2021-2022学年鲁教版九年级化学上册教案：5.1 化学反应中的质量守恒

第五单元
定量研究化学反应
第一节
化学反应中的质量守恒
教学设计
一、教材分析
质量守恒定律是初中化学的一个重要化学规律，是分析物质在化学反应中的质量关系的理论依据，它的应用贯穿于整个中学化学。其教育价值主要体现在四个方面：一是使学生认识到化学变化中这一基本的、普遍的自然规律；二是通过从微观和定量角度认识化学变化，使学生进一步形成变化观和元素观；三是使学生认识定量研究对于化学科学、工农业生产的重要意义；四是可以使学生感受科学发展的过程，学习科学家敢于质疑、精益求精的科学精神，掌握科学研究的方法。
本节教材在初中化学里有着承上启下的作用。
在本节之前，学生已经学习了一些化学知识，知道了物质经过化学反应可以生成新的物质，但是并没有涉及到反应物与生成物质量之间的问题,而本节开始了从生成何种物质向生成多少物质方面的过渡，引导学生从量的方面去研究化学反应的客观规律，为化学方程式书写和计算的教学做好理论准备。
以往一些学生不能正确书写化学方程式或进行有关计算，就是因为没有正确理解质量守恒定律，所以本节内容是第五单元的基础，也将对全部初中化学乃至今后的化学学习起到至关重要的作用。
二、学情分析
通过前面的学习，学生对物质的微观构成有了较深的认识，初步建立了微粒观；对化学反应已经有了初步认识，能判断出化学反应中的反应物和生成物，理解了化学反应的实质，已经知道化学反应过程中原子是不发生变化的，但是没有从定量的角度认识反应物和生成物之间的质量关系，也没有把化学反应过程中原子不变跟物质总质量也不变联系起来。因此激活学生头脑中已有的原子在化学反应过程中不变的知识，引导学生做出化学反应前后质量关系的推测是本节课教学的关键点。
三、学习目标
1、知识与技能
①通过实验探究了解常见化学反应中的质量关系，理解并描述质量守恒定律的内容。
②通过对化学反应的微观分析，理解质量守恒定律的涵义和实质。
2、过程与方法
①通过实验探究质量守恒定律，巩固使用托盘天平的技能，初步学会控制条件进行定量试验研究，发展实验探究能力。
②通过对化学反应的微观分析，培养学生全面分析、逻辑推理和综合归纳能力。
③通过运用质量守恒定律对生活和生产中化学现象进行解释，提高分析解决实际问题的能力。
3、情感态度与价值观
①培养实事求是的学习态度，与他人合作交流的意识，体验科学发现真理的途径和方法
②通过对化学反应的定量研究、推理，帮助学生认识永恒运动和变化着的物质，既不能凭空产生也不能凭空消失的道理，进行辩证唯物主义观点的教育和自然科学方法的教育。
四、学习重点、难点
理解质量守恒定律的涵义和实质。从微观角度来理解质重量守恒定律，并运用质量守恒定律分析解决实际问题。
五．教法设计：
复习引入→微观分析→提出问题→启发引导→创设情景→分析指导
六．学法设计：
复习旧知→提出问题→交流讨论→分工合作→实验探究→逻辑推理→总结归纳
七、板书设计：
第五单元
定量研究化学反应第一节
化学反应中的质量守恒一、定量探究的思路1、确定一个简单的实验2、确定反应发生的最佳装置3、确定如何称量二、质量守恒定律。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。这个规律就叫做质量守恒定律。三、质量守恒的原因
宏观：元素的种类不变；元素的质量不变；微观：原子的种类不变；
原子的数目不变；
原子的质量不变。
八、教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
【引入】我们之前已经学过了实验室用过氧化氢溶液制取氧气的方法。（多媒体）同学们还记得它的文字表达式，现象（课前提示提示）吗？写下来，请一位同学写到黑板上。通过前面的学习，你不但看到了现象，而且看到了现象背后的本质，化学变化实质上就是旧物质参加反应，又生成了新的
物质。但是，如果我们转换一下角度，是否会有同学从量的角度对这些反应提出问题？有哪些可能的假设呢？倾听学生的见解。对每一种意见都要表现出一种理解。说到定量（板书）研究，我们必须要知道定量研究的奠基人——拉瓦锡（板书）。我们也要向拉瓦锡学习，要从多角度、多方面的看待分析事物，今天我们就从定量的角度再次分析过氧化氢溶液的分解。
（多）请同学们翻到课本102页做一做活动天地5-1推测过氧化氢分解过程中物质的质量关系
在上述活动中，可能你对物质在化学反应前后质量是否改变已经做出了推测。在化学上我们通常都采用什么方法来检验这一推测是否正确呢？对！这就是这是化学实验中非常重要的实证意识。今天老师也给同学们准备了好几种不同的称量仪器。我们要通过什么仪器才能测量出物质的质量呢？
好。现在老师做一个同学们在家经常做又简单的实验：蜡烛燃烧。测量蜡烛燃烧前后的质量关系。请同学们帮老师设计一下实验方案。实验可能会失败。同学们觉得我们这次实验验证的正确吗？为什么？小组之间交流交流，请组长起来回答。根据文字表达式，我一开始称的质量是反应物的吗？不是。那反应后称的质量是全部生成物的吗？也不是。那我们应该如何改进？教师总结：反应前后在密闭容器中进行。（板书：2.确定反应发生的最佳装置）这就是我们进行定量研究实验的思路。（板书：一、定量探究的思路;）接下来，循着这个思路，请同学们探究三个反应;（多）铁+硫酸铜→铜+硫酸亚铁碳酸钙+盐酸→氯化钙+二氧化碳+水
氢氧化钠+硫酸铜→硫酸钠+氢氧化铜请同学们仔细研究学案上的方案，小组之间交流讨论觉得可行吗？请同学们分组进行实验。1、2组第一个实验3、4组第二个实验5、6、7组第三个实验学生说操作步骤:只有方案二需要密闭，用气球罩住。如果学生说出了较好的方案，教师给予评价、鼓励，说：“说不定下次会采用你的方案哦”。学生每说完一种方案、教师展示现有仪器。说：“我也设计了一种方案，请同学们默读一下。”觉得这个方案可以吗？第二个方案念一下。你认为值得注意的问题还有哪些？教师可以参与几组的实验与讨论。每组获得的结论相同吗？哪种结论是正确的？导致实验失败的原因可能有哪些？教师在课上画龙点睛。例如：提示它们塞子崩开后，天平还平衡吗？是什么原因？等等。多媒体仔细分析其中一个实验，引出定律我们选一个实验一起分析分析铁+硫酸铜→铜+硫酸亚铁（拿过容器和药品来分析）反应前的物质或物体有哪些？（学）烧杯，铁和硫酸铜溶液。（教）老师把铁和硫酸铜分成参加反应的，和剩余的行不行。（学）行。（教）硫酸铜溶液由硫酸铜和水组成，我也分开写。（教）再看反应后的，有烧杯，硫酸亚铁和铜，还有剩余的硫酸铜和铁，还有溶液中的水。去掉相同的。剩下的质量组成了一个等式。同学们能否根据实验得出的结论，试着表述表述质量守恒定律的内容呢？【板书】二、质量守恒定律
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内容大家找找定律中的关键词有哪些？为什么你认为这个词关键?（板书）参加：“质量总和”化学反应【讲述】科学家也是沿着我们刚才所走过的研究路线发现并一次次的验证了这条定律。该定律的最早发现要归功于拉瓦锡和罗蒙诺索夫。史实资料：《质量守恒定律的发现》。同学们有什么感想？【提问】微观的变化决定了宏观的现象，质量守恒的本质原因是什么呢？（学）【板书】三、
守恒原因
我们用电解水为例，从微观的视角来研究一下？（多）大家看，这是一个水分子，绿色代表0原子，白色代表H原子，一个水分子由2个H原子和1个0原子构成。在通电条件下，水分子发生了什么变化?（教）分子种变了吗?分子数目哪？（学）（教分析）种类一定变，数目不一定，这个反应中有2个变成3个，而有的反应数目就不变。(追问)在电解水的过程中，构成水分子的H原子和0原子变了吗？（教）现在你能试着说说为什么水分子的质量就等于氢分子加氧分子的质量吗？（教）大家回答的很好，化学反应的过程事实上是旧分子破裂成原子，原子重新组合成新分子的过程，在这个过程中原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量不变，所以化学反应前后各物质的质量总和相等。多媒体展示【归纳】化学变化中：元素种类、质量不变；原子种类、数目、质量不变。(引出元素种类和质量时说：“宏观上，原子的总称是什么？”)(教)休息一下，我们做个探究小活动。【讨论】
在化学反应中，分子、原子是否可与螺栓、螺母相类比？通过这个小活动，请同学们再说说质量守恒的原因，希望同学们回家再找一找还有哪些东西可以类比分子、原子。化学来源于生活，亦服务于生活。那质量守恒定律在实际生活中又有哪些应用呢？【反思评价】
通过本节课，你获得了哪些知识？认识有什么提高？能力有什么长进？学的快乐吗？把你的认识和体会与大家共享。【作业】思考：你能否用实际生活中的其他事例建立质量守恒的模型呢？【家庭实验】用一杯白醋、一杯牛奶及天平，探究牛奶变质前后质量是否发生改变。
【学生回答】
过氧化氢氧气+水同学经过思考后提出一些问题。倾听。【提出问题】
反应前后各物质的质量之和会不会发生改变？【作出假设】1、化学反应前后各物质的质量总和相等；2、化学反应前后各物质的质量总和不相等。通过表决，大多数同意第一种观点。【学生读】
法国化学家拉瓦锡注重化学实验中物质之间量的关系。把近代化学推进到定量研究的水平，被后人称为“定量化学之父”。分解了的过氧化氢的质量与生成的水和氧气的质量具有什么关系呢？1、你同意下图两位同学中哪一位的观点？
2、小丽同学用如下三种图示表示过氧化氢分解生成水和氧气的反应。你认为哪个图示是正确的？在根据你选择的图示拆装一下你手中的模型。实验托盘天平（板书：3.确定如何称量）（板书;1.确定一个简单的实验）学生们说出较为合理的方案，其他学生评价可不可行，再补充完善。【教师演示实验】
把烧杯和蜡烛放在天平托盘上，调节天平平衡后，点燃蜡烛，观察蜡烛燃烧时天平指针的变化。（多）石蜡＋氧气二氧化碳＋水?（固）（气）
（气）
（液）有的说：“该把氧气限定在一定容积的容器里。”有的说：“该把生成的二氧化碳和水收集起来。”从上面三个实验中选做一个，分四人小组进行实验探究。实验前，小组内讨论学案上的实验步骤后，进行实验。小组成员分工合作，记录实验现象。
实验后小组内交流讨论。【交流共享】学生描述实验现象，比较反应前后物质总质量的关系。组内组间交流、倾听、反驳、争论，
以分析石灰石和盐酸反应为例，有的学生没有事先称量反应物的质量，就滴加了盐酸，结果无法比较；还有的组塞子崩开后，分析了原因，提出了改进方案等等。有同学可能提问：铁和硫酸铜溶液反应中，铁丝还没有反应完，怎么能说质量守恒？【学生分析】【归纳】质量守恒定律：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。倾听。要用严谨求实的科学态度去不断的探索、进取【学生回答】水分子分解成了H原子和0原子，两个H原子构成一个H2分子，2个0原子构成一个02分子。（学）没有，他们只是经过了重新组合。（学生）因为化学反应前后，原子的种类没有改变，原子的数目没有改变，原子的质量没有改变【探究活动】见学案。①将你手中的两个过氧化氢分子模型放在天平上称出质量。②再把他们拆成一个个的原子称出总质量③再把他们拆开组合成两个水分子和一个氧分子模型称出总质量，比较上述各步得出的质量。
（家庭作业）①将一些螺栓每一个都拧上一个螺母后，称出总质量。②把螺母拧下，分别称出螺栓、螺母各自的质量。③把螺栓、螺母重新组合，把2个或3个螺母与1个螺栓旋在一起，或1个螺栓与1个螺母旋在一起，等等。④再一次称总质量，比较上述各步得出的质量。
构建一个学生思考和回答问题的对象，借题说事。停顿，期待。引导学生能把研究化学的思路从定性拓展到定量。引导学生认识，不管是科学的重大发现还是个人的发展，观念、思路的重要性。从学生提出的问题中提炼出本节课的主题和教学的线索。估计学生有两个认识方向：A.从他们对化学反应是原子重新组合的这种认识出发，认为“相等”。B.也有的同学会从自己的生活经验出发，认为“不相等”。挑起学生认知的矛盾冲突，学生会惊奇地发现指针向砝码一端偏移，从而迸发出实验探究的动力。实验包括了三类反应：金属与溶液反应；液固反应生成气体；液液反应生成沉淀。设计多种类型的反应，从多个角度进行探究。追求一个开放的、自主的探究。把失败的实验作为问题情境，及时抓住分析，学生会从失败中懂得，正确的实验操作才能确保实验结论准确无误。在质疑、争论、思想火花的碰撞中，学生各方面的能力将得到更好的发展和提高。渗透化学史的教育，让学生了解质量守恒定律的产生过程，重温历史，学习科学家敢于质疑、开拓创新的精神。
九、教学反思
本节课重在学习定量探究的思路，用时多。学生的活动设计的比较多。让学生进行自主实验铁和硫酸铜反应时，有一组学生想把铁丝掰下一部分来称再放入硫酸铜溶液中，或者把铁丝卷曲成一团称好再放到硫酸铜溶液中。我当时阻止了学生。事后想想，认为学生这样做可能是想让铁丝全部反应，我该借机引导学生有一部分铁反应了，还有一部分（里面那部分）没反应。
总之，这节课整体感觉还不错，如果把前面的实验探究再缩短一下会更好。