资源简介

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4.2质量守恒定律
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一、基础信息
（一）核心基础信息
项目 内容
课题 科粤版（2024）初中化学九年级上册 4.2 质量守恒定律
课时 1 课时（45 分钟）
授课年级 九年级
课型 新授课
授课教师
授课时间
（二）课标要求
认识质量守恒定律，能说明化学反应中的质量关系，形成 “化学变化过程中元素不变” 的观念。
能通过实验验证质量守恒定律，掌握定量实验的设计原则。
能运用质量守恒定律解释常见的化学现象，体会定量研究对化学科学发展的重要作用。
二、教学设计依据
（一）教材分析
本节是初中化学定量研究的开端，承接前面物质的化学变化、分子与原子的微观知识，同时为后续化学方程式书写、根据化学方程式计算奠定理论基础，是初中化学的核心规律之一。
教材以实验探究为核心，通过敞口与密闭体系的对比实验，引导学生推导质量守恒定律；再从微观本质解释定律内涵，结合镁条燃烧等实例深化应用，帮助学生建立 “宏观现象 — 微观本质 — 符号表达” 的化学思维体系。
（二）学情分析
知识基础：学生已掌握化学反应的微观本质（分子分裂、原子重组），能判断常见的化学变化，但对 “总质量” 的认知局限于固体、液体，易忽略气态反应物与生成物的质量。
能力特点：具备基础的实验操作能力，对定量探究实验好奇心强，但实验设计的严谨性不足，对敞口体系的质量变化易产生认知偏差。
认知规律：学生更易通过直观实验现象理解概念，对抽象的微观质量守恒本质理解存在难度，需结合模型、动画辅助认知。
三、教学目标与重难点
（一）教学目标
化学观念：建立化学反应前后总质量守恒的观念，理解化学变化中元素、原子的不变性。
科学思维：通过实验证据推理质量规律，形成宏观现象 — 微观本质的化学分析思维。
科学探究与实践：能设计密闭与敞口体系的对比实验，掌握质量守恒定律的验证方法。
科学态度与责任：通过化学史感悟科学探究的严谨性，树立实事求是的科学精神，认识定量研究的化学价值。
（二）教学重难点
教学重点：质量守恒定律的核心内容；质量守恒的微观本质；验证实验的设计原则。
教学难点：从微观角度理解质量守恒的根本原因；运用定律解释敞口体系的质量变化现象。
四、教学准备
多媒体资源：教学 PPT、质量守恒微观过程动画、实验操作演示视频
实验器材：锥形瓶、橡胶塞、注射器、电子天平、3% 过氧化氢溶液、二氧化锰粉末、硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液、镁条、陶土网、酒精灯、砂纸
学习资料：实验记录单、课堂练习题单
五、教学过程设计
（一）新课导入（5 分钟）
情境激趣：呈现蜡烛燃烧逐渐变短、铁钉生锈后质量变大两组生活现象，提出驱动问题：同样是化学变化，为什么有的物质 “变轻”、有的 “变重”？化学反应前后总质量到底如何变化？
化学史铺垫：介绍玻意耳敞口煅烧金属汞、拉瓦锡密闭容器重复实验的史实，追问两位科学家结论相反的原因，制造探究悬念。
旧知猜想：引导学生回顾化学反应的微观本质，基于 “原子不凭空产生或消失” 提出猜想：化学反应前后总质量保持不变，顺势引出课题。
（二）实验探究：质量守恒定律的验证（20 分钟）
明确探究问题与假设
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是否等于生成的各物质的质量总和？
学生作出假设：质量总和相等，理由是化学反应中原子重新组合，原子种类和数目不变。
分组对比实验
将学生分为两大组，分别完成两组对照实验，观察现象并记录反应前后的质量数据。
第一组：过氧化氢分解实验
实验 4-1（敞口体系）：锥形瓶中加少量二氧化锰，胶塞插入装有过氧化氢溶液的注射器与通气管，推压注射器加入药品，反应后称量。
实验 4-2（密闭体系）：锥形瓶中加少量二氧化锰，胶塞仅插入装有过氧化氢溶液的注射器，推压注射器加入药品，反应后称量。
反应原理：
第二组：硫酸铜与氢氧化钠反应实验
实验 4-3（敞口体系）：锥形瓶中加硫酸铜溶液，胶塞插入装有氢氧化钠溶液的注射器与通气管，推压注射器加入药品，反应后称量。
实验 4-4（密闭体系）：锥形瓶中加硫酸铜溶液，胶塞仅插入装有氢氧化钠溶液的注射器，推压注射器加入药品，反应后称量。
反应原理：
讨论交流，总结规律
（1）为什么过氧化氢分解的两个实验，反应相同但质量变化不同？
明确：敞口体系中生成的氧气逸出装置，导致称量质量减小；密闭体系中所有反应物、生成物都保留在装置内，总质量不变。
（2）应以哪些实验为依据推导结论？能得到什么规律？
明确：以密闭体系的实验为依据，得出结论：化学反应前后，物质的总质量保持不变。
（3）从微观角度分析，为什么反应前后质量守恒？
结合过氧化氢分解的微观示意图，讲解反应中分子分裂为原子，原子重新组合，原子的种类、数目、质量均不改变，因此宏观总质量守恒。
归纳质量守恒定律
内容：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。
强调注意事项：
仅适用于化学变化，不适用于物理变化；
“质量总和” 包含固态、液态、气态所有参与反应的物质；
仅指质量守恒，不包括体积等其他物理量；
不包含未参与反应的剩余物质。
（三）质量守恒的深化理解与应用（12 分钟）
化学反应前后的 “变与不变”
引导学生梳理规律，形成系统认知：
六个不变：宏观（物质总质量不变、元素种类不变、元素质量不变）；微观（原子种类不变、原子数目不变、原子质量不变）
两个一定变：宏观（物质种类一定改变）；微观（分子种类一定改变）
两个可能变：宏观（元素化合价可能改变）；微观（分子数目可能改变）
拓展分析：镁条燃烧实验
演示镁条燃烧实验，引导学生观察现象与天平示数变化，展开思考：
现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光，产生白烟，生成白色固体，天平示数变大。
反应原理：
原因分析：反应物包含空气中的氧气，因此生成物氧化镁的质量大于原镁条的质量。
实验改进：若用该反应验证质量守恒定律，必须在密闭容器中进行。
总结实验设计原则：有气体参加或生成的反应，验证质量守恒定律时必须使用密闭装置。
质量守恒定律的常见应用
结合实例介绍 5 类应用：解释化学变化中的质量变化、推断物质的元素组成、计算反应中某物质的质量、求反应中某元素的质量、推断化学反应的基本类型。
（四）课堂小结与随堂练习（6 分钟）
课堂小结：梳理本节课核心脉络 —— 实验探究得出定律→微观本质解释原因→结合实例应用规律，强调密闭实验的设计要点。
随堂练习：完成 5 道配套习题，核对答案，重点讲解 “微观不变判断”“密闭体系质量分析” 两类易错题型。
（五）作业布置
整理质量守恒定律的核心内容与微观本质，绘制知识结构图。
思考并作答：蜡烛燃烧后质量减小，是否违背质量守恒定律？请用所学知识解释原因。
六、板书设计
4.2 质量守恒定律
一、质量守恒定律
内容：参加反应的各物质质量总和 = 反应生成的各物质质量总和
适用范围：仅化学变化
验证要点：有气体参与 / 生成的反应，必须在密闭装置中进行
二、微观本质
化学反应前后：原子种类、数目、质量均不变
三、化学反应的变与不变
六不变：总质量、元素（种类、质量）；原子（种类、数目、质量）
两定变：物质种类、分子种类
两可能变：元素化合价、分子数目
四、应用
解释现象、推断组成、计算质量
七、教学评价与反思
（一）教学评价
过程性评价
课堂表现：通过提问、小组讨论、实验操作，评价学生对概念的理解程度与探究参与度。
实验记录：根据学生提交的实验记录单，评价学生的观察能力与数据记录的严谨性。
终结性评价
随堂练习：通过配套习题检测学生对定律内容、微观本质、实验设计的掌握情况，及时反馈易错点。
（二）教学反思
成功之处：通过敞口与密闭体系的对照实验制造认知冲突，让学生在对比中深刻理解质量守恒的本质；结合化学史与生活现象导入，激发探究兴趣，落实了 “宏观 — 微观” 结合的化学思维。
不足之处：部分学生对 “参加反应的物质” 理解不到位，易将未反应的剩余物质计入总质量；少数学生空间想象能力较弱，对微观原子重组的过程理解不透彻。
改进措施：课后发布微观过程动画，供学生反复观看巩固；增加概念辨析类习题，强化对定律中关键词的理解；下次教学可增加 “未反应物质质量排除” 的针对性练习。

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