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第4单元 化学式与化学方程式 大单元整体教学设计（科粤版）
单元教学主题 本单元内容主要指向“物质的变化与转化”这一个大概念的建构。在前面三个单元的学习的基础上，本单元进一步在大概念“物质的化学变化与转化”统摄下，学习物质组成的表示、化学反应的定量关系与质量守恒定律等核心知识，帮助学生逐步形成“从宏观与微观、定性与定量相结合的视角认识物质和变化”以及“化学反应中的各物质间存在定量关系，初步形成变化观”等化学观念;初步形成从宏观、微观、符号相结合的视角去探究物质及其变化规律的认识方式，以及学习利用质量关系、比例关系定量认识化学反应，认识定量研究对化学科学发展的重大作用。本单元涉及的主要核心概念:1.化学式：表示物质组成的化学符号。2.化合价：元素形成化合物时的特性。3.相对分子质量：化学式中各原子量总和。4.质量守恒定律：反应前后物质质量总和不变。5.化学方程式：用化学式表示反应的式子。6.化学计量数：方程式中物质的系数。7.物质质量比：化合物中元素质量比例。8.质量分数：化合物中某元素占比。9.化学反应定量计算：依据方程式的计算。 学科 化学 年级 九年级
单元 第四单元《化学式与化学方程式》 授课人 Xxx
单元内容 本单元教学内容：主题1“化学式”：本节内容由生活中物品上的化学式进行问题探讨，通过化学式的宏观、微观两个角度学习其表达的意义，进而学习其读法与写法。知道常见元素的化合价，学习用化学式表示常见物质组成的方法，认识相对原子质量、相对分子质量的含义及应用。学好化学式将为今后学习化学方程式打下基础。主题2“质量守恒定律”：教材首先设计了问题探讨，通过玻意耳和拉瓦锡实验的相悖结果引出本节内容的核心问题“参加反应的各物质的质量总和会等于生成的各物质的质量总和吗 "。接着通过探究活动，设置了4个对照实验，对“实验结果”进行分析、归纳、总结，得出质量守恒定律，从而解决问题。然后通过两个讨论与交流环节，启发学生从化学反应的实质去认识这一定律，进一步理解和掌握质量守恒定律及其本质。最后再通过长话短说和习题进行总结和评价。主题3“ 化学方程式”：教材首先通过问题探讨，提出问题有没有一个国际通用的表达方式来表示化学反应。然后给出化学方程式的概念后，分别从定性和定量的角度讨论和认识化学方程式的一些意义，然后通过“讨论与交流”引导学生思考书写化学方程式的两个原则，随即结合上一节内容给出书写原则，为更好地理解化学方程式含义、理解质量了恒定律作:了补充。然后通过对表格中书写步骤的阅读、交流、练习，掌握化学方程式的书写和配平方法。这些都为以后进一步熟练掌握和应用化学方程式打下基础。随后教材通过长话短说和检查站进行巩固评价。教材还展示了化学方程式计算的解题步骤和规范格式，起到一定的示范作用，同时引导学生形成解决化学问题的规范性。最后再通过习题进行总结和评价。本单元内容的逻辑结构:本单元围绕“化学式与化学方程式”展开，从宏观与微观、定性与定量的视角，系统构建化学符号表征及定量计算的知识逻辑体系，具体逻辑结构如下：化学式的基础认知：从宏观物质与微观粒子的联系切入，阐述化学式是用元素符号和数字表示物质组成的式子，能体现物质的元素组成及原子个数比。通过单质和化合物化学式的书写规则，如单质中金属、稀有气体用元素符号直接表示，非金属气体用元素符号加下标表示；化合物依据化合价规则书写，明确化学式的书写规范。同时介绍化学式的读法及基于化学式的三项计算，即相对分子质量、元素质量比和元素质量分数的计算方法，建立起物质组成的定量表达体系。质量守恒定律的探究：通过多个实验，如过氧化氢分解、硫酸铜与氢氧化钠反应等，对比敞口与密闭体系的实验现象和数据，归纳出“参加反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和”这一核心定律。从原子层面解释定律本质，即化学反应中原子种类、数目和质量不变，为化学方程式的书写和计算奠定理论基础。化学方程式的建构与应用：明确化学方程式是用化学式表示化学反应的式子，具有表示反应物、生成物和反应条件，以及各物质间质量关系等意义。详细讲解书写步骤，包括写化学式、配平、标注条件和状态，强调遵循质量守恒定律。通过具体例题展示根据化学方程式进行反应物与生成物质量互算的步骤，如设未知量、写方程式、找相关量、列比例式、求解和作答，将化学符号表征与定量计算实际应用相结合，形成“符号 - 定律 - 计算”的完整知识链，实现从定性到定量的化学思维提升。本单元内容可开发的教学活动与资源:教学活动化学式创意拼图：准备印有常见元素符号、原子团及化合价的卡片，让学生分组拼出指定物质化学式，如“H O”“CO ”，在游戏中掌握书写规则，加深对化学式表示物质组成与构成的理解。 质量守恒定律探究实验：提供碳酸钙与稀盐酸反应的敞口和密闭装置，学生分组测量反应前后质量变化，结合“化学反应中原子种类、数目不变”分析现象，理解定律本质。 化学方程式配平擂台赛：给出常见反应如“P+O →P O ”“KClO →KCl+O ”，学生限时用最小公倍数法配平，以正确率和速度决胜负，强化配平技能。教学资源 互动微课：制作动态演示化学式书写步骤、质量守恒微观原理及化学方程式配平过程的微课，穿插例题讲解与即时练习。 计算速查表：整理相对原子质量、常见物质相对分子质量及质量分数计算公式，方便学生快速查询，提升根据化学式计算的效率。本单元教学重点：化学式书写、化合价运用、质量守恒定律及化学方程式书写与计算。本单元教学难点:理解化学式微观含义、化合价规律及应用、质量守恒微观本质，以及化学方程式配平与计算思路。
2022新课标要求 1.能用化学式表示某些常见物质的组成，能分析常见物质中元素的化合价;能从宏观与微观、定性与定量相结合的视角说明化学式的含义;能根据化学式进行物质组成的简单计算:能根据相关标签或说明书辨识某些食品、药品的主要成分，并能比较、分析相应物质的含量。2.能选取实验证据说明质量守恒定律，并阐释其微观本质:能根据实验事实用文字和符号描述、表示化学变化，并正确书写常见的化学方程式。3.能基于守恒和比例关系推断化学反应的相关信息:能根据化学方程式进行简单的计算，并解决生产生活中的简单问题。
单元学情 本单元为“化学式与化学方程式”，是学生学习化学的重要基础内容。从知识储备来看，学生已学过元素符号、物质分类及简单化学反应，对物质宏观组成和微观构成有一定认知，但对化学符号体系的系统性认知不足。能力方面，具备基本实验操作和现象分析能力，不过在定量分析和符号表征上有待提升。在学习挑战上，化学式书写需掌握化合价规则，部分元素可变价会增加难度；质量守恒定律的微观本质理解有难度，从宏观现象到微观原子重组的转化是关键；化学方程式书写要兼顾配平、条件标注等，学生易出现错误；根据化学方程式计算时，比例关系应用和解题规范也需重点关注。同时，学生对化学符号的抽象性可能理解困难，需借助宏观 - 微观 - 符号三重表征建立联系。此外，他们对化学知识在实际中的应用，如根据标签计算物质成分含量等，应用能力较弱，需要加强训练。
单元目标 化学观念：初步学会从定性和定量的视角研究物质的组成及变化，初步认识化学反应中的各物质间存在定量关系，初步形成变化观。科学思维：能从变化和联系的视角分析常见的化学现象，能以宏观、微观、符号相结合的方式认识和表征物质及其变化:学习利用质量关系、比例关系定量认识化学反应，认识定量研究对化学科学发展的重大作用。科学探究与实践：通过“化学反应前后的质量关系”探究实验，发展科学探究能力，以及沟通交流、合作解决问题的能力。科学态度与责任：通过“化学反应前后的质量关系”探究实验，增强对物质世界的好奇心、想象力和探究欲，逐步形成严谨求实的科学态度，敢于提出并坚持自己的见解、勇于修正或放弃错误观点的科学精神。
达成评价表 探索溶解现象大单元学习评价总表
知识点 评价要点 教师评价
化学式 学生课堂状态 优秀 良好 一般
课堂知识点掌握情况 优秀 良好 一般
课堂任务完成情况 优秀 良好 一般
课堂练习成果 优秀 良好 一般
课后作业完成情况 优秀 良好 一般
质量守恒定律 学生课堂状态 优秀 良好 一般
课堂知识点掌握情况 优秀 良好 一般
课堂任务完成情况 优秀 良好 一般
课堂练习成果 优秀 良好 一般
课后作业完成情况 优秀 良好 一般
化学方程式 学生课堂状态 优秀 良好 一般
课堂知识点掌握情况 优秀 良好 一般
课堂任务完成情况 优秀 良好 一般
课堂练习成果 优秀 良好 一般
课后作业完成情况 优秀 良好 一般
单元课时规划
课题 学习目标 主要知识 课时
课题1化学式 1.能从宏观、微观和符号视角认识化学式，理解其表示的物质组成与构成意义。2.掌握单质和化合物化学式的书写与读法，能准确读写常见物质化学式。3.会根据化学式进行相对分子质量、元素质量比及质量分数的计算。 怎样表示物质的组成与构成、怎样书写单质的化学式、怎样书写化合物的化学式 、怎样读化合物的化学式、怎样根据化学式进行计算 1课时
课题2 质量守恒定律 1.通过实验探究理解质量守恒定律，能解释化学反应中质量变化原因。2.从原子角度认识质量守恒本质，明确反应前后原子“三不变”。3.能用质量守恒定律分析化学反应中的质量关系，解决简单问题。 定量视角 1课时
课题3化学方程式 1.理解化学方程式的含义与书写原则，能正确书写常见反应方程式。2.掌握化学方程式的配平方法，会标注反应条件和物质状态。3.能根据化学方程式进行反应物与生成物质量的相关计算。 什么是化学方程式 、怎样书写化学方程式 、怎样根据化学方程式进行计算 1课时
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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4.2 质量守恒定律 教学设计（科粤版）
课时设计（课题2）
课题 质量守恒定律
课型 新授课 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 本节是科粤版下册第4章第2节的内容，“质量守恒定律”属于科粤版九年级化学上册第四单元核心内容，教材从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入手，通过白磷燃烧和氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应等实验，引导学生观察、思考并 “发现” 质量守恒定律，而不是直接给出规律让学生死记硬背，这样更利于学生接受。在学生了解定律内容后，又进-步引导学生从化学反应的实质上去认识质量守恒定律的微观本质，帮助学生理解为什么在化学反应前后各物质的质量总和相等。
2.学习者分析 九年级学生已具备化学变化、元素与原子等知识基础，对化学反应现象有直观认识，但缺乏定量分析思维。在认知上，易混淆物理变化与化学变化的质量守恒适用范围，对“气体参与或生成的反应需密闭验证”理解不深；在能力上，实验设计中可能忽视装置密封性，对微观解释的抽象思维存在障碍。不过学生对实验探究有较高兴趣，可借助具体实验现象搭建从宏观现象到微观本质的认知桥梁。
3.核心素养 【化学观念】：建立“反应前后物质总质量守恒”观念，理解原子重组是定律微观本质。【科学思维】：通过实验数据归纳定律，运用原子“三不变”逻辑推导微观机理。【科学探究与实践】：设计密闭/敞口实验对比，分析误差，提升实验方案设计能力。【科学态度与责任】：认识定量研究对化学发展的意义，培养严谨求实的科学态度。
4.教学重难点 教学重点：质量守恒定律的内容理解、实验验证及微观本质解释。
教学难点：设计密闭体系实验验证定律、从原子层面推导定律本质、分析实验误差产生的原因。
5.评价量表知识点“实验操作”的评价量表任务列表评价标准（总分15 分）学生自评生生互评教师评价任务一：新课导入在化学反应中，物质的种类发生了变化，那么物质的总质量究竟有没有变化呢？（5分）任务二：质量守恒定律①为什么实验1和实验2发生的都是同一个反应，电子天平的示数前者减小而后者不变？（5分）②如何从化学反应的微观角度进行解释？（5分）6.学习活动设计
任务一：创设问题情境，引入新课
教师活动 学生活动 学习评价
【本节聚焦】化合价；化学式的含义、写法及计算；宏观与微观；定性与定量。【问题探讨】玻意耳（R. Boyle，1627—1691，英国）的实验结果是金属加热后质量增加了。而同样的实验，拉瓦锡的结果是反应前后物质总质量相等。在化学反应中，物质的种类发生了变化，那么物质的总质量究竟有没有变化呢？请你通过实验进行探究。 【小组讨论】 同学们分成小组探讨问题。 导入新课，有效地引起学生的好奇心和思考。引发学生对后续知识点的探索欲望。
设计意图：旨在激发学生的好奇心和求知欲，引发他们主动思考。通过巧妙设置问题，能够创造认知冲突，让学生迅速进入学习状态。
任务二：质量守恒定律
教师活动 学生活动 学习评价
【探究活动】● 提出问题 物质发生化学变化的前后，参加反应的各物质的质量总和会等于生成 的各物质的质量总和吗？ ● 形成假设 参加反应的各物质的质量总和会等于生成的各物质的质量总和，并说出你的理由：化学反应的过程是原子重新组合的过程，反应前后原子的种类、数目和质量都不变。● 设计与实施实验 下列四组化学实验供同学们进行比较：●设计与实施实验【实验1】如图1装置，锥形瓶中装入少量二氧化锰粉末，将一支量程为5mL的装有3mL过氧化氢溶液（3%）的注射器针头插入胶塞，另将一支注射器的针头（无针筒）插入胶塞，使瓶内与大气相通。实验时，推压注射器活塞至1mL刻度处，观察实验现象，记录数据。 【实验2】如图2装置，锥形瓶中装入少量二氧化锰粉末，将一支量程为5mL 的装有3mL过氧化氢溶液（3%）的注射器针头插入胶塞。推压注射器活塞至1mL 刻度处，观察实验现象，记录数据。【实验3】如图3装置，锥形瓶中装入5mL 硫酸铜溶液，将一支量程为5mL的装有3mL氢氧化钠溶液的注射器针头插入胶塞，再插入一支无针筒的针头（同实验1）。推压注射器活塞至1mL刻度处，观察实验现象，记录数据。【实验4】如图4装置，锥形瓶中装入5mL 硫酸铜溶液，将一支量程为5mL的装有 3mL氢氧化钠溶液的注射器针头插入胶塞。推压注射器活塞至1mL刻度处，观察实验现象，记录数据。实验结果【讨论与交流】请大家比较上述实验得到的数据，并研讨三个问题：1. 为什么 [ 实验 1 ] 和 [ 实验2 ] 发生的都是同一个反应，电子天平的示数前者减小而后者不变？2. 请你思考应当以哪些实验为依据来探究化学反应前后物质质量总和的关系，能从中得到什么结论。3. 如何从化学反应的微观角度进行解释？提问学生：为什么参加化学反应的物质，反应前后质量总和会保持不变呢？注意：反应物中有气体参加或生成物中有气体、烟、雾的反应，要在密闭容器中进行。【教师讲解】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，这就是质量守恒定律（law of conservation of mass）。质量守恒定律是经许多事实证明了的基本规律。【讨论与交流】请你运用质量守恒定律讨论化学实验过程中出现质量变化的问题。为了验证质量守恒定律，某同学在电子天平上放一块陶土网，并在陶土网上放一段经过砂纸打磨过的镁条，称量。然后点燃镁条，将生成的白色固体全部收集在陶土网上，冷却后再称量，发现质量比实验前的质量增大了。如何解释反应前后质量不相等的现象？如果是你，如何设计用镁条燃烧实验来验证质量守恒定律？【长话短说】质量守恒定律我们可以从定量视角认识化学变化。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。原因是化学变化中原子种类（元素）不变、原子数目不变、原子质量不变（“三不变”）。【课堂提问】5g水汽化成5g水蒸气，符合质量守恒定律的说法正确吗 2L氢气和1L氧气反应后一定能生成体积为3L的水蒸气的说法正确吗 有一反应A+B→C，有6gA和4gB反应，反应结束后还剩余1gA，B无剩余，则生成C的质量为10g。正确吗？【板书】怎样表示物质的组成与构成 【小组讨论】1. 原因分析实验1是敞口体系，过氧化氢在二氧化锰催化下分解产生氧气，氧气逸散到空气中，导致体系内物质总质量减少，所以电子天平示数减小；而实验2是密闭体系，反应产生的氧气被封闭在装置内，根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变 ，所以电子天平示数不变。2. 实验依据选择应选择实验2、实验3、实验4这类密闭体系的实验来探究化学反应前后物质质量总和的关系。因为在密闭体系中，反应前后物质都在体系内，没有物质的逸出或外界物质的进入，能更准确地体现质量守恒。结论：在化学反应前后，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，即化学反应遵循质量守恒定律。3.微观解释：化学反应的过程是原子重新组合的过程。在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，比如过氧化氢分解反应中，反应前后都只有氢原子和氧原子；原子的数目也没有增减，反应前氢原子和氧原子的数目与反应后是相等的；原子的质量也没有发生变化。由于原子是化学变化中的最小粒子，原子的这些特性决定了化学反应前后物质的总质量不变，这就是质量守恒定律的微观本质 。回答问题：这可以从化学反应的微观角度解释：物质发生化学反应时，只是反应物的原子重新组合，生成新物质，反应前后原子的种类和数目都没有改变。因此，化学反应前后各物质的质量总和必定相等。【讨论与交流】反应前后质量增大的原因镁条燃烧时与空气中的氧气发生化学反应，生成氧化镁（MgO）。根据质量守恒定律， 参加反应的镁（Mg）和氧气（O2）的质量总和等于生成的氧化镁的质量。实验中只称量了镁条的质量，未计入参与反应的氧气质量，因此生成的氧化镁质量必然大于原镁条的质量，导致称量结果“增重”。设计镁条燃烧实验验证质量守恒定律的方案实验原理：在密闭容器中进行镁条燃烧实验，确保反应前后所有物质（包括参与反应的氧气和生成的氧化镁）均被称量，从而验证质量守恒定律。实验步骤1.准备器材：电子天平、带瓶塞的锥形瓶（或广口瓶）、砂纸、镁条、酒精灯、坩埚钳。 2.称量初始质量：用砂纸打磨镁条，去除表面氧化膜，将镁条放入锥形瓶中，盖紧瓶塞。将锥形瓶（含镁条和瓶塞）放在电子天平上，称量并记录总质量m1。3.点燃镁条：取下瓶塞，用坩埚钳夹住镁条，在酒精灯上点燃，迅速将燃烧的镁条伸入锥形瓶中，立即盖紧瓶塞（避免空气逸出或进入）。4.称量反应后质量：待镁条完全燃烧，冷却至室温后，再次称量锥形瓶（含瓶塞和生成的氧化镁）的总质量m2。5.对比数据：比较m1和m2，若二者相等（或在误差允许范围内接近），则验证质量守恒定律成立。 注意事项容器密封性：瓶塞需紧密，避免燃烧时空气进入或生成的白烟（氧化镁粉末）逸出，导致称量误差。安全操作：镁条燃烧时强光刺眼，需佩戴护目镜；使用坩埚钳夹取镁条，防止烫伤。误差分析：若实验中瓶塞未及时盖紧，可能导致部分氧化镁逸出或额外空气进入，造成质量偏差，需多次重复实验减少误差。【小组回答】 可从实验设计与操作、概念理解、微观解释、问题解决四方面评价学生对质量守恒定律的学习：能否设计密闭实验验证定律，准确描述定律内容，用原子“三不变”解释本质，解决如镁条燃烧质量变化等实际问题，以此判断学生对该知识点的掌握程度。
设计意图：通过实验探究引导学生从定量角度认识化学反应，借助宏观实验现象与微观原子分析，建立“质量守恒”观念，培养科学探究与逻辑推理能力，为化学方程式书写及计算奠定基础，体会定量研究对化学学科的重要性。
板书设计质量守恒定律一、定律探究——实验验证 1.实验设计敞口体系（如H2O2分解、CuSO4与NaOH反应）：现象：H2O2分解有气泡，敞口称量质量减小；CuSO4+NaOH生成蓝色沉淀，敞口质量不变。密闭体系（同上实验密封装置）：现象：H2O2分解后密封称量质量不变；CuSO4+NaOH反应后质量不变。2.结论：敞口体系误差原因：有气体逸出（如H2O2分解生成O2）时质量减少，无气体时质量不变。定律内容：参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和。二、定律本质——微观解释1.原子角度（“三不变”）原子种类不变、原子数目不变、原子质量不变。2.宏观体现：元素种类不变、物质总质量不变（反应物与生成物质量总和相等）。
8.教学反思与改进一、教学反思1.实验设计的严谨性不足：在验证双氧水分解的实验中，采用敞口装置时，学生易忽视氧气逸散对质量测量的影响，导致“表观质量不守恒”的认知冲突，但部分学生未能通过对比密闭实验分析本质，暴露实验设计对“变量控制”的引导不足。此外，镁条燃烧实验中，白烟逸散造成质量增加不明显，未充分预设学生对“气体参与反应”的理解障碍。2.微观本质的衔接薄弱：在从宏观现象过渡到原子“三不变”时，仅通过文字讲解，未结合分子模型或动画演示，导致部分学生难以建立“原子重组”与“质量守恒”的关联，尤其是对“反应前后原子数目不变”的推导缺乏直观支撑。3.学科素养渗透碎片化：在实验误差分析环节，未引导学生从“科学态度”角度讨论操作规范性，如称量精度、装置密封性等，错失培养严谨探究习惯的契机；同时，对定律在化工生产中的应用（如定量计算原料配比）提及较少，未体现科学责任的迁移。二、改进策略1.实验优化：强化变量控制与可视化增设“对比实验矩阵”：同时展示双氧水分解的敞口与密闭装置，用电子天平实时记录质量变化，引导学生通过数据差异理解“体系密封性”对验证的影响；镁条燃烧实验改用钟罩装置，收集白烟后称量，直观呈现“镁+氧气=氧化镁”的质量关系。2.微观表征：构建三重转化桥梁引入原子模型拼搭活动：学生用小球代表原子，模拟过氧化氢分子分解为氢、氧原子，再重组为水分子和氧分子的过程，同步计算原子数目与质量总和，实现“宏观现象→符号表达式→微观模型”的联动理解。3.素养落地：融入真实情境与责任意识设计“工业废水处理”任务：给出某反应的原料与产物质量数据，让学生用质量守恒定律计算污染物转化效率，同时讨论“定量误差对环保监测的影响”，将科学探究与社会责任结合。此外，增设“拉瓦锡实验史实”讨论，分析科学家如何通过定量研究推翻“燃素说”，强化科学思维的历史溯源。三、预期效果 通过实验严谨性的强化、微观表征的具象化及素养情境的融入，学生能更清晰地建立“宏观-微观-符号”的认知框架，同时在实验设计、误差分析中深化科学探究能力，理解定量研究对化学学科发展与社会应用的双重价值。
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