【核心素养·情景教学】2024年人教版化学九年级上册 5.1.1质量守恒定律 教案

6350198755002286002603500第五单元 化学反应的定量关系
单元体系设计
核心素养目标
化学观念
1.认识化学反应中各物质间存在的定量关系，化学反应遵守质量守恒定律。
2.理解质量守恒定律的微观本质。
3.能根据客观事实用文字或符号描述、表示化学变化，并正确书写常见的化学方程式。
4.能基于质量守恒和比例关系推断化学反应的相关信息。
5.初步学会从定性和定量的视角认识物质的组成与变化，并认识到质量守恒定律对资源利用和物质转化的重要意义。
6.能根据化学方程式进行简单计算，并解决生产生活中的简单问题。
科学思维
1.初步学会运用观察、实验等手段获取化学事实，初步运用分析、归纳等方法认识物质及其变化，形成一定的证据推理能力。
2.能从变化和联系的视角认识常见的化学现象，能以宏观、微观、符号相结合的方式认识和表征化学变化。
3.初步建立物质及其变化的相关模型，运用研究物质变化的思路与方法，形成物质制备与检验等实际问题的思路，初步体会化学反应与技术、工程的关系。
4.能从跨学科角度初步分析和解决一些涉及物质变化与转化等简单的开放性问题，体会系统思维的意义。
科学探究与实践
1.通过对质量守恒定律的验证认识实验是科学探究的重要形式和学习化学的重要途径，能进行安全、规范的实验基本操作，独立或与同学合作完成简单的化学实验任务。
2.在化学反应前后物质质量变化的探究中，能主动提出有价值的探究问题，从问题和假设出发确定探究目标，设计和实施探究方案，获取证据并分析得出结论，能用科学的语言合理表达探究过程和结果，并与同学交流。
3.能基于物质及其反应的规律和跨学科知识，运用实验手段，完成一些跨学科实践活动。
科学态度与责任
1.从化学反应的视角,体会化学是推动人类社会可持续发展的重要力量。
2.通过学习拉瓦锡等科学家发现质量守恒定律的史实及意义，体会定量实验研究和基于实验事实的科学推理对化学科学发展的重要性。
学习目标
1.通过实验探究认识化学反应前后物质之间的质量关系，理解质量守恒定律的内涵及微观本质，初步形成定量认识物质变化的质量视角和守恒意识。
2.通过对化学方程式意义的探究，知道化学方程式可以表征化学反应中物质之间的转化关系和比例关系，初步形成定量认识物质变化的比例视角。
3.能基于化学反应中物质之间的转化关系和定量关系，正确书写化学方程式，并进行有关化学方程式的简单计算。
4.通过梳理人类对质量守恒定律的认识过程及质量守恒定律的应用，体会定量实验研究和基于实验事实的科学推理对化学科学发展的重要性。
核心知识
课题1 质量守恒定律
本课题主要介绍了质量守恒定律的内容。在质量守恒定律部分中，教材不是从定义出发，把质量守恒定律强加给学生，而是首先提出在化学反应中反应物的质量同生成物的质量之间存在什么关系的问题，让学生思考，然后通过作出假设、实验探究、交流讨论、得出结论等探究环节得出“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”这一结论；然后再通过活动与探究分析质量守恒的原因，从而归纳出在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有变化。
第1课时 质量守恒定律
课题
质量守恒定律
课型
新授课
素养目标
1.通过实验探究理解质量守恒定律，了解常见化学反应中的质量关系。
2.从微观角度认识在一切化学反应中，反应前后原子的种类和原子的数目没有改变。
3.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。
通过进行探究性实验，充分调动学生的积极性，使学生初步学会运用观察、实验方法获取信息，初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法加工信息。
教学重点
质量守恒定律的含义及应用。
教学难点
1．提高学生的实验设计能力和质疑精神，培养创新精神。
2．从微观角度认识在一切化学反应中，反应前后原子的种类和原子的数目没有增减。
教具准备
1.教师用具：投影仪、托盘天平(带砝码)、蜡烛、试剂瓶、火柴、塞子。
2.学生用具：(1)电子天平、锥形瓶(塞子)、玻璃棒、气球、陶土网、坩埚钳；(2)铜粉、硫酸铜溶液、铁钉、碳酸钠粉末、稀盐酸、镁带、细沙、砂纸。
备课笔记
课前预习
1.参加化学反应的 各物质的质量 总和，等于反应后生成的 各物质的质量 总和，这个规律叫作质量守恒定律。
2.化学变化的过程，就是参加反应的各物质（反应物）的 原子 重新 组合 而生成新物质（生成物）的过程。化学反应前后，原子的 种类 和 数目 不变，原子的 质量 也没有改变。
新
课
导
入
从前面的学习中我们知道，在一定的条件下，反应物之间发生化学反应可以生成新物质。如磷燃烧生成五氧化二磷，表示为：P＋O2 P2O5；铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，表示为：Fe＋CuSO4→Cu＋FeSO4。这些物质在质上发生了变化，那么这些物质在量上是否发生变化了呢？请同学们猜想一下：物质在反应前的质量跟反应后生成物的质量间可能存在什么关系？这就是我们这节课研究的内容。
进
行
新
课
质量守恒定律
［猜想］学生甲：生成物的质量总和会大于反应物的质量总和。
学生乙：生成物的质量总和会小于反应物的质量总和。
学生丙：生成物的质量总和会等于反应物的质量总和。
［过渡］同学们提出了三种猜想，我们来进行下面的活动与探究，通过实验去验证一下反应物的质量和生成物的质量的关系。
［活动与探究］实验分两大组进行，A组进行实验一，B组进行实验二。
实验一：比较铜与氧气反应前后质量的测定。
实验二：铁与硫酸铜反应前后质量的测定。
［注意事项］（1）称量前天平应注意调平。
（2）加热铜粉时，锥形瓶应放在陶土网上加热。
（3）在铁与硫酸铜反应前，铁钉要先用砂纸打磨干净。
［学生实验］教师巡视，指导并评价学生操作，必要时对一些错误进行纠正。
［交流讨论］由学生陈述实验结果，其他人进行意见补充。
［实验一］在加热铜粉的实验中，铜粉由红色逐渐变成黑色，气球先膨胀后缩小，反应前后物质的质量总和没有发生改变。
备课笔记
易错提醒：
生成的各物质的质量总和包括固、液、气三种状态的物质的质量之和，尤其注意不要忽略了生成的沉淀、气体的质量。
特别提醒：
实验一中在锥形瓶口的橡胶塞上安装一根玻璃导管，系上小气球是为了平衡内外气压。
实验二中应塞紧橡胶塞，目的是形成一个密闭的体系。
进
行
新
课
［不同意见］我们组的实验结果是生成物的质量总和略小于反应物的质量总和，可能是由于锥形瓶没有塞紧漏气所致。
［实验二］在铁钉与硫酸铜溶液反应这个实验中，用砂纸把铁钉打磨干净放入硫酸铜溶液中，过一会儿看到铁钉表面有一层红色的铜析出；同时溶液的颜色也略有改变，由蓝色变为浅绿色；用天平称量，发现反应前后物质的质量总和没有发生改变。
［总结］通过这两个实验我们看到，发生化学反应时反应物的质量总和与生成物的质量总和存在相等的关系。其实不仅仅这两个实验如此，无数的实验证明，化学反应前后物质的质量守恒，这个规律叫作质量守恒定律。
质量守恒定律的实际应用
［设问］有了前面的实验作基础，我们该如何去描述质量守恒定律的内容呢？
［结论］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，这个规律就叫作质量守恒定律。
［练习］现有一反应A＋B→C，有10 g A和5 g B反应，反应结束后还剩余3 g A，B无剩余，则生成C的质量为多少克？
［答案］生成C的质量为12 g，因为A还剩余3 g，可见参加反应的A的质量为7 g，B无剩余，可见5 g B全部参加反应，根据质量守恒定律，生成C的质量为7g＋5g=12 g。
［小结］理解和应用质量守恒定律应注意的事项：
（1）运用范围：化学变化；不能用于物理变化。
（2）强调“质量”守恒，不包括其他方面的守恒，如气体体积。
（3）强调“参加反应的”各物质的质量总和，是指真正参加反应的那一部分质量，反应物中没有参与反应(有剩余)的部分不能算入质量。
［设问］到底是不是所有的化学反应都遵守质量守恒定律呢？我们再来进行下面的活动与探究，验证一下质量守恒定律是否正确。
［活动与探究］(仍分两大组进行实验)
教材P113实验5-1：盐酸和碳酸钠反应及质量测定。
教材P113实验5-2：镁条燃烧，其反应前后质量的测定。
［学生实验］
教师巡视，指导学生实验操作。交流讨论实验现象和结论。
［实验5-1］现象：产生大量气体，天平不平衡。
结论：反应后质量减少。
［实验5-2］现象：镁条燃烧，发出耀眼白光，陶土网上有白色粉末，并出现少量白烟。
结论：实验前后质量不相等。
［提问］讨论一下这是为什么呢？为什么会出现生成物的质量大于或小于反应物的质量这些情况？
［回答］（1）盐酸和碳酸钠反应有二氧化碳气体生成。气体生成物逸散到空气中，使反应后质量减轻。
（2）在镁条燃烧实验中，因为有空气中的氧气参加反应，而我们反应前所称量的仅仅是镁条的质量，且反应过程中有少量白烟（MgO）逸散，只称取部分生成物的质量，故实验前后称量的质量可能出现增加、减少或相等等情况。
备课笔记
课堂拓展：
①镁条燃烧会生成白色固体氧化镁，反应的表达式为：
镁＋氧气氧化镁
（Mg）（O2） （MgO）
②因为镁燃烧会发出耀眼的白光，所以可用镁粉作照明弹
进
行
新
课
［提问］这两个反应到底遵不遵守质量守恒定律呢？
［回答］遵守。只要改进实验装置，就会出现正确的结果。
［追问］如何改进实验装置呢？
［思考］在加热铜粉实验中，若玻璃导管上端没有系小气球，将会出现什么结果？
［回答］如果玻璃管上端没有系小气球，则会出现反应后测定的质量大于反应前测定的质量的现象，因为有一部分空气中的氧气会通过玻璃导管进入锥形瓶，使瓶内总质量增加，从而引起生成物质量增加的现象。
［小结］所有的化学反应都遵守质量守恒定律，验证质量守恒定律的实验原理涉及气体参加反应或有气体生成时，实验应在密闭容器中进行，防止反应系统内物质与环境物质之间的物质交换，导致反应后剩余物质质量增大或减小。
质量守恒定律的微观解释
［思考］了解了质量守恒定律的内容及其应用，我们再从微观方面来研究一下为什么在化学反应中参加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。
［课件演示］展示铁与硫酸铜反应的微观过程动画，从分子、原子角度进行分析。
［思考］根据所展示的动画，从分子和原子的角度思考为什么化学反应都遵守质量守恒定律？
［交流讨论］从刚才投影所展示的铁与硫酸铜溶液反应的实验的微观过程可知：在化学反应前后，原子的种类和数目不变，原子的质量也没有变化，所以所有的化学反应都遵守质量守恒定律。
［小结］（1）微观解释：化学反应的过程，就是参加反应的各物质（反应物）的原子重新组合成生成新物质（生成物）的过程。反应前后，原子的种类、数目和质量不变，因此反应前后质量总和必然相等。
（2）质量守恒定律可理解为“六个不变”，“两个一定改变”，“两个可能改变”。
备课笔记
知识点拨：
利用原子、分子知识解释质量守恒的原因：
（1）化学反应的过程，就是参加反应的各物质（反应物）的原子重新组合而生成其他物质（生成物）的过程。
（2）质量守恒的原因：
微观上，在化学反应中，反应前后原子的种类和数目不变，原子本身的质量也没有改变。所以，反应前后物质的质量总和必然相等。
宏观上，反应前后元素的种类没有改变，元素的质量也不变，所以反应前后各物质的质量总和必然相等。
课堂拓展：
利用化学反应前后元素的种类不变的原理，可以驳斥很多伪科学的说法，如水中含氢、氧元素，而汽油中含碳、氢元素，所以无论多么高的科技都不能把水直接变为汽油。
教
学
板
书
第五单元 化学方程式
课题1 质量守恒定律
第1课时 质量守恒定律
质量守恒定律
（1）内容：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。
（2）微观解释：在化学反应中，反应前后存在3个不变，即：
①原子的种类没有改变；②原子的数目没有增减；③原子的质量没有改变。
验证实验
所有的化学反应都遵守质量守恒定律。
验证质量守恒定律定律的实验若反应有气体参与或生成，都需在密闭容器中进行。
课
堂
小
结
本节课我们学习了质量守恒定律，知道了在一切化学反应中，反应物的质量总和等于生成物的质量总和；而且从微观角度理解了为什么所有的化学反应都遵守质量守恒定律。
教
材
习
题
解
答
练习与应用（P115）
1.D 2.C 3.D
4.图（3）较准确；水通电分解生成氢气和氧气，图（3）中的分子示意图符合水、氢气和氧气的结构，且反应前后原子数目不变，符合质量守恒定律。
5.（1）铜粉在空气中加热时，与空气中的氧气发生化学反应。根据质量守恒定律，反应后生成的氧化铜的质量等于参加反应的铜粉和氧气的质量总和，所以生成物的质量比铜粉的质量大。
（2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾（固体）、二氧化锰（固体）和氧气，根据质量守恒定律，反应物高锰酸钾的质量等于生成物锰酸钾、二氧化锰和氧气的质量总和，由于生成了氧气，所以剩余固体的质量比高锰酸钾的质量小。
（3）纸燃烧生成的二氧化碳等气体逸散到空气中，所以灰烬的质量比纸的质量小。
6.（1）不正确。蜡烛燃烧后质量减小是因为生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中。质量守恒定律是适用于所有化学反应的普遍规律。
（2）不正确。蜡烛燃烧后减小的质量与参加反应的氧气的质量之和等于生成的水和二氧化碳的质量。
（3）不正确。细铁丝在氧气中燃烧，生成物的质量等于参加反应的铁和氧气的质量总和，因此比细铁丝的质量大，这个反应遵守质量守恒定律。
（4）不正确。一定质量的氢气和氧气混合，发生的是物理变化，不能用来验证质量守恒定律。
备课笔记
方法点拨：
①质量守恒定律适用于所有的化学反应，不能用于解释物理变化。
②质量守恒定律强调的是“质量守恒”，不包括体积等其他方面的守恒。
③注意正确认识“参加化学反应”的物质，如有的反应需要使用催化剂，不能将催化剂视为反应物；有的物质没有全部参加反应，在利用该定律计算生成物的总质量时，不能将未反应的物质质量计入反应物的质量总和当中。
④参加化学反应的“各物质”与生成的“各物质”，应当包括固态、液态、气态所有的物质。
方法点拨：
解答此类涉及质量守恒定律的“表格问题”，关键是对反应中各物质“身份”的确定，即反应前后质量减少的物质一定是反应物，反应前后质量增加的物质一定是生成物，反应前后质量不变的物质可能是催化剂或无关杂质。
难
题
解
答
例 在一定条件下，在一个密闭容器内发生某反应，测得反应过程中各物质的质量如下表所示，下列说法错误的是（ ）
A．该反应是化合反应，d可能是催化剂
B．a、b两种物质中元素种类一定与c物质中元素种类相同
C．b物质可能是单质
D．反应后a物质的质量为3 g
【解析】 反应后质量减少的是反应物，质量增加的是生成物。c反应后增加11g，是生成物，d的质量不变，可能是催化剂，也可能是未参与反应的无关杂质，b反应后减少了8g，是反应物，由质量守恒定律可推知反应物的质量少3g，所以反应后a的质量=10g-3g=7g。该反应是a+b→c，是化合反应，a、b可以是单质，也有可能是化合物，c一定为化合物。
【答案】 D
布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时
教
学
反
思
本课题内容存在一定的难度，而实验的顺利进行又是学好本课题的关键，所以在教学过程中力争从以下几方面突破难点：（1）给学生提供更多的实验探究的机会。力争使每一位同学都能边操作、边观察、边思索，使其得到更多的锻炼机会。（2）培养学生实验探究、交流讨论、得出结论等综合素质。各实验小组所测定的化学反应各不相同，但通过比较、判断，不断地揭示矛盾和解决矛盾，会激起学生更强烈的求知欲。（3）应注意引导学生思考，探究活动中几个表面上似乎不符合质量守恒定律的实验是因什么导致其如此，可采取什么措施使其符合质量守恒定律，通过举一反三，使学生知其然并知其所以然，从而使学生的认识更加深刻。
教学过程中老师的疑问：
教师点评和总结
备课笔记