初中化学鲁教版（2024）九年级上册（2024）水分子的变化教案设计

这是一份初中化学鲁教版（2024）九年级上册（2024）水分子的变化教案设计，共13页。教案主要包含了教学内容分析，学情分析，教学目标，教学过程，作业设计，板书设计等内容，欢迎下载使用。
九年级
学科
化学
主备人
魏浩文
使用人
魏浩文
单元
第三单元
课题
第二节 水分子的变化
课型
新授
课时
1
总课时
1
一、教学内容分析
1.水在直流电作用下的变化
通过 “水在直流电作用下的变化”的实验探究以及对该变化的微观分析，首先可以让学生认识到水可以分解成氢气和氧气，意识到就连水这样简单的物质组成都不是想象的那么简单，激发学生对自然界物质组成的探究欲望，其次，通过水电解的宏观现象的观察与微观实质的分析，形成宏观与微观相联系的化学科学的独有的思维方式，同时帮助学生形成这样的认识：在化学变化中，构成反应物的分子被破坏，重新组合生成新的分子。再次，让学生从水在通直流电的条件下发生分解的实验事实中，初步认识到化学反应的发生需要一定的条件；另外，通过该实验学生可以初步认识水可以发生分解、氢气可以燃烧和氧气可以助燃等物质的化学性质，同时学习根据物质的性质验证氢气和氧气的方法。
2. 化学反应的表示方法
本节教材展示了两种化学反应的表示方法，一种是文字表达式，另一种是分子结构模型表示法，这是学生最早接触到化学反应表示方法。这两种表示方法虽然都不够科学，但是都能反映出化学变化的一些信息，例如，文字表达式可以反映出化学反应的反应物、生成物和反应条件，分子模型表达式还可以反映出化学反应过程中分子的变化。在学生初学时，这些可以帮助他们更好地认识化学反应。掌握了这两种表示方法，可以为后面学习化学方程式打下基础，同时可以使学生更好地理解本节学习的分解反应和化合反应。
二、学情分析
通过本单元第一节的学习学生已经知道在物理变化（如水的三态变化）中分子本身不发生变化，而且对水是由水分子构成也应有了较为深刻的认识。那么，水除了能发生三态变化外，是否会发生其他变化？在这些变化中水分子是否发生了变化？会发生怎样的变化？因此，本节教学继续采用学生熟悉的水为载体，通过“水在直流电作用下的变化”和“氢气在空气中燃烧”两个实验探究，引导学生对两个变化的微观实质进行分析，使学生认识到：在化学变化中，构成反应物分子的原子重新组合生成新的分子，而原子本身不发生变化，从而理解化学反应的实质。
三、教学目标
通过“水在直流电作用下的变化”和“氢气在空气中燃烧”两个实验探究，知道水在直流电作用下可以分解生成氢气和氧气，氢气在空气中燃烧可以生成水，同时初步形成“化学变化是有条件的，且化学变化过程中伴随着能量变化”的认识。
通过对水的分解和水的合成两个变化的微观的分析，认识化学变化的实质是原子的重新组合。进一步建立宏观与微观相联系的思维方式。
结合具体的化学反应，能够说出反应物和生成物，并用文字表达式表示已知的化学反应。
通过对电解水和氢气燃烧这两个化学反应中反应物和生成物种类的分析，掌握分解反应和化合反应的概念，并能对常见的化学反应进行分类。
5.能够对已知物质性质按照物理性质和化学性质进行分类。通过分析氢能的优缺点感受物质的性质、变化与用途之间的关系。
四、教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
环节一：创设情境、引入新课
播放九三阅兵式视频
导语：这是今年九月三日阅兵式的一段视频，相信同学们和我一样，看到国家的强大感到无比的兴奋和自豪。
我们都知道无论是预警指挥机还是特种机升空，都需要燃料燃烧产生的强大动力下飞上天空，视频中的老师要用水把火箭送到天上去！
演示实验——水火箭
实验简介：教师利用自制的电解水的实验装置用排水法在一个火箭形状的容器中收集到氢气和氧气的混合气体。将矿泉水瓶倒扣在铁杆上，使用遥控点火装置点火，“火箭”迅速向上冲。
提问：在刚才的实验中你都看到了哪些实验现象？
引出探究问题：
1.水在通电时发生了什么变化？
2.点燃收集到的气体生成了什么物质？
感到惊讶、不可思议
观看实验，产生兴趣
交流实验现象：给水通电，水中产生气泡。点燃收集到的气体，“火箭”被弹飞。
产生探究欲望
根据初中生的年龄特征和性格特点选择了利用演示实验“水火箭”的方式创设情境、引入新课。
用水来驱动火箭，学生前所未闻。在强烈求知欲的驱动下学生认真观看实验现象并产生种种疑问。
此时给学生表达的机会，让学生自主提出问题并作为本节课的探究内容，学生的主体地位得到充分尊重，学习积极性显著提高。
环节二：实验探究水的分解和合成
设问：你认为给水通电发生的是物理变化还是化学变化？你的理由是什么？
追问：那你认为给水通电生成的新物质是什么？
讲述：同学们的猜想是否正确呢？下面我们通过实验来检验。
播放视频：介绍水电解器
布置学生进行电解水的分组实验
接通水电解器电源
观察交流实验现象
根据现象推测哪个电极产生的是氢气？哪个电极产生的是氧气？
提供资料：
资料一：氧气支持燃烧，能够使带火星的小木条复燃，可以用带火星的小木条来检验。
资料二：氢气具有可燃性，燃烧火焰为淡蓝色，可以用燃着的小木条来检验。
讲解：通常我们利用物质特有的性质来检验该物质。氢气具有可燃性，氧气具有助燃性。氢气燃烧需要氧气的助燃，所以氢气燃烧就是在和氧气发生化学反应。
提出问题：请同学们推测一下氢气燃烧的产物是什么呢？如何检验燃烧的产物？
布置学生任务：
1.填写小组分工合作单。
2.完成分组实验。
3.观察记录实验现象。
4.表达与交流
提问：我们知道化学变化中不仅有新物质生成，还伴随着能量的转化。你能否判断一下这两个变化中的能量转化形式？
针对以上实验现象你是否有所疑问？
答疑解惑：其实在这两个实验中发生的都是同一种变化。在“水火箭”的装置中，氢气和氧气均匀混合、充分接触，当点燃混合气体时，氢气和氧气的反应非常剧烈，在短时间内释放出大量热，使“水火箭”装置内的气体在有限的空间内急剧膨胀，爆炸就发生了。而纯净的氢气在空气中安静的燃烧，由此可见可燃性气体中如果混入了空气，在点燃时会发生爆炸，因此在做有关可燃性气体的实验时，点燃气体之前要先验纯。
回答：化学变化。因为如果是物理变化的话，产生的气体就是水蒸气，而水蒸气不能被点燃。所以是化学变化产生的其他气体。
结合水分子的结构以及收集到的气体能被点燃这一现象推测：水通电生成的新物质是氢气和氧气。
观看视频了解水电解器
1.按照老师的要求操作。
2.交流实验现象：
正极和负极中均有气体产生且负极产生气体的体积是正极气体的两倍。
3.推测负极产生的气体是氢气，正极产生的气体是氧气。
阅读资料，了解氢气和氧气的检验方法。
倾听
推测：水。
在氢气燃烧的火焰上方罩一个干冷的小烧杯，看是否会出现水雾。
学生完成分组实验
交流实验现象和结论
现象：正极上产生的气体能使带火星的小木条复燃。负极上产生的气体可以燃烧。干冷的小烧杯上出现水雾，触摸烧杯壁有发烫的感觉。
结论：水通电产生的气体是氢气和氧气。氢气在氧气中燃烧的产物是水。
回答：电解水是电能转化为化学能，是吸收能量的化学反应。氢气燃烧是化学能转化为光能和热能，是释放能量的化学反应。
反思实验现象提出疑问：
为什么老师点燃“火箭”中氢气和氧气的混合气体，矿泉水瓶会被弹飞。但是点燃水电解器负极产生的氢气，氢气却可以安静的燃烧。
倾听，树立实验安全意识。
有了问题就要寻找答案，学生经过第一单元的学习已经掌握了科学探究的基本环节，并且认识到实验在科学探究中的重要性。
在本环节中学生先根据实验现象和已有的知识经验做出合理的猜想与假设，然后通过小组合作完成实验探究。在这个过程中学生的动手能力、实验探究能力、表达与交流能力以及合作意识得到锻炼。
在第一单元探究蜡烛的燃烧时学生知道了可以使用干冷的小烧杯来检验燃烧时生成的水。因此这里老师没有直接给出学生检验生成水的方法，而是让学生自己设计实验方案，提高学生的知识迁移应用能力。
在探究化学变化时，学生往往忽略能量的转化。而在人类利用化学变化的过程中，能量的转化和物质的转化同样重要。让学生留意氢气燃烧过程中的能量转化，为后面分析氢能的优点做铺垫。
培养学生善于观察和提出问题的能力
通过课堂上最开始的水火箭的演示实验，学生已经充分感受到可燃性气体不纯发生爆炸的威力。在学生亲身体验的基础上讲解点燃可燃性气体时的注意事项，学生将记忆深刻
环节三：化学反应的表示方法与分类
讲解：文字表达式的书写要求和读法
布置任务：试着写出电解水和氢气燃烧这两个化学变化的文字表达式。
纠正学生常见错误并解释原因：通电不能写成电解、点燃不能写成燃烧。条件是“人”给的。
讲解分解反应和化学反应的概念。
分解反应：一变多
化合反应：多变一
布置评价任务：写出下列变化的文字表达式并判断基本反应类型
过氧化氢在常温下分解生成水和氧气
二氧化碳和水生成碳酸
碳酸钙在加热的条件生成氧化钙和二氧化碳。
认真倾听
书写文字表达式
改正错误
倾听，学习新概念
完成练习
文字表达式是学生接触的第一种表示化学反应的方法，虽然不够科学，但是都反映出化学变化的一些信息，例如，文字表达式可以反映出化学反应的反应物、生成物和反应条件。同时可以使学生更好地理解本节学习的分解反应和化合反应。教学时，要指导学生掌握文字表达式的书写和读法，并帮助学生总结其表示的意义。
分解反应和化合反应是学生最早接触到的基本反应类型，要渗透给学生化学反应种类繁多，需要分类研究的思想。
环节四：分析化学变化的微观实质
设疑：宏观上看水通电生成了氢气和氧气，微观上看其实是水分子在通电的条件下变成了氢分子和氧分子。这个过程又是如何实现的呢？
布置学生活动：试着用道具动手模拟这一过程，并用语言描述。
播放电解水这一变化的微观动画
帮助学生规范语言描述：电解水的微观实质：在通电的条件下，水分子破裂、构成水分子的氢原子和氧原子重新组合成氢分子和氧分子。
布置任务：结合电解水的微观实质试着说出氢气燃烧这一化学反应的微观实质。
提问：你能总结出化学反应的微观实质吗？
倾听并产生探究欲望
学生用模型模拟电解水这一变化的微观过程。
观看动画
倾听
描述氢气燃烧的微观实质：在点燃的条件下，氢分子和氧分子破裂、构成氢分子的氢原子和构成氧分子的氧原子重新组合成水分子。
总结：分子改变，原子重新组合成新分子。
从微观的角度分析化学变化的实质是本节课的重点和难点，对于这一抽象的内容让学生采用模型模拟的方式化抽象为具体，并通过动画演示巩固，丰富学生的体验。通过分析电解水和氢气燃烧两个化学变化的微观过程总结归纳化学反应的微观实质，进一步帮助学生建立宏观与微观相联系的思维方式。
环节五：揭示物质的性质、变化、用途之间的关系。
过渡语：水之所以能在通电的条件下分解、氢气之所以能燃烧是由它们各自的化学性质决定的。每种物质都有自己的属性，我们把物质的性质分为物理性质和化学性质。
播放视频：介绍物质性质的分类。
布置评价任务：
家用煤气的主要成分是一氧化碳，通常情况下，它是一种没有颜色，没有气味的气体，密度与空气接近，一氧化碳燃烧会产生二氧化碳，当人体吸入过多煤气时，一氧化碳会与人体内的血红蛋白结合使人体中毒。
一氧化碳的物理性质有 。 一氧化碳的化学性质有 。
材料展示：
1.长征五号运载火箭使用液氢作燃料，液氧作助燃剂。
2.2022年北京冬奥会“飞扬火炬”使用氢气作为燃料，实现了冬奥会历史上首次火炬零碳排放。
3.氢气与其他燃料的热值比较
过渡语：可见氢气是一种很有发展前途的新型燃料，在几十年前就被人们视为未来最理想的能源，但至今未能普及到人们的日常生活中。
布置任务：你能结合氢气的性质、变化与来源谈一谈氢能的优缺点吗？
通过对氢气的研究，你能总结出物质的性质、变化与用途之间的关系吗？
补充：物质是否能够发生某个化学变化除了与它本身的化学性质有关，还需要满足一定的条件。
课外延伸：通过刚才的分析我们知道氢能源未能普及的原因之一就是因为用电解水的方式来制取氢气成本较高，因此科学家们正在寻找合适的光分解催化剂，使水在太阳光的照射下分解产生氢气。
提出期望：这一任务任重而道远，希望同学们奋发图强，有朝一日可以帮助国家攻克这一难题！
环节六：课堂小结
分子是构成物质的一种微粒，分子是由原子构成的。在一定的条件下，分子改变，原子重新组合成新分子，化学变化就发生了。物质在化学变化中表现出来的性质称为化学性质。物质的性质决定了物质能够发生的化学变化进而决定了物质的用途。化学家掌握了化学变化的规律，通过控制条件和利用分子的变化规律进行物质和能量的转化，使化学服务于我们的生产生活。
倾听
观看视频，学习物理性质和化学性质的概念。
完成练习
阅读材料，获取有用信息，了解氢气的用途
交流讨论氢能的优缺点
优点：1.原料是水来源广。
产物是水无污染。
3.热值高。
缺点：1.制取氢气耗电多成本高。
2.氢气不纯容易爆炸，运输和储存困难
性质决定变化、
变化决定用途
倾听
畅想如果可以实现太阳能分解制氢的话，我国能源短缺的问题将得到改善。
树立为建设祖国美好未来学好化学的自信心
倾听
通过观看视频的方式，让学生在短时间内全面了解物质具有独特的物理性质和化学性质。知道可以从物质的组成、变化、用途等视角认识物质的性质。
通过全面了解氢气的性质、变化与用途，认识物质性质在生活、生产、科技发展等方面的广泛应用，体会科学地利用物质性质对提高人们生活质量具有中有作用。
体会物质的性质、变化、用途之间的关系。初步形成化学研究物质的一般思路
发展学生对物质世界的好奇心、想象力、探究欲。体会化学学科在促进人类文明和社会可持续发展的重要价值，增强为实现中华民族伟大复兴和推动社会进步而勤奋学习的责任感。
帮助学生提炼本节课的核心知识和基本观念，使学生对化学学科建立更深刻的认识
五、作业设计
作业一：建立本单元的知识结构网络
作业二：阅读材料：回答下列问题
伴随着主火炬塔被点燃，第 19 届亚运会在杭州盛大开幕。据悉，此次用以点燃主火炬的零碳甲醇，由吉利控股集团生产制备并提供技术解决方案。甲醇（CH3OH）是一种无色、透明、具有可燃性的液体，有刺激性气味，甲醇在空气中燃烧会生成二氧化碳和水。
本次亚运会火炬中用到的甲醇其生产原料为氢气和二氧化碳，图2为生产甲醇的流程图。其中氢气来自于工业生产焦炉气中的氢气（H2）或可再生型能源制氢，例如使用太阳能或风电发电，电解水制氢。二氧化碳则是从工业尾气中捕集而来的。吉利控股集团相关负责人介绍：每生产一吨绿色甲醇可以消纳1.375 吨的 CO2，实现了 CO2资源化利用、废碳再生。
绿色零碳甲醇作为主火炬燃料除了环保，还具有安全、可靠、可视、经济等优势，如不易爆炸、储运安全便捷；可持续燃烧、极端天气不熄灭；火焰亮丽稳定、燃料和建设成本低。
1.图1为甲醇分子的模型图，由此可知甲醇分子是由 构成的。
2.归纳甲醇的物理性质和化学性质。
物理性质： 化学性质：
写出甲醇燃烧的符号表达式：
描述该化学变化的微观实质：
4.写出可再生能源制氢的过程中，发生的化学反应的文字表达式
该变化的能量转化形式为？
5.2022年北京冬奥会“飞扬”火炬使用氢气作为燃料，而本次亚运会火炬使用甲醇作为燃料，说一说你更倾向于哪种燃料的使用，你的理由是什么？

6.结合材料说一说你对零碳甲醇的理解。

在整个循环体系中，不变的微粒是什么？
作业三：利用生活中的常见物品自制简易水电解器
六、板书设计