《我们周围的空气》第1课时 教案

一、课题、课时、课型

1、课题：我们周围的空气

2、课时：第1课时

3、课型：新授课、实验探究课

4、授课年级：九年级

5、教材单元：第二单元 空气和氧气

二、学情分析

九年级学生刚接触化学学科，对生活中常见的空气十分熟悉，但仅停留在感性认知，不清楚空气的具体组成，也不了解化学定量实验的探究方法。学生具备基础的观察实验、简单分析现象的能力，但对密闭体系压强差变化、实验原理与实验误差逻辑理解较为困难。同时，学生对趣味实验、科学故事兴趣浓厚，课堂参与积极性高，适合通过实验探究、史料拓展的方式突破重难点，培养化学探究思维和严谨的实验素养。

三、教学目标

1、了解空气的主要成分及体积分数，认识空气对人类的重要性。

2、掌握红磷测定空气中氧气含量的实验原理、现象、结论，会写反应文字表达式。

3、学会通过观察、记录实验现象获取证据，并用化学语言清晰表述。

4、培养小组合作交流能力，学会对实验结果进行分析与反思。

5、激发对自然现象的好奇心与探究欲，树立学好化学的信心；

四、教学重难点

（一）教学重点

1、空气的成分及各成分的体积分数。

2、红磷燃烧法测定空气中氧气含量的实验原理、操作、现象、结论。

（二）教学难点

1、理解密闭容器中消耗氧气形成压强差的核心原理。

五、教具准备

1、多媒体素材：配套教学PPT、拉瓦锡实验动画、红磷燃烧实验视频、数字化氧气传感器实验演示视频。

2、趣味实验器材：浅盘、带颜色的水、短蜡烛、透明玻璃杯、火柴。

3、演示实验器材：红磷、集气瓶、燃烧匙、橡胶塞、玻璃导管、止水夹、烧杯。

六、上课流程

（一）导入新课（5分钟）

课堂设问：空气与我们朝夕相伴，维持生命活动，但它无色无味、看不见摸不着，如何证明空气是真实存在的？引导学生自由发言，结合生活实例（刮风、充气气球、深呼吸等）验证空气存在。

学生分组进行蜡烛隔空吸水趣味实验：在浅盘中倒入染色水，点燃蜡烛，用透明玻璃杯倒扣在蜡烛上。学生观察到蜡烛熄灭后，盘中有色水被吸入玻璃杯。

教师引导分析：蜡烛燃烧消耗杯内气体，使密闭容器内气体减少、压强减小，与外界大气压形成压强差，从而将水压入杯中。顺势过渡：空气并非单一物质，数百年来科学家不断探究空气的成分，本节课我们将跟随科学家的足迹，定量探究空气的组成。

（二）新课讲授（20分钟）

1、空气发现发展史

重点讲解拉瓦锡汞实验：将汞置于密闭容器连续加热12天，银白色液态汞生成红色氧化汞粉末，容器内液面上升；加热红色粉末，重新得到汞和能使带火星木条复燃的氧气。得出结论：空气由氮气和氧气组成。同时总结实验缺陷：耗时久、装置复杂、汞有毒，不适合实验室操作。

拓展科学故事“第三位小数的胜利”：物理学家瑞利发现不同方法制取的氮气密度存在微小差值，未忽略细微误差，最终发现稀有气体氩气，完善空气成分体系，渗透严谨的科学探究精神。

2、空气的精确组成

结合空气成分体积占比图，明确空气各成分体积分数（强调非质量分数）：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%。

3、实验室测定空气中氧气含量（实验改进）

基于拉瓦锡实验的缺陷，引出实验改进思路：选用红磷作为实验药品，满足两个核心条件，一是只与空气中氧气反应，二是生成物为固体，保证密闭容器压强差明显。

讲解实验装置、实验原理：红磷与氧气点燃反应生成固态五氧化二磷，消耗密闭集气瓶内氧气，使瓶内气压小于外界大气压，冷却后进水体积即为消耗氧气的体积。书写文字表达式和符号表达式。

梳理标准实验步骤：检查装置气密性→集气瓶加水并划分五等份→放入过量红磷→点燃红磷迅速伸入塞紧瓶塞→冷却至室温打开止水夹。

（三）课堂探究与实验活动（10分钟）

教师演示红磷燃烧测定氧气含量实验，学生全程观察记录实验现象：红磷剧烈燃烧，产生大量白烟、放出热量；装置冷却至室温后，打开止水夹，烧杯中水沿导管流入集气瓶，液面上升至瓶内空气总体积1/5处。

组织学生小组探究核心问题：

1、集气瓶底部预留水的作用？（降温、吸收有毒的五氧化二磷，防止污染空气）

2、为何必须冷却至室温再打开止水夹？（防止气体受热膨胀导致实验结果偏小）

3、红磷过量的原因？（确保氧气完全消耗，实验数据准确）

师生共同总结实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。简单拓展数字化氧气传感器实验，对比传统实验与现代定量检测实验的优势。

（四）科技前沿-数字化氧气传感器创新实验

教师视频展示数字化实验整套器材：氧气传感器、数据采集器、电脑终端，向学生介绍设备功能：传感器可以实时捕捉密闭瓶内氧气浓度变化，终端自动采集、绘制氧气含量变化曲线。

1、播放初中化学数字化实验演示视频，完整展示整套实验流程：

2、将燃烧的可燃物放入密闭试剂瓶；

3、氧气传感器实时监测瓶内氧气浓度；

4、数据采集器传输信号，电脑屏幕实时输出氧气含量变化图像。

5、小组对比传统红磷实验和传感器实验：

6、传统实验依靠进水体积间接推算氧气消耗；

7、数字化传感器能够直接读取氧气实时数值，可视化曲线直观展现氧气浓度变化，规避肉眼读数带来的人为误差。

（五）巩固练习（7分钟）

出示课堂随堂习题，学生独立完成后师生订正讲解：

1、基础题：首位定量研究空气成分的科学家是拉瓦锡。

2、辨析题：判断红磷实验操作正误，明确木炭不能替代红磷的原因（生成物为气体，无明显压强差）。

3、提升题：电热丝密闭点燃红磷的实验优势（减少有毒白烟扩散，绿色环保、实验误差更小）。

（六）课堂小结（2分钟）

师生共同梳理本节课核心知识点：

1、空气探究发展史及科学家的核心贡献；

2、空气各成分的体积分数；

3、红磷测定空气中氧气含量的实验原理、操作、现象、结论及注意事项。

（七）布置作业（1分钟）

1、基础巩固作业：P37课后习题。

2、拉瓦锡使用有毒的汞做实验，为什么在当时是最科学的定量实验？

七、教学反思

1、本节课通过趣味实验导入，有效调动了学生课堂积极性，帮助学生初步理解压强差原理，有效突破教学难点，但部分学生对密闭体系压强变化的逻辑理解仍不够透彻，后续可增加简单示意图辅助讲解。

2、实验探究环节直观生动，学生能够熟练识记实验现象与结论，但对实验误差的成因分析较为薄弱，需在后续课堂重点强化。

3、整体课堂节奏流畅，重难点突出，基础知识点学生掌握较好，后续教学可增加分层练习，兼顾不同层次学生的学习需求。