课题1 初探溶液 第2课时（教学设计） 化学沪科版五四学制2024九年级全一册

课题1 初探溶液 第2课时 物质溶解时的能量变化及限度 一、知识目标 1.通过实验探究，了解物质溶解时的温度变化现象，知道不同溶质溶解时的吸热与放热差异，如硝酸铵溶解吸热、氢氧化钠固体溶解放热、氯化钠溶解无明显能量变化等。 2.观察和比较饱和溶液与不饱和溶液的特征，掌握二者的概念、判断方法及转化条件。 3.对比饱和、不饱和与浓稀溶液的关系，学会辨析溶液状态的关键差异，形成对溶液浓度的科学认知。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上观察物质溶解时溶液温度的变化以及饱和溶液和不饱和溶液的现象；从微观角度解释物质溶解时温度变化的原因，理解溶质微粒在扩散和水合过程中的能量变化。 2.科学探究与创新意识：通过设计并完成物质溶解时温度变化实验以及饱和溶液与不饱和溶液相关实验，培养科学探究能力和创新思维，学会运用数字化实验等手段获取和分析数据。 3.科学态度与社会责任：了解溶液在自然环境、生产生活和科学研究中的重要价值，认识化学与生活的紧密联系，增强社会责任感。 一、教学重点 1.物质溶解时的温度变化及原因； 2.饱和溶液与不饱和溶液的概念、判断和转化； 3.溶液的其他分类及相互关系。 二、教学难点 1.物质溶解时温度变化的微观解释； 2.饱和溶液与不饱和溶液转化条件的理解和应用； 3.浓稀溶液与饱和、不饱和溶液关系的辨析。 本节教学内容源于沪科版2024年版九年级化学全一册专题7《溶液》课题1《初探溶液》第2课时《物质溶解时的能量变化与限度》。溶液是日常生活和生产中常见的物质，与学生的生活实际联系紧密，本课时内容在整个章节中起着承上启下的作用，它不仅是对溶液概念的进一步深化，也为后续学习溶解度、溶质质量分数等知识奠定基础。 教材围绕物质溶解时的能量变化与限度展开，首先通过实验探究不同物质溶解时的温度变化，让学生直观感受物质溶解过程中的能量变化现象，接着引入饱和溶液与不饱和溶液的概念，通过实验探究和分析，引导学生理解饱和溶液与不饱和溶液的特征、判断方法以及相互转化条件，最后介绍了溶液的其他分类方式（浓溶液与稀溶液）以及溶液在自然环境、生产生活和科学研究中的重要价值。教材内容编排注重实验探究和逻辑推理，有助于培养学生的科学探究能力和思维能力。 教学对象是九年级的学生，他们在之前的化学学习中已经积累了一定的化学知识和实验操作技能，对物质的变化和性质有了初步的认识，但对于物质溶解过程中的能量变化和溶液的限度等微观层面的知识还比较陌生。在思维方面，九年级学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，他们对直观、生动的实验现象比较感兴趣，但在分析和解决问题时，还需要借助具体的实例和形象的模型。 在学习本课时内容之前，学生已经知道一些常见的溶解现象，但对于不同物质溶解时的能量变化情况缺乏深入的了解，对于饱和溶液和不饱和溶液的概念可能只是有一些模糊的认识。因此，在教学过程中，教师应充分利用实验探究和多媒体辅助教学手段，引导学生观察实验现象、分析实验数据，帮助学生建立起物质溶解过程中的能量变化和溶液限度的微观概念。同时，要注重引导学生将所学知识与生活实际相结合，提高学生运用化学知识解决实际问题的能力。此外，教师还应关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与课堂讨论和实验探究，培养学生的合作学习能力和创新精神。 教学环节一 新课导入 【回顾化学反应能量变化】同学们，之前我们学习过化学反应中的能量变化。现在请大家回忆一下，常见的放热反应有哪些呢？（稍作停顿，引导学生思考并回答）对，像生石灰与水反应、燃烧反应等都是常见的放热反应。那常见的吸热反应又有哪些呢？（再次停顿，鼓励学生回答）没错，木炭还原二氧化碳、木炭还原氧化铜等属于吸热反应。我们知道化学变化过程中，常常伴随着能量的变化。 【提出新问题引发思考】现在老师要问大家一个问题了，物理变化过程中是否也可能伴随有能量变化呢？比如说物质溶解这个物理过程，它会不会也有能量的吸收或者释放呢？大家可以大胆地猜测一下。（给学生一些时间进行思考和讨论，鼓励他们发表自己的看法） 【展示相关生活实例】其实在生活中，有很多现象都和物质溶解时的能量变化有关。大家有没有用过医用冰袋呢？当我们扭伤或者需要降温的时候，医用冰袋就能派上用场。医用一次性冰袋利用的就是化学物质溶于水吸热的原理。当我们对外袋进行施压，或者用力揉搓，导致内置水袋破裂，使内部物质充分混合，冰袋就会快速降低温度。这里面的化学物质，像尿素、硝酸铵等，它们在溶解过程中会吸收大量的热。那为什么不同的物质溶解时会有不同的能量表现呢？这背后又隐藏着怎样的化学奥秘呢？带着这些疑问，让我们一起进入今天的学习——物质溶解时的能量变化与限度。 设计意图 1.温故知新：通过回顾化学反应中的能量变化知识，帮助学生巩固旧知，同时为引入物质溶解这一物理过程的能量变化做铺垫，建立知识之间的联系，使学生能够更好地理解新知识。 2.激发兴趣与思考：提出物理变化过程中是否有能量变化的问题，激发学生的好奇心和求知欲，引导他们主动思考，积极参与课堂讨论，提高学生的课堂参与度。 3.联系生活实际：展示医用冰袋的实例，将抽象的化学知识与生活实际紧密联系起来，让学生感受到化学就在身边，增强学生对化学的亲切感和学习化学的动力。同时，通过实例引出后续要探究的问题，自然地过渡到本节课的主题，使学生明确学习方向。 教学环节二 物质溶解时的能量变化 活动一 新课导入 【引入】同学们，我们之前学习过化学变化过程中常伴随有能量的变化，比如常见的放热反应有生石灰与水反应、燃烧反应等，常见的吸热反应有木炭还原二氧化碳、木炭还原氧化铜等。那大家思考一下，物理变化过程中是否也可能伴随有能量变化呢？ 【设计意图】通过回顾化学变化中的能量变化，引发学生对物理变化中能量变化的思考，自然地导入新课。 活动二 探究物质溶解过程中的能量变化 【问题】物质溶解过程中，能量会有怎样的变化呢？请大家先进行猜想与假设。 【学生思考】物质溶解过程中，可能会放热（表现为溶解使体系温度升高）；可能会吸热（表现为溶解使体系温度降低）；还可能无明显热量变化。 【教师讲解】接下来我们通过实验来探究物质溶解过程是否伴有能量的变化。实验步骤如下： 1.取蒸馏水，测量其起始温度。 2.在烧杯中分别加入相同质量的固体食盐、硝酸铵和氢氧化钠。用玻璃棒搅拌，待它们充分溶解后测量并记录溶液的温度。 【学生实验】学生分组进行实验，并记录实验数据。 【数据记录】取蒸馏水，测量其温度为。加入食盐后溶液温度约为，加入硝酸铵后溶液温度为，加入氢氧化钠后溶液温度为。 【教师讲解】由上述实验可知： 1.温度降低（吸热）：硝酸铵等。 2.温度升高（放热）：氢氧化钠固体、浓硫酸等。 3.温度不变（没有明显能量变化）：氯化钠、蔗糖等。 固体溶解时会吸收或放出热量，不同固体溶解时吸收或放出的热量不同，导致溶液温度的升降不同。 设计意图 通过实验探究，让学生直观地感受物质溶解时的能量变化，培养学生的实验操作能力和观察分析能力。 活动三 数字化实验及微观解释 【教师讲解】我们还可以利用数字化实验测定物质溶解过程中的温度变化。通过观察曲线的变化，可以更加直观地帮助我们做出精确的判断。接下来我们从微观角度分析物质溶解时的温度变化。 【学生思考】阅读教材相关内容，思考物质溶解时温度变化的微观原因。 【教师讲解】物质溶解时存在“扩散”过程和“水合”过程。 1.“扩散”过程 → 物理过程 → 吸收热量。 2.“水合”过程 → 化学过程 → 放出热量。 分析不同物质溶于水为何溶液温度变化不同： · 氢氧化钠升高：扩散吸收热量＜水合放出热量。 · 硝酸铵降低：扩散吸收热量＞水合放出热量。 · 氯化钠基本不变：扩散吸收热量约等于水合放出热量。 【总结归纳】溶解过程中既有扩散这种物理过程也有水合这种化学过程。溶解过程表现出来的吸热或放热现象是溶质微粒在扩散和水合过程中能量变化的总效应。 设计意图 通过数字化实验和微观解释，让学生从不同角度深入理解物质溶解时的能量变化，拓宽学生的知识面。 活动四 典型范例分析 【展示题目】例1.在盛有水的烧杯中加入以下某种物质，形成溶液后温度下降。这种物质可能是（ ） A. 氯化钠 B. 硝酸铵 C. 氢氧化钠 D. 生石灰 【学生回答】B 【讲解】硝酸铵溶于水吸热，溶液温度降低；氯化钠溶于水温度基本不变；氢氧化钠溶于水放热，溶液温度升高；生石灰与水反应放热，溶液温度升高。所以答案选B。 【展示题目】例2.如图，往试管中加入一定量的氢氧化钠固体，片刻后，U形管右侧液面将                       （填“升高”或“降低”），试解释出现该现象的原因：                                    。 【学生回答】升高；氢氧化钠固体溶于水放热，使瓶内温度升高，瓶内气体受热膨胀，气压变大。 【讲解】加入氢氧化钠固体，溶于水放出大量的热，装置中气体膨胀，压强变大，片刻后U型管右侧液面将上升。 设计意图 通过典型范例和对应训练，让学生巩固所学知识，提高学生运用知识解决问题的能力。 教学环节三 饱和溶液与不饱和溶液 活动一 新课导入 【引入】同学们，在室温下，向一定量水中加入少量蔗糖，蔗糖能全部溶解，继续多次加入蔗糖，发现加入的蔗糖不能全部溶解，这是为什么呢？接下来我们就来探究饱和溶液与不饱和溶液。 设计意图 通过生活中常见的现象引发学生的思考，激发学生的学习兴趣。 活动二 饱和溶液与不饱和溶液的实验探究 【教师讲解】室温下，我们进行如下实验：向盛有水的烧杯中加入氯化钠，搅拌；待溶解后，再加入氯化钠，搅拌，观察现象。然后再加入水，搅拌，观察现象。 【学生实验】学生分组进行实验，并记录实验现象。 【实验现象】 1.加入氯化钠，搅拌，搅拌后无固体剩余。 2.再加入氯化钠，搅拌，搅拌后有固体剩余。 3.再加入水，搅拌，之前未溶解的氯化钠能继续溶解。 【教师讲解】根据实验现象，我们来学习饱和溶液与不饱和溶液的概念。 1.饱和溶液的概念：在一定温度下，一定量溶剂中所加溶质不能再继续溶解的溶液叫作这种溶质的饱和溶液。 2.不饱和溶液的概念：在一定温度下，一定量溶剂中所加溶质还能再继续溶解的溶液叫作这种溶质的不饱和溶液。 设计意图 通过实验探究，让学生直观地感受饱和溶液与不饱和溶液的区别，从而引出概念。 活动三 饱和溶液与不饱和溶液的辨析 【问题】为什么要特别强调“一定温度”和“一定量溶剂”呢？ 【教师演示实验】向盛有硝酸钾不饱和溶液的烧杯中边搅拌边加入硝酸钾，直到有固体硝酸钾剩余。将所得饱和溶液，连同其中剩余的固体颗粒，转移约一半至另一烧杯中。其中一烧杯中添加水，边加边搅拌，观察硝酸钾的固体颗粒是否继续溶解。把另一烧杯加热，之后再冷却，观察有什么变化。 【实验现象】 1.当增加溶剂（水）的量时，原来不再溶解的硝酸钾固体溶解了，饱和溶液能变成不饱和溶液。 2.当加热使溶液的温度升高时，硝酸钾固体也溶解了，饱和溶液能变成不饱和溶液。 3.将加热后的不饱和溶液再冷却，已溶解在溶液中的硝酸钾又从溶液中析出，溶液又成为饱和溶液。 【教师讲解】只有指明在“一定温度下”和在“一定量的溶剂中”，“饱和”或“不饱和”才有确定的意义。 【问题】为什么要特别强调“这种溶质”呢？ 【教师演示实验】实验步骤：在一定温度下，向氯化钠的饱和溶液中加入少量氯化钠，观察现象。继续向该氯化钠饱和溶液中加入少量的高锰酸钾，观察现象。 【实验现象】食盐不再溶解；高锰酸钾继续溶解。 【实验结论】原溶液为氯化钠的饱和溶液，却是高锰酸钾的不饱和溶液。总结归纳：一定条件下某物质的饱和溶液，不能继续溶解该物质，却可以继续溶解其他物质。 设计意图 通过实验演示，让学生深入理解饱和溶液与不饱和溶液概念中“一定温度”“一定量溶剂”和“这种溶质”的含义。 活动四 饱和溶液与不饱和溶液的判断和转化 【教师讲解】饱和溶液与不饱和溶液的判断方法： 1.观察法：原溶液中有固体物质剩余，则原溶液一定为该温度下的饱和溶液。 原溶液中无固体物质剩余，则可能是饱和溶液，也可能是不饱和溶液。 2.实验法：原溶液中无固体溶质时，往原溶液中继续加入该固体溶质，如果固体不溶解，则原溶液是饱和溶液，反之则为不饱和溶液。 【问题】总结、归纳饱和溶液与不饱和溶液相互转化的方法。 【教师讲解】 1.大多数固体物质： · 饱和溶液 → 不饱和溶液：增加溶剂、改变温度（一般是升温）。 · 不饱和溶液 → 饱和溶液：增加溶质、蒸发溶剂、改变温度（一般是降温）。 2.少数固体物质（如氢氧化钙）： · 饱和溶液 → 不饱和溶液：增加溶剂、降温。 · 不饱和溶液 → 饱和溶液：增加溶质、蒸发溶剂、升温。 【设计意图】让学生掌握饱和溶液与不饱和溶液的判断和转化方法，提高学生的知识应用能力。 活动五 典型范例分析 【展示题目】例1.下列溶液一定是饱和溶液的是（ ） A. 含溶质较多的溶液 B. 含溶质较少的溶液 C. 颜色很深的溶液 D. 加入该溶质后不能继续溶解的溶液 【学生回答】D 【讲解】判断溶液是否饱和的依据是在一定温度下，一定量溶剂中加入该溶质后是否能继续溶解。含溶质较多或较少、颜色深浅都不能作为判断饱和溶液的依据。所以答案选D。 【展示题目】例2.对于多数固体溶质的不饱和溶液，要使之成为饱和溶液，可采取的方法是（ ） ①降低温度；②升高温度；③加同种溶质；④加溶剂；⑤恒温蒸发溶剂 A. ①③⑤ B. ①③④ C. ②③④ D. ②④⑤ 【学生回答】A 【讲解】对于多数固体溶质的不饱和溶液，降低温度、加同种溶质、恒温蒸发溶剂可以使其变为饱和溶液；升高温度、加溶剂会使溶液更不饱和。所以答案选A。 设计意图 通过典型范例和对应训练，让学生巩固饱和溶液与不饱和溶液的判断和转化知识。 教学环节四 溶液的其他分类与价值 活动一 溶液的分类 【教师讲解】溶液在不给定条件下可分为“浓溶液”和“稀溶液”，溶液在给定条件下可分为“饱和溶液”和“不饱和溶液”。 1.浓溶液与稀溶液的分类依据：一定量的溶液中所含溶质的相对多少。 2.饱和溶液与不饱和溶液的分类依据：一定温度下，一定量溶剂中能否继续溶解该溶质。 设计意图 让学生了解溶液的不同分类方法和依据。 活动二 浓溶液、稀溶液与饱和溶液、不饱和溶液之间的关系 【教师讲解】 1.对于不同溶质来说，饱和溶液可能是浓溶液，也可能是稀溶液。 2.对于不同溶质来说，浓溶液不一定是饱和溶液，稀溶液也不一定是不饱和溶液。 3.对于同一种溶质来说，在一定温度时，饱和溶液一定比不饱和溶液要浓。 设计意图 让学生明确浓溶液、稀溶液与饱和溶液、不饱和溶液之间的关系，避免混淆。 活动三 溶液的重要价值 【教师讲解】溶液对自然环境、生产生活、科学研究都具有十分重要的应用价值，许多物质的性质也是在溶液中体现出来的。比如人类利用化学反应创造和制备物质，由海水制盐、制碱等都是在溶液中进行的。在农业生产中，无土栽培的植物生长在营养液中，营养液就是营养物质溶于水形成的溶液。在医疗中，许多广泛使用的药品也是溶液，如葡萄糖注射液、生理盐水、过氧化氢溶液等。 设计意图 让学生了解溶液在实际生活中的重要价值，提高学生学习化学的兴趣。 活动四 典型范例分析 【展示题目】例1.一定温度下，某物质的饱和溶液一定是（ ） A. 浓溶液 B. 稀溶液 C. 不能再继续溶解该溶质的溶液 D. 还能继续溶解该物质的溶液 【学生回答】C 【讲解】饱和溶液是指在一定温度下，一定量溶剂中不能再继续溶解该溶质的溶液。浓溶液和稀溶液与溶液是否饱和没有必然联系。所以答案选C。 【展示题目】例2.下列关于溶液的说法正确的是（ ） A. 饱和溶液一定是浓溶液 B. 同一溶质的饱和溶液一定比不饱和溶液浓 C. 析出晶体后的溶液一定是饱和溶液 D. 升高温度一定能让饱和溶液变为不饱和溶液 【学生回答】C 【讲解】饱和溶液不一定是浓溶液，稀溶液也不一定是不饱和溶液，A选项错误；同一溶质在一定温度时，饱和溶液一定比不饱和溶液浓，B选项缺少温度条件，错误；析出晶体后的溶液不能再溶解该溶质，一定是饱和溶液，C选项正确；对于溶解度随温度升高而减小的物质，升高温度会使饱和溶液中有晶体析出，仍然是饱和溶液，D选项错误。所以答案选C。 设计意图 通过典型范例和对应训练，让学生巩固溶液的分类、关系和价值等知识。 课题1 初探溶液 第2课时 物质溶解时的能量变化及限度 一、物质溶解过程中的能量变化 · 吸热：硝酸铵等 · 放热：氢氧化钠固体、浓硫酸等 · 无明显变化：氯化钠、蔗糖等 二、饱和溶液与不饱和溶液 1.饱和溶液与不饱和溶液的概念 · 饱和溶液：在一定温度下，一定量溶剂中所加溶质不能再继续溶解的溶液叫作这种溶质的饱和溶液。 · 不饱和溶液：在一定温度下，一定量溶剂中所加溶质还能再继续溶解的溶液叫作这种溶质的不饱和溶液。 2.饱和溶液与不饱和溶液的判断 · 观察法 · 实验法 3.饱和溶液与不饱和溶液的转化 （氢氧化钙除外） 三、溶液的其他分类与价值 1.浓溶液与稀溶液 2.浓溶液、稀溶液与饱和溶液、不饱和溶液的关系 1.往下图所示的烧杯中加入一种物质，轻轻搅拌后，粘在烧杯底上的塑料片脱落。加入的物质可能是（ ） A．食盐 B．氢氧化钠 C．蔗糖 D．硝酸铵 2.将不饱和溶液转变为饱和溶液，最可靠的方法是（ ） A．升高温度 B．降低温度 C．倒出部分溶液 D．加入溶质 3.某“天气瓶”通过樟脑在酒精溶液中的结晶情况反映气温变化。如下图为该“天气瓶”在三种不同气温下的状况，则瓶内溶液一定为相应气温下樟脑饱和溶液的是（ ） A．甲、乙 B．丙 C．乙、丙 D．甲、乙、丙 4.常温下，在两只各盛有100ml水的烧杯中，分别加入相同质量的甲、乙两种物质，使其充分溶解，结果如图所示。 则甲溶液是 溶液，若乙溶液仍可以继续溶解乙物质则乙是 ；升高温度，剩余的甲固体一定能溶解吗？ 。 5.已知蔗糖的溶解度随温度升高而变大。现在20°C下用蔗糖进行如下图所示的实验。 该蔗糖溶液 （填“一定”或“不一定”）是饱和溶液，若要让试管中的蔗糖固体全部溶解，下列办法不可行的是 （填序号）。 ①试管内加入适量水 ②烧杯内加入适量氢氧化钠固体 ③烧杯内加入适量生石灰 ④烧杯内加入适量硝酸铵固体 6.化学中有许多概念是相对的，又是统一的。如图反应了饱和溶液、不饱和溶液、浓溶液以及稀溶液的关系。 （1）从上图可以看出，饱和溶液与浓溶液、稀溶液的关系是____________。 A.饱和溶液一定是浓溶液 B.稀溶液一定是不饱和溶液 C.溶液是否饱和与溶液的浓稀没有必然联系 （2）0.9%的医用生理盐水稀溶液可归于上图中__________区域（填“I”、“II”、“III”或“IV”） 在本次教学中，通过实验探究让学生直观感受物质溶解时的能量变化以及饱和溶液与不饱和溶液的特点，学生参与度较高，对知识的理解也较为深刻。但在教学过程中，也发现部分学生对微观解释部分理解存在困难，后续应结合更生动的模型或动画辅助教学。在讲解饱和溶液与不饱和溶液的转化时，对于少数特殊物质（如氢氧化钙）的情况，学生容易混淆，需要加强对比练习。此外，课堂时间把控不够精准，导致部分拓展内容讲解仓促，在今后的教学中要合理规划教学进度，提高课堂效率。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$