九年级化学 质量守恒定律的建立与初步应用 第1课时 教案

九年级化学质量守恒定律的建立与初步应用第1课时教案

一、教学基本信息

【课题】质量守恒定律的建立与初步应用

【年级】九年级

【学科】化学

【教材版本】鲁教版九年级上册第五单元第一节

【课时安排】第1课时

二、教学与评价目标

（一）教学目标

1.【基础·知识目标】通过实验探究，认识并理解质量守恒定律的内涵，知道化学反应前后物质的总质量保持不变。能够准确记忆定律的内容，并能识别其适用条件（一切化学反应，而非物理变化）。

2.【核心·能力目标】通过定量实验的探究过程，初步学会运用观察、实验等方法获取信息，并运用比较、分析、归纳等方法处理实验数据，得出科学结论。培养从微观角度（原子、分子）解释宏观现象的能力，理解质量守恒的本质原因。

3.【重要·素养目标】体验科学探究的艰辛与乐趣，树立严谨求实的科学态度和辩证唯物主义世界观。通过对化学反应中质量关系的探讨，初步形成“物质不灭”的唯物史观，培养定量研究问题的意识和跨学科（物理、哲学）联系的视野。

（二）评价目标

1.【过程评价】通过课堂提问和实验操作观察，评价学生对实验现象的观察能力和对实验数据的记录、处理能力。

2.【练习评价】通过课堂即时练习，评价学生对质量守恒定律内容的理解程度及对定律关键词的辨析能力。

3.【作业评价】通过课后分层作业，评价学生运用质量守恒定律解释和解决简单化学问题的能力，以及微观模型构建的水平。

三、教学重难点

1.【核心·重中之重】教学重点：通过实验探究建立质量守恒定律，并理解其内涵。

2.【难点·核心素养关键点】教学难点：从微观角度解释质量守恒定律，理解化学反应前后质量守恒的本质。

四、教学准备

1.【教师准备】多媒体课件（PPT，内含微观动画模拟、实验注意事项、表格）、实验器材：托盘天平（带砝码）、锥形瓶、带导管的单孔橡皮塞、气球、细沙、小试管、烧杯、小药匙、玻璃棒、酒精灯、火柴、石棉网。实验药品：白磷、硫酸铜溶液、铁钉、碳酸钠粉末、稀盐酸、气球。

2.【学生准备】预习教材内容，回顾物理上的质量概念及天平使用规则，准备小组合作实验分工预案。

五、教学实施过程

一、创设情境，引入新课（约5分钟）

【环节定位】激活思维，悬念导入

教师活动：在讲台上展示一根燃烧的蜡烛。提问学生：“同学们，蜡烛燃烧是化学变化。在变化中，蜡烛变短了，质量似乎变轻了。那么，是不是所有化学反应发生后，物质的总质量都会减少呢？还是有增有减，抑或是保持不变？”接着，教师展示一根铁钉，并提问：“铁钉生锈后，质量是增加了还是减少了？为什么？”通过这两个生活实例的对比，引发学生的认知冲突，激发学生对化学反应前后质量关系的好奇心与探究欲。

【基础·概念激活】引导学生回顾质量的概念和托盘天平的使用要点，为后续定量探究扫清操作障碍。

学生活动：观察、思考、产生疑问，并尝试根据生活经验进行初步判断和讨论。部分学生可能会回答蜡烛燃烧质量减少，铁钉生锈质量增加。

设计意图：从学生熟悉的但看似矛盾的日常现象入手，制造悬念，点明本课的核心任务——从定量的角度研究化学反应，将学生思维带入特定的探究情境之中。

二、探究实验，构建定律（约25分钟）

【环节定位】科学探究，数据建模

本环节是本节课的核心，将通过两个层层递进的探究实验，引导学生经历“问题—假设—实验—证据—结论—反思”的科学探究过程，最终构建出质量守恒定律。

（一）探究实验一：白磷燃烧前后质量的测定

1.【重要·实验设计】教师展示实验装置（锥形瓶底部铺有细沙，白磷置于细沙上，瓶口用带有玻璃管和气球的橡皮塞塞紧）。引导学生分析装置设计的意图：细沙的作用（防止锥形瓶炸裂）；气球的作用（缓冲气压，防止橡皮塞被冲开，同时保证装置密封）。

2.【热点·动手操作】学生分小组，按照教师的指导进行实验操作：

（1）检查装置气密性（这是一个【基础·关键操作】，必须强调）。

（2）将白磷、细沙、锥形瓶、橡皮塞、气球等组装好，放在托盘天平左盘，称量其总质量，记录数据m1。

（3）取下锥形瓶，在酒精灯火焰上加热玻璃管至红热后，迅速用玻璃管引燃白磷（教师可演示此步，强调安全，白磷有毒，不可直接接触）。观察并描述实验现象：产生大量白烟，气球先鼓起后变瘪。

（4）待装置冷却至室温后，重新放回天平上称量，记录数据m2。

3.【核心·数据分析】各小组汇报实验数据。教师引导全班同学对数据进行比较分析。通常情况下，m1与m2基本相等（误差范围内）。教师追问：“为什么气球先鼓起后变瘪？”引导学生从气体受热膨胀和冷却收缩的角度（物理视角）解释，并强调该实验是在一个密闭系统中进行的，反应物和生成物都没有逸散，因此总质量不变。

4.【初步结论】在密闭体系中，发生化学反应前后，物质的总质量保持不变。

（二）探究实验二：铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定

1.【难点·方案设计】教师提出问题：“如果反应不在密闭体系中进行，结果会怎样？我们能否设计一个在开放体系中进行的实验来验证质量关系？”引导学生分组讨论，设计实验方案。学生讨论后可能提出：用烧杯，将铁钉放入硫酸铜溶液中，反应前后称量整个烧杯及内容物的总质量。

2.【高频考点·分组实验】学生分组实施实验：

（1）将盛有硫酸铜溶液的烧杯和一根洁净的铁钉一同放在天平上称量，记录总质量m1。

（2）将铁钉浸入硫酸铜溶液中，观察现象：铁钉表面出现红色固体，溶液颜色由蓝色逐渐变为浅绿色。

（3）一段时间后，将反应后的铁钉取出，与烧杯一起再次放在天平上称量，记录总质量m2。

3.【数据对比与反思】汇报数据，发现m1与m2也基本相等。教师引导思考：“这个实验是在开放体系中进行的，为什么质量也相等？”引导学生分析：反应中虽然没有气体参与或生成，物质没有以气体形式逸散，所以总质量依然不变。

4.【定律生成】教师引导学生综合两个实验，进行归纳概括。学生讨论总结出：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。教师板书，明确这就是质量守恒定律。同时，【重要·定律辨析】教师强调定律中的关键词：“参加反应”、“各物质”、“质量总和”、“生成物”，并用多媒体动画演示微观本质作为铺垫。

三、微观剖析，揭示本质（约10分钟）

【环节定位】宏观微观，追根溯源

教师通过多媒体动画，从分子、原子角度模拟氢气与氧气反应生成水的微观过程。

1.【难点突破·微观可视化】动画展示：反应前，氢分子和氧分子被拆分成氢原子和氧原子；反应中，氢原子和氧原子进行重新组合；反应后，形成水分子。

2.【核心·本质揭示】教师引导学生观察并思考：在整个反应过程中，原子的种类、数目、质量是否发生了变化？学生通过观察动画能够直观地得出结论：原子的种类不变，原子的数目没有增减，原子的质量也没有变化。

3.【模型建构】教师引导学生用公式推导：反应物的总质量=所有反应物原子的质量之和；生成物的总质量=所有生成物原子的质量之和。由于反应前后原子种类、数目、质量均不变，所以反应物的总质量必然等于生成物的总质量。

4.【高频考点·知识内化】教师结合板书，引导学生从宏观和微观两个层面归纳质量守恒的原因：

宏观：化学反应前后，元素种类、元素质量不变。

微观：化学反应前后，原子种类、原子数目、原子质量不变。

这四个“不变”是质量守恒定律的根本原因，也是后续化学方程式计算和推断题的核心依据。

四、学以致用，深化理解（约5分钟）

【环节定位】回归生活，应用拓展

教师呈现几道精心设计的思考题，引导学生运用刚学的定律进行辨析和应用。

1.【基础·辨析题】1g碘化氢和1g氢氧化钠溶液混合，恰好完全反应，生成物总质量是多少？辨析“参加反应”的含义。

2.【热点·生活题】为什么蜡烛燃烧后质量变轻了？为什么铁钉生锈后质量变重了？请用质量守恒定律解释。（引导学生思考反应物是否全部被称量，生成物是否有散逸）

3.【难点·推断题】已知24g镁与16g氧气恰好完全反应，则生成氧化镁的质量为______g。若24g镁与20g氧气反应，生成氧化镁的质量是多少？为什么？（此为氧气过量问题，初步渗透过量计算的意识）

学生活动：独立思考，小组讨论，派代表回答。在回答第3题时，可能会产生争议，教师引导学生回归定律中的“参加反应”四字，强调不是所有反应物的质量都可以简单相加。

设计意图：通过不同层次的练习，加深学生对定律内涵的理解，培养其严谨的思维习惯和运用定律解决实际问题的能力。

五、课堂小结，构建网络（约3分钟）

【环节定位】回顾反思，提炼升华

教师引导学生对本节课所学知识进行梳理和总结：

1.我们探究了什么？——质量守恒定律的内容。

2.我们是如何探究的？——通过两个定量实验，经历科学探究过程。

3.我们为什么会得到这个结论？——从微观本质看，原子三不变。

4.这个定律有什么用？——解释现象，进行简单推断。

【重要·思维导图】师生共同在头脑中构建本节课的知识网络，将宏观现象、微观本质、定律应用串联起来。

六、布置作业，巩固提升（约2分钟）

【环节定位】分层设计，延伸学习

1.【基础性作业】完成教材课后相关练习题，重点巩固质量守恒定律的文字表述和简单应