2019-2020年高中化學 1.1《豐富多彩的化學物質》教案 蘇教版必修1.doc

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2019-2020年高中化學 1.1《豐富多彩的化學物質》教案 蘇教版必修1 一、學習目標 1.知道化學科學的主要研究對象，知道化學是在分子層次上認識物質和合成新物質的一門科學。 2.初步認識物質的科學分類方法，學會從不同角度（尤其是物質的組成和性質角度）對常見物質進行分類。認識分類等科學方法對化學研究的作用，能嘗試運用比較、分類的方法對信息進行加工。 3.掌握四種基本反應類型，能根據化合價的變化判斷是否氧化還原反應。認識基本反應類型與氧化還原反應之間的關系。 4.了解化學家研究物質及其變化的方法和內容，體會化學的學科價值。 二、教學重點及難點 物質的分類方法；物質之間的轉化規(guī)律。 三、設計思路 本課設計以“化學家眼中的物質世界”為切入口，通過故事激發(fā)學生從化學的角度去認識物質世界的興趣，探討物質的分類方法及不同物質之間的轉化規(guī)律，并從不同角度對化學反應進行分類。 四、教學過程 [導入]在同學們眼中，什么是化學？化學家們又是些什么樣的人呢？在化學家眼中，物質世界是怎樣的呢？ 我們都知道，巧克力是情人節(jié)的首選禮物，然而化學家卻在思考：這是為什么呢？經研究，他們發(fā)現在巧克力中含有一些物質，食用后能令人產生愉悅的感覺，這樣的氛圍中，愛人更加可愛。這就是為什么要送巧克力了。 再如臭腳丫，那種氣味可不敢恭維，是什么物質如此難聞呢？化學家們研究發(fā)現，原來是一種叫做“硫醇”的物質作怪，硫醇的結構與我們學過的乙醇相似，只是其中的氧換成了硫?；瘜W家研究了硫醇，又利用其特殊的氣味，將其少量添加到無色無味的煤氣中去。這樣萬一煤氣泄漏，我們就能聞到其氣味了。 這就是化學家眼中的物質世界。他們絕不只是穿著白大褂，在一堆試管和燒杯中擺弄各種藥品的人。對于我們早已習慣的物質世界，化學家們總是保持著敏銳的洞察力和強烈的探索欲望，他們在分子、原子水平上研究物質的組成、結構、性質和變化規(guī)律。下面，讓我們以“化學家”的眼光來觀察、認識、研究我們周圍的物質世界，做好準備了嗎？ 化學世界絢麗多彩，千姿百態(tài)，目前已知物質的種類超過千萬種，每年還有大量新物質不斷被合成出來。這么多的物質，我們該如何去認識呢？一種一種地去學習，現實嗎？ 化學家們將眾多的物質進行分類研究，揭示出其內在的規(guī)律。每一類物質的組成、結構和性質有相似之處，有利于我們通過類比的方法進行學習和研究。 一、物質的分類 [交流與討論]按一定的依據對教材P3“交流與討論”的物質進行分類。引導得出結論：可以從不同的角度、用不同的標準對物質進行分類。 非均勻混合物： 混合物 均勻混合物： 按組成分 非金屬單質： 單質 金屬單質： 純凈物 有機化合物: 化合物 氧化物： 酸： 無機化合物 堿： 鹽： …… ［問題解決］根據物質的組成對下列物質進行分類。 鈣(Ca)　氯氣(Cl2)　氯化鈣(CaCl2)溶液　硫酸(H2SO4)　碳酸鈣(CaCO3)　氧化鈣(CaO)　氫氧化鈣[Ca(OH)2]。 同一類物質在組成或某些性能方面往往具有一定的相似性。因此，對物質進行合理的分類，有助于我們按物質的類別進一步研究物質的組成、結構和性質，達到“掌握一種物質”而“貫通一類物質”的目的。 例如，什么是酸？酸有哪些通性？ 再如，CaO、Na2O等能與酸反應生成鹽和水，這可不可以作為我們的一個分類依據呢？答案肯定的，由于這類氧化物具有共同的性質，它們屬于同一類氧化物——堿性氧化物；而CO2、SO2等能與堿反應生成鹽和水，他們則被稱為酸性氧化物。 ［過渡］每一類物質有相似的性質，而不同類別的物質之間則可能發(fā)生相互轉化。 二、物質的轉化 哪些類別的物質之間可以發(fā)生轉化?它們之間的轉化需要怎樣的條件？ ［交流與討論］2.1完成下表所列的物質的轉化類型，并將你知道的其他的轉化類型補充到表中。 物質的轉化類型 化學方程式 單質化合物 堿性氧化物堿 酸性氧化物酸 酸鹽 ［交流與討論］鈣的金屬活潑性比鎂強，電解熔融的氯化鈣可以得到金屬鈣和氯氣，鈣與氯氣反應又能生成氯化鈣。請你盡可能多的寫出表示圖中物質之間轉化的化學方程式，并將你的結果與同學交流討論。 ［討論］根據化學反應的特點，我們也可將化學反應分為不同的反應類型來研究。 ［整理與歸納］根據化學反應的特征（如參加反應的物質種類或種數），完成表1－4的填充。 　　　 反應類型 實例 A＋B＝AB AB＝A＋B AB＋C＝A＋CB AB＋CD＝AD＋CB ［過渡］寫出一氧化碳還原氧化鐵的方程式，它屬于那種基本反應類型呢？用現有的分類方法我們無法劃分，即四種基本反應類型不能包括所有反應。就像不同種物質間有多種分類方法一樣，化學反應也還有其他的分類依據與分類方法。 ［小結］根據化學反應過程中元素的化合價是否發(fā)生變化，可以將化學反應分為氧化還原反應和非氧化還原反應。四種基本反應類型中，哪種反應一定會伴隨著化合價的升降，哪種反應可能有化合價的升降，哪種反應一定不會有化合價的升降呢？ [討論]基本反應類型與氧化還原反應的關系。 [本課小結］這一課我們學習了物質的分類和物質之間的相互轉化，根據不同的分類標準，物質可以分成很多種類別，物質之間的轉化可以分成四種基本反應類型，也可以根據化合價是否變化將化學反應分為氧化還原反應和非氧化還原反應。 第1單元 課時2 物質的量 一、學習目標 1.認識物質的量及其單位——摩爾的含義，初步學會定量的研究方法。 2.理解物質的量、物質的粒子數、物質的質量、摩爾質量之間的聯(lián)系，能根據它們之間的關系進行簡單的計算。 3.理解用化學方程式表示反應物和生成物之間物質的量的關系，體會定量研究的方法對研究和學習化學的作用。 二、教學重點及難點 物質的量及相關概念。 三、設計思路 本課時主要介紹物質的量及其單位和摩爾質量。物質的量這個詞對學生來說比較陌生、抽象、難懂，因此，使學生正確地理解物質的量這一概念，是學生學好這一節(jié)知識的前提條件之一。 本節(jié)課通過啟發(fā)、對比等教學方法，讓學生從我們熟悉的知識來理解物質的量、摩爾、摩爾質量等概念，從而達到突出重點，突破難點的教學目的。 另外，在進行物質的量及摩爾的教學時，強調“物質的量”這個物理量只適用于微觀粒子，使用摩爾作單位時，所指粒子必須十分明確。在進行關于摩爾質量的計算教學時，還應強調解題格式的規(guī)范化，因為規(guī)范化的解題格式有助于學生對概念的理解和鞏固。 點燃 四、教學過程 [導入] 化學方程式H2 + Cl2 ==== 2HCl的含義有哪些? 物質的轉化：氫氣和氯氣在點燃條件下生成氯化氫。 微觀粒子的數目：一個氫分子和一個氯分子結合生成兩個氯化氫分子。 質量關系：每2g氫氣和71g氯氣反應生成73g氯化氫。 根據微觀粒子數目關系和質量關系，我們能得出怎樣的結論？2g氫氣和71g氯氣含有相同數目的分子。這個數目是多少呢？由于這些微觀粒子的質量都很小，這個數字很大，經測定約為6.021023個，科學家將其稱為阿伏加德羅常數，符號為NA，表示為6.021023 mol-1。 如此龐大的數字使用和計算都不是非常方便，因此科學家將6.021023個微粒作為一個集合體，稱為1 mol。這樣就將分子、原子、離子等我們肉眼看不見的粒子，與客觀存在、具有一定質量的物質聯(lián)系起來。 [練習] 1 mol H2約含 氫分子。 1 mol H約含 個氫原子。 1 mol SO42-約含 個硫酸根離子。 從上面的練習可知，摩爾是一個單位，可以用來衡量物質所含粒子數的多少。克是質量的單位，米是長度的單位，那么摩爾是什么物理量的單位呢？這個物理量叫做“物質的量”，就像長度可用來表示物體的長短，溫度可表示物體的冷熱程度一樣，物質的量是用來表示物質所含一定數目粒子集合體的多少， 一、物質的量 1.物質的量是一個物理量，符號為 n，單位為摩爾(mol)。 2.1 mol粒子的數目是0.012 kg 12C中所含的碳原子數目，約為6.021023個。 3.1 mol粒子的數目又叫阿伏加德羅常數，符號為NA，單位mol－1。 物質的量只規(guī)定了所含粒子數目的多少，但并沒規(guī)定粒子種類，所以，使用摩爾時應注明所指粒子是哪種。 練習：判斷正誤，說明理由。 A. 1 mol氫 沒有指出是分子、原子或離子 B. 1 molCO2 √ C. 1 mol小米 小米不是微觀粒子 4.使用摩爾時，必須指明粒子的種類，可以是分子、原子、離子、電子等。 練習：根據摩爾的有關知識，進行計算。 （1） 1.2041024個H2含多少 摩爾氫分子？ （2） 5 mol O2中有多少個氧分子？ （3） NA個水分子的物質的量是多少？ 教師引導學生總結得出：粒子數目、阿伏加德羅常數、物質的量三者的關系為： 5. N=nNA 練習： （1）0.5 mol H2O中含有 個水分子。 （2）2 mol H2O中含有 個水分子， 個氫原子。 （3）1 mol H2SO4中含有 個H2SO4分子， 個硫酸根離子。 （4）1 mol HCl溶于水，水中存在的溶質粒子是什么?它們的物質的量各是多少? （5）1個水分子中有 個電子，1 mol H2O中呢? 二、摩爾質量 1.定義：1 mol任何物質的質量，稱為該物質的摩爾質量。用符號M表示，常用單位為gmol－1 ［問題解決1］ 　參考下列解題方式，完成下列計算： ?。?）9.8 g H2SO4的物質的量　　　　　　　。（0.1 mol） ?。?）10.6 g Na2CO3的物質的量　　　　　　。（0.1 mol） ?。?）0.25 mol CaCO3的質量　　　　　　　　。（25 g） 　（4）2.0 mol H2O的質量　　　　　　　　。（36 g） ［問題解決2］ 根據上述計算，歸納物質的量（n）與物質的質量（m）、物質的摩爾質量（M）之間的關系　　　　　。 2.數學表達式： ［問題解決3］寫出下列反應的化學方程式，并說明反應中反應物和生成物的物質的量的關系。 ?。?）氫氧化鈉和硫酸的反應?！　　　　　　　　　　　　　　　。弧　　? ?。?）氧化鐵在高溫下與一氧化碳的反應?！　　　　　　　　　　　?；　　　　　　 　（3）氯酸鉀（KClO3）加熱分解生成氧氣和氯化鉀的反應。　　　??；　　　　　　　　 　（4）過氧化氫（H2O2）分解成氧氣和水的反應?！　　　　　　　?；　　　　　　　 ［例題］483 g Na2SO410H2O中所含的Na＋和SO42－的物質的量各是多少？所含H2O分子的數目是多少？ ［解］Na2SO410H2O的相對分子質量為322，摩爾質量為322 gmol－1。 則Na＋的物質的量為3.00mol，SO42－的物質的量為1.50mol，H2O的物質的量為15.0mol。 答：483 g Na2SO410H2O中所含的Na＋的物質的量為3.00 mol ，SO42－的物質的量為1.50mol，H2O分子的數目約為9.031024。 ［小結］物質的量是一個基本物理量，單位為摩爾，它表示含有一定數目的粒子集體，1 mol物質含有阿伏加德羅常數個粒子。物質的量這一物理量可以把微觀粒子和宏觀質量聯(lián)系起來：N=nNA= NAm/M。 第1單元 課時3 物質的聚集狀態(tài) 一、學習目標 1.知道不同聚集狀態(tài)物質的一些特性，根據物質的存在狀態(tài)進行分類，知道固、液、氣態(tài)物質的一些特性。 2.了解影響氣體體積的主要因素，初步學會運用氣體摩爾體積等概念進行簡單的計算。 3.引導學生從微觀角度理解化學物質的存在狀態(tài)，在原有基礎上提升對化學物質的認識，同時為后續(xù)內容的學習打好必要的基礎。 二、教學重點及難點 理解氣體摩爾體積等概念并進行簡單的計算 三、設計思路 本課時設計先從學生熟悉的“三態(tài)”這一宏觀特征引入，探究影響物質體積的微觀原因，讓學生體驗從宏觀到微觀的研究方法，從而引出“氣體摩爾體積”的概念，通過一定的討論、辨析，初步理解“氣體摩爾體積”這一重要概念。 四、教學過程 [導入]日常生活中接觸到的物質豐富多彩，例如自由流動的空氣、香氣撲鼻的咖啡、晶瑩剔透的水晶等等。這些物質都是由大量原子、分子、離子等微觀粒子聚集在一起構成的。 物質有哪些常見的聚集狀態(tài)呢？氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)。 不同狀態(tài)的物質物理性質上有哪些差異？固體有固定的形狀，液體沒有固定的形狀，但有固定的體積，氣體沒有固定的形狀和體積；氣體容易被壓縮，而固體、液體不易被壓縮。 為什么固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)物質之間存在這些差異？如何解釋這種差異呢？結構決定性質。 指導學生閱讀、分析教材表1-3，形成認識：由于微觀結構上的差異，三種不同聚集狀態(tài)的物質各有獨特的性質。 [過渡] 通過上一節(jié)課的學習，我們知道，1 mol任何物質的粒子數目都相等，約為6.021023個，1 mol物質的質量若以克為單位，在數值上等于構成該物質的粒子的相對原子(分子)質量。那么，1 mol物質的體積有多大呢? 若已知物質摩爾質量，即1 mol物質的質量，要知道其體積，還需要什么條件?密度。 由于氣體的體積受溫度和壓強的影響較大，要比較1mol不同物質的體積，我們需要規(guī)定為同一溫度和同一壓強，化學上將0℃，1.01105Pa規(guī)定為標準狀況。 完成表格（標準狀況下1mol不同物質的體積） 物 質 摩爾質量/g?mol-1 密 度 1mol物質的體積 Al 26.98 2.70 g?cm-3 9.99 cm3 Fe 55.85 7.86 g?cm-3 7.11 cm3 H2O 18.02 0.998 g?cm-3 18.06cm3 C2H5OH 46.07 0.789 g?cm-3 58.39cm3 H2 2.016 0.0899g?L-1 22.43L N2 28.02 1.25 g?L-1 22.42L CO 28.01 1.25 g?L-1 22.42L [結論] 1. 1 mol不同的固態(tài)或液態(tài)物質，體積不同。 2. 在相同狀況下，1 mol氣體的體積基本相同。 3. 1 mol固體和液體的體積較小，1mol氣體的體積較大。 [討論] 1．為什么固體或液體的體積較小，而氣體較大？ 2．為什么相同狀況下1mol固體或液體的體積不相同？而1mol氣體的體積相同？ 3．物質體積即物質所占據空間的大小取決于哪些微觀因素? 4．不同狀態(tài)的物質體積主要取決于什么因素? 5．從微觀角度看，溫度和壓強的改變對氣體分子有何影響？ 影響物質體積大小的因素 微觀因素 狀態(tài) 微粒的數目 微粒的大小 微粒的間距 固、液態(tài) 氣態(tài) [小結] 1.物質體積的大小取決于物質粒子數的多少、粒子本身的大小和粒子之間的距離三個因素。 2.由于固體、液體中微粒堆積緊密，間距很小，所以含一定數目粒子的固體和液體的體積主要取決于微粒的大小。不同物質的微粒大小不等，所以1mol固體、液體體積相差較大。 3．氣體分子間距離遠遠大于分子的直徑，所以其體積主要取決于微粒的間距。 4.在固態(tài)和液態(tài)中，粒子本身的大小不同決定了其體積的不同，而不同氣體在一定的溫度和壓強下，分子之間的距離是近似相同的，所以，粒子數相同的氣體有著近似相同的體積。 5. 溫度、壓強的改變會引起氣體分子間距離的變化，氣體的體積受溫度、壓強的影響很大，因此，討論氣體的體積時，必須指明外界條件。 [過渡] 對于氣體而言，測量其體積要比稱量其質量方便得多。由于同溫同壓下，物質的量相同的任何氣體具有相同的體積，這就給我們研究氣體的性質帶來了方便。 氣體摩爾體積：單位物質的量的氣體所占的體積。 符號：Vm，，表達式：Vm= ，單位：Lmol-1 標準狀況下，1 mol任何氣體的體積都約是22.4 L (或氣體在標準狀況下的摩爾體積約是22.4 Lmol-1)。 同溫同壓下，氣體的體積只與氣體物質的量有關，而與氣體分子的種類無關。 同溫同壓下1mol任何氣體的體積都相等，但未必等于22.4 L。 [判斷] 1.標準狀況下，1 mol任何物質的體積都約為22.4 L。(，物質應是氣體) 2.1 mol氣體的體積約為22.4 L。(，未指明標準狀況) 3.標況下，1 mol O2和N2混合氣體(任意比)的體積約為22.4 L。(√，氣體體積與分子種類無關) 4.22.4 L氣體所含分子數一定大于20 L氣體所含的分子數。(，未指明氣體體積是否在相同條件下測定) 5.任何條件下，氣體的摩爾體積都是22.4 L。(，標準狀況下) 6.只有在標準狀況下，氣體的摩爾體積才能是22.4 Lmol-1。(，不一定) [過渡] 同溫同壓下，相同體積的氣體物質的量相等，那么同溫同壓下，若氣體體積比為2∶1，其物質的量是什么關系？ [結論] 同溫同壓下，氣體的體積比等于其物質的量之比。 [練習] 例1：13g鋅與足量的稀鹽酸完全反應，最多可收集到多少體積（標準狀況）的氫氣？ 解：13g鋅的物質的量為0.2mol Z n + 2HCl === ZnCl2 + H2↑ 1mol 22.4L 0.200mol22.4L 0.2mol V(H2) 1mol V(H2)== ==4.48L 答：最多可收集到4.48L（標準狀況）氫氣。 注意：解題時單位左右對應，上下一致的要求。 練習：要生成18g水，需要標準狀況下氫氣的體積為多少?氧氣的體積為多少? 第1單元 課時4 物質的分散系 一、學習目標 1.了解分散系的含義，學會根據分散質粒子大小對分散系進行分類，知道膠體是一種常見的分散系，了解膠體的重要性質和應用，知道膠體區(qū)別于其他分散系的本質特征和鑒別方法。 2.知道電解質和非電解質，能通過實驗現象，探求電解質溶液導電的本質原因，能夠從微觀角度理解化學物質的存在狀態(tài)，初步學會電離方程式的書寫。 3.體會分類研究的方法在分散系、化合物中的運用。 二、教學重點 膠體區(qū)別于其他分散系的本質特征和鑒別方法；電離方程式。 三、設計思路 溶液和濁液這兩種混合物雖然初中也涉及過，但是，還沒有從分散系的角度對混合物進行分類。膠體的知識研究的不是某種物質所特有的性質，而是物質的聚集狀態(tài)所表現出來的性質。這對學生而言是一個較為陌生的領域，是學生通過分類思想來研究物質、觀察物質的新的切入點。膠體的性質表現在很多方面，教學中可聯(lián)系生活實際，加深了解有關膠體的性質和重要應用，使學生認識到物質的性質不僅與物質的結構有關，還與物質的存在狀態(tài)有關，從而拓寬學生的視野。 在溶液導電性實驗的基礎上引出電解質和非電解質的概念，然后，通過介紹氯化鈉在水中的溶解和電離，引出NaCl電離方程式的書寫，以及酸、堿、鹽的電離方程式，為后續(xù)課程學習離子方程式打下基礎。 四、教學過程 [導入] 初中我們學過溶液和濁液，它們都是一種或多種物質分散到其它物質中形成的，我們可以將它們稱為分散系。溶液和濁液的性質有哪些差異？它們?yōu)槭裁磿羞@樣的差異？它們的本質區(qū)別是什么？ 溶液和濁液的本質區(qū)別在于分散質粒子的直徑大小： 濁液：分散質粒子的直徑大于10-7m； 溶液：分散質粒子的直徑小于10-9m。 那么，分散質粒子的直徑介于10-7m到10-9m之間的分散系叫做什么呢？它又有哪些特殊的性質呢？ 我們將分散質粒子的直徑介于10-7m到10-9m之間的分散系稱為膠體，膠體有一些特殊的性質。 [實驗1] 氫氧化鐵膠體對光的作用（丁達爾效應） 實驗步驟：把盛有硫酸銅溶液和氫氧化鐵膠體的兩只小燒杯放在暗處，用聚光手電筒（或激光筆）從側面照射燒杯。 實驗現象：從垂直于光線的方向觀察到氫氧化鐵膠體中有一條光亮的通路（丁達爾現象），而硫酸銅溶液中則沒有。 實驗結論：溶液和膠體對光的作用是不同的。 應用：如何用簡單的方法鑒別膠體和溶液？ [實驗2] 膠體的凈水作用 在兩只燒杯中分別加入相同量的含有懸浮顆粒物的渾濁污水，再向其中的一只燒杯中加入10mL氫氧化鐵膠體，攪拌后靜置片刻，比較兩只燒杯中液體的澄清程度。 實驗步驟：向兩只燒杯中加入相同量的含有懸浮顆粒物的渾濁污水，再向其中一只燒杯中加入10mL氫氧化鐵膠體，攪拌后靜至片刻。 實驗現象：加入氫氧化鐵膠體的燒杯中的液體變得澄清。 實驗結論：氫氧化鐵膠體能夠使水中懸浮的固體顆粒凝聚沉降，氫氧化鐵膠體可以用于凈水。 應用：自來水廠用含鋁或含鐵的化合物做凈水劑，其實是利用膠體吸附水中的懸浮顆粒并沉降，從而達到凈水的目的。 你能舉出幾種生活中有關膠體性質或應用的例子嗎? [過渡] 我們又從另一個角度認識到了物質世界的豐富多彩：當一種或幾種物質分散到其它物質中時，由于分散質粒子的大小不同可以形成不同的分散系——溶液、膠體和濁液。事實上，即使同樣為溶液，物質在溶解時也有差異，有些物質溶于水后能導電，而有些物質溶于水后則不導電，這又是為什么呢？ [實驗2] 溶液的導電性實驗： 實驗步驟：在五只小燒杯中分別加入NaCl溶液、NaOH溶液、稀鹽酸、酒精溶液和蔗糖溶液，組裝好儀器，接通電源。 實驗現象：NaCl、NaOH、HCl溶于水后能導電，酒精、蔗糖溶于水后不能導電。 分析：溶于水能導電的NaCl、NaOH、HCl稱為電解質，而酒精、蔗糖稱為非電解質。為什么電解質溶液會導電?原來它們溶于水后，在水分子的作用下發(fā)生電離,生成了自由移動的水合離子,從而使溶液具有導電性。 結論：在水溶液里或熔融狀態(tài)下能導電的化合物叫做電解質，無論在水溶液里還是在熔融狀態(tài)下均不能導電的化合物叫做非電解質。 電離方程式：表示酸、堿、鹽等電解質在溶液中或熔融狀態(tài)下電離成能夠自由移動的離子的式子。 [練習] 書寫氯化鈉、硫酸和氫氧化鋇的電離方程式。