資源簡介

(共24張PPT)
探尋火箭發(fā)射的奧秘
——第五單元課題1《質(zhì)量守恒定律》
探索浩瀚宇宙，發(fā)展航天事業(yè)，建設航天強國，是我們不懈追求的航天夢。
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學習目標
通過舊知遷移，確定火箭的燃料，小組合作探究“火火箭”升空過程中的質(zhì)量變化，并利用實驗進行驗證，通過NOBOOK數(shù)字化實驗從宏觀角度體會化學變化中物質(zhì)的質(zhì)量關系、逐步構建質(zhì)量守恒定律模型，初步從定量視角認識物質(zhì)變化及發(fā)展化學守恒觀。
通過重溫化學史，親歷科學家的實驗探究過程，形成“世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是守恒的”辯證唯物主義觀點，能理性看待科學發(fā)展過程中的失誤和局限性，發(fā)展化學學科育人價值。
通過動手實踐，使用磁鐵吸片模擬再現(xiàn)木炭燃燒的微觀反應過程，運用質(zhì)量守恒定律模型到實際生產(chǎn)生活之中，從微觀角度闡釋質(zhì)量守恒定律的本質(zhì)，初步建立宏微觀相結合的化學變化定量研究思維，培養(yǎng)科學態(tài)度和社會責任感。
任務一：始尋火箭燃料
回顧舊知
1.火箭燃料的種類
火箭燃料
固體燃料：火藥
古代
液體燃料：液氧汽油、液氧酒精、液氧甲烷、偏二甲肼/四氧化二氮、液氧液氫……
現(xiàn)代
2.燃燒的條件
評價二
評價一
評價量表
任務一：
始尋火箭燃料
任務二：先探火箭原理
01
猜想你的火箭內(nèi)部有哪些必備的系統(tǒng)？
群策群力
任務二：先探火箭原理
提出問題
化學反應前物質(zhì)總質(zhì)量與化學反應后物質(zhì)總質(zhì)量的關系是怎樣的？
形成假設
假設一：
化學反應前物質(zhì)總質(zhì)量與化學反應后物質(zhì)總質(zhì)量相等
假設二：
化學反應前物質(zhì)總質(zhì)量與化學反應后物質(zhì)總質(zhì)量不相等
子任務一：基背景 促需求
提出問題：“火火箭”升空過程中質(zhì)量如何變化呢？
托盤天平、電子天平、酒精燈、集氣瓶、橡膠塞、單孔橡膠塞、玻璃導管、氣球
任務要求：以木炭作為燃料，利用提供的實驗用品，小組設計驗證質(zhì)量變化的實驗方案，繪制實驗裝置。
科學探究
藥 品
儀器
木炭、沙子
子任務一：基背景 促需求
氣球的作用是什么？
如果沒有氣球，可能出現(xiàn)哪些結果？
橡膠塞的作用是什么？
緩沖氣壓
反應放熱，氣體膨脹沖開橡膠塞
形成密閉體系
如果沒有橡膠塞，可能出現(xiàn)哪些結果？
二氧化碳氣體逸散，使得反應后總質(zhì)量減小
子任務二：系事實 正假設
初步假設：碳和氧氣的質(zhì)量總和等于二氧化碳的質(zhì)量。
初構模型
鐘罩
燃燒匙
無線二氧化碳、氧氣濃度傳感器
子任務二：系事實 正假設
碳 + 氧氣 二氧化碳
點 燃
氧氣
二氧化碳
剩余氧氣
反應消耗的部分
剩余的部分
0s
0.0359％
原有二氧化碳
反應生成的部分
原有的部分
木炭燃燒過程中二氧化碳和氧氣體積分數(shù)隨時間的變化曲線
子任務二：系事實 正假設
初步假設：碳和氧氣的質(zhì)量總和等于二氧化碳的質(zhì)量。
完善模型
修正假設：碳和氧氣的質(zhì)量總和等于二氧化碳的質(zhì)量。
參加化學反應的
反應后生成
適用于所有化學反應？
子任務三：選體系 展探究
提出問題：如何選擇有代表性的反應驗證假設成立？
形成思路
學習體驗
實驗目的
選擇反應體系
1
2
3
4
探究化學反應前后物質(zhì)的質(zhì)量關系
傳統(tǒng)實驗方案較難驗證有氣體參加的反應質(zhì)量守恒
根據(jù)是否有氣體參與將化學反應分類
在各類別中選擇反應進行驗證
小貼士
用天平稱量化學試劑時，干燥的固體試劑應放在紙上或容器(如小燒杯、表面皿)中稱量，易潮解的試劑應放在容器中稱量。
子任務三：選體系 展探究
子任務三：選體系 展探究
實驗驗證
沒有氣體
參與的反應
有氣體
參與的反應
銅+氧氣 氧化銅
加熱
鐵+硫酸銅 銅+硫酸亞鐵
鐵+氧氣 四氧化三鐵
點燃
氫氧化鈉+稀鹽酸 氯化鈉+水
碳酸鈉+稀鹽酸 氯化鈉+水+二氧化碳
過氧化氫 水+氧氣
二氧化錳
任務要求：選擇反應，利用提供的實驗用品，小組完成實驗，記錄實驗現(xiàn)象，并比較反應前后總質(zhì)量的變化。
碳酸鈣+稀鹽酸 氯化鈣+水+二氧化碳
鎂+ 氧氣 氧化鎂
點燃
溫馨提示
氫氧化鈉和稀鹽酸的反應：
向滴有酚酞的氫氧化鈉溶液中加稀鹽酸現(xiàn)象更為明顯
子任務四：得結論 深認識
初步假設：碳和氧氣的質(zhì)量總和等于二氧化碳的質(zhì)量總和。
升華模型
修正假設：參加化學反應的碳和氧氣的質(zhì)量總和等于反應后生成的二氧化碳的質(zhì)量總和。
碳和氧氣
得出結論：參加化學反應的 的質(zhì)量總和等于反應后生成的 的質(zhì)量總和。
二氧化碳
各物質(zhì)
各物質(zhì)
子任務四：得結論 深認識
質(zhì)量
守恒
定律
波義耳（英） 羅蒙諾索夫（俄）
拉瓦錫（法）
認知進階
子任務五：闡本質(zhì) 解問題
活化模型
提出問題：如何從微觀角度解釋質(zhì)量守恒定律？
任務要求：仿照木炭燃燒反應微觀粒子變化過程，小組討論，利用磁鐵吸片，解釋過氧化氫分解實驗所涉及的化學反應的微觀實質(zhì)。
＋
碳
(C)
氧氣
(O2)
二氧化碳
(CO2)
子任務五：闡本質(zhì) 解問題
參加反應的各物質(zhì)的質(zhì)量總和與生成物的各物質(zhì)的質(zhì)量總和為什么相等？
以過氧化氫分解為例，從微觀和宏觀兩個角度來分析質(zhì)量守恒的原因？
微觀
原子的種類不變
原子的數(shù)目不變
原子的質(zhì)量不變
宏觀
元素種類不變
元素質(zhì)量不變
反應物和生成物的總質(zhì)量不變
變化前
變化中
變化后
分解
重組
子任務五：闡本質(zhì) 解問題
硝酸鉀 + 木炭 + 硫 硫化鉀 + 氮氣 + 二氧化碳
火箭燃料燃燒過程中為什么質(zhì)量減小？
點燃
汽油/酒精/甲烷 + 氧氣(液) 二氧化碳 + 水
點燃
氫氣(液) + 氧氣(液) 水
點燃
偏二甲肼 + 四氧化二氮 水 + 二氧化碳 + 氮氣
點燃
應用模型
評價二
評價一
評價量表
任務二：
先探火箭原理
課堂總結
今天我學到了…
我對…感到驚訝。
我從這節(jié)課上學到的最有用的東西…
我想搞得更清楚的事情主要是…
我不確定的一件事是…
這節(jié)課我最喜歡的是…
我對…很感興趣。
當堂檢測
1. (2023湖北宜昌改編)下列現(xiàn)象能用質(zhì)量守恒定律解釋的是(　　)
A. 蔗糖溶于水后總質(zhì)量不變
B. 一定質(zhì)量的氫氣和氮氣混合后質(zhì)量不變
C. 飽和硝酸鉀溶液升溫，溶液質(zhì)量不變
D. 高錳酸鉀受熱分解后，剩余固體的質(zhì)量比高錳酸鉀的質(zhì)量小
2.銅在空氣中銹蝕會生成銅綠[Cu2(OH)2CO3]，銅綠加熱分解后不可能生成的物質(zhì)是(　　)
A. CuO B. H2O C. SO2 D. CO2
D
C
當堂檢測
3.(教材P114圖改編)如圖所示是氫氣在點燃的條件下與氧氣反應生成水的微觀示意圖，下列說法中正確的是(　　)
A. 生成物是混合物
B. 化學反應前后原子的數(shù)目和種類均不變
C. 反應前后各元素的化合價均不變
D. 該反應既不是化合反應也不是分解反應
B
我想，我們已無法確定
究竟化學的哪一面更讓我們驚嘆；
或許是化學表面上的美麗與壯闊；
更或許是表面上波瀾不驚，
實則內(nèi)里早已波濤洶涌的微觀碰撞。
Chinese rockets
了解航天應用、認識大國重器、磨煉航天精神
超越自我局限、培養(yǎng)嚴謹態(tài)度、提升工程素養(yǎng)

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