第五单元 化学反应的定量关系（大单元教学设计）学案-【大单元教学】2024-2025学年九年级化学上册同步备课系列（人教版2024）

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第五单元 化学反应的定量关系 大单元教学设计 一、单元主题 化学反应的定量关系 二、单元说明 本单元将引导学生探究化学反应中物质之间的定量关系，包括化学方程式的书写与意义、质量守恒定律及其应用等内容。通过实验探究、理论分析和实际应用，使学生理解化学反应中质量的变化规律，掌握化学计算的基本方法，为后续化学学习和实际应用奠定基础。 三、课程标准 1. 认识质量守恒定律，能说明化学反应中的质量关系。 2. 能正确书写简单的化学方程式，并理解其意义。 3. 能根据化学方程式进行简单的计算。 四、教材分析 本单元教材内容围绕质量守恒定律和化学方程式展开。通过实验探究质量守恒定律，引导学生从宏观和微观角度理解化学反应中的质量不变原理。在此基础上，介绍化学方程式的书写规则和意义，并通过实例让学生学会根据化学方程式进行计算。教材内容注重理论与实践相结合，培养学生的科学思维和实践能力。 五、核心素养链接 1. 化学观念 形成质量守恒的观念，理解化学反应前后物质的总质量不变。 理解化学方程式所表达的物质变化和定量关系。 2. 科学思维 通过对质量守恒定律的实验探究和分析，培养逻辑思维和归纳总结能力。 学会运用化学方程式进行逻辑推理和计算，提高解决问题的能力。 3. 科学探究与实践 参与探究质量守恒定律的实验，体验科学探究的过程，培养实验操作能力和观察能力。 通过实际计算和应用化学方程式，培养解决实际问题的实践能力。 4. 科学态度与责任 培养严谨的科学态度，尊重实验事实和数据。 认识到化学反应定量关系在生产生活中的重要应用，增强对化学学科的应用意识。 六、大概念 化学反应中物质之间存在定量关系，这种关系遵循质量守恒定律，通过化学方程式可以准确地描述和计算。 七、核心问题 1. 化学反应前后物质的质量是否改变？ 2. 如何正确书写化学方程式？ 3. 如何根据化学方程式进行计算？ 八、核心任务 利用化学方程式解决实际问题（如计算反应物或生成物的质量、确定反应的可行性等） 九、子任务 子任务一：质量守恒定律探究 1. 学习质量守恒定律的概念和基本内容。 2. 设计并进行实验探究质量守恒定律（如红磷燃烧实验、铁钉与硫酸铜溶液反应实验等），观察并记录实验现象，分析实验数据，得出结论。 3. 从宏观和微观角度解释质量守恒定律，理解化学反应前后物质总质量不变的原因。 子任务二：化学方程式的书写 1. 学习化学方程式的书写原则（以客观事实为依据，遵循质量守恒定律）。 2. 根据化学反应的实际情况，选择合适的反应物和生成物，写出化学方程式的反应物和生成物部分。 3. 通过配平使化学方程式符合质量守恒定律，掌握常见的配平方法（如观察法、最小公倍数法、奇数配偶法等）。 4. 在化学方程式中正确标注反应条件和生成物的状态。 子任务三：化学方程式的意义理解 1. 从宏观角度理解化学方程式所表达的物质变化（反应物和生成物的种类和质量关系）。 2. 从微观角度理解化学方程式所表达的微粒变化（反应物和生成物的微粒个数比）。 3. 理解化学方程式所表达的化学计量数的意义（表示微粒个数比、物质的量之比等）。 子任务四：根据化学方程式计算 1. 学习根据化学方程式计算的基本原理（根据化学方程式中各物质的化学计量数之比等于它们的物质的量之比，也等于它们的质量之比）。 2. 确定已知量和未知量，根据化学方程式建立比例关系。 3. 进行计算，注意单位的统一和换算，得出正确的结果。 子任务五：实际问题解决 1. 收集实际问题（如工业生产中的原料用量计算、实验室中的试剂用量计算等），分析问题的关键所在。 2. 将实际问题转化为化学方程式相关的计算问题，运用所学知识进行计算和解决。 3. 对计算结果进行分析和评估，判断结果是否合理，是否符合实际情况。 十、单元实施 课题1 质量守恒定律 (一) 教学内容分析 本课题主要介绍质量守恒定律的概念、实验探究和理论解释。通过实验和分析，引导学生认识到化学反应前后物质的总质量不变，从宏观和微观角度理解质量守恒定律。 (二) 学习者分析 学生在之前的学习中已经对化学反应有了一定的了解，但对于化学反应中的质量关系可能还比较陌生。他们需要通过实验探究和理论分析来理解质量守恒定律。 (三) 学习目标 1. 认识质量守恒定律，理解其概念和基本内容。 2. 能通过实验探究质量守恒定律，观察并记录实验现象，分析实验数据，得出结论。 3. 能从宏观和微观角度解释质量守恒定律，理解化学反应前后物质总质量不变的原因。 (四) 学习重难点 重点 质量守恒定律的概念和实验探究。 从宏观和微观角度解释质量守恒定律。 难点 理解化学反应前后物质总质量不变的原因，特别是从微观角度解释。 (五) 教学过程 第1课时 【环节一：导入新课】 教师活动：展示一些化学反应的图片（如蜡烛燃烧、铁生锈等），提问学生这些化学反应前后物质的质量是否改变。 学生活动：思考并回答问题，可能会有不同的观点。 设计意图：通过图片展示引发学生对化学反应中质量关系的思考，激发学习兴趣。 【环节二：探究新知】——质量守恒定律的实验探究 教师活动： 设计并演示方案一：红磷燃烧实验探究质量守恒定律。首先介绍实验装置，包括锥形瓶、橡皮塞、气球、玻璃管以及红磷等。讲解实验步骤：（1）称量反应前红磷、锥形瓶、橡皮塞、气球的质量总和m1。（2）将玻璃管下端在酒精灯外焰烧红，迅速塞紧瓶塞，引燃红磷，引导学生观察现象。（3）锥形瓶冷却后，重新放到天平上称量m2。同时写出反应的化学方程式：磷 + 氧气 五氧化二磷。 演示方案二：铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定实验。介绍实验器材和药品，讲解实验步骤：（1）称量反应前盛有硫酸铜溶液的烧杯和用砂纸打磨干净的铁钉的质量总和m1。（2）把铁钉放入硫酸铜溶液中，引导学生观察现象。（3）称量反应后物质总质量m2。并写出化学方程式：铁 + 硫酸铜 → 铜 + 硫酸亚铁。 学生活动： 认真观察实验现象，小组讨论并尝试解释实验现象。对于红磷燃烧实验，观察到红磷燃烧，产生大量白烟，生成一种白色固体；气球先膨胀后缩小，反应后，天平平衡。对于铁钉与硫酸铜溶液反应，观察到铁钉表面有红色物质出现，溶液由蓝色渐渐变成浅绿色，反应后，天平平衡。 设计意图：通过实验探究培养学生的观察能力和分析问题的能力，帮助学生初步理解质量守恒定律。 【环节二：探究新知】——质量守恒定律的宏观解释 教师活动：引导学生从宏观角度分析实验结果，总结质量守恒定律的宏观表现（化学反应前后物质的总质量不变）。可以通过在PPT上展示两个实验前后物质总质量的数据对比，帮助学生更直观地理解。 学生活动：认真听讲，理解质量守恒定律的宏观表现。 设计意图：帮助学生从宏观角度理解质量守恒定律。 【环节二：探究新知】——质量守恒定律的微观解释 教师活动：从微观角度解释质量守恒定律（如原子的重新组合等），通过动画演示或示意图展示化学反应前后原子的种类、数目和质量不变。例如，展示氢气与氧气反应生成水的微观示意图，详细讲解原子在反应前后的变化情况。 学生活动：认真观看动画或示意图，理解质量守恒定律的微观解释。 设计意图：帮助学生从微观角度理解质量守恒定律。 【环节三：课堂练习】 教师活动：展示练习题，如判断下列化学反应是否符合质量守恒定律等。练习题可包括一些简单的化学反应方程式，让学生判断反应前后物质总质量是否相等。 学生活动：独立思考，完成练习，回答问题。 设计意图：通过练习巩固学生对质量守恒定律的理解。 【环节四：课堂小结】 教师活动：总结本节课的主要内容，包括质量守恒定律的概念、实验探究、宏观解释和微观解释等。可以在PPT上呈现本节课的知识框架图，帮助学生梳理知识。 学生活动：回顾本节课的知识点，总结所学内容。 设计意图：帮助学生梳理知识，形成系统的认识。 第2课时 【环节一：导入新课】 教师活动：回顾上节课所学的质量守恒定律的概念和实验探究，提问学生如何从微观角度解释质量守恒定律。 学生活动：思考并回答问题。 设计意图：通过回顾旧知识引入新课，强调微观解释的重要性。 【环节二：探究新知】——质量守恒定律的微观解释深化 教师活动：进一步从微观角度解释质量守恒定律，如原子的化学键的变化等，通过更详细的动画演示或示意图展示化学反应前后原子的种类、数目和质量不变的原因。例如，展示水分子分解成氢原子和氧原子，以及氢原子和氧原子重新组合成水分子的过程中化学键的变化情况。 学生活动：认真观看动画或示意图，理解质量守恒定律的微观解释深化。 设计意图：帮助学生更深入地从微观角度理解质量守恒定律。 【环节二：探究新知】——质量守恒定律的应用 教师活动：介绍质量守恒定律的一些应用（如计算化学反应中未知物质的质量等），通过实例展示如何运用质量守恒定律解决问题。例如，给出一个化学反应方程式，已知其中一种反应物的质量，让学生根据质量守恒定律计算生成物的质量。 学生活动：认真听讲，理解质量守恒定律的应用。 设计意图：帮助学生了解质量守恒定律的应用。 【环节三：课堂练习】 教师活动：展示练习题，如利用质量守恒定律计算化学反应中未知物质的质量等。练习题可以更加多样化，包括一些实际生活中的化学问题，让学生运用质量守恒定律进行计算。 学生活动：独立思考，完成练习，回答问题。 设计意图：通过练习巩固学生对质量守恒定律的应用的理解。 【环节四：课堂小结】 教师活动：总结本节课的主要内容，包括质量守恒定律的微观解释深化和应用等。可以再次在PPT上呈现知识框架图，并强调重点内容。 学生活动：回顾本节课的知识点，总结所学内容。 设计意图：帮助学生梳理知识，形成系统的认识。 课题2 化学方程式 (一) 教学内容分析 本课题主要介绍化学方程式的书写原则、方法和意义。通过学习，学生将掌握化学方程式的正确书写方法，并理解其表达的物质变化和定量关系。 (二) 学习者分析 学生在学习质量守恒定律后，对化学反应中的质量关系有了一定的理解，但对于化学方程式的书写和意义可能还比较陌生。他们需要通过系统的学习和实践来掌握化学方程式的相关知识。 (三) 学习目标 1. 了解化学方程式的书写原则（以客观事实为依据，遵循质量守恒定律）。 2. 掌握化学方程式的书写方法，包括选择合适的反应物和生成物、配平、标注反应条件和生成物的状态等。 3. 理解化学方程式所表达的物质变化和定量关系，从宏观和微观角度理解其意义。 (四) 学习重难点  重点 化学方程式的书写原则和方法。 理解化学方程式所表达的物质变化和定量关系。  难点 化学方程式的配平。 从微观角度理解化学方程式所表达的微粒变化。 (三) 教学过程 第1课时 【环节一：导入新课】 教师活动：回顾上节课所学的质量守恒定律，提问学生如何用一种简洁的方式表达化学反应。 学生活动：思考并回答问题。 设计意图：通过回顾旧知识引入新课，为学习化学方程式做铺垫。 【环节二：探究新知】——化学方程式的书写原则 教师活动：讲解化学方程式的书写原则（以客观事实为依据，遵循质量守恒定律），通过实例说明。在PPT上展示一些错误的化学方程式，如臆造物质的方程式、没有遵守质量守恒定律的方程式等，引导学生分析错误原因，从而理解正确的书写原则。 学生活动：认真听讲，理解化学方程式的书写原则。 设计意图：帮助学生了解化学方程式的书写原则。 【环节二：探究新知】——化学方程式的书写方法 教师活动：讲解化学方程式的书写方法，包括选择合适的反应物和生成物、配平、标注反应条件和生成物的状态等，通过实例说明。以氢气和氧气反应生成水为例，首先写出反应物和生成物的化学式：H₂ + O₂ → H₂O，然后讲解配平方法，通过在PPT上展示配平过程，使学生理解如何使式子两边每一种元素原子的总数相等。最后讲解如何标注反应条件和生成物的状态。 学生活动：认真听讲，学习化学方程式的书写方法。 设计意图：帮助学生掌握化学方程式的书写方法。 【环节二：探究新知】——化学方程式的宏观意义 教师活动：从宏观角度讲解化学方程式所表达的物质变化（反应物和生成物的种类和质量关系），通过实例说明。例如，以碳和氧气反应生成二氧化碳的化学方程式为例，讲解从宏观角度看，反应物是碳和氧气，生成物是二氧化碳，并且可以根据化学方程式计算出反应物和生成物的质量比。 学生活动：认真听讲，理解化学方程式所表达的宏观意义。 设计意图：帮助学生从宏观角度理解化学方程式所表达的物质变化。 【环节二：探究新知】——化学方程式的微观意义 教师活动：从微观角度讲解化学方程式所表达的微粒变化（反应物和生成物的微粒个数比），通过实例说明。例如，以氢气和氧气反应生成水的化学方程式为例，讲解从微观角度看，每2个氢分子和1个氧分子反应生成2个水分子。 学生活动：认真听讲，理解化学方程式所表达的微观意义。 设计意图：帮助学生从微观角度理解化学方程式所表达的微粒变化。 【环节三：课堂练习】 教师活动：展示练习题，如写出下列化学反应的化学方程式并说明其宏观和微观意义等。练习题可以包括一些常见的化学反应，如金属与酸的反应、金属氧化物与酸的反应等。 学生活动：独立思考，完成练习，回答问题。 设计意图：通过练习巩固学生对化学方程式的书写和意义的理解。 【环节四：课堂小结】 教师活动：总结本节课的主要内容，包括化学方程式的书写原则、方法、宏观意义和微观意义等。可以在PPT上呈现本节课的知识框架图，帮助学生梳理知识。 学生活动：回顾本节课的知识点，总结所学内容。 设计意图：帮助学生梳理知识，形成系统的认识。 第2课时 【环节一：导入新课】 教师活动：回顾上节课所学的化学方程式的书写原则、方法、宏观意义和微观意义，提问学生如何判断一个化学方程式是否正确。 学生活动：思考并回答问题。 设计意图：通过回顾旧知识引入新课，为学习化学方程式的正误判断做铺垫。 【环节二：探究新知】——化学方程式的正误判断 教师活动：讲解化学方程式的正误判断方法，包括检查书写原则是否符合、配平是否正确、反应条件和生成物的状态是否标注正确等。在PPT上展示一些错误的化学方程式，引导学生根据正误判断方法进行分析。 学生活动：认真听讲，理解化学方程式的正误判断方法。 设计意图：帮助学生掌握化学方程式的正误判断方法。 【环节二：探究新知】——化学方程式的特殊情况 教师活动：介绍化学方程式的一些特殊情况（如分解反应、置换反应、化合反应等），通过实例说明。在PPT上展示一些典型的分解反应、置换反应、化合反应的化学方程式，引导学生分析其特点。 学生活动：认真听讲，理解化学方程式的特殊情况。 设计意图：帮助学生了解化学方程式的特殊情况。 【环节三：课堂练习】 教师活动：展示练习题，如判断下列化学方程式是否正确，并说明原因等。练习题可以更加多样化，包括一些容易混淆的化学方程式，让学生进行判断。 学生活动：独立思考，完成练习，回答问题。 设计意图：通过练习巩固学生对化学方程式的正误判断和特殊情况的理解。 【环节四：课堂小结】 教师活动：总结本节课的主要内容，包括化学方程式的正误判断方法、特殊情况等。可以再次在PPT上呈现知识框架图，并强调重点内容。 学生活动：回顾本节课的知识点，总结所学内容。 设计意图：帮助学生梳理知识，形成系统的认识。 课题3 根据化学方程式计算 (一) 教学内容分析 本课题主要介绍根据化学方程式计算的基本原理、方法和步骤。通过学习，学生将掌握根据化学方程式计算反应物或生成物的质量等的方法。 (二) 学习者分析 学生在学习化学方程式的书写和意义后，对化学方程式有了一定的理解，但对于根据化学方程式计算可能还比较陌生。他们需要通过系统的学习和实践来掌握根据化学方程式计算的方法。 (三) 学习目标 1. 了解根据化学方程式计算的基本原理（根据化学方程式中各物质的化学计量数之比等于它们的物质的量之比，也等于它们的质量之比）。 2. 掌握根据化学方程式计算的方法，包括确定已知量和未知量、建立比例关系、进行计算等。 3. 能运用根据化学方程式计算的方法解决实际问题（如工业生产中的原料用量计算、实验室中的试剂用量计算等）。 (四) 学习重难点 重点 根据化学方程式计算的基本原理和方法。 运用根据化学方程式计算的方法解决实际问题。 难点 确定已知量和未知量，建立比例关系。 解决实际问题时，对结果的合理性进行判断。 (五) 教学过程 第1课时 【环节一：导入新课】 教师活动：回顾上节课所学的化学方程式的书写和意义，提问学生如何利用化学方程式计算反应物或生成物的质量。 学生活动：思考并回答问题。 设计意图：通过回顾旧知识引入新课，为学习根据化学方程式计算做铺垫。 【环节二：探究新知】——根据化学方程式计算的基本原理 教师活动：讲解根据化学方程式计算的基本原理（根据化学方程式中各物质的化学计量数之比等于它们的物质的量之比，也等于它们的质量之比），通过实例说明。在PPT上展示一些简单的化学方程式，如氢气和氧气反应生成水的化学方程式，讲解如何根据化学计量数之比计算反应物和生成物的质量比。 学生活动：认真听讲，理解根据化学方程式计算的基本原理。 设计意图：帮助学生了解根据化学方程式计算的基本原理。 【环节二：探究新知】——根据化学方程式计算的方法 教师活动：讲解根据化学方程式计算的方法，包括确定已知量和未知量、建立比例关系、进行计算等，通过实例说明。以一个具体的化学反应为例，如碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳的反应，讲解如何确定已知量和未知量，如何建立比例关系，以及如何进行计算。 学生活动：认真听讲，学习根据化学方程式计算的方法。 设计意图：帮助学生掌握根据化学方程式计算的方法。 【环节三：课堂练习】 教师活动：展示练习题，如根据化学方程式计算反应物或生成物的质量等。练习题可以包括一些简单的化学反应，让学生根据化学方程式进行计算。 学生活动：独立思考，将问题转化为比例关系，完成练习，回答问题。 设计意图：通过练习巩固学生对根据化学方程式计算的方法的理解。 【环节四：课堂小结】 教师活动：总结本节课的主要内容，包括根据化学方程式计算的基本原理、方法等。可以在PPT上呈现本节课的知识框架图，帮助学生梳理知识。 学生活动：回顾本节课的知识点，总结所学内容。 设计意图：帮助学生梳理知识，形成系统的认识。 第2课时 【环节一：导入新课】 教师活动：回顾上节课所学的根据化学方程式计算的基本原理和方法，提问学生如何运用这些方法解决实际问题。 学生活动：思考并回答问题。 设计意图：通过回顾旧老知识引入新课，为学习运用根据化学方程式计算的方法解决实际问题做铺垫。 【环节二：探究新知】——运用根据化学方程式计算的方法解决实际问题 教师活动：介绍一些实际问题（如工业生产中的原料用量计算、实验室中的试剂用量计算等），引导学生将实际问题转化为根据化学方程式计算的问题，然后运用所学方法进行计算。在PPT上展示一些实际问题的案例，如计算生产一定量的产品需要多少原料，或者计算实验室中制备一定量的物质需要多少试剂等。 学生活动：认真听讲，将实际问题转化为计算问题，运用所学方法进行计算。 设计意图：帮助学生了解如何运用根据化学方程式计算的方法解决实际问题。 【环节三：课堂练习】 教师活动：展示练习题，如工业生产中的原料用量计算、实验室中的试剂用量计算等实际问题，要求学生运用所学方法进行计算。练习题可以更加多样化，包括一些复杂的实际问题，让学生进行计算。 学生活动：独立思考，将实际问题转化为计算问题，运用所学方法进行计算。 设计意图：通过练习巩固学生对运用根据化学方程式计算的方法解决实际问题的理解。 【环节四：课堂小结】 教师活动：总结本节课的主要内容，包括运用根据化学方程式计算的方法解决实际问题等。可以再次在PPT上呈现知识框架图，并强调重点内容。 学生活动：回顾本节课的知识点，总结所学内容。 设计意图：帮助学生梳理知识，形成系统