知其所以然,從而使學生的認識更加深刻。
教學過程中老師的疑問:
教師點評和總結
備課筆記

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