第一单元 物质及其反应的分类 第2课时 （教学设计） 化学苏教版2019必修第一册

第一单元 物质及其反应的分类 第2课时 物质的转化及化学反应的分类 一、知识目标 1.能根据物质的组成、性质掌握酸、碱、盐、氧化物等物质的转化方法，会书写相关化学方程式。 2.能判断四大基本反应类型，掌握氧化还原反应的定义及判断方法，理解氧化还原反应与四大基本反应类型的关系。 3.了解无机物与有机物的转化实例，体会化学在物质转化中的作用。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识物质的类别及转化关系，从微观上理解氧化还原反应中元素化合价变化的实质。 2.证据推理与模型认知：通过分析化学反应实例，建立判断化学反应类型的思维模型，培养逻辑推理能力。 3.科学态度与社会责任：了解化学发展历史中物质转化的重要贡献，增强对化学学科的兴趣和社会责任感。 一、教学重点 酸、碱、盐、氧化物之间的相互转化；氧化还原反应的定义、判断及与四大基本反应类型的关系。 二、教学难点 氧化还原反应概念的理解及判断；物质转化中化学方程式的书写及反应类型的判断。 本节教学内容出自苏教版2019必修第一册专题1第一单元第2课时《物质的转化及化学反应的分类》。本课时内容在整个化学知识体系中具有重要地位，它是在学生学习了物质分类的基础上，进一步深入探讨物质之间的转化关系以及化学反应的分类方式，起到了承上启下的作用。一方面，它是对初中化学知识的深化和拓展，帮助学生构建更加系统、完整的化学知识框架；另一方面，为后续学习元素化合物知识、化学反应原理等内容奠定了坚实的基础。 按照教材编排，本课时聚焦于物质的转化和化学反应的分类两部分。 物质的转化涵盖了酸性氧化物、碱性氧化物、酸、碱、盐等不同类别物质之间的相互转化，以及无机物与有机物的转化，通过具体的化学方程式和实例，让学生深入理解物质转化的规律和方法。化学反应的分类则在初中四大基本反应类型的基础上，引入了氧化还原反应的概念，引导学生从元素化合价变化的角度重新认识化学反应，拓宽了学生对化学反应本质的认识。 教学对象为初高中过渡阶段的学生，他们在知识储备和思维能力方面具有一定的特点。在知识基础上，学生在初中阶段已经学习了一些常见物质的性质和化学反应，对物质的分类有了初步的了解，但对于物质之间的转化关系和化学反应的分类还停留在较为浅显的层面，缺乏系统性和深入性的认识。例如，学生虽然知道酸和碱能发生中和反应，但对于酸、碱、盐、氧化物之间更复杂的转化关系还不够熟悉。 在思维能力方面，学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对直观、具体的化学现象和实例更容易理解，但对于抽象的概念和理论，如氧化还原反应中元素化合价的变化，理解起来可能存在一定的困难。 此外，学生的自主学习能力和归纳总结能力还有待提高，需要教师在教学过程中加以引导和培养。因此，在教学过程中，教师应充分考虑学生的实际情况，结合生活实例和实验演示，将抽象的知识形象化、具体化，帮助学生更好地理解和掌握教学内容。同时，引导学生通过自主探究、合作交流等方式，培养他们的思维能力和学习能力，逐步适应高中化学的学习要求。 教学环节一 新课导入 【展示并提问】同学们，这里有一种未知化合物，经过检测，已知其成分为Na2SO3。根据我们上一节课学过的物质分类知识，大家想一想，它属于哪一类物质呢？能不能预测一下它可能具有的性质呢？而且从元素组成进一步细分，它又属于哪类盐呢？它的阴离子SO32-与我们学过的哪种离子结构相似呢？带着这些问题，让我们一起深入探究物质的转化以及化学反应的分类。 设计意图 提出一系列问题，引导学生运用已学的物质分类知识进行思考和分析，自然地引出本节课关于物质转化和化学反应分类的主题，让学生明确学习方向，带着问题去探索新知识，提高学习的主动性和积极性。 教学环节二 物质的转化 活动一：课堂思考引入 【引入】同学们，在实验室中我们发现了一种未知化合物，经过检测已知其成分为 。根据上节课学过的物质分类知识，大家思考一下它属于哪一类物质呢？能不能预测它可能具有的性质呢？而且从元素组成进一步细分，它又属于哪类盐呢？它的阴离子SO32-与我们学过的哪种离子结构相似呢？ 【学生回答】从元素组成看， 属于盐。进一步细分，它属于亚硫酸盐。它的阴离子 与我们学过的 结构相似。 【讲解】对， 可能发生的反应有哪些？ 【学生活动】学生分组讨论，对上述物质进行分类，并代表发言说明分类依据。如与酸反应：；与盐反应（如与 生成沉淀）：。 设计意图 通过实验室未知化合物的情景，引发学生对物质分类和性质的思考，自然地引入本节课关于物质转化的内容，激发学生的学习兴趣和探究欲望。 活动二：酸性氧化物的转化 【讲解】我们已经知道了 的一些性质和反应，接下来我们来系统地学习不同类型物质之间的转化规律。比如酸性氧化物、碱性氧化物、酸、碱、盐等物质之间是如何相互转化的呢？ 【展示并讲解】酸性氧化物的转化关系图，如酸性氧化物的转化： 与水反应生成 （），与碱反应生成盐和水（），与碱性氧化物反应生成含氧酸盐（）请同学们记录重点内容，并思考各类物质转化的本质和特点。 活动三：碱性氧化物的转化 【展示并讲解】碱性氧化物的转化关系图，碱性氧化物的转化： 与水反应生成 （），与酸反应生成盐和水（），与酸性氧化物反应生成含氧酸盐（）等。 【学生活动】记录重点内容，并思考各类物质转化的本质和特点。 活动四：酸的通性 【提问】同学们回想一下，酸有哪些通性呢？讨论并写出例子。 【学生活动】酸的通性：能使酸碱指示剂显示不同的颜色；与碱发生中和反应Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O；能与多种活泼金属反应，生成氢气Ca + 2HCl = CaCl2 + H2 ↑；能与金属氧化物反应，生成盐和水CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O。 活动五：碱的通性 【提问】同学们回想一下，碱又有哪些通性呢？讨论并写出例子。 【学生活动】碱的通性：能使酸碱指示剂显示不同的颜色；与酸发生中和反应NaOH + HCl = NaCl + H2O；能与非金属氧化物反应，生成盐和水2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O。 活动六：盐的通性 【提问】同学们，盐又有哪些通性呢？讨论并写出例子。 【学生活动】盐的通性：与金属反应Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu；与酸反应Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 ↑；与碱反应Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3 ↓+ 2NaOH。 活动七：无机物与有机物的转化 【展示】在化学发展的历史进程中，不少化学家在研究物质间转化反应的过程中作出了重大贡献。德国化学家维勒（F.Wöhler，1800—1882）研究尿素的合成就是其中一例。历史上人们一度认为，有机化合物只能由生物的细胞在一种特殊力量——生命力的作用下产生，人工合成有机物是不可能的。尿素的合成说明在一定条件下，无机化合物可以转化为有机化合物。 设计意图 通过化学史的介绍，让学生了解科学发展的历程，培养学生的科学精神和创新意识，同时引出无机物与有机物的转化这一知识点。 活动八：典例精讲 【展示题目】（1）写出下列物质之间转化的化学方程式，体会由金属单质到盐的转化关系Ca →CaO→Ca(OH)2 →CaCO3；（2）写出下列物质之间转化的化学方程式，体会由非金属单质到盐的转化关系C→CO2→H2CO3 →CaCO3 【学生活动】展示学生答案 【讲解】2Ca+O2=2CaO CaO+H2O= Ca(OH)2 Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O C+O2=CO2 CO2+H2O= H2CO3 CaO+H2CO3=CaCO3+H2O 【典例1】由等质量的石灰石制备碳酸钙的两种实验方案如下(部分反应物或反应条件略)。下列说法正确的是(　　) 方案甲： 方案乙： A．四大基本反应类型在上述①~⑤五个反应中均有涉及 B．X一定是Na2CO3 C．方案乙与方案甲相比，优点为步骤少，纯度高，耗能低 D．若每一步均完全转化，则理论上方案乙一定比方案甲的二氧化碳排放少 【学生回答】C 【讲解】A．上述两个方案中①~⑤五个反应依次是碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳、氧化钙和水发生化合反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和可溶性的碳酸盐溶液反应生成碳酸钙，碳酸钙可以和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，这是复分解反应，氯化钙和可溶性的碳酸盐溶液反应生成碳酸钙，则五个反应分别为分解反应、化合反应、复分解反应、复分解反应、复分解反应，没有置换反应，A错误； B．氢氧化钙能与碳酸钠或碳酸钾等可溶性碳酸盐反应，均生成碳酸钙沉淀，B错误； C．方案乙只需两步，无需加热，且由易溶的氯化钙制备难溶的碳酸钙，比方案甲由微溶的氢氧化钙制备难溶的碳酸钙，所得产品纯度高，C正确； D．若每一步均完全转化，根据元素守恒，方案乙和方案甲二氧化碳排放一样多，D错误；故选C。 【典例2】热爱劳动是中华民族的传统美德，下列活动中涉及分解反应的是(　　) A．用刻刀雕刻皮影 B．用活性炭净水 C．用盐酸清理铁钉上的铁锈 D．制作糕点时加入NaHCO3作膨松剂 【学生回答】D 【讲解】A．用刻刀雕刻皮影，没有生成新物质，属于物理变化，故不选A； B．用活性炭净水，利用活性炭的吸附性，没有生成新物质，故不选B； C．用盐酸清理铁钉上的铁锈，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，不是分解反应，故不选C； D．制作糕点时加入作膨松剂，碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、二氧化碳、水，属于分解反应，故选D； 【典例3】北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。下列有关叙述错误的是(　　) A．胆矾的化学式为CuSO4·5H2O B．胆矾可作为湿法冶铜的原料 C．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是发生反应：2Fe + 3Cu2+ = 2Fe3+ + 3Cu D．“熬之则成胆矾”是指将苦泉水蒸发浓缩、冷却结晶得到胆矾晶体的过程 【学生回答】C 【讲解】A．胆矾为硫酸铜晶体，化学式为CuSO45H2O，A正确； B．湿法冶铜是用铁与硫酸铜溶液发生置换反应制取铜，B正确； C．铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成铜，离子方程式，C错误； D．加热浓缩硫酸铜溶液可析出胆矾，故“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程，D正确； 故选C。 教学环节三 化学反应的分类 活动一：四大基本反应类型 【引入】在初中阶段，我们已经学习过一些化学反应的分类方法。根据反应物、生成物的类别和数量，我们将化学反应分为化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应等基本类型。下面我们通过一些具体的反应实例来回顾一下这四类反应。 【教师活动】引导分析四类反应实例中元素化合价变化的情况，提出问题：“从这些反应中，大家能发现元素化合价有什么变化规律吗？ 【学生活动】认真分析，积极思考，尝试回答问题。 设计意图 通过回顾初中知识，为新知识的学习做好铺垫，同时让学生对已有的知识进行巩固和深化。 活动二：氧化还原反应 【讲解】通过对四大基本反应类型中元素化合价变化的分析，我们发现有些反应中元素的化合价发生了变化，有些反应中元素的化合价没有变化。那么根据化学反应中元素的化合价是否发生变化，我们可以对化学反应重新进行分类。 【提问】请同学们以 为例，详细分析反应中元素化合价的变化情况？ 【学生回答】 转化为 ，铁元素的化合价升高； 转化为 ，铜元素的化合价降低。 【讲解】氧化还原反应的定义：有元素化合价发生变化的反应，称为氧化还原反应；而元素化合价不发生变化的反应，称为非氧化还原反应。氧化还原反应的判断依据【特征】：元素化合价有升、降。 【提问】请同学们判断下列反应中，哪些是氧化还原反应？（a）Zn + H2SO4=ZnSO4+ H2↑ （b）Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2（c）CaO + H2O=Ca(OH)2 （d）CaCO3=CaO + CO2↑高温 高温 【学生回答】（a）、（b）是氧化还原反应，有化合价的升降。 【讲解】氧化反应：元素化合价升高的反应。还原反应：元素化合价降低的反应。 设计意图 从四大基本反应类型中元素化合价的变化引出氧化还原反应的概念，让学生能够建立起知识之间的联系，加深对化学反应分类的理解。 活动三：氧化还原反应与四大基本反应类型的关系 【提问】请同学们判断下列反应的基本类型及是否为氧化还原反应。∆ 点燃 (1)2Mg+O2 = 2MgO (2)CO2+Na2O = Na2CO3 (3)2KMnO4 = K2MnO4+MnO2+O2↑高温 (4)CaCO3 = CaO+CO2↑ (5)Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑ (6)CaCl2+Na2CO3 = CaCO3↓+2NaCl 【学生回答】(1)化合反应，氧化还原反应(2)化合反应，非氧化还原反应(3)分解反应，氧化还原反应 (4)分解反应，非氧化还原反应(5)置换反应，氧化还原反应(6)复分解反应，非氧化还原反应 【讲解】化合反应不都是氧化还原反应，如 中元素化合价没有变化，不是氧化还原反应；分解反应不都是氧化还原反应，置换反应都是氧化还原反应，因为有单质参与和生成，元素化合价一定发生变化；复分解反应都不是氧化还原反应，因为只是化合物之间的成分交换，元素化合价不发生变化。 【展示】展示氧化还原反应与四大基本反应类型的关系 设计意图 引导学生深入思考不同化学反应分类方法之间的联系，帮助学生构建完整的知识网络，提高学生的综合分析能力。 活动四：典例精讲 【典例1】下列反应属于阴影部分的是(　　) A． B． C． D． 【学生回答】B 【讲解】A．该反应属于置换反应，A不符合题意； B．该反应属于氧化还原反应，不属于四种基本反应类型，B符合题意； C．该反应是复分解反应，不属于氧化还原反应，C不符合题意； D．该反应属于分解反应，D不符合题意； 【典例2】下列诗词中涉及氧化还原反应的是(　　) A．无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来 B．只要功夫深，铁杵磨成针 C．美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来 D．野火烧不尽，春风吹又生 【学生回答】D 【讲解】A．诗句描述落叶飘落，江水奔腾，未涉及化学变化，A错误； B．只要功夫深，铁杵磨成针过程中只是形状发生改变，没有新物质生成，属于物理变化，B错误； C．描述的是沙里淘金，是物质的分离提纯，没有涉及化学变化，C错误； D．野火烧不尽，春风吹又生中有燃烧现象，是可燃物和氧气发生发光放热剧烈的氧化反应，D正确； 故选D 【典例3】3．下图表示部分常见物质的相互转化关系(反应条件已省略)，下列说法错误的是(　　) A．反应①和②可以是不同反应 B．图中SO2和Fe3O4属于酸性氧化物 C．图中物质类别有单质、氧化物、碱和盐 D．圈Ⅱ中的氧化物都可以由O2和对应单质在点燃条件下生成 【学生回答】B 【讲解】A．反应①可能是CO2和Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀和水，也可能是Ca(OH)2和可溶性的碳酸盐反应生成CaCO3沉淀，②可以是CO2和Ca(OH)2溶液反应生成CaCO3沉淀和水，①②可以是不同反应，A正确； B．图中SO2属于酸性氧化物，Fe3O4和酸反应生成两种盐和水，属于复杂氧化物，B错误； C．图中物质类别有单质有O2，氧化物有H2O、SO2、H2O2、P2O5、Fe3O4，碱有Ca(OH)2，盐有CaCO3，C正确； D．C、P、S、Fe在点燃条件下和氧气反应生成CO2、P2O5、SO2、Fe3O4，都可以由O2和对应单质在点燃条件下生成，D正确； 故选B。 第一单元 物质及其反应的分类 第2课时 物质的转化及化学反应的分类 一、物质的转化 1. 酸、碱、盐、氧化物之间的相互转化 · 酸性氧化物、碱性氧化物的转化 · 酸的通性 · 碱的通性 · 盐的通性 1. 无机物与有机物的转化 · 维勒合成尿素 二、化学反应的分类 1. 四大基本反应类型 · 化合反应：(A + B = C) · 分解反应：(C = A + B) · 置换反应：(AB + C = A + CB) · 复分解反应：(AB + CD = AD + CB) 1. 氧化还原反应 · 定义：有元素化合价发生变化的反应 · 判断依据：元素化合价有升、降 · 与四大基本反应类型的关系 · 化合反应：不都是氧化还原反应 · 分解反应：不都是氧化还原反应 · 置换反应：都是氧化还原反应 · 复分解反应：都不是氧化还原反应 1.下列物质间的转化不能一步实现的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A选项，氯化钙与碳酸钠反应可一步生成碳酸钙沉淀和氯化钠，能一步实现；B选项，氢氧化钠与硝酸反应可一步生成硝酸钠和水，能一步实现；C选项，氧化铜不能直接与水反应生成氢氧化铜，不能一步实现；D选项，碳酸钠与氢氧化钙反应可一步生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，能一步实现。答案选C。 2.从对化合物分类方法出发，指出下列各组物质中与其他物质类型不同的一种物质。下列物质的循环图不能一步完成的是 A．X为CaCO3、Y为CaO、Z为Ca(OH)2 B．X为MgCl2、Y为Mg(OH)2、Z为MgO C．X为C、Y为CO2、Z为CO D．X为Cu、Y为CuO、Z为CuCl2 【答案】C 【解析】A选项，碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，能一步完成循环；B选项，氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，氢氧化镁加热分解生成氧化镁和水，能一步完成循环；C选项，碳完全燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，但一氧化碳不能一步转化为碳，不能一步完成循环；D选项，铜在空气中加热生成氧化铜，氧化铜与盐酸反应生成氯化铜和水，能一步完成循环。答案选C。 3.某同学要在奥运五连环中填入物质使相连物质间能发生反应，不相连物质间不能发生反应。你认为“五连环”中空缺的一环应填入下列物质中的 A．氧化钙 B．二氧化碳 C．氧气 D．硫酸铜 【答案】B 【解析】根据五连环中物质相连能反应，不相连不反应的要求分析。氧化钙能与酸反应，但与其他物质的反应情况不符合五连环要求；二氧化碳能与碱反应，如与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，也能与碳在高温下反应，符合五连环相连物质反应的条件；氧气一般与金属、非金属等发生氧化反应，不能很好地满足五连环的反应关系；硫酸铜一般与金属、碱等反应，也不符合五连环的反应设置。答案选B。 4.以下表示的是碳及其化合物的转化关系，其中基本反应类型依次是 A．化合反应、置换反应、分解反应、复分解反应 B．置换反应、复分解反应、化合反应、分解反应 C．置换反应、化合反应、分解反应、复分解反应 D．置换反应、化合反应、复分解反应、分解反应 【答案】D 【解析】碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应；二氧化碳与水反应生成碳酸，是两种物质反应生成一种物质的反应，属于化合反应；碳酸与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应，属于复分解反应；碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，是一种物质反应生成两种或两种以上物质的反应，属于分解反应。答案选D。 5.下列各组变化中，后者一定包括前者的是 A．化学变化、物理变化 B．氧化还原反应、复分解反应 C．氧化还原反应、化合反应 D．中和反应、复分解反应 【答案】D 【解析】A选项，化学变化和物理变化是两种不同类型的变化，不存在包含关系；B选项，复分解反应中元素化合价不发生变化，一定不是氧化还原反应，不存在包含关系；C选项，化合反应不一定是氧化还原反应，如氧化钙与水反应生成氢氧化钙，不存在包含关系；D选项，中和反应是酸和碱生成盐和水的反应，一定属于复分解反应，后者包含前者。答案选D。 6.以钙为例，用化学方程式表示钙及其化合物之间的转化关系并指明反应类型。 ① ，化合反应。② ， 。 ③ ， ④ ， 。 ⑤ ，复分解反应。⑥ ， 。▲ 【答案】 2Ca+O2 = 2CaO CaO+H2O = Ca(OH)2 化合反应 CaO+CO2 =CaCO3 化合反应 Ca(OH)2+CO2 =CaCO3+H2O 复分解反应 Ca(OH)2+2HCl =CaCl2+2H2O CaCO3+2HCl =CaCl2+H2O+CO2 ↑ 复分解反应 【解析】钙与氧气反应生成氧化钙，是两种物质反应生成一种物质，属于化合反应；氧化钙与水反应生成氢氧化钙，也是化合反应；氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，可看作是两种化合物相互交换成分的反应，属于复分解反应；氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙，是化合反应；氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙和水，是复分解反应；碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，同样属于复分解反应。 在本次教学中，通过实例引导学生理解物质的转化和化学反应的分类，学生对常见物质间的转化关系有了一定认识，能初步判断化学反应类型。但在氧化还原反应概念的理解上，部分学生存在困难，对元素化合价变化的判断不够准确。在今后教学中，应加强化合价相关知识的复习巩固，多通过具体实例强化学生对氧化还原反应特征的理解。同时，在讲解物质转化时，可让学生更多参与实践，设计转化方案，以加深对知识的掌握和运用能力。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$