1.1物质的分类及转化（2课时） 教学设计 2022-2023学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

连山壮族瑶族自治县连山中学 教学设计（教案） 课题 1.1物质的分类及转化 教材版本 高中化学人教版必修一 学段 2022-2023学年度第一学期 课型 新授课 计划课时 2课时 备课人 李旭苗 编写时间 2022年 9 月 5 日 学科 化学 适用年级 高一 第1课时：物质的分类及转化 教学内容分析 “元素与物质的分类”是《普通高中化学课程标准（2017年版）》中主题2“常见的无机物及其应用”中二级标题“元素与物质”的内容，在新人教版教材中位于第一章“物质及其变化”的第一节“物质的分类及转化”。本节内容既承接了初中的相关知识，又为后续化学反应的分类以及元素化合物的知识打下基础，同时对学生核心素养（尤其是“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”）的发展亦起到重要作用。 从章标题来看，新教材将旧教材中的第二章移至第一章，很好地衔接了初中化学的相关内容，降低了学生初学高中化学知识的难度。从节标题来看，本节内容增加了“物质的转化”这部分内容，使学生认识到物质转化的途径。在本课时的具体内容设置方面，新人教版在物质分类方法层面变化不大，但增加了物质分类的角度（通过物质性质分类），并加入同素异形体、酸（碱）性氧化物、物质的转化等知识点，体系更加完整。 学情分析 1.学生已了解或掌握的与本节课相关的知识点如下： （1）物质由元素组成； （2）物质的分类； （3）CO2、CaO的化学性质。 2.学生已具备一定的推理能力（演绎推理、类比推理等），但还需要教师加以引导。 教学目标 1.能根据元素组成和物质性质对物质进行分类； 2.能结合物质的类别说明或预测物质的性质，进而实现物质的转化； 3.能体会到分类对化学研究的重要意义。 重、难点分析 重点：物质的树状分类法；酸（碱）性氧化物；物质的转化 难点：物质的转化 学法指导 1.问题链（围绕着框图中的物质进行一系列问题驱动） 2.演绎推理（含碳元素物质的分类、同素异形体、Na2O的性质物质的转化） 3.类比推理（碱性氧化物的性质） 教学用具 多媒体课件 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 引入课题 [情境]从生活中寻找物质的分类 [问题1]大型超市里有成千上万种商品，为什么你能够迅速挑出你所需要的商品？ [任务1]在超市找到你想吃的薯片 [分析]这个任务中，我们明确分类的目的是为了方便寻找物品，他决定了分类的标准，即按物质的用途功能分类，从而决定分类的结果 [讨论1]请大家寻找我们生活中分类的例子 [展示]一起来看看快递机器人是如何在一堆快递中快速分拣的；这也大大提高了快递物流的效率 [举手发言] 超市按照商品的用途将商品进行分类 [分析]先找到食品区域，再寻找膨化食品 [分析]垃圾分类，实验室物品分类，图书馆书籍 环节一 认识物质的分类 [概念]分类：把某些特征相似的事物归类到一起的方法 [讨论2]没有分类的世界模样会怎样？ [分析]分类的目的与意义：为了让我们更好地认识物质，创造物质，大千世界中的110多种元素构成了成千上万种物质，更需要我们进行分类学习 [思考] 面对丰富多彩的物质世界，我们可以分类认识和研究物质，那么，怎样分类才能更有效地帮助我们认识和研究物质呢？ ①根据元素的组成分类 [展示]一些含碳元素的物质 分类的目的是为了全面研究物质，他决定了分类的标准，即基于物质的组成、结构、性质、用途等多角度分类 ，从而决定分类的结果 [展示]框图呈现许多物质的化学式 [问题1、2]组成这些物质的元素有哪些？ 你能从元素组成的角度将这些物质分类吗？ [总结]树状分类法——对同类物质进行再分类 [问题3]上面列出了一些含碳元素的物质，如何根据物质的分类进行梳理？ [分析]我们来学习新的概念，由同一种元素形成的几种性质不同的单质，叫做这种元素的同素异形体 [举例]如金刚石、石墨和C60是碳元素的同素异形体，请同学们在表格中找出同素异形体。 [思考]将含碳元素的物质进行分类以后，请观察含碳元素的盐，如何进一步细分？ [总结]交叉分类法——对同一个事物以多种标准进行分类 [举例]根据分类的标准不同，我们可以分别以这些盐所含阳离子或者阴离子的不同进行分类 [提示]在分类的过程中，我们要强调分类的标准 注意：标准应具体化，不能含糊，树状分类中不能有交叉的情况出现。 [思考]刚刚的框图中还有不少氧化物，如何对氧化物分类？ [分析]按照刚才分析的方法，我们可以根据元素组成将氧化物分为金属氧化物和非金属氧化物 [思考]氧化铁还有二氧化碳大家应该都熟悉，它们分别具有什么性质？ [假设]同一类物质应该有相似的性质 ②根据物质性质分类 [任务]请根据CO2、SO3的相关化学方程式，得出酸性氧化物的性质——都能与碱反应生成盐和水。我们可以发现：同类物质性质相似。 [思考]学习了酸性氧化物的概念和性质，那么碱性氧化物又是怎样的呢？ 碱性氧化物的性质——都能与酸反应生成盐和水 [思考]物质的组成与性质之间是否存在某种关联？ 大多数金属氧化物是碱性氧化物 大多数非金属氧化物是酸性氧化物 其他氧化物： CO、Al2O3、H2O等 [总结]在选择分类标准时，要从组成与性质两个方面综合考量，才能得到比较正确的分类结果，才能探寻出物质及其变化的本质规律！ [思考]如何吸收烟气中的SO2？ [总结] [回答] 乱七八糟的衣柜 [学生活动] 根据组成物质的元素数目，对物质进行分类 [学生活动] 从刚刚得到的物质类别的角度对含碳元素的物质进行整理 评价1：将含碳元素的物质进行“单质、氧化物、酸、盐”进行分类 [回答]碳酸盐、钠盐、钾盐 [回答] 回顾并思考氧化物的分类（元素组成的角度） [分析]回顾CO2的化学性质，学习酸性氧化物的概念，体会从性质的角度对物质进行分类。 [分析] 根据酸性氧化物的性质，类比得出碱性氧化物的概念和性质。 [回答]SO2属于酸性氧化物，依据酸性氧化物的共性；类比CO2性质，可以预测的SO2能够与水、碱性氧化物、碱反应 环节二 认识物质之间的转化关系 [思考]为什么CaO能制备CaCO3？ [分析]元素的守恒思维，都含有钙元素 根据同类物质具有相似的性质，组成相似，可以从微观层面去推理物质的性质 比如碳酸盐均含有碳酸根离子，我们学过的碳酸钙可以与盐酸反应，则可以推理出碳酸盐能与酸反应 [活动]回顾酸碱盐的化学性质 ·其中酸与活泼金属的反应、盐与金属的反应属于置换反应；其他均为复分解反应 [问题1]为什么要强调某些盐？ 复分解反应的发生是有条件的，需要生成物是沉淀↓ 、气体↑ 、水（离子的浓度会减少） [问题2]为什么要求是“可溶性物质”？ 为了更利于反应的进行，使反应物充分转化成产物 [问题3]转化的最终产物有什么？盐 [学生活动]回顾酸碱盐的化学性质 环节三 建构物质间的转化模型 [总结]根据物质的组成和性质，通过化学变化可以实现物质的转化；转化过程中，元素不变 [任务]教材P11思考与讨论 在Ca、C守恒过程中，除了物质类别不同，还有什么不同？ ·初模仿Ca、C单质的转化路径，尝试书写Na、S单质的转化路径 ·还可以怎么完善上述路径转化关系图？ 金属单质和非金属单质反应生成盐（Na+Cl2） 活泼金属单质与盐反应生成另一种盐和另一种单质 [讨论]为什么要学习物质的转化？ 工业生产还要综合考虑： 原料来源、成本、环保、能耗、反应条件、设备条件…… [思考]工业上如何制备NaOH？ ①先想元素组成 ②再想物质类别、反应类型 ③思考可行性 [课堂巩固] [课堂小结] [回答]确定制取某类物质的可能方法（制备物质） 板书设计 作业布置 课外（预计用时30分钟） 教后反思 第2课时：分散系及其分类 教学内容分析 本节课在新人教版教材中位于第一章“物质及其变化”的第一节“物质的分类及转化”。分散系的概念既承接了初中关于溶液、浊液的相关知识，也是对上节课中“物质的分类”的进一步细化。胶体作为一类重要的分散系，在生产生活中有着重要的应用。对胶体相关知识的学习有助于学生完善认知结构，体会化学的实用价值，并在学习的过程中发展多方面的素养。 与旧人教版相比，新人教版删除了从状态角度对分散系的划分（9种分散系），改为讨论胶体的分类，避免了旧教材中的分散系分类矛盾。新教材还将胶体的介稳性、电泳、聚沉等拓展部分删除，只保留了最核心的内容。 学情分析 通过本节教材第一课时的学习初步把握了简单的分类方法及其应用，知道溶液和浊液属于混合物，但还没有从分散系的角度对混合物进行分类。在生活中，已经接触过很多的分散系、胶体的实例，初中物理中学过光的散射，为丁达尔效应的理解打下了基础。学习过氢氧化铁是一种沉淀，难以理解胶体这种存在状态。胶体知识与学生以前所学的知识有所不同，它研究的不是某种物质所特有的性质，而是物质的聚集状态所表现出来的性质。这对学生而言是一个较为陌生的领域，是学生通过分类思想来研究物质、观察物质新的切入点。 教学目标 1、认识胶体是一种分散系及胶体的性质。 2、能根据牛奶及其他物质的丁达尔效应进行推理、归纳，形成初步结论。 3、能利用胶体知识解释生活中的现象，解决生活中的实际问题。 重、难点分析 1、 教学重点：分散系的概念及分类；胶体的丁达尔效应 2、 教学难点：对胶体的概念和性质的理解 学法指导 1、讲授法（牛奶的历史） 2、探究法（牛奶的探究） 3、实验法（氢氧化铁胶体的制备、丁达尔效应） 4、任务驱动法（去除牛奶中的乳糖） 教学用具 多媒体课件，胶体的制备实验用品 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 引入课题 [情境]一顿营养丰富的早餐，是一整天精力充沛的保证。在早餐的选择上，有人偏爱豆浆油条，有人钟情牛奶面包。我们总是将前者称为中式早餐，后者称为西式早餐。 [疑问]然而，牛奶文化真的是“舶来品”么？ 其实牛奶在我国有着悠久的历史，远比我们印象要早。早在2000多年前，牛奶已载入《礼记》和《周礼》等古书中。从唐、宋的本草经一直到李时珍的《本草纲目》，都把牛奶及其乳制品当作滋补的食品。牛奶在中国有着悠久的历史， [思考]那为什么大部分的中国人在历史上没有养成喝牛奶的习惯呢？本节课我们将牛奶作为探究的主角。 认真倾听，感受中华文化的博大精深。 思考情境问题 环节一 认识分散系 [问题]从认识化学物质的角度，你怎样来描述牛奶呢？ [分析]上节课我们利用分类的方法让纯净物枝繁叶茂，这节课我们一起给混合物开枝散叶。初中学过哪些混合物？ [任务]以CuSO4溶液、泥水、振荡后的油水混合物为例，说说有什么相同点和不同点？ 共同点：一种或几种物质分散到另一种物质里，形成的混合物 [新概念]由一种（或多种）物质以粒子形式分散到另一种（或多种）物质中形成的混合物，叫做分散系。我们初中接触过的溶液和浊液也是常见的分散系。溶液这种分散系中，溶质是分散质，溶液是分散剂。 [思考]请同学们想一想，我们生活中的分散系还有哪些？并指出它们的分散质和分散剂。 [思考]接下来，我们继续研究牛奶到底是什么分散系？ （展示资料卡片：牛奶主要成分） 微波炉加热后，牛奶表面会结皮，这是由于牛奶中的脂肪凝结了。 [回答]牛奶：是乳白色不透明液体，是混合物…… [学生活动] 碘酒、可乐、血液、雾霾、合金钢…… 分析上述分散系中的分散质和分散剂 [分析] 牛奶中有可溶物如无机盐等，牛奶具有溶液属性； 牛奶具有乳浊液的属性。 环节二 认识胶体 [展示]我们用另一种方式来观察牛奶。 展示稀牛奶的丁达尔效应。同学们观察到了什么？ [新概念]我们把这种现象称为丁达尔效应。丁达尔效应一种光学现象，是分散质微粒对可见光（波长为400~700nm）散射而形成的。 当分散质粒子＜1nm时，对光的作用主要为透射；当分散质粒子＞100nm时，对光的作用主要是折射和反射；当分散质粒子为1～100nm时，对光的主要作用是散射。 我们就按照分散质粒子的大小，将分散系分为溶液、胶体、浊液。 [思考]稀牛奶中可以观察到丁达尔效应，说明什么？ [问题]还有什么分散系也是胶体呢？ 【实验演示】Fe(OH)3胶体的制备 1、向40ml冷水中加入5～6滴饱和FeCl3溶液，得到黄色液体。用激光笔照射，没有观察到丁达尔效应。 2、向40ml沸水中逐滴加入5～6滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸，生成的红褐色物质是什么？ FeCl3＋3H2O = Fe(OH)3(胶体)＋3HCl 得到的液体均一、透明，外观是和溶液一致，是Fe(OH)3溶液么？怎样确认？ [小结]胶体的定义和性质 稀牛奶胶体和Fe(OH)3胶体的共同点都是液体，我们称为液溶胶。除了在液体中能观察到丁达尔效应，在其他状态的体系中是否也能观察到？ [演示]喷雾和玉髓的丁达尔效应 根据分散剂状态不同，胶体又可分为： 气溶胶：烟、云、雾； 液溶胶：Fe(OH)3胶体、牛奶胶体 固溶胶：有色玻璃、烟水晶 [回答] 观察到了液体中出现了一条光亮的通路。 [分析] 说明稀牛奶中有直径在1～100nm的分散质粒子，牛奶具有胶体的属性。 [分析] 1、黄色液体是FeCl3稀溶液； 2、生成的红褐色物质是Fe(OH)3。利用丁达尔效应，可观察到丁达尔现象，说明Fe(OH)3没有溶解，而是生成了Fe(OH)3胶体粒子。 红褐色液体是Fe(OH)3胶体。 [回答] 还有分散剂为气体的气溶胶，分散剂为固体的股溶胶 环节三 拓展应用 丁达尔效应在生活中很常见 [图片展示]空气中的丁达尔效应 [过渡]虽然牛奶的营养价值高，但并不是人人都适合。很多人喝完牛奶后会出先腹胀、腹泻的烦恼，这都是由于乳糖不耐症引起的。据调查统计，中国人大部分都有乳糖不耐性状。那么我们该如何在不改变牛奶的口感下，将牛奶中的乳糖去除呢？ [提示]1、我们如何去除粗盐中的泥沙？ 2、过滤的原理是什么？ 3、可利用什么原理来分离牛奶中的乳糖？ 膜分离技术介绍： 在膜分离技术中，我们使用的“筛子”有两种，孔径比较大的那个我们叫它“超滤膜”(孔径10-20nm左右)，它能将牛奶中的蛋白质、脂肪截住，让其他物质流出。孔径比较小的那个我们叫它“纳滤膜”(孔径1-2nm左右)，能把乳糖截住，让水、无机盐、矿物质等流出。 在牛奶依次通过两层膜之后，我们把被超滤膜截住的那部分加入到最后流出的液体中混匀，得到的就是不含乳糖的牛奶，同样适合有乳糖不耐症的人群饮用。 关于牛奶的探究本节课到此结束，但是牛奶的更多知识还等着大家课后继续去解锁。 牛奶是一种复杂的混合体系，同时具有溶液、胶体、浊液的属性。大家可以用同样的方法探究生活中另外一种传统的饮品—豆浆。 观看，体会生活之美、化学之美 [分析] 1、过滤 2、将浊液倒在有小孔的滤纸上，利用液体的重力使分子直径较小的液体通过滤纸的小孔，而不溶性固体的直径较大无法通过滤纸，从而将不溶性固体与液体进行分离 3、利用乳糖分子大小与牛奶中其他分散质粒子不同，达到分离的目的。 板书设计 作业布置 课外（预计用时30分钟） 教后反思 - 1 - 学科网（北京）股份有限公司 $$