資源簡介

化學第五單元作業設計
一、單元信息
基本信息 學科 年級 學期 教材版本 單元名稱
化學 九年級 第一學期 人教版 第五單元 化學方程式
單元 組織方式 自然單元 重組單元
課時 信息 序號 課時名稱 對應教材內容
1 質量守恒定律 5.1 質量守恒定律
2 化學方程式 5.1 化學方程式 5.2 如何正確書寫化學方程式
3 利用化學方程 式的簡單計算 5.3 利用化學方程式的簡單計算
二、單元分析
( 一) 課標要求
從大單元理念角度，學生能夠認識質量守恒定律，能說明常見化學反應中的質量關系； 從學科素養角度，學生能夠從微觀角度解釋質量守恒定律并認識化學反應；
學生能夠能正確書寫簡單的化學方程式，并進行簡單的計算；
認識定量研究對化學科學發展的重大作用，落實立德樹人根本任務，發展素質教育。
(二) 教材分析
從單元教學角度分析，本單元以質量守恒定律作為起始內容，為認識化學變化提供了依
據，為準確運用化學語言表述化學反應打下基礎。教材通過從宏觀和微觀兩個角度去認識質 量守恒定律，構建了宏觀和微觀、“質”和“量”在認識物質世界中高度統一的橋梁。化學 方程式是對化學反應宏觀、微觀認知的科學準確表述，是“宏-微-符”化學概念三重表征中 重要一環。理解化學方程式的意義并能正確書寫化學方程式，是認識化學反應的基本要求。 利用化學方程式與生活生產內容相結合，進行簡單的計算，是化學定量研究的具體應用。本 單元內容通過宏觀辨識現象到微觀探析本質，進而以化學符號抽象升華，這種由現象到本質 再升華的遞進式內容設置，符合思維認知的一般規律，有助于培養學生良好的邏輯思維能力 和科學探究能力。以學科知識、素養功能和功能進階對本單元課堂教學結構進行“板塊化” 處理如下：
【板塊 1】探究化學反應質量守恒(宏觀現象)。
【板塊 2】感受質量守恒定律本質 (微觀本質) 。
【板塊 3】正確書寫方程式 (化學式描述) 。
【板塊 4】學會化學方程式的應用 (問題解決) 。
四個板塊之間的聯系如圖所示：
1
(
宏觀現
象
) (
化
學式描述
) (
問
題解決
) (
板塊
1
) (
板
塊
3
) (
板
塊
4
) (
宏觀表
征
) (
符
號表征
) (
學科價值
) (
認知視
角
)
(
認知思
路
)
(三) 學情分析
(
微觀本
質
板
塊
2
)
(
微觀表
征
)
(
“質量守恒定律”主題教學板塊功能定位與功能聯
系
)
2
本單元知識從宏觀現象過渡到到微觀的本質，最終升華成化學語言，對思維能力和表達 能力提出了較高的要求。通過之前的學習，學生已經認識了元素符號、化合價、化學式等化 學語言，初步了解了部分化學反應，掌握了一些簡單的實驗操作，但現階段學生對知識的提 取和升華能力還較為薄弱。學生能了解簡單的實驗過程，描述常見實驗現象，但在分析比較、 總結概括方面還存在一定的困難。在教學中可以對實驗采用組內與組間分析比較相結合，讓 學生在實驗中體會知識上的聯系，形成系統性知識印象。學生通過認識質量守恒定律以及聯 系學過的文字表達式，對化學反應“質”的變化有了一定的了解，但對化學反應在“量”方 面的涵義很難體會。因此教學需要以此為切入點，引入能準確全面表述化學反應的化學語言 ——化學方程式，并引導學生從多角度理解和正確規范書寫。同時，培養學生理論聯系實際 的科學精神也是本單元教學的應有之義，因此需要結合知識的實際應用場景啟發引導學生， 使學生能夠利用化學方程式進行簡單的計算，進而理解化學定量研究的重要意義。
三、單元學習作業目標
(1) 能選取實驗證據說明、論證質量守恒定律，并能闡述微觀本質；
(2) 能利用化學反應相關知識分析、解釋簡單的自然界、生產生活和實驗中的現象；
(3) 能根據實驗事實用文字和符號描述、表示化學變化，能正確書寫常見的化學方程式；
(4) 能基于守恒和比例關系推斷化學反應的相關信息；
(5) 能根據化學方程式進行簡單的計算。
四、單元作業設計思路
以“化學反應及質量守恒定律”這一大概念為統攝，按照大概念、學科大概念、次級大 概念、核心概念和事實的順序整理出本單元作業的知識結構，如圖 1 所示。再根據知識結構， 整理出本單元的課時主題和目標，如圖 2 所示，再根據課時目標設計相關作業。
大概念
學科大概念
次級大概念
核心概念
事實
圖 1 ：大概念統領下的單元知識結構圖
(
第
一課時：質量守恒定律
) (
質量守恒定律
) (
第
二課時：化學方程式
) (
第三
課時： 利用化學方程式的簡
) (
單計算
)單元主題
課時主題
課時目標
3
能選取實驗證據說明、論證質量守恒 定律，并能闡述微觀本質；能利用化學反 應相關知識分析解釋簡單的自然界、生產 生活和實驗中的現象；能基于守恒關系推 斷化學反應的相關信息。
能根據實驗事實用文字和符號描述、表 示化學變化，能正確書寫常見的化學方程 式。能基于守恒和比例關系推斷化學反應 的相關信息。
在正確書寫化學方程式的基礎上，進行 簡單計算；認識化學計算對于解決實際問 題的重要意義；認識化學定量研究的實際 應用價值。
圖 2 ：單元課時主題和目標
五、課時作業
第一課時
課時目標：能選取實驗證據說明、論證質量守恒定律，并能闡述微觀本質；能利用化學反應 相關知識分析解釋簡單的自然界、生產生活和實驗中的現象；能基于守恒關系推斷化學反應 的相關信息。
基礎題 (必做題)
(改編題) 作業 1 ：利用質量守恒定律，完成下列各題：
(1) 某物質在氧氣中完全燃燒后，測得生成物中含有二氧化碳、水蒸氣、二氧化硫，則該物 質中一定含有的元素是 ,可能含有的元素是 。
(2) 銅能與稀硝酸反應，反應的化學方程式為：Cu +4HNO3 (濃) = Cu(NO3 )2+2Xt+2H2O ，則 X 的化學式是 。
(3) 用二氧化碳和氨氣合成尿素【CO (NH2 ) 2】是固定和利用二氧化碳的成功范例，其反應的 化學方程式為：CO2 + xNH3 = CO (NH2 ) 2 + H2O ，則 x 的值為 。
1. 參考答案：
(1)碳元素、氫元素、硫元素，氧元素 (2) NO2 (3) 2
2.時間要求：3 分鐘。
3.評價設計
錯誤分析：
(1) 錯寫可能是對質量守恒定律中元素守恒本質認識不清。
(2) 、 (3) 錯寫可能對質量守恒定律的本質：在化學反應中原子的種類和個數不變理解不
透徹。
評價表:
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(1) 無意義或 空白答案 會推斷個別化學 反應前后元素的 種類。 會推斷不同化 學反應前后元 素的種類 從化學反應前后元 素種類的角度分析 能利用質量守恒定 律分析化學反應前 后宏觀和微觀的變
(2) 無意義或 空白答案 會推斷單個化學 反應中物質的化 學式 會推斷不同化 學反應中物質 的化學式 從化學反應前后元 素種類、原子的種類 和個數的角度分析 能利用質量守恒定 律分析化學反應前 后宏觀和微觀的變
(3) 無意義或 空白答案 能完成單個化學 方程式的配平 能完成簡單化 學方程式的配 平 從化學反應前后原 子的種類和個數角 度分析 能以客觀事實和質 量守恒定律為基礎 正確理解化學方程 式
4.作業分析與設計意圖
本題根據質量守恒定律，應用化學變化中的守恒觀，測評學生對此概念的理解，使學生能 從宏觀和微觀兩個角度理解質量守恒定律，并能綜合運用。
(改編題) 作業 2 ：從 H2+Cl2 2HCl 中獲取的信息，錯誤的是 ( )
A.在反應前后，元素的種類沒有發生變化
B.在常溫下，氫氣和氯氣混合就可以發生反應
C.參加反應的氫氣與氯氣的質量總和與生成的氯化氫的質量相等
D. 在反應前后，氫原子和氯原子的數目都沒有改變
1.參考答案：B
2.時間要求：1 分鐘。
3.評價設計
錯選 A ，沒有理解質量守恒定律中的元素守恒；錯選 C ，沒有掌握質量守恒定律中的質量 守恒關系；錯選 D ，沒有正確理解質量守恒定律的微觀實質。
4. 作業分析與設計意圖
本題利用簡單的化學反應考查學生對質量守恒定律的宏觀意義和微觀實質的理解。通過本 題的練習可以讓學生較全面的掌握化學方程式所提供的各種信息。
提升題 (選做題)
(原創題) 作業 3：繼 2021 年 9 月我國科學家在實驗室首次實現了利用 CO2 人工合成淀粉 之后，2022 年 4 月，我國科學家又創新了一種 CO2 轉化的新路徑：通過電催化與生物合成相 結合，成功以 CO2 和 H2O 為原料合成了葡萄糖和脂肪酸。這些技術都為碳的捕集、利用、封存， 提供了全新的循環方案，為全球碳達峰、碳中和目標起到重大的支持作用。下列說法中不正 確的是 ( )
A.人工合成淀粉需要吸收大量的 CO2 ，有利于改善全球氣候變暖趨勢
B.由 CO2 和 H2O 合成的葡萄糖和脂肪酸的主要組成元素是碳、氫、氧
C.碳循環中的“碳”是指二氧化碳
D.在全球碳循環中，光合作用是消耗 CO2 的主要途徑
1.參考答案：C
2.時間要求：2 分鐘。
3.評價設計
錯選 A ，沒有認真閱讀題干或不理解全球變暖的原因；錯選 B ，沒有理解質量守恒定律 中的元素守恒，化學反應前后元素的種類不變；錯選 D ，對生物學科中的植物的光合作用的 實質沒有掌握。
4.作業分析與設計意圖
本題以我國科學家近期的科學成果為素材，聯系當前熱點環境問題，考查學生對質量守
4
恒定律的理解，并與生物學知識相結合。通過本題的練習，培養學生的愛國主義情感，建立 一定的環境保護意識并感受各學科之間的緊密聯系。
(改編題) 作業4： 某化學反應的微觀結構示意圖如下圖，下列說法正確的是 ( )
A.該反應生成了 3 種新物質 B.反應前后碳元素的化合價不變
C.反應前后元素和原子的種類均不變 D.生成物總質量小于反應物總質量
1.參考答案：C
2.時間要求：2 分鐘。
3.評價設計
錯選 A ，不會從微觀上區分物質的種類；錯選 B ，不能正確計算元素化合價；錯選 D ，對 質量守恒定律的宏觀涵義沒有正確認知。
4.作業分析與設計意圖
本題結合化學反應微觀示意圖，測評學生對質量守恒定律在宏觀和微觀涵義的理解，使學 生對質量守恒定律的理解從宏觀視角過渡到微觀本質，從而更深刻的了解化學反應。
拓展題 (選做題)
(改編題) 作業 5：閱讀下列短文，回答問題。
早在 17 世紀，質量守恒定律被發現之前，英國化學家波義耳曾做過一個實驗：在密閉的 玻璃容器中燃燒金屬時，得到了金屬灰，然后稱量金屬灰的質量，發現比原金屬的質量增加 了。該實驗導致波義耳與質量守恒定律擦肩而過。1756 年俄國化學家羅蒙諾索夫把錫放在密 閉的容器里煅燒，錫發生變化，生成白色的氧化錫，但容器和容器里的物質的總質量，在煅 燒前后并沒有發生變化。經過反復的實驗，都得到同樣的結果，于是他認為在化學變化中物 質的質量是守恒的。但這一發現當時沒有引起科學家們的注意，直到 1777 年法國的拉瓦錫做 了同樣的實驗，也得到同樣的結論，這一定律才獲得公認。
(1) 試解釋金屬灰的質量比原金屬質量增加的原因是 。
(2) 從質量守恒定律的發現歷程，你得到的啟示是 。
(3) 由于波義耳稱量方法上的原因，他錯過了發現質量守恒定律的機會。請你改進他的稱量
方法，以驗證質量守恒定律。
1.參考答案：
(1) 由于反應過程中空氣中的氧氣參與反應，反應后生成物的質量增加。
(2) 任何真理的得出都需要人們共同的努力；科學的結論需要通過實驗反復的驗證；科學真 理的獲得不是一蹴而就的。
5
(3) 在密閉的實驗裝置中進行實驗。
2.時間要求：3 分鐘。
3.評價設計
錯誤分析：
(1) 錯寫可能是對質量守恒定律的本質認識不清。
(2) 沒有認真閱讀短文，語言表達能力較差，沒有樹立科學的價值觀。
(3) 對質量守恒定律中反應前后質量不變是指反應物的總質量和生成物的總質量認識不足。 評價表:
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(1) 無意義或 空白答案 認識氣體參與反 應對質量的影響 認識影響反應體 系質量的常見因 素 從裝置和外界 物質影響的角 度分析 認識科學分析論證和合 理設計裝置對實驗準確 性的重要意義
(2) 無意義或 空白答案 能從質量守恒定 律的發現過程中 獲得啟示 能從不同科學規 律的探究過程中 獲得啟示 從探究過程和 遇到的問題角 度分析和體會 能體會科學發現的曲折 艱辛，感受共同努力和 積極進取的探索精神
(3) 無意義或 空白答案 從氣體參與反應 對質量影響的角 度分析 從不同反應環境 的質量影響因素 分析 能從造成質量 誤差的原因出 發進行分析改 進 能正確分析化學反應的 影響因素，在探究中兼 顧科學性和準確性
4.作業分析與設計意圖
本題以質量守恒定律的發現史為素材，測評學生對科學探究過程的綜合分析能力，使學生 能體會到科學真理艱辛的探究過程，有助于學生嚴謹科學態度的培養。
第二課時
課時目標：能根據實驗事實用文字和符號描述、表示化學變化，能正確書寫常見的化學方程 式。能基于守恒和比例關系推斷化學反應的相關信息。
基礎題 (必做題)
(改編題) 作業 1：下列化學方程式書寫正確的是 ( )
A. Mg+O2MgO
B.4Fe+3O22Fe2O3
C.2KMnO4==K2MnO4+MnO2+O2 ↑
D.CO2+Ca(OH)2===CaCO3 ↓+H2O
1.參考答案：D
2.時間要求：1 分鐘。
3.評價設計：
錯寫 A,沒有掌握化學方程式的配平；錯寫 B，對化學方程式要符合客觀事實沒有正確的理 解；錯選 C，沒有仔細檢查，有些化學反應需要一定的條件。
4.作業分析與設計意圖
本題利用常見的化學反應，測評學生對化學方程式書寫的掌握，使學生及時鞏固本節所學
6
知識，并能認識到到化學方程式的各要素缺一不可，進而理解化學學科的“宏-微-符”三者 之間的緊密聯系。
(改編題) 作業:2：寫出下列反應的化學方程式：
(1) 實驗室加熱高錳酸鉀制取氧氣： 。
(2) 實驗室加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣： 。
(3) 天然氣 (主要成分是甲烷 CH4 ) 是目前廣泛使用的一種清潔燃料，其燃燒后的產物是水 和二氧化碳： 。
(4) 將二氧化碳通入澄清石灰水【Ca(OH) 2】中，生成白色沉淀碳酸鈣和水： 。
1. 參考答案：
(
2
KMnO
4
＝
K
2
MnO
4
＋
MnO
2
＋
O
2
↑
)▲
(
MnO
2
▲
)2KClO3 ＝ 2KCl＋3O2 ↑
CH4＋2O2 CO2＋2H2O
CO2＋Ca(OH)2 ＝ CaCO3 ↓＋H2O
2.時間要求：4 分鐘。
3.評價設計
錯誤分析：
由于化合價知識以及利用化合價書寫化學式沒有掌握，導致化學式書寫錯誤；不能用化學 語言來表示質量守恒定律的微觀實質，化學方程式沒有配平；化學方程式的條件或符號沒有 寫。
評價表:
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
作業 2 無意義或空 白答案 能寫出文字 表達式 能寫出某些物 質的化學式 能完成方程式 中的所有物質 的化學式 能完整寫出化學方程 式，并理解方程式的 意義
4.作業分析與設計意圖
本題結合以往學生學過的化學變化以及生活實際為素材，測評學生對化學反應要素的了解 和對化學方程式書寫的掌握，使學生熟悉化學方程式的書寫方法和步驟，及時鞏固課堂所學， 并能認識到化學學科的“宏-微-符”三者之間的緊密聯系。
提升題 (選做題)
(原創題) 作業 3：我國自主研發的紅旗 H5-FCEV 采用“氫能源”發動機，不燃油、不充電、 無污染等特點。2022 年北京冬奧會期間，400 多輛氫燃料電池公交車在張家口忙碌著，助力
綠色冬奧。根據氫氣與氧氣反應的微觀示意圖，下列說法不正確的是 ( )
7
A.氫氣燃燒后的產物對環境沒有污染
B.氫能源屬于可再生能源
C.可以利用電解水的方法制取大量的氫氣作為燃料
D.該反應的化學方程式為 2H2 ＋O2 ＝2H2O
1.參考答案：D
2.時間要求：2 分鐘。
3.評價設計：
錯寫 A,沒有認真閱讀題干；錯寫 B，對能源知識沒有正確的理解；錯選 C，對能源的合理 獲取沒有足夠的認識。
4.作業分析與設計意圖
本題為原創題，利用國產“紅旗”轎車和 2022 年北京冬奧為知識背景，測評學生對質量守 恒定律的認知以及對微觀示意圖的理解，使學生能了解化學反應本質，增強學生的愛國主義 情感，培養學生綠色化學的科學理念。
(原創題) 作業 4：氯堿工業是化學工業的重要組成部分，主要是通過電解飽和食鹽水來獲 取重要的化工原料，并進一步加工成產品，對人類的生活生產具有重要意義。電解飽和食鹽 水的化學方程式如下：
2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2t+X
下列說法正確的是 ( )
A. X 的化學式為HCl
B.反應時每消耗 2 個 H2O 分子的同時生成 1 個 Cl2 分子
C.該反應每生成 40 份質量的NaOH 的同時生成 71 份質量的Cl2
D.該反應的反應類型屬于分解反應
1.參考答案：B
2.時間要求：2 分鐘。
3.評價設計：
錯選 A，是因為對化學反應前后元素的種類不變，原子種類和數目不變的特點不會應用； 錯選 C，是因為不清楚化學方程式在表達化學反應“量”方面的涵義；錯選 D 是因為不會通 過化學方程式中反應物和生成物判斷反應類型。
4.作業分析與設計意圖
本題通過設置與具體化工生產有關的化學反應為情境，從宏觀和微觀兩個角度測評學生利 用化學方程式表達化學反應的能力，使學生能從與生活生產有關的情境中深刻體會化學科學 與人類生活的緊密聯系，并能聯系所學知識，更好的理解化學反應。
拓展題 (選做題)
(原創題) 作業 5：某化學反應的反應物和生成物共有 3 種物質：A、B、C，其中物質 A、B 的 質量變化情況如下圖所示:
8
按要求完成下列問題：
(1) 請在圖中畫出物質 C 的質量隨時間變化圖像。
(2) 該反應中反應物是 ；反應類型是 。
(3) 若該反應中 A、B 均為單質，則 C 分子中原子的種類有 種。
(4) 若某次反應中消耗了4gA,則會消耗 gB,同時生成 gC。
1.參考答案
(1)
C
(2) A、B；化合反應 (3) 2 (4) 3；7
2.時間要求:5 分鐘。
3.評價設計
錯誤分析：對圖像的理解不足，不能正確理解圖中質量變化趨勢可以反應出該物質是反應 物或是生成物；不能正確使用質量守恒定律中的反應前后各物質的總質量不變進行計算；未 掌握化學方程式中各物質的相對分子質量和化學計量數的乘積之比就是各物質的反應質量比。
評價表：
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(1) 無意義 或空白 答案 根據生成物變化 畫出反應物變化 圖像 根據給定條件畫 出反應物或生成 物的變化圖像 能認識相關變化 圖像中各量的變 化情況和意義 能理解反應參與物間 質量關系并能在一定 條件下用圖像表述
(2) 無意義 空 白答案 能通過化學變化 中的質量增減判 斷反應物和生成 物和反應類型 能從微觀和宏觀 兩個角度判斷反 應物和生成物和 反應類型 能根據不同條件 判斷反應物和生 成物的種類和反 應類型 通過對質量守恒定律 的理解，從“質”和 “量”兩個角度認識 化學反應
(3) 無意義 空白答 案 能通過反應物元 素種類判斷生成 物中原子的種類 能通過反應物和 生成物相互判斷 元素種類和原子 的種類 能通過反應物和 生成物判斷參與 反應的元素和原 子的特點 能從宏觀和微觀上全 面客觀認識化學反應 的特征
(4) 無意義 空白答 案 根據某個反應物 變化質量計算其 他反應物和生成 物的變化質量 根據給定反應參 與物的質量變化 情況計算其他參 與物的質量變化 能通過反應各參 與物質量變化， 得出固定比例并 拓展應用 能從宏觀上認識化學 反應中各物質質量變 化關系
9
4.作業分析與設計意圖
本題結合質量守恒定律，利用對圖像的繪制和解讀，測評學生對化學反應宏觀和微觀特征 的理解，使學生能更好的理解質量守恒定律，更全面的認知化學變化。
第三課時
課時目標：在正確書寫化學方程式的基礎上，進行簡單計算；認識化學計算對于解決實際問 題的重要意義；認識化學定量研究的實際應用價值。
基礎題 (必做題)
(原創題) 作業 1：
目前，我國的航天技術已走在世界前列。北京時間 2021 年 10 月 16 日 0 時 23 分，神州 十三號載人飛船將“太空出差三人組”順利送入太空，并于 2022 年 4 月 16 日 9 時 56 分順利 著陸，三名航天員在中國空間站完美的完成了長達六個月的出差任務。從上圖中我們發現， 航天員在空間站里工作時身上并沒有氧氣罐，這是因為在空間站內是模擬地球空氣環境，其 中的氧氣并不是從地球上運輸上去的，而是由空間站的循環系統用電解水的方式制取，其水 源一方面由貨運飛船運輸上去，另一方面是來自航天員的尿液。資料顯示，一個成年人每天 約需 550 升的氧氣，要滿足三名宇航員每天正常的呼吸需求，則每日需要電解多少克的水？ ( ρ氧氣=1.429g/L；計算結果精確到小數點后兩位)
1. 參考答案：
解：三名宇航員每天需要氧氣的總體積=550L× 3=1650L
則所需氧氣的質量=1650L× 1.429g/L=2357.85g
設每日需要電解水的質量為x
2H2O 2H2 t + O2 t
36 32
X 2357.85g
36 x
32 = 2357 . 85 g
X = 2652.58g
答：每日需要電解 2652.58g 的水能滿足三位宇航員的供氧需求。
2.時間要求：5 分鐘。
3.評價設計
錯誤分析：未認真閱讀題干，算出三位宇航員每天所需的氧氣的總量，按一位宇航員進行
10
計算；設未知數時在后面帶上單位；化學方程式書寫錯誤；未找對正確的已知量和未知量及 相關物質的相對分子質量計算錯誤；列比例式時沒有對應；比例式計算錯誤；最后計算結果 沒有帶單位或結果沒有保留兩位小數。
評價表:
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
作業 1 無意義 或空白 答案 能明確題目 要求，將三位 宇航員每天 需要的氧氣 的質量計算 出來 能經過分析 題意，正確 的寫出化學 方程式 能按照化學計 算題的解題格 式，算出相關物 質的相對分子 質量與化學計 量數的乘積 能夠充分理解題意，完 成題中所提出的問題， 理解學習利用化學反 應方程式進行計算的 實際意義
4.作業分析與設計意圖
本題以三位航天員在太空艙中的生活環境為知識背景，測評學生化學方程式的書寫以及利 用化學方程式進行簡單計算的能力。通過閱讀材料和解決問題，使學生對我國航天事業更加 關注，更能體會航天員在太空生活的艱辛與不易。通過利用化學方程式分析計算，使學生熟 悉化學計算題的解題方法和步驟。對三位航天員每天的氧氣需求量的計算，也讓學生體會到 化學知識對科學技術的貢獻，從而培養學生崇尚科學、嚴謹求實的情感態度。
11
(原創題) 作業 2：
提升題 (選做題)
“土坑酸菜事件”近期在網絡上引起了整個社會對食品安全的高 度關注。酸菜作為一種傳統的美食，很受人們喜愛，但要制作出 符合衛生和食品安全標準的產品，還需要有嚴格規范的制作工藝， 其中有一種采用自然發酵的酸菜是利用乳酸菌將糖類轉化為乳酸， 進而使酸菜產生特別的風味。其中涉及主要化學反應的化學方程
式為：C6H12O6 (單糖) 2C3H6O3 (乳酸) 。酸菜中的乳酸可在人
體酶的催化作用下與氧氣反應生成 CO2 和 H2O。現提供制作酸菜的原材料 100kg,若其中所含糖 類物質折合成單糖約為 4.5kg,乳酸菌能將 80%的單糖轉化為乳酸，求：(1)理論上可產生乳酸 多少千克？ (2) 若產生的乳酸被人體以上述方式完全代謝，請根據題目內容寫出化學方程式 并計算共可產生 CO2 多少千克？
1.參考答案：
解：
(1) 由單糖轉化為乳酸的化學方程式可知，理論上可產生乳酸的質量為：4.5kg×80%=3.6kg
(2) 設可產生 CO2 質量為 X。 C3H6O3+3O23CO2+3H2O
90 132
3.6kg X
90 3.6kg
= X=5.28kg
132 X
答：理論上可產生乳酸 3.6 千克，若產生的乳酸被人體以上述方完全代謝，共可產生 CO25.28
千克。
2.時間要求:5 分鐘。
3.評價設計
錯誤分析：沒有認真讀題，不理解題意；設未知數時在后面帶上單位；化學方程式書寫錯 誤；未找對正確的已知量和未知量及相關物質的相對分子質量計算錯誤；列比例式時沒有對 應；比例式計算錯誤；最后計算結果沒有帶單位。
評價表:
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(1) 無意義 或空白答 案 能利用只含單個 生成物與反應物 的給定化學方程 式進行計算。 能利用含多個反應物 和生成物的給定化學 方程式進行計算 對已掌握的化學 反應能寫出化學 方程式，并進行 相關計算 對化學反應“質”和 “量”的涵義有較深了 解，能結合化學方程式 解決問題
(2) 無意義 或空白答 案 能利用簡單的給 定條件寫出化學 方程式，并計算出 反應中指定物質 的質量 能利用較復雜的給定 條件寫出化學方程 式，會利用化學反應 中某個參與物質量計 算出所有參與物的質 量 根據題目給定的 不同條件認識不 同的化學反應， 能寫出化學方程 式，并進行相關 的計算 會綜合題目內容，分析 篩選出有用信息，能用 化學語言表達并結合 已掌握知識和規律解 決問題
4.作業分析與設計意圖
本題結合社會熱點并與生物學知識相融合，測評學生閱讀提取信息及利用化學方程式進行 簡單計算的能力，初步體現跨學科學習的思想。通過進行簡單的化學定量計算，使學生更深 刻的認識科學與生活的關系，提升學生的綜合素養。
六、單元質量檢測作業
( 一) 單元質量檢測作業內容
基礎題 (必做題)
(原創題) 作業 1:化學方程式是科學認識化學反應的重要化學語言。請按要求寫出相應的化 學方程式：
(1) 某分解反應只有兩種單質生成，且均為氣體，其中一種氣體具有可燃性，另一種具有助 燃性，聯系所學知識寫出相應化學方程式： ；
(2) 木炭在燃燒時，若氧氣不充足，會產生有毒的一氧化碳，是造成“煤氣中毒”重要原因， 該反應的化學方程式為： ；
(3) 工業上常用氧炔焰來焊接或切割金屬，其原理是利用乙炔 (化學式為:C2H2 ) 在氧氣中燃 燒產生的火焰和高溫， 乙炔在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳和水，該反應的化學方程式 為： ；
(4) 焊接鋼軌時有時會用到鋁熱反應的原理：鋁在高溫下與氧化鐵反應生成鐵和氧化鋁，該 反應的化學方程式為： 。
1.參考答案：
12
(
Benjamin
List
David
MacMillan
)(1) 2H2O2H2 ↑+O2 ↑
(2) 2C+O22CO
(3) 2C2H2+5O24CO2+2H2O
(4) 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
2.時間要求：5 分鐘。
3.評價設計：
錯誤分析： 由于化合價知識以及利用化合價書寫化學式沒有掌握，導致化學式書寫錯誤； 不能用化學語言來表示質量守恒定律的微觀實質，化學方程式沒有配平；化學方程式的條件 或符號沒有寫。
評價表：
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
作業 1 無意義或空 白答案 能聯系已學化學 反應，寫出化學 方程式 會聯系生活生 產中的化學反 應，寫出化學方 程式 能綜合參與物 質、反應條件等 各方面信息進 行書寫 能意識到化學反 應中的各要素在 書寫化學方程式 中的作用
4.作業分析與設計意圖
本題從學生已學化學反應入手，聯系生活生產實際，測評學生對化學方程式書寫的掌握情 況以及知識的遷移應用能力，使學生能提升對化學反應的分析和表達能力，并能認識到知識
來源于生活而又作用于生活，樹立熱愛生活、崇尚科學的人生態度。
(原創題) 作業 2：閱讀短文，回答問題。
構建分子是一門困難的藝術。德國科學家 Benjamin List 和美國科學家 David MacMillan 因開發了一種精確 的分子構建新工具——有機催化——而被授予 2021 年諾貝爾化學獎。這項成果對藥物研究產生了巨大的 影響，并且使化學更為環保。催化劑，是控制和加速 化學反應的物質，但不會成為最終產品的一部分。例 如，汽車中的催化劑將廢氣中的有毒物質轉化為無害 分子；人體也含有數以千計的酶形式的催化劑，它們
雕刻出生命所必需的分子。催化劑是化學家的基礎性
工具，但研究人員長期以來一直認為，原則上只有兩種催
化劑：金屬和酶。Benjamin List 和 David MacMillan 之所以
被授予 2021 年諾貝爾化學獎，是因為在 2000 年，他們各
自獨立地開發了第三種催化，它被稱為不對稱有機催化。
有機催化劑有一個穩定的碳原子框架，更活躍的化學基團
可以附著在上面。例如， (如右圖所示) 就是一種不對稱
13
合成的催化劑，其的化學名稱為吡咯烷酮羧酸，是人體的 一種非必需氨基酸。通常所說的脯氨酸是 L-脯氨酸，天然存
脯氨酸 C5 H9NO2
在的一種氨基酸，常溫下本品為柱狀晶體，加熱下到 215-220℃ 迅速分解，能溶于熱水和乙 醇。
(1) 短文中能體現出催化劑特點的一句話是： ； 依據短文， 目前的催化劑有 種，分別是 。
(2) 脯氨酸(C5H9NO2 ) ，其相對分子質量為 ，其中氮元素的質量分數為 。 (用百分數表示，保留整數)
(3) 上圖所示是脯氨酸的結構式，圖中交點處表示碳原子，若無其他原子與其相連接則為氫 原子，則 的化學式可表示為 。
(4) 根據已學知識，寫出一個有催化劑參與的化學方程式： 。 1.參考答案：
(1) 催化劑，是控制和加速化學反應的物質，但不會成為最終產品的一部分；3，金屬、酶和有機 催化劑。
(2) 115，12%
(
MnO
2
)(3) C6H12
(4) 2H2O2 === 2H2O + O2 ↑
2.時間要求:5 分鐘。
3.評價設計：
錯誤分析：對課本所學的催化劑的概念理解不足，不能找出文中關于催化劑的描述；對相 對分子質量概念不理解，不會利用化學式進行相關計算，或者計算錯誤；不能理解題意，數 形轉化能力較差。
評價表：
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(1) 無意義 或空白 答案 能從課本催 化劑概念出 發，回答出催 化劑的部分 能 從 課 本 概 念 出 發，回答出催化劑 的全部特征 能從本文知識出 發，準確找出文中 關于催化的解釋 注意知識的再造理解， 在理解課本關于催化 劑的概念的基礎上，準 確把握催化劑的特征
(2) 無意義 或空白 答案 僅從原子個 數角度分析 能利用原子個數 和相對原子質量 進行計算 在計算出相對分 子質量的基礎上 完成元素的質量 分數的計算 聯系微觀原子個數到 宏觀質量之間的關 系，理解化學學科獨 有的特征
(3) 無意義 或空白 答案 僅能寫出碳 原子的個數 通過分析，能寫 出環狀結構中還 存在氫 能分析題意，理 解結構中每個碳 原子需要與兩個 氫相連 能運用分析比較的方 法，從分子構成角度 分析
(4) 無意義 或空白 答案 能書寫出文 字表達式 能書寫出簡單的 文字表達式和物 質的化學式 能分析題意，寫 出符合題意的化 學方程式 能從題意出發，找出 符合題意的有催化劑 參與的化學反應
4.作業分析與設計意圖
本題以 2021 年的諾貝爾化學獎為知識背景，通過對科普知識的閱讀和思考，測評學生化學 語言的掌握和對知識的分析、比較以及遷移運用能力，使學生了解化學前沿，提高對化學學 科的認識。
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提升題 (選做題)
(原創題) 作業 3: 目前全球氣候形勢嚴峻，過量的二氧化
碳排放使全球溫室效應加劇，氣象災害頻發。我國將力爭
在 2030 年前實現“碳達峰”，在 2060 年前實現“碳中和”，
體現出一個大國的擔當。要實現這些目標就需要降低二氧
化碳的排放，科學家研究發現二氧化碳經催化加氫可以轉
化為乙烯和水，既降低二氧化碳排放量又可以獲得重要的
化工原料乙烯 (C2H4 ) ，可以實現二氧化碳的有效轉化和
利用。其化學方程式為 2CO2+6H2C2H4+4H2O,據統計，2021 年全球二氧化碳排放量為約 363 億噸，我國 2021 年乙烯產量約為 3747 萬噸。若能將其全部轉化為乙烯， (1) 試計算可以獲 得乙烯多少億噸？約是我國 2021 年乙烯產量的多少倍 (結果保留整數) ？ (2) 從二氧化碳 的轉化利用中，你認為化學知識在環境保護中有什么作用？
1. 參考答案：
(1) 解：設可獲得乙烯的質量為 X。
2CO2+6H2C2H4+4H2O
15
88
363 億噸
= 363噸
28
X
X=115.5 億噸
115.5 億噸÷0.3747 億噸≈308
答：可以獲得乙烯 115.5 億噸，約是我國 2021 年乙烯產量的 308 倍。
(2) 可以通過化學反應將環境影響物轉化為資源；可以通過化學計算預測和評估資源；化學 技術的進步可以助力環境問題治理。 (或其他合理答案)
2.時間要求：5 分鐘。
3.評價設計：
錯誤分析：未認真閱讀題干，不能正確提取題中有效信息；設未知數時在后面帶上單位； 化學方程式書寫錯誤；未找對正確的已知量和未知量及相關物質的相對分子質量計算錯誤； 列比例式時沒有對應；比例式計算錯誤；計算結果沒有帶單位或沒有算出倍數關系。
評價表:
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
作業 3 無意義或空 白答案 能利用已有化 學方程式進行 簡單計算 會綜合分析條 件，利用化學方 程式進行多個 量的計算 能根據不同化學 反應具體情況， 寫出化學方程式 并進行相關量的 計算 能從化學和環境的 關系高度認識化學 反應的意義，理解化 學計算在解決實際 問題上的作用
4.作業分析與設計意圖
本題從關乎人類發展的環保主題出發，測評學生分析利用信息進行簡單化學計算的能力， 并考查學生對化學科學與環境保護關系的理解，使學生感受到化學科學的巨大潛力和深刻內 涵，使學生能更深刻了解化學與環境保護之間的關系，從而樹立強烈的社會責任感和使命感， 充分體現“科學精神與社會責任”的化學學科核心素養。
拓展題 (選做題)
(原創題) 作業 4：勇于質疑，大膽創新是我們在學習的過程中必備的科學精神。某化學興 趣小組的同學在學習了質量守恒定律后，在課本實驗的基礎上改進了實驗方案，繼續探究質
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量守恒定律。
項目一：探究質量守恒定律 (圖 1)
一、實驗儀器及試劑
錐形瓶、酒精燈、玻璃管、單孔橡皮塞、托盤天平、 自 制銅絲燃燒匙、醫用針管、火柴、 白磷等。
二、實驗裝置組裝:①用粗銅絲自制一個燃燒匙,穿過單孔塞 單孔到合適的位置;②醫用針管針頭穿過橡皮塞到合適位置;
③燃燒匙中放入適量白磷,放入錐形瓶內并塞緊橡皮塞。
圖 1
實驗操作：①在燃燒匙中放入適量的白磷,將做好的帶有
針管和燃燒匙的橡皮塞小心塞在錐形瓶口并塞緊,用托盤天平稱量其總質量為m1 ②檢查裝置 的氣密性③等錐形瓶內白煙消失后再用托盤天平稱量反應后裝置的總質量為m2 。⑤根據錐形 瓶外部自制銅絲燃燒匙的一端高度,用小木塊將酒精燈固定在自制銅絲燃燒匙的一端下面④ 點燃酒精燈用外焰加熱自制銅絲燃燒匙的一端，直至白磷燃燒。
請回答下列問題：
(1) 該實驗的正確操作步驟是 。 (2) 實驗過程中能觀察到的現象是 。 (3) 寫出該反應的化學方程式 。 (4) 你認為該實驗裝置的優點是 。 (寫出一點即可) 項目二：拓展探究
在學習質量守恒定律時，老師還做了鎂的燃燒實驗，發現燃燒產物中除了白色的氧化鎂還 有部分黃色固體，這種物質是如何產生的呢？老師利用數字化實驗儀器測定了鎂粉在密閉容 器中燃燒時氧氣的濃度和壓強的變化情況，如圖 2 和圖 3 所示。
圖 2
實驗數據：
圖 3
實驗前 實驗后 變化值
O2 的濃度 20.72% 11.63% 減小了 %
壓強 101.72kPa 88.60kPa 減小了 %
資料圖片：
(5) 計算出氧氣的濃度和壓強的變化值填入上表中。 (保留到小數點后兩位)
(6) 依據圖像和查閱資料分析：鎂條在空氣中燃燒是可能與 發生了反應，你的理 由是 。試寫出該反應的化學方程
式 。
1.參考答案：
項目一：探究質量守恒定律
(1) ②①⑤④③
(2) 錐形瓶內的白磷開始燃燒,產生大量白煙,針管活塞先上升后下降
(3) 4P + 5O2 2P2O5
(4) 實驗在密閉的裝置內進行，對環境沒有污染；實驗的可操作性強，節約時間。 項目二：拓展探究
(5) 9.09 12.90
(6) 氮氣；由于壓強的變化值遠大于氧氣濃度的變化值，說明空氣中的其他氣體可能也與鎂 發生了化學反應，并根據資料，氮化鎂的顏色為黃色，所以可能是氮氣與鎂發生了化學反應； 3Mg + N2 Mg3N2
2.時間要求：8 分鐘。
3.評價設計
錯誤分析：沒有理解驗證質量守恒定律實驗的實質，對實驗操作順序思路不清；實驗現象 描述不完整；化學方程式書寫出現化學式錯誤或未配平；無法正確分析實驗裝置圖的優點； 不理解題意或計算錯誤；不能從資料中提取信息和空氣成分出發分析題意；化學方程式書寫 錯誤。
評價表：
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
作業 4 無意義 或空白 答案 能聯系已學過 的知識，寫出已 學過的化學反 應方程式 能分析實驗裝 置，理解驗證質 量 守恒定律的 實驗過程 能綜合分析課本 實驗和本題的創 新實驗，利用對 比的方法找出本 實驗的優勢 能從“宏-微-符- 圖”多 角度分析實驗，總結出 實驗現象與微觀本質 之間的關系，并從圖像 分析得出正確的實驗 結論
4.作業分析與設計意圖
本題通過對驗證質量守恒定律的改進實驗進行探究，測評學生對實驗方案的理解能力、 實驗過程的分析能力、實驗數據的分析處理能力以及對實驗結論的歸納總結能力，使學生在 學習課本實驗的基礎上，結合對創新實驗的學習，從而有效提升探究能力和創新意識，并學 會從“宏-微-符-圖”多重角度分析問題，深層次體驗化學學科的知識特點。
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單元項目研究
(原創題) 作業 5：
在學習了質量守恒定律之后，老師給化學研究小組的同學們布置了一項任務：研究各種 不同版本的化學教材，探究有氣體生成的化學反應是否遵守質量守恒定律的實驗設計，同學 們集思廣益，能不能設計出更合理的實驗方案，大家共同討論。
經過小組同學們的認真整理，將各種不同版本的化學教材中的實驗設計進行匯總，如下 圖所示：
說明： 第一類：人教版(2012 年) 教材所設計的一個敞開體系， 稀鹽酸與碳酸鈉反應前后質量的測定； 第二類：科教版 (2012 年) 設計的密閉體系，稀鹽酸與 石灰石反應前后質量的測定； 第三類，滬教版 (2012) 在第二類方案基礎上改進的密 閉體系； 第四類，教師改進實驗，利用礦泉水瓶創設更牢靠的密 閉體系，稀鹽酸與石灰石反應前后質量的測定。
經查閱資料發現： 圖 1
1.碳酸鈉和稀鹽酸反應以及石灰石和稀鹽酸反應均會產生二氧化碳氣體；
2.托盤天平的精確度一般為 0.1g 或 0.2g；
3.當氣球膨脹時，會產生向上的浮力。
請同學們仔細研究上述教材中所設計實驗的不足之處，能否從上述實驗的不足之處得到啟 發，重新設計實驗方案，驗證有氣體生成的化學反應是否遵守質量守恒定律。
1. 參考答案：
①分析各類教材的實驗裝置不足之處：
第一類設計未考慮到在敞口裝置中進行有氣體生成的反應，會因氣體散失造成較大的質量誤 差，不利于理解質量守恒定律。
第二類設計因氣球膨脹導致浮力增大，對稱量結果影響較大。
第三種設計氣密性差，生成氣體的氣壓大，易沖開瓶塞。
第四種設計由于生成的氣體質量略少，氣體逸出后產生的質量差較小，數據不明顯。
②探究實驗設計參考答案：
一、實驗儀器和藥品
500mL 塑料水杯 1 個 (帶過濾網) ，1：3 稀鹽酸，石灰石，電子天平 (精度 0.1g 和 0.01g 的各一臺) 等。
二、實驗原理與實驗裝置
反應物是稀鹽酸和石灰石，實驗裝置如圖 2 所示，使用電
子天平替代托盤天平，過濾網盛放塊狀石灰石，水杯盛放稀
鹽酸。擰緊杯蓋，形成“密閉體系”，打開瓶蓋，形成“敞
開體系”。
三、操作步驟 (如圖 3 所示)
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(1) 在過濾網上放入若干 (8 至 10 顆) 粒石灰石，水杯中倒入一定量 (60-80 mL) 的 1：
3 鹽酸。將過濾網放進水杯，擰緊杯蓋，把整個裝置正放到電子天上，稱量，把反應前的質 量記錄為m1
(2) 倒立裝置，石灰石與稀鹽酸接觸，可以觀察到有大量氣泡冒出。讓反進2行 20 至 30 秒， 然后正立裝置，石灰石與稀鹽酸分開，反應停止，稱量，記錄反應后的質量m2。
(3) 慢慢擰開杯蓋，防止氣流帶走水蒸氣等。聽見強烈的氣流聲響，二氧化碳逸出，杯蓋斜 扣在杯子上。稱量，記錄反應后敞開體系的質量m3。
(4) 記錄實驗數據，在密閉體系下，m1 ＝m2 ，化學反應前后質量總和是相等的。除去儀器、 未參加反應的石灰石和稀鹽酸的質量，可推出參加反應的各物質的質量總和，等于反應后生 成的各物質的質量總和。敞開體系下，m1＞m3 ，化學反應前質量總和大于反應后，結合實驗現 象可知，是由于氣體外逸所致。
圖 3
2.時間要求： 自由控制。
3.評價設計
錯誤分析：不能結合本單元所學內容，全面考慮各種實驗裝置在實驗過程中可能出現的問 題，或對所存在的問題描述不準確。
評價表：
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(1) 無意義或 空白答案 從某個儀器角度 分析 從某個實驗裝置 整體分析 從不同實驗裝置 間的聯系角度分 析 能認識到實驗設 計直接影響實驗 效果
(2) 無意義 或空白 答案 從現有教材出 發，改進某個儀 器，進行思考 從單個實驗裝置 的問題出發 從各種實驗裝置 的問題綜合考慮 能發散思維，從實 驗創新角度設計 實驗
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