資源簡介

課題1 質量守恒定律 教學設計
課題： 5.1 質量守恒定律 課時 1 授課年級 初三
課標要求 認識化學反應中的各物質間存在定量關系，初步形成變化觀；理解化學反應的本質是原子的重新組合，化學反應前后，原子的種類和數量不變，分子的種類發生改變；理解質量守恒定律的微觀本質；能選取實驗證據說明質量守恒定律，并闡釋其微觀本質；能基于守恒和比例關系推斷化學反應的相關信息。
教材 分析 質量守恒定律是化學家定量研究化學反應的重要成果，是物質化學變化遵循的一項基本規 律，為哲學上的物質不滅原理及物質和運動的永恒性提供了堅實的自然科學基礎。其發現在科學史上具有重要地位，有力地促進了化學和社會的發展。同時，質量守恒也是化學反應的基本定量關系和重要的學科觀念，不僅是學生在本單元書寫化學方程式和根據化學方程式進行計算的理論依據，而且對后續從定量角度深入研究和利用化學變化具有重要意義。 教科書通過回顧化學反應實現的物質轉化，給出化學反應前后的質量關系問題，引發學生思 考。再借助化學史中的實驗數據，進一步激發學生的探究興趣。在“化學反應前后物質的質量關系”探究活動中，學生先進行假設，再實驗驗證，最后在分析的基礎上得出結論。考慮到學生在本階段設計探究活動的能力情況，教科書在這里沒有采用全開放的探究形式，而是給出銅與氧氣、鐵與硫酸銅溶液反應前后質量測定的實例，同時教科書在腳注中指出可以選擇其他方案，在教師指導下完成實驗。提高教科書內容的選擇性，便于教師根據學生的實際情況安排教學內容，進行開放程度不同的探究活動；同時，也便于對不同的化學反應開展分組探究，增加研究樣本，提高教學效率，并使每位學生都能在操作、觀察和思考過程中得到更多的鍛煉機會。 在探究活動中，學生通過直接測量得到的是體系在始態和終態時的質量，與質量守恒定律關 注的“參加化學反應的各物質的質量總和”及“反應后生成的各物質的質量總和”并不完全一致。為幫助學生實現從實驗數據到實驗結論的跨越，教科書在“分析與結論”中，引導學生分析實驗結果“總質量”的不同來源，并結合反應前后總質量的關系和各物質的變化情況進行討論。這一過程體現了化學研究習慣采用的確定體系（研究對象）、分析組成、關注各類變化和物理量的始態與終態等研究方法。 在給出質量守恒定律之后，測定碳酸鈉與鹽酸反應、鎂條燃燒前后質量的實驗，讓學生通過分析敞開體系中化學反應前后的質量變化情況，認識確定質量守恒定律所適用的對象體系的重要性。學生在實驗和討論的基礎上，經過比較、判斷，不斷地揭示矛盾和解決矛盾，更加深入地認識和應用質量守恒定律。在本課題最后，教科書借助“思考與討論”欄目，圖文結合，引導學生在前幾單元的基礎上，從微觀視角說明為什么化學反應前后質量守恒，從而闡釋了質量守恒定律的本質。這部分內容，是對第三、第四單元“物質的組成與結構”相關知識的具體應用，體現了宏觀與微觀結合認識物質組成及化學變化的科學思維方式。
學情分析 初三學生剛開始接觸化學課程，處于興奮和好奇的狀態，對化學學習的興趣較高。經過一段時間的學習，學生對分子、原子、元素、化學式，以及化學反應中物質發生了質的變化已經有了一定的認識，并掌握了一些簡單的化學反應和實驗操作技能。然而，他們對化學反應的量的變化和探究方法仍處于啟蒙階段。 學生在物理課上已經了解了能量守恒的概念，這為理解質量守恒定律提供了有益的背景知識。通過前期學習，學生從微觀角度對化學變化的本質已有初步了解，尤其是通過分析水的分解反應，他們具備了一定的微觀想象能力，這為學習質量守恒定律奠定了基礎。 針對學生抽象思維能力較弱的問題，教學設計中采用小組實驗探究的方法，鼓勵他們動手、動腦，參與學習。通過實驗觀察、討論，學生不僅能獲得新的化學知識，還能更深入地理解化學知識的內在聯系及化學反應的本質。特別是從微觀角度解釋質量守恒定律并初步運用該定律，是教學中的難點。
教學目標 1.通過實驗探究化學反應前后物質之間的質量關系，認識質量守恒定律。 2.通過分析和解釋常見化學反應中的質量變化關系，理解質量守恒定律的內涵。 3.理解質量守恒定律的微觀本質，初步形成定量認識物質變化的質量視角和守恒意識。 4.了解科學探究的一般過程，初步形成基于證據進行推理的科學思維。 5.感悟科學家嚴謹的科學態度和追求真理的科學精神，認識定量研究對化學科學發展的重 要作用。
教學重、難點 重點：質量守恒定律的內涵和守恒觀的建立，質量守恒定律的應用。 難點：質量守恒定律的微觀本質，質量守恒定律的應用。
核心素養 化學觀念：學生通過對質量守恒定律的深入探究，進一步強化了化學反應中物質質量守恒的核心觀念。他們理解了無論化學反應如何復雜，反應前后的物質總質量始終保持不變，這一規律成為他們分析化學反應、理解化學變化本質的重要基礎。同時，質量守恒定律的學習也幫助學生形成了更加系統和全面的化學觀念，使他們能夠從物質質量的角度去審視和理解化學反應。 科學思維：在探究質量守恒定律的過程中，學生需要運用邏輯推理、實驗驗證等科學方法，去分析和解決問題。他們通過觀察實驗現象、記錄實驗數據、分析實驗結果，逐步形成了科學的思維方式。此外，學生還需要學會從已知的信息中推導出未知的結論，這種逆向思維的培養，使他們的科學思維能力得到了顯著的提升。 科學探究與實踐：學生通過設計實驗方案、進行實驗操作、觀察實驗現象、分析實驗結果等步驟，親身經歷了科學探究的全過程。這種實踐不僅加深了學生對質量守恒定律的理解，還培養了他們的動手能力和實驗技能，使他們能夠在實踐中發現問題、解決問題，從而更加深入地理解和應用化學知識。 科學態度與責任：學生深刻體會到了科學研究的嚴謹性和真實性。他們學會了尊重實驗數據、尊重科學事實，不輕易相信未經證實的結論。同時，學生也意識到了自己在科學研究中的責任和使命，他們開始關注化學與日常生活、環境保護等方面的關系，意識到作為未來社會的一員，有責任和義務去保護和合理利用化學資源，促進社會的可持續發展。這種科學態度與責任的培養，將對學生未來的學習和生活產生深遠的影響。
教學過程
教學環節 教學活動 設計意圖
環節一、 質量守恒定律 【視頻引入】狄仁杰的疑惑 蠟燭會越燒越短，質量越小，那么是不是說明化學反應后物質的質量會減少？經測量金屬生銹后質量變大了，那么是不是說明化學反應后物質的質量會增加？物質發生化學變化時，質量到底如何變化呢？ 【化學史】 這兩位科學家的研究角度均是反應前后物質總質量的是否變化，而研究結果卻是相反的，那么你認為化學反應前后物質的總質量是增大、減小還是不變呢？說明理由，或舉出相應事例。 【探究】化學反應前后物質的質量關系 問題：當物質發生化學反應生成新物質時，參加反應的物質的質量總和與生成物的質量總和有什么關系？ 預測：①化學反應前物質總質量與化學反應后物質總質量相等 ②化學反應前物質總質量與化學反應后物質總質量不相等 針對問題，我們已經做出了相應的預測，下面就通過教材實驗進一步驗證分析。 【學生活動】閱讀教材P110-112，了解實驗思路。 【實驗】方案一 銅和氧氣反應前后質量測定 實驗裝置： 反應原理：銅在空氣中加熱會與氧氣反應，變成黑色，反應的文字表達式為： 【注意事項】用天平稱量化學試劑時： 1.干燥的固體試劑應放在紙上或容器(如小燒杯、表面皿)中稱量； 2.易潮解的試劑應放在容器中稱量。 【學生活動】觀看實驗視頻或教師實驗（或學生動手實驗），觀察并記錄實驗現象。 注意觀察： 1.錐形瓶內銅加熱的現象； 2.氣球的變化情況； 3.化學反應前后質量的變化情況。 實驗現象紅色粉末逐漸變為黑色，小氣球先變鼓后變癟反應前總質量（m1）反應后總質量（m2）
【分析與結論】 （1）分析反應前后的總質量分別來源于哪些物質，并結合反應前后總質量的關系和物質的變化情況進行討論。 參加反應的銅粉和氧氣的質量等于生成的氧化銅的質量。 （2）結論： 【想一想】教師引導學生 1.氣球的作用是什么？ 調節裝置內的壓強 2.橡膠塞的作用是什么？ 保證反應在密閉體系中進行 3.如果沒有它們，實驗可能出現哪些結果？ 銅粉與氧氣反應，錐形瓶內氣體減少，外界空氣會進入集氣瓶，導致化學反應前后質量不相等。 【實驗】方案二 鐵跟硫酸銅溶液反應前后質量的測定 實驗裝置： 反應原理： 【學生活動】觀看實驗視頻或教師實驗（或學生動手實驗），觀察并記錄實驗現象。 注意觀察： 1.鐵絲表面和溶液顏色的變化情況。 2.化學反應前后質量的變化情況。 實驗現象鐵絲表面有紅色固體物質析出，溶液由藍色逐漸變成淺綠色反應前總質量（m1）反應后總質量（m2）
【分析與結論】 分析反應前后的總質量分別來源于哪些物質，并結合反應前后總質量的關系和物質的變化情況進行討論。 參加反應的鐵和硫酸銅的質量等于生成的銅和硫酸亞鐵的質量。 （2）結論： 【學生活動】交流討論：根據以上分析你能能得到什么結論？ 【總結】通過兩個實驗方案的實驗結果證明：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。這個規律就是質量守恒定律。 【教師引導】解析概念關鍵詞 ①質量：只強調“質量”，不包括“體積” ②化學反應：是一切化學反應必須遵守的定律，只適用于化學變化 ③參加：指真正參加反應的那一部分物質，反應物如果有剩余，剩余部分不能計算在內 ④總和：不能漏掉氣體物質 【討論】是不是所有的化學反應都遵循這一規律呢？ 【實驗】鹽酸與碳酸鈉粉末反應前后質量的測定 實驗裝置： 反應原理： 想一想：你預計這個反應前后的稱量結果會有什么變化 【學生活動】觀看實驗視頻或教師實驗（或學生動手實驗），觀察并記錄實驗現象。 注意觀察： 1.燒杯中鹽酸與碳酸鈉粉末反應的現象； 2.化學反應前后質量的變化情況。 實驗現象固體粉末溶解，產生大量氣泡；天平向右傾斜實驗結論反應前燒杯中的總質量 ＞ 反應后燒杯中的總質量
【分析】教師引導學生 鹽酸與碳酸鈉反應的裝置是一個開放的體系，而兩者反應是產生了氣體，會逸出，導致實驗中稱量的反應前的總質量大于反應后的總質量，此反應是化學反應，所有的化學反應都遵循質量守恒定律，所以若要實驗探究質量守恒定律，實驗裝置應處于封閉狀態。 【實驗】鎂條燃燒前后質量的測定 實驗裝置： 反應原理： 想一想：你預計這個反應前后的稱量結果會有什么變化 【學生活動】觀看實驗視頻或教師實驗（或學生動手實驗），觀察并記錄實驗現象。 注意觀察： 1.鎂條燃燒的現象； 2.化學反應前后質量的變化情況。 實驗現象鎂條劇烈燃燒，產生耀眼的白光，生成白色固體，同時還有白煙產生；天平向左傾斜。實驗結論反應前固體的總質量 ＜ 反應后固體的總質量
【分析】教師引導學生 同理，此反應的裝置也是一個開放的體系，有氣體參與反應，導致實驗中稱量的反應前的總質量小于反應后的總質量。 【總結】設計實驗驗證質量守恒定律時，應注意兩點： 實驗中必須發生化學變化，而非物理變化。 （2）若反應中有氣體參加或生成，必須在密閉容器中進行實驗。 天平是否平衡與反應是否遵循質量守恒定律沒有必然聯系，無論天平是否平衡，一切化學反應都遵循質量守恒定律。 【對應訓練1】下列敘述符合質量守恒定律的是（ ） A.10g鹽水蒸發后得到9g水和1g氯化鈉 B.50mL水與50ml酒精混合不等于100mL C.44g干冰（固態二氧化碳）升華后變成44g二氧化碳氣體 D.1g硫在1g氧氣中完全燃燒生成2g二氧化硫 【答案】D 【對應訓練2】下列關于質量守恒定律說法正確的是（ ） A.物質在空氣中加熱發生反應后，生成物的總質量必定等于參加反應的反應物總質量 B.細鐵絲在氧氣中燃燒后生成物的質量增大，不遵守質量守恒定律 C.蠟燭燃燒后質量減小，說明質量守恒定律不是普遍規律 D.冰融化成水，前后質量相等，說明這個變化遵守質量守恒定律 【答案】A 【對應訓練3】下列實驗能夠直接用于驗證質量守恒定律的是( ) 【答案】A 通過視頻引入，以生動的情境激發學生的好奇心，使他們產生對化學反應前后物質質量變化的疑問。 介紹兩位科學家對化學反應前后物質總質量變化的不同研究結果，引導學生思考并發表自己的觀點，培養他們的批判性思維和獨立思考能力。 通過設計多個實驗方案（如銅和氧氣反應、鐵跟硫酸銅溶液反應等），讓學生親自觀察、記錄實驗現象，并通過分析實驗數據得出結論。這一過程不僅加深了學生對質量守恒定律的理解，還培養了他們的實證精神和科學探究能力。 通過引導學生分析反應前后的總質量來源、討論實驗現象與結論之間的關系，以及解析質量守恒定律的概念關鍵詞，深化學生對質量守恒定律的理解，培養他們的邏輯思維能力。 通過分析鹽酸與碳酸鈉粉末反應、鎂條燃燒等實驗中的稱量結果變化，引導學生認識到設計實驗驗證質量守恒定律時需要注意的要點（如反應必須在密閉容器中進行等），培養他們的實驗設計能力和嚴謹的科學態度。 介紹兩位科學家對化學反應前后物質總質量變化的不同研究結果，引導學生思考并發表自己的觀點，培養他們的批判性思維和獨立思考能力。
環節二、 質量守恒定律的微觀本質 【交流討論】以氫氣在氧氣中燃燒生成水為例，分析化學反應前后分子、原子的種類、數目和質量的變化情況，從微觀視角說明化學反應為什么遵守質量守恒定律？ 化學反應的實質是分子分裂成原子，原子又重新組合為新分子。 化學反應前后質量守恒的原因： 化學反應前后原子的 種類 、 數目 、 質量 都不變。 【總結】化學反應前后的變和不變。 【對應訓練4】化學反應前后，肯定沒有發生變化的是( ) ①原子數目 ②分子數目 ③元素種類 ④物質的總質量 ⑤物質的種類 A .①④ B. ①③⑤ C .①③④ D. ①②③④⑤ 【答案】C 【對應訓練5】煤的汽化是提高煤的利用率、減少環境污染的有效措施之一。煤的汽化過程中發生了化學反應C+H2O=CO+X。請寫出X的化學式 。 【答案】H2 【對應訓練6】某有機物與氧氣充分反應，有機物+氧氣→二氧化碳+水，則該有機物一定含有的元素是(　　) A．C、O B．H、O C．C、H D．C、H、O 【答案】C 【對應訓練7】在一個密閉容器中放入甲、乙、丙丁四種物質，在一定條件下發生化學反應，一段時間后，測得有關數據如下表，下列說法不正確的是（ ） A．乙是反應物 B．反應后物質甲的質量為13g C．物質丙可能是該反應的催化劑 D．參加反應的甲和丁的質量比為1：4 【答案】A 【對應訓練8】在一定條件下甲和乙反應生成丙，反應的微觀示意圖如圖所示（“ ”“ ”表示不同原子）。下列說法錯誤的是 (　　) A．該反應是化合反應 B．丙可能是氧化物 C．參加反應的甲、乙的分子個數比為1:1 D．反應前后分子的種類發生了改變 【答案】C 通過閱讀和討論地殼中元素的分布，使學生了解自然界中元素的普遍存在，為后續學習打下基礎。 通過元素名稱的特點，引導學生對元素進行分類，培養學生的分類思維和歸納能力。 從宏觀和微觀兩個角度，探討物質、元素、分子、原子和離子之間的關系，幫助學生建立起對物質世界的微觀認識。
課堂總結
板書 設計 課題1 質量守恒定律 一、質量守恒定律 內容：參加反應的各物質的質量總和 = 反應后生成的各物質的質量總和 適用：化學反應 二、質量守恒定律的微觀本質 原子的種類沒有改變 原子的數目沒有增減 原子的質量沒有改變
教學 反思 在這一課時的教學中，通過生動的視頻引入和化學史介紹，成功激發了學生對質量守恒定律探究的興趣。實驗探究環節設計合理，學生積極參與，通過觀察、記錄和分析實驗現象，不僅加深了對質量守恒定律的理解，還培養了實證精神和科學探究能力。同時，教學活動豐富多樣，包括學生閱讀、觀看視頻、動手實驗和交流討論等，有效促進了學生的主動學習。對應訓練題目的設計也進一步鞏固了學生的知識應用能力和解決問題的能力。整體而言，教學效果顯著，達到了預期的教學目標。

展開更多......

收起↑