2024-2025学年九年级化学上册同步备课系列（人教版）第二单元 空气和氧气（大单元教学设计）

第二单元空气和氧气

大单元教学设计

一、单元主题

空气和氧气

二、单元说明

本单元将带领学生深入了解空气的组成、氧气的性质和制取等内容，使学生认识到空气和氧气在自然界和

生活中的重要性。通过实验探究和理论学习，培养学生的科学思维和实验能力，为后续的化学学习打下坚

实的基础。

三、课程标准

1.能说出空气的主要成分，认识空气对人类生活的重要作用。

2.能结合实例说明氧气的主要性质和用途。

3.初步学习氧气的实验室制取方法。

4.了解自然界中的氧循环。

四、教材分析

本单元教材内容包括“空气”“氧气”“制取氧气”等。通过实验、图片、文字等多种形式，引导学生探究空气

和氧气的奥秘，掌握相关的知识和技能。

五、核心素养链接

1.化学观念：形成物质的组成和性质的观念，了解空气和氧气的性质和用途。

2.科学思维：通过实验探究和数据分析，培养逻辑思维和推理能力。

3.科学探究与实践：学习氧气的制取实验，体验科学探究的过程。

4.科学态度与责任：培养严谨的科学态度和环保意识。

六、大概念

空气是一种无形的资源宝库，蕴含着多种成分，氧气是其中至关重要的支持生命和推动化学反应的气体。

七、核心问题

1.空气的组成和性质是什么？

2.氧气有哪些性质和用途？

3.如何制取氧气？

八、核心任务

制作简易供氧器

九、子任务

子任务一：氧气制取方法探究

学习关于氧气制取的知识，了解实验室制取氧气的方法

子任务二：选择合适的制取方法

根据实际情况（如材料获取、操作难度等），选择一种适合制作简单制氧器的方法。

说明选择该方法的理由。

子任务三：收集所需材料和仪器

按照选定的制取方法，列出所需的材料和仪器清单。

设法收集或准备这些材料和仪器。

子任务四：设计制氧器装置

根据所选方法和材料，设计制氧器的装置结构。

绘制简单的装置设计图，标明各部分的名称和作用。

子任务五：组装制氧器

按照设计图，组装制氧器，注意组装过程中的细节，确保装置的密封性和稳定性。

子任务六：进行制氧实验

按照操作规程，进行制氧实验。观察实验现象，记录氧气产生的时间、速率等数据。

子任务七：检验氧气

学习用简单的方法检验氧气，并探究氧气的性质

子任务八：改进与优化

根据实验结果，分析制氧器的优点和不足。

提出改进和优化的建议，对制氧器进行改进。

十、单元实施

课题1我们周围的空气

(一)教学内容分析

本课题主要介绍空气的组成、空气是一种宝贵的资源以及保护空气等内容。通过学习，学生将了解空气的

成分及其性质，认识到空气对人类生活的重要性，同时增强环保意识。

(二)学习者分析

学生在日常生活中对空气有一定的感性认识，但对于空气的组成和性质的具体知识可能了解较少。此外，

学生对于实验探究的方法和步骤还需要进一步的学习和提高。

(三)学习目标

1.了解空气的主要成分，掌握测定空气中氧气含量的实验方法。

2.认识空气是一种宝贵的资源，了解氮气、氧气、稀有气体等的主要用途。

3.知道物质的组成，明确概念，能区分混合物和纯净物。

4.了解空气污染的原因和危害，树立保护环境的意识。

(四)学习重难点

1.重点：空气的组成，测定空气中氧气含量的实验原理和操作，空气污染的防治。

2.难点：对实验误差的分析和理解。

(五)教学过程

第1课时

【环节一：导入新课】

教师活动：展示问题“什么东西看不见，摸不着，无色无味，却又无孔不入，动物植物都需要呢？”同时可

以播放一段大自然中动植物与空气互动的视频片段，如风吹动树叶、鸟儿在空气中飞翔等，增强直观感受。

学生活动：思考并回答是空气。

设计意图：通过问题和视频引发学生对空气的关注，激发学习兴趣。

【环节二：探究新知】——空气成分的测定

教师活动：提问如何证明空气的真实存在，引导学生举例后，进一步提问如何更准确地了解空气的组成。

然后介绍拉瓦锡的实验，展示实验装置图，讲解实验步骤和现象，可使用动画演示实验过程，让学生更清

晰地理解。

学生活动：认真听讲，观察实验装置图和动画演示，理解实验原理和现象。

设计意图：让学生了解空气成分测定的历史背景和实验方法，借助动画增强理解效果。

教师活动：提出问题“如何改进拉瓦锡的实验并在实验室快速验证其结论”，引导学生从反应物和生成物的

角度讨论实验药品的选择。可以组织小组讨论，每个小组发放一张实验设计表格，让学生填写自己的想法。

学生活动：小组讨论，填写表格，得出可燃物应满足只与空气中的氧气反应，生成物最好是固体等条件。

设计意图：培养学生的分析和解决问题的能力，通过表格填写规范思考过程。

教师活动：展示实验装置图，讲解实验原理和步骤，强调实验中的关键操作和注意事项，如装置的密封性、

药品的用量等。

学生活动：认真听讲，理解实验装置的组成和各部分的作用，记录关键要点。

设计意图：帮助学生掌握实验装置的原理和操作方法。

教师活动：组织学生进行实验，在学生实验过程中巡视指导，及时纠正学生的错误操作，提醒学生观察实

验现象并记录数据。

学生活动：分组进行实验，按照实验步骤进行操作，仔细观察红磷燃烧的现象，如火焰颜色、产生的白烟

等，记录实验结果。

设计意图：通过实验操作，培养学生的动手能力和观察能力。

教师活动：引导学生分析实验中进入水的体积小于或大于空气总体积的1/5的可能原因，组织小组讨论后，

请各小组代表发言，教师进行总结和补充。

学生活动：小组讨论，总结可能的原因，如红磷不足、装置漏气、集气瓶未冷却到室温等，派代表发言。

设计意图：培养学生的思维能力和分析问题的能力。

教师活动：讲解通过实验测定的空气成分，展示空气成分的比例图，可结合实际生活中的例子说明各成分

的作用，如氧气用于呼吸、氮气用于食品保鲜等。

学生活动：认真听讲，观察比例图，了解空气的主要成分及所占比例，结合例子理解各成分的作用。

设计意图：帮助学生明确空气的组成，加深对知识的理解。

【环节二：探究新知】——物质的分类

教师活动：讲解混合物和纯净物的概念，举例说明，可以通过展示一些常见的混合物和纯净物的实物或图

片，如空气是混合物，蒸馏水是纯净物等。

学生活动：认真听讲，理解概念，区分混合物和纯净物的例子，观察实物或图片加深印象。

设计意图：帮助学生建立物质分类的概念。

【环节三】课堂练习

教师活动：展示练习题，如判断物质属于纯净物还是混合物，可以增加一些具有迷惑性的题目，如冰水混

合物是纯净物还是混合物等。

学生活动：独立思考，完成练习，回答问题。

设计意图：通过练习，巩固学生对混合物和纯净物的理解和区分。

【环节四】课堂小结

教师活动：总结本节课的主要内容，包括空气的组成、测定空气中氧气含量的实验、物质的分类等，强调

重点知识和易错点。

学生活动：回顾本节课的知识点，总结所学内容。

设计意图：帮助学生梳理知识，形成系统的认识

第2课时

【环节一：复习导入】

教师活动：回顾上节课所学内容，包括空气的组成、测定空气中氧气含量的实验等，可以通过提问学生的

方式进行复习。

学生活动：认真听讲，回忆上节课知识点，积极回答问题。

设计意图：通过复习，巩固上节课所学知识，为新课学习做准备。

【环节二：探究新知】——空气是一种宝贵的资源

教师活动：讲解空气是一种宝贵的资源，介绍氮气、氧气、稀有气体等在生活和生产中的重要用途，可结

合多媒体展示相关的应用图片和视频，如食品包装中的氮气充入过程、医院给病人输氧的场景、霓虹灯中

的稀有气体发光效果等。

学生活动：认真听讲，了解氮气、氧气、稀有气体等的主要用途，观看图片和视频加深理解。

设计意图：让学生认识到空气是一种宝贵的资源，了解其各成分的用途。

教师活动：展示一些应用氮气、氧气、稀有气体等的实例图片，如食品包装中的氮气、医院给病人输氧、

霓虹灯中的稀有气体等，让学生分析这些应用是基于各成分的什么性质。

学生活动：观察图片，分析应用所基于的性质，加深对各成分用途和性质关系的理解。

设计意图：通过图片展示，让学生更直观地了解各成分的用途，并理解性质决定用途的关系。

【环节二：探究新知】——保护空气

教师活动：讲解空气污染的原因和危害，介绍一些常见的空气污染物，如二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等，

可以播放一些关于空气污染的视频资料，展示空气污染的实际场景和危害后果。

学生活动：认真听讲，了解空气污染的原因和危害，认识常见的空气污染物，观看视频资料增强直观感受。

设计意图：让学生了解空气污染的现状，增强环保意识。

教师活动：组织学生讨论如何保护空气，引导学生从个人和社会两个层面进行思考，可以将学生分成小组

进行讨论，每个小组发放一张讨论记录纸，让学生记录讨论结果。

学生活动：小组讨论，在记录纸上记录讨论结果，提出保护空气的措施，如减少使用私家车、植树造林、

使用清洁能源等。

设计意图：培养学生的思考能力和社会责任感，让学生积极参与到保护空气的行动中来。

【环节三】课堂练习

教师活动：展示练习题，如关于空气资源利用和保护的问题，可以包括一些开放性问题，如你认为我们应

该如何更好地保护空气等。

学生活动：独立思考，完成练习，回答问题。

设计意图：通过练习，巩固学生对空气资源利用和保护知识的掌握。

【环节四】课堂小结

教师活动：总结本节课的主要内容，包括空气是一种宝贵的资源、保护空气等，强调重点知识和需要注意

的事项。

学生活动：回顾本节课的知识点，总结所学内容。

设计意图：帮助学生梳理知识，形成系统的认识

课题1氧气

(一)教学内容分析

本课题主要介绍氧气的性质和用途，通过实验探究让学生深入了解氧气的化学性质，认识到氧气在生活和

生产中的重要作用。

(二)学习者分析

学生在之前的学习中已经对氧气有了一定的了解，但对于氧气的性质和用途的具体知识还需要进一步的学

习和掌握。

(三)学习目标

1.掌握氧气的物理性质和化学性质。

2.了解氧气的用途。

3.通过实验探究，培养观察能力和实验操作能力。

4.树立物质的性质决定用途的观念。

(四)学习重难点

1.重点：氧气的化学性质。

2.难点：通过实验探究氧气的化学性质。

(五)教学过程

第1课时

【环节一：导入新课】

教师活动：展示一瓶氧气，提问学生氧气有哪些物理性质，同时可以拿出一些与氧气物理性质相关的物品

进行对比展示，如空气、氮气等。

学生活动：观察氧气以及对比物品，回答问题。

设计意图：通过实物展示和对比，引起学生对氧气物理性质的关注。

【环节二：探究新知】——氧气的物理性质

教师活动：讲解氧气的颜色、气味、状态、密度、溶解性等物理性质，可结合实验演示，如展示氧气在水

中的溶解性实验，让学生更直观地了解。

学生活动：认真听讲，理解氧气的物理性质，观察实验现象。

设计意图：帮助学生建立氧气物理性质的概念。

【环节二：探究新知】——氧气的化学性质

教师活动：展示一些氧气参与化学反应的图片，如木炭在氧气中燃烧等，提问学生氧气有哪些化学性质，

同时可以展示一些未发生反应的原始材料，如木炭、铁丝等，让学生对比观察。

学生活动：观察图片和原始材料，思考并回答问题。

设计意图：通过图片展示和对比观察，引发学生对氧气化学性质的思考，引入新课。

实验探究：教材P33-34实验2-2、实验2-3、实验2-4。

教师活动：讲解实验原理、装置和操作步骤，演示实验过程，可以在演示过程中强调实验中的关键操作和

注意事项，如药品的取用、反应条件的控制等。

学生活动：认真观察实验现象，记录实验结果。

设计意图：通过实验探究，让学生直观地感受氧气的化学性质。

学生分析：小组讨论实验结果，总结氧气的化学性质，教师可以参与部分小组的讨论，引导学生进行正确

的分析和总结。

教师活动：巡视各小组讨论情况，引导学生进行正确的分析和总结。

设计意图：培养学生的合作精神和分析问题的能力。

教师总结：总结氧气的化学性质，如支持燃烧、氧化性等，可结合实际生活中的例子说明这些性质的应用，

如炼钢过程中氧气的作用等。

学生活动：认真听讲，理解氧气的化学性质。

设计意图：帮助学生梳理知识，形成清晰的概念。

【环节三：课堂练习】

教师活动：出示练习题，如写出下列反应的化学方程式：木炭在氧气中燃烧；铁丝在氧气中燃烧等，可以

增加一些相关的应用题目，如根据氧气的性质，判断在某一特定情况下是否适合使用氧气等。

学生活动：认真思考，写出文字表达式，对于应用题目进行分析判断。

教师活动：巡视学生答题情况，及时给予指导和反馈。

设计意图：通过练习，巩固学生对氧气化学性质的掌握。

【环节四：课堂小结】

教师活动：总结氧气的化学性质和用途。

学生活动：回顾本节课的重点内容，进行总结。

设计意图：帮助学生梳理知识，形成系统的认识。

第2课时

【环节一：复习导入】

教师活动：回顾上节课所学内容，包括氧气的物理性质和化学性质，可以通过提问学生的方式进行复习。

学生活动：认真听讲，回忆上节课知识点，积极回答问题。

设计意图：通过复习，巩固上节课所学知识，为新课学习做准备。

【环节二：探究新知】——氧气的用途

教师活动：讲解氧气在生活和生产中的各种用途，如医疗、工业、航天等领域的应用，可以结合多媒体展

示相关的应用图片和视频，如医院给病人输氧的设备、工业上用氧气炼钢的场景、航天飞机携带氧气的设

备等。

学生活动：认真听讲，了解氧气在不同领域的用途，观看图片和视频加深理解。

设计意图：让学生了解氧气的用途，认识到氧气在生活和生产中的重要作用。

教师活动：展示一些氧气应用的实例图片，如医院给病人输氧的设备、工业上用氧气炼钢的场景、航天飞

机携带氧气的设备等，让学生分析这些应用是基于氧气的什么性质。

学生活动：观察图片，分析应用所基于的性质，加深对氧气用途和性质关系的理解。

设计意图：通过图片展示，让学生更直观地理解氧气的用途，并理解性质决定用途的关系。

【环节二：探究新知】——物质的性质决定用途

教师活动：通过对氧气物理性质和化学性质的回顾，引导学生总结物质的性质决定用途的观念，可以让学

生列举一些其他物质的例子来验证这一观念。

学生活动：认真听讲，结合氧气的实例，理解物质的性质决定用途的观念，列举其他物质的例子。

设计意图：培养学生的归纳总结能力，让学生树立物质的性质决定用途的观念。

【环节三】课堂练习

教师活动：展示练习题，如根据氧气的性质判断其在某一特定情况下的用途，可以增加一些拓展性题目，

如如果没有氧气，我们的生活将会怎样等。

学生活动：独立思考，完成练习，回答问题。

设计意图：通过练习，巩固学生对物质的性质决定用途观念的理解。

【环节四】课堂小结

教师活动：总结本节课的主要内容，包括氧气的用途和物质的性质决定用途的观念。

学生活动：回顾本节课的知识点，总结所学内容。

设计意图：帮助学生梳理知识，形成系统的认识

课题3制取氧气

(一)教学内容分析

本课题主要介绍氧气的实验室制取方法，包括实验原理、装置、操作步骤等内容。通过学习，学生将掌握

氧气的制取技能，培养实验操作能力和科学探究精神。

(二)学习者分析

学生在之前的学习中已经接触过一些实验操作，但对于氧气的制取实验可能还比较陌生。因此，在教学中

需要注重引导学生理解实验原理，掌握实验操作步骤。

(三)学习目标

1.了解实验室制取氧气的主要方法和原理。

2.掌握实验室制取氧气的实验装置和操作步骤。

3.培养实验操作能力和科学探究精神。

4.认识催化剂的概念和作用。

(四)学习重难点

1.重点：实验室制取氧气的实验装置和操作步骤。

2.难点：理解催化剂的概念和作用。

(五)教学过程

第1课时

【环节一：导入新课】

教师活动：展示一些需要氧气的场景图片，如医院给病人输氧等，提问学生如何在实验室中制取氧气，同

时可以播放一段实验室制取氧气的视频片段，引发学生的兴趣。

学生活动：观察图片和视频，思考并回答问题。

设计意图：通过图片展示和视频播放，引发学生对氧气制取的兴趣，引入新课。

【环节二：探究新知】——实验室制取氧气的方法

教师活动：讲解实验室制取氧气的三种方法：加热高锰酸钾、分解过氧化氢溶液，介绍每种方法的实验原

理、优缺点，可以通过表格形式呈现，让学生更清晰地了解。

学生活动：认真听讲，理解各方法的实验原理、优缺点，观察表格内容。

设计意图：帮助学生了解实验室制取氧气的主要方法及其特性。

教师活动：讲解催化剂的概念和作用，通过实验演示过氧化氢溶液在有无催化剂时的分解情况，可以在演

示过程中强调催化剂的关键特性，如不改变化学反应的平衡、只改变反应速率等。

学生活动：观察实验现象，理解催化剂的作用，关注关键特性。

设计意图：帮助学生建立催化剂的概念。

教师活动：展示实验室制取氧气的实验装置图，提问学生各装置的名称和作用，同时可以详细介绍各装置

的材质、规格等信息。

学生活动：观察实验装置图，回答问题，了解各装置的相关信息。

设计意图：通过图片展示，引起学生对实验装置的最初关注，引入新课，并让学生对装置有更深入的了解。

【环节二：探究新知】——实验室制取氧气的实验装置和操作步骤

教师活动：讲解实验室制取氧气的实验装置的组成、装配和注意事项，可以通过实物展示实验装置的各个

部件，让学生更直观地了解。

学生活动：认真听讲，理解实验装置的原理和装配方法，观察实物部件。

设计意图：帮助学生掌握实验装置的相关知识。

教师活动：讲解实验室制取氧气的操作步骤，包括检查装置气密性、装药品、固定装置、加热、收集气体、

撤离导管、熄灭酒精灯等，可以将这些步骤编成口诀，让学生更容易记忆。

学生活动：认真听讲，记录操作步骤，学习口诀。

设计意图：帮助学生掌握正确的操作步骤。

教师活动：演示实验室制取氧气的实验过程，强调实验操作的要点和注意事项，可以在演示过程中暂停，

让学生指出错误的操作可能性，以加深对注意事项的理解。

学生活动：认真观察实验过程，注意实验操作的规范，指出错误操作的可能性。

设计意图：通过演示实验，让学生直观地了解实验操作过程。

【环节三：学生实验】

学生活动：分组进行实验室制取氧气的实验，按照实验步骤进行操作，观察实验现象，收集氧气，可以在

实验过程中记录一些关键数据，如反应开始时间、气体收集速度等。

教师活动：巡视各小组实验情况，及时给予指导和帮助，可以对一些普遍存在的问题进行集中讲解。

设计意图：通过学生实验，培养学生的实验操作能力和科学探究精神。

【环节四：课堂小结】

教师活动：总结实验室制取氧气的实验装置、操作步骤和注意事项。

学生活动：回顾本节课的实验过程，总结所学知识。

设计意图：帮助学生梳理知识，形成系统的认识。

第2课时

【环节一：复习导入】

教师活动：回顾上节课所学内容，包括实验室制取氧气的三种方法（加热高锰酸钾、分解过氧化氢溶液以

及介绍加热氯酸钾和二氧化锰混合物这一方法，如果有涉及）、实验装置的组成部分和操作步骤等关键要

点。通过提问学生，如“实验室制取氧气的常用方法有哪些？”“加热高锰酸钾制取氧气时，如何检查装置气

密性？”等问题，引导学生积极回忆。

学生活动：认真听讲，积极回答教师的提问，回顾上节课所学的知识点。

设计意图：通过复习，巩固学生对上节课制取氧气基础知识的掌握，为制作简易供氧器的学习做好铺垫。

【环节二：探究新知】——简易供氧器制作原理及方法选择

教师活动：展示一些简易供氧器的实物或图片，引导学生观察其大致结构和工作原理。提出问题：“根据

我们上节课学习的制取氧气的方法，思考哪种方法更适合用于制作简易供氧器？为什么？”引导学生从反

应条件、药品获取难度、装置简易程度、制氧效率等方面进行分析讨论。

学生活动：仔细观察展示的简易供氧器，小组讨论教师提出的问题。结合上节课所学知识，分析不同制取

氧气方法的优缺点，选择一种适合制作简易供氧器的方法，并说明理由。每个小组派代表发言，阐述小组

的选择和理由。

设计意图：培养学生根据实际需求选择合适方法的能力，加深对制取氧气方法的理解，同时激发学生对制

作简易供氧器的兴趣。

【环节二：探究新知】——简易供氧器材料和仪器选择

教师活动：根据学生选择的制取氧气方法，详细讲解制作简易供氧器所需的材料和仪器。例如，如果选择

分解过氧化氢溶液的方法，需要介绍过氧化氢溶液、二氧化锰（作为催化剂）、合适的容器（如塑料瓶或

玻璃瓶）、导管、止水夹等材料和仪器的作用、规格要求以及获取途径。强调在选择材料和仪器时要考虑

安全性和简易性。

学生活动：认真听讲，记录所需材料和仪器的相关信息。小组讨论如何获取这些材料和仪器，可以从实验

室借用部分器材，也可以思考生活中哪些物品可以替代。

设计意图：让学生明确制作简易供氧器所需的材料和仪器，培养学生的实践准备能力和创新思维，引导学

生关注材料和仪器选择的合理性。

【环节二：探究新知】——简易供氧器装置设计

教师活动：引导学生根据所选的材料和仪器，设计简易供氧器的装置结构。可以通过在黑板上画出简易的

框架图，提示学生考虑气体的产生、收集和输送等环节，以及装置的密封性和稳定性。展示一些学生优秀

的设计案例（如果有）或网络上的相关设计思路，供学生参考。

学生活动：小组讨论，根据教师的引导和参考案例，在纸上绘制简易供氧器的设计图，详细标注各部分的

名称和作用。每个小组派代表展示设计图，并向全班介绍设计思路和考虑因素。

设计意图：培养学生的设计能力和团队协作精神，让学生将理论知识应用到实际设计中，通过展示和交流，

拓宽学生的设计思路。

【环节二：探究新知】——简易供氧器组装与调试

教师活动：在学生组装前，再次强调组装过程中的关键要点和注意事项，如仪器的连接顺序、确保连接紧

密以保证密封性、检查各部件是否完好无损等。发放材料和仪器（如果需要），巡视各小组组装情况，及

时发现问题并给予指导和纠正。

学生活动：按照设计图，小心谨慎