2024秋初中化學(xué)九年級上冊教學(xué)設(shè)計(jì)（教案）第1課時(shí) 空氣的組成

PAGEPAGE6第二單元空氣和氧氣單元體系設(shè)計(jì)核心素養(yǎng)目標(biāo)化學(xué)觀念1.認(rèn)識(shí)物質(zhì)的是多樣的，能依據(jù)物質(zhì)的組成對物質(zhì)進(jìn)行分類，并能識(shí)別純凈物和混合物。初步體會(huì)分類方法對學(xué)習(xí)化學(xué)的作用。2.能通過實(shí)驗(yàn)說明氧氣的主要要性質(zhì)，并能用文字表達(dá)式表示；能舉例說明空氣中主要成分的性質(zhì)及性質(zhì)與用途的關(guān)系。3.能辨別常見的化合反應(yīng)和分解反應(yīng)。了解化學(xué)反應(yīng)需要一定的條件，知道催化劑對化學(xué)反應(yīng)的重要作用。4.通過了解空氣組成研究的化學(xué)史，初步形成認(rèn)識(shí)物質(zhì)成分的元素視角?？茖W(xué)思維1.通過觀察法、控制變量法、對比分析法等方法從物質(zhì)的物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)、用途等角度初步了解研究具體物質(zhì)的思路。2.學(xué)習(xí)氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法，初步建立實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路與方法。3.通過拉瓦錫研究空氣組成的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)和體會(huì)化學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究的智慧和方法，理解科學(xué)探究的本質(zhì)。4.認(rèn)識(shí)從問題和假設(shè)出發(fā)確定探究目標(biāo)、依據(jù)探究目標(biāo)設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案、通過觀察和實(shí)驗(yàn)等方法獲取證據(jù)、基于證據(jù)進(jìn)行分析推理及形成結(jié)論等對于科學(xué)探究的意義?？茖W(xué)探究與實(shí)踐1.通過對氧氣性質(zhì)的探究及過氧化氫分解反應(yīng)中二氧化錳的催化作用的探究，體驗(yàn)科學(xué)探究的方法，提升科學(xué)探究的能力。2.了解科學(xué)探究過程包括提出問題、形成假設(shè)、設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)或調(diào)查方案、獲取證據(jù)、分析解釋數(shù)據(jù)、形成結(jié)論及建構(gòu)模型、反思評價(jià)及表達(dá)交流等要素。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任1.能運(yùn)用相關(guān)化學(xué)知識(shí)，認(rèn)識(shí)空氣是寶貴的自然資源，提出減少空氣中大氣污染物的措施，初步形成保護(hù)空氣和節(jié)約資源的可持續(xù)發(fā)展意識(shí)與社會(huì)責(zé)任。2.能基于物質(zhì)的性質(zhì)和用途，從辯證的角度初步分析和評價(jià)物質(zhì)的實(shí)際應(yīng)用，對保護(hù)大氣環(huán)境等社會(huì)性科學(xué)議題展開討論，積極參與相關(guān)的綜合實(shí)踐活動(dòng)。3.通過對氧氣制取方法的探究，初步形成尊重事實(shí)、科學(xué)求證的意識(shí)。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)空氣中含有氮?dú)?、氧氣、稀有氣體等物質(zhì)，能說出空氣中主要成分的體積分?jǐn)?shù)。2.能說出氧氣、氮?dú)狻⑾∮袣怏w等物質(zhì)的重要作用。3.知道常見的空氣污染物，了解防治空氣污染的常見方法與措施，積極參與保護(hù)大氣環(huán)境的行動(dòng)。4.能結(jié)合實(shí)例區(qū)分混合物和純凈物。5.實(shí)驗(yàn)探究空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，掌握測定空氣中某一種氣體體積、含量的方法原理、裝置等。6.能從顏色、氣味、密度和溶解性等方面說出氧氣的物理性質(zhì)。通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)氧氣的化學(xué)性質(zhì)，了解氧氣能與碳、磷、硫、鐵等發(fā)生反應(yīng)并能用文字表達(dá)達(dá)式表示。7.能辨別常見的化合反應(yīng)和分解反應(yīng)。8.了解氧氣的檢驗(yàn)方法，能設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)氧氣并能準(zhǔn)確闡述實(shí)驗(yàn)方案。9.能基于氧氣的性質(zhì)舉例說明氧氣的用途。10.了解實(shí)驗(yàn)室中制取氧氣的主要方法和原理。11.練習(xí)連接儀器、檢查裝置氣密性的操作，自己動(dòng)手制取氧氣。12.知道工業(yè)上制取氧氣的方法原理。13.知道催化劑在化學(xué)反應(yīng)中的作用及其在化工生產(chǎn)中有重要而廣泛的應(yīng)用知識(shí)體系課題1我們周圍的空氣本課題包含了三部分，即“空氣的組成”“空氣是一種寶貴的資源”“保護(hù)大氣環(huán)境”。這三部分內(nèi)容相互密切聯(lián)系，并逐步深入。空氣的組成（氮?dú)?、氧氣、稀有氣體、二氧化碳等）、空氣是一種寶貴的資源（氧氣、氮?dú)?、稀有氣體的用途）、保護(hù)大氣環(huán)境（大氣污染與保護(hù)）。本課題主要研究空氣的成分及空氣污染的有關(guān)知識(shí)。小學(xué)自然課中學(xué)過有關(guān)空氣的知識(shí)，學(xué)生有一定的知識(shí)基礎(chǔ)。“從熟悉的事物入手”有利于培養(yǎng)學(xué)生的興趣。把“空氣”作為較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的開始，有利于從化學(xué)的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界。第1課時(shí)空氣的組成課題空氣的組成課型新授課素養(yǎng)目標(biāo)1.了解空氣的主要成分。2.初步認(rèn)識(shí)純凈物、混合物的概念。3.初步學(xué)習(xí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法，學(xué)會(huì)對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察、記錄和分析。4.認(rèn)識(shí)空氣是寶貴的自然資源，形成保護(hù)空氣和節(jié)約資源的可持續(xù)發(fā)展意識(shí)與社會(huì)責(zé)任。教學(xué)重點(diǎn)1.空氣的組成。2.空氣中氧氣含量的測定實(shí)驗(yàn)教學(xué)難點(diǎn)1.建構(gòu)密閉體系中壓強(qiáng)變化的方法模型，理解測定空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn)原理。2.空氣中氧氣含量測定的實(shí)驗(yàn)操作及誤差分析。教具準(zhǔn)備集氣瓶、燃燒匙、紅磷、燒杯、塞子(帶導(dǎo)管)、彈簧夾、火柴。課前預(yù)習(xí)1.空氣的成分按體積計(jì)算，大約是：氮?dú)?8%，氧氣21%，稀有氣體0.94%，二氧化碳0.03%，其他氣體和雜質(zhì)0.03%。2.純凈物是由一種物質(zhì)組成，混合物是由兩種或兩種以上物質(zhì)組成。備課筆記小組問題討論：空氣有哪些成分？（空氣中有氮?dú)猓s占空氣體積的78%；氧氣，約占空氣體積的21%；稀有氣體，約占0.94%；二氧化碳，約占0.03%；其他氣體和雜質(zhì)，約占0.03%。）

新課導(dǎo)入我們周圍存在一種“看不到摸不著”的物質(zhì)即空氣，它跟我們的生活最密切，你能用一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵗齺碚f明無色、無味不易察覺的空氣確實(shí)存在嗎？（堵住注射器的末端后推動(dòng)活塞很難推動(dòng)，可以證明空氣的存在。）今天我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)空氣的知識(shí)。進(jìn)行新課［情境導(dǎo)入］因?yàn)榭諝馐且环N無色、無味的氣體，所以人們對空氣的認(rèn)識(shí)比較晚。17世紀(jì)中葉以前，人們一直認(rèn)為空氣是一種單一成分的物質(zhì)，直到18世紀(jì)，通過對燃燒現(xiàn)象和呼吸作用的深入研究，人們才開始認(rèn)識(shí)到氣體的多樣性和空氣的復(fù)雜性。知識(shí)點(diǎn)1空氣的組成［講解］為了搞清楚空氣的成分，很多科學(xué)家都致力于這方面的研究。其中，最有名的是法國化學(xué)家拉瓦錫，他最早用液態(tài)的金屬汞作為實(shí)驗(yàn)材料，用定量的方法研究后得出空氣由氧氣和氮?dú)饨M成的結(jié)論。［設(shè)問］那么，拉瓦錫是通過什么方法研究出了空氣的成分呢？請學(xué)生閱讀課本P30拉瓦錫研究空氣成分的實(shí)驗(yàn)過程，并引導(dǎo)學(xué)生觀看教材P30圖2－2（拉瓦錫研究空氣成分所用的裝置示意圖）。［過渡］拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)是在200多年前做的，由于受到當(dāng)時(shí)條件的限制，他的實(shí)驗(yàn)比相對復(fù)雜一些?，F(xiàn)在我們已經(jīng)能夠用更簡單的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證拉瓦錫的結(jié)論，也能通過實(shí)驗(yàn)方法精確地測定空氣中的成分。［講解］紅磷與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成一種叫作五氧化二磷的新物質(zhì)，這一反應(yīng)可以用文字表示：紅磷+氧氣五氧化二磷。接下來我們就用紅磷為實(shí)驗(yàn)材料仿照拉瓦錫實(shí)驗(yàn)的原理來探究空氣中氧氣的含量。［演示］閱讀教材P31圖2-4探究空氣中氧氣含量的裝置示意圖，并演示實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）檢查裝置的氣密性；（2）在集氣瓶內(nèi)加入少量的水，將水面上方空間分為5等份，并作好標(biāo)記；（3）用彈簧夾夾緊乳膠管；（4）在燃燒匙內(nèi)放入足量的紅磷，用酒精燈加熱，點(diǎn)燃紅磷后立即伸入瓶中，并塞緊橡膠塞；（5）待集氣瓶冷卻至室溫，打開彈簧夾，觀察紅磷燃燒及水面的變化情況。［學(xué)生描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果］現(xiàn)象：紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙，打開彈簧夾后燒杯中的水被吸入集氣瓶中，瓶中水面上升到第一格標(biāo)記線處。備課筆記課外拓展：氮?dú)?，拉丁文原意是“不能維持生命”。氧氣，拉丁文原意是“酸之源”。要點(diǎn)提示：注意紅磷燃燒的條件是“點(diǎn)燃”，不能寫成“燃燒”。思想方法：燃燒法運(yùn)用燃燒法進(jìn)行空氣中氧氣含量的測定實(shí)驗(yàn)，本質(zhì)是利用了可燃物燃燒消耗氧氣的同時(shí)只生成固態(tài)物質(zhì)，造成密閉容器中壓強(qiáng)減小，即可根據(jù)進(jìn)入密閉容器中水的體積推斷氧氣的體積。規(guī)律總結(jié)：集氣瓶內(nèi)水的作用：①吸收生成的白煙（五氧化二磷）；②吸收熱量，使裝置冷卻。進(jìn)行新課結(jié)論：反應(yīng)后集氣瓶內(nèi)氣壓變小，說明紅磷燃燒消耗了氧氣，且氧氣約占空氣總體積的。［閱讀］指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本P31圖2-3空氣成分示意圖［提問］目前已知的空氣組成是經(jīng)過精密的實(shí)驗(yàn)測量出來的，而我們測得的氧氣含量略小于實(shí)際值，請結(jié)合實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)過程判斷，實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果偏小的可能原因是什么？［答］測得氧氣含量偏小的可能原因有：①紅磷量不足，沒有將氧氣消耗完；②裝置漏氣；③裝置未冷卻就打開彈簧夾；④導(dǎo)管中未預(yù)先注滿水。［追問］若實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果偏大，可能的原因有哪些？［答］測得氧氣含量偏大的可能原因有：①紅磷點(diǎn)燃后未迅速伸入集氣瓶中或未立即塞緊橡膠塞；②實(shí)驗(yàn)前未夾緊彈簧夾。［講解］該實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵點(diǎn)有：（1）紅磷要過量，避免容器內(nèi)有氧氣剩余；（2）裝置氣密性要好，防止實(shí)驗(yàn)過程中空氣受熱膨脹逸出，或外面的空氣進(jìn)入容器而影響測量結(jié)果；（3）要等白煙消失，容器冷卻后再打開彈簧夾；（4）實(shí)驗(yàn)完后，導(dǎo)管中會(huì)水殘留，因此導(dǎo)管內(nèi)應(yīng)提前注滿水，這樣測定的結(jié)果會(huì)更準(zhǔn)確。［討論］該實(shí)驗(yàn)中選擇紅磷的原因是什么？比較紅磷燃燒測量空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)和拉瓦錫用汞探究空氣成分的實(shí)驗(yàn)，二者選用的材料有什么共同點(diǎn)，據(jù)此回答問題。［討論］該實(shí)驗(yàn)選擇紅磷的原因：①在空氣中能燃燒且只與空氣中的氧氣反應(yīng)；②該物質(zhì)燃燒后的生成固態(tài)物質(zhì)五氧化二磷（P2O5），反應(yīng)沒有新的氣態(tài)物質(zhì)生成。知識(shí)點(diǎn)2純凈物和混合物［講解］隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和實(shí)驗(yàn)儀器的不斷精密化，空氣中的其他成分也被科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)一一發(fā)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)表明：空氣的成分按體積計(jì)算，大約是：氮?dú)?8％、氧氣21％、稀有氣體0.94％、二氧化碳0.03％、其他氣體0.03％。像空氣這樣，由兩種或兩種以上的物質(zhì)混合而成的物質(zhì)叫作混合物。氮?dú)?、氧氣、二氧化碳等分別只由一種物質(zhì)組成，它們都是純凈物。［分析］混合物沒有固定的組成，組成混合物的各物質(zhì)之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，各成分保持著他們各自的性質(zhì)，如空氣中的氧氣和氮?dú)饩透髯员３至俗约旱男再|(zhì)。純凈物有固定的組成，可以用專門的化學(xué)符號(hào)表示。如氧氣可表示為O2；氮?dú)饪杀硎緸镹2；紅磷可表示為P；五氧化二磷可表示為P2O5。［注意：元素符號(hào)和化學(xué)式不必做過多的解釋，只說明這是一種表示物質(zhì)的符號(hào)就可以了］［提問］根據(jù)你的理解，你能舉出一些純凈物和混合物的例子嗎？［學(xué)生舉例、教師評價(jià)］［練習(xí)］氮?dú)狻⒍趸?、紅磷、空氣、河水、礦泉水等物質(zhì)，哪些是混合物，哪些是純凈物?備課筆記知識(shí)拓展：隨著燃燒的進(jìn)行，氧氣的含量不斷減少，當(dāng)氧氣含量低到一定值時(shí)，紅磷就會(huì)熄滅，因此瓶中還剩余少量氧氣。這也是導(dǎo)致測量結(jié)果偏小的原因之一。易錯(cuò)提示：做空氣中氧氣含量測定的實(shí)驗(yàn)時(shí)，選擇的可燃物應(yīng)具備兩個(gè)條件：①該物質(zhì)在空氣中能燃燒且只與氧氣反應(yīng)。②該物質(zhì)燃燒后生成物為固態(tài)或液態(tài)，所占的空間體積可忽略不計(jì)。特別提醒：判斷混合物和純凈物的關(guān)鍵是看給出的物質(zhì)由幾種物質(zhì)組成。由一種物質(zhì)組成的是純凈物，由兩種或兩種以上物質(zhì)混合而成的是混合物。

教學(xué)板書第二單元空氣和氧氣課題1我們周圍的空氣第1課時(shí)空氣的組成1.空氣中氧氣含量的測定①實(shí)驗(yàn)步驟：②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出大量的熱。冷卻后，打開彈簧夾，燒杯中的水被吸入集氣瓶中，瓶中水面上升到第一格標(biāo)記線處。③反應(yīng)的文字表達(dá)式：紅磷+氧氣五氧化二磷。④實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氧氣約占空氣總體積的。2.純凈物和混合物①空氣是一種混合物，其組成按體積計(jì)算大約是：氮?dú)?N2)78%，氧氣(O2)21%，稀有氣體0.94%，二氧化碳(CO2)0.03%，其他氣體0.03%。②純凈物：只由一種物質(zhì)組成。③混合物：由兩種或兩種以上物質(zhì)混合而成。課堂小結(jié)本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了空氣的組成成分，純凈物和混合物的概念。難點(diǎn)是空氣中氧氣含量測定的實(shí)驗(yàn)。要注意理解實(shí)驗(yàn)原理，掌握實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)會(huì)對實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行分析等。教材習(xí)題解答練習(xí)與應(yīng)用（P37）2.D3.D5.①③⑤潔凈的空氣中的成分有氮?dú)?、氧氣、二氧化碳、水蒸氣?合理即可)難題解答例1下列物質(zhì)中，屬于純凈物的是（）A.新鮮空氣B.礦泉水C.澄清的石灰水D.冰水共存物【解析】根據(jù)概念分析物質(zhì)的組成，如果組成成分為一種物質(zhì)則為純凈物，否則為混合物。A新鮮空氣是由氮?dú)?、氧氣、稀有氣體、二氧化碳等物質(zhì)組成，即由多種不同種物質(zhì)組成，是混合物。B礦泉水中有水和礦物質(zhì)等多種物質(zhì)，是混合物。C澄清石灰水中有水和氫氧化鈣，也是混合物。D冰水共存物中固態(tài)水與狀態(tài)水是同一種物質(zhì)，只是狀態(tài)不同，所以D是純凈物D?！敬鸢浮緿例2用來測定空氣成分的方法有很多，如圖1所示是用紅磷在空氣中燃燒來測定。備課筆記誤區(qū)警示：純凈物與混合物的根本區(qū)別在于“這種物質(zhì)由幾種物質(zhì)組成”，注意不能與物質(zhì)的名稱相混淆。即不能以名稱定類別。如冰水共存物，不是混合物，而是純凈物；而潔凈的空氣是混合物。難題解答第一步：將集氣瓶的水面上方空間分為五等份，并做好標(biāo)記。第二步：點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊。第三步：待紅磷熄滅并冷卻后打開彈簧夾，發(fā)現(xiàn)水被吸入集氣瓶中，集氣瓶中水面上升至第一格標(biāo)記線處。請回答下列問題：(1)集氣瓶中剩余的氣體主要是_______。(2)實(shí)驗(yàn)完畢，若進(jìn)入集氣瓶中水的體積不到原空氣體積的，你認(rèn)為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是_______，_______。(3)某同學(xué)對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行反思后，提出了改進(jìn)方法如圖2所示，你認(rèn)為改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________________?！窘馕觥靠諝庵醒鯕饧s占總體積的，氮?dú)饧s占總體積的，而紅磷燃燒時(shí)消耗的是集氣瓶內(nèi)的氧氣，故剩余氣體主要為氮?dú)?。燃燒結(jié)束后，由于氧氣被消耗，集氣瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，所以水會(huì)沿導(dǎo)管被吸入集氣瓶。但如果紅磷的量不足，氧氣沒有完全消耗；或裝置漏氣，空氣被吸入集氣瓶；或未冷卻到室溫就打開彈簧夾，集氣瓶中的氣體處于受熱膨脹狀態(tài)，都會(huì)使進(jìn)入集氣瓶中水的體積偏小。如用圖2改進(jìn)裝置，實(shí)驗(yàn)始終在一個(gè)封閉的環(huán)境中進(jìn)行，可避免紅磷點(diǎn)燃后未迅速伸入集氣瓶中或未立即塞緊橡膠塞導(dǎo)致氣體膨脹逸出的情況，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確?！敬鸢浮?1)氮?dú)?2)裝置漏氣；紅磷的量不足；未冷卻到室溫就打開彈簧夾(任選兩點(diǎn))(3)裝置始終密閉，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確布置作業(yè)：完成本課時(shí)對應(yīng)練習(xí)，并提醒學(xué)生預(yù)習(xí)下一節(jié)的內(nèi)容。教學(xué)反思在