7.1 初探溶液 第2课时（教学设计）化学新教材沪科版五四学制九年级全一册

该初中化学教学设计聚焦物质溶解时的能量变化及限度，涵盖溶解能量变化规律、饱和与不饱和溶液概念及转化、溶液应用。通过医用冰袋和冲糖水生活情境导入，衔接化学变化能量变化旧知，引出物理变化能量变化探究，搭建知识支架。 以实验探究为核心，分组实验感知溶解温度变化，微观解释扩散与水合过程，落实科学探究与实践和科学思维素养。通过问题链引导建构饱和溶液概念，结合氢氧化钙特殊转化实例，强化化学观念。助力学生提升探究能力，为教师提供清晰教学思路与实用素材。

课题1 初探溶液 第2课时 物质溶解时的能量变化及限度 年级 九年级 学科 化学 课型 新授课 教材 沪科版九年级化学 专题7溶液课题1第2课时 教学目标 1． 通过实验探究，认识物质溶解过程通常伴随热量变化，能说出不同典型物质溶解时的温度变化特点，理解溶解过程能量变化的微观原因。 2． 掌握饱和溶液与不饱和溶液的概念，学会判断溶液是否饱和的方法，能说明二者相互转化的条件，掌握氢氧化钙的特殊转化规律。 3．了解溶液在自然环境、生产生活和科学研究中的应用价值。 教学重点 物质溶解时的能量变化规律；饱和溶液与不饱和溶液的相互转化。 教学难点 溶解过程能量变化的微观解释；对饱和溶液概念限定条件的理解；溶液应用价值的理解。 教材分析 本节教学内容源于沪科版九年级化学全一册专题7《溶液》课题1《初探溶液》的第2课时，承接第一课时溶液的基本概念、组成等知识，进一步探究溶解过程的能量变化与溶解的限度，是溶液知识体系的延伸与深化，也为后续学习溶解度、溶液的浓度计算、结晶分离混合物等内容奠定基础，具有清晰的承上启下作用。 本课编排符合课标要求与九年级学生认知逻辑：从化学变化伴随能量变化的旧知出发，引发学生对物理变化中能量变化的思考，通过定量实验探究溶解的温度变化，再从微观角度解释能量变化的本质，接着通过系列实验建构饱和溶液、不饱和溶液的概念，梳理二者的判断方法与转化规律，最后联系生产生活介绍溶液的应用，兼具探究性与实用性。教材既安排基础实验培养学生探究能力，又引入手持数字化实验体现信息技术与化学融合，结合医用冰袋等生活实例凸显化学应用价值，本课重点发展学生的科学探究与科学思维素养，帮助学生形成对溶液状态的科学认知。 学情分析 本课教学对象为九年级学生，学生在之前的学习中已经掌握了溶液的基本组成、化学变化伴随能量变化等知识，具备基础的实验操作、观察现象与简单归纳的能力，对生活中的溶解现象、医用冰袋等实例有初步感性认知，对实验探究类学习活动有较高的兴趣。 但学生存在明显的认知误区与能力短板：一是仅知道化学变化伴随能量变化，不了解溶解这类物理变化也会有能量变化，更难自主建立宏观温度变化和微观扩散、水合过程的关联；二是对饱和溶液概念中“一定温度”“一定量溶剂”“这种溶质”三个核心限定条件理解不到位，容易错误认为饱和溶液不能溶解任何物质，也容易混淆氢氧化钙等特殊物质的饱和不饱和转化规律；三是学生自主从实验现象建构概念的能力不足，需要教师通过问题链逐步引导，纠正认知偏差，帮助学生完善溶液的知识体系。 教学过程 教学内容 设计意图 课堂导入 【创设生活情境提问】 同学们，有没有同学在体育课扭伤脚踝、运动磕碰后，用过那种应急降温的一次性医用冰袋呀？谁能来说说你用的时候发现它有什么特别的地方？（留1-2分钟给学生发言分享，鼓励学生主动描述体验：“不用提前放冰箱！揉一揉就变冷了”） 【引发认知冲突】 大家说得都对！这种冰袋用起来特别方便，不需要提前冷冻，揉搓几下就能快速降温。之前我们学习过，化学变化过程常常伴随能量变化：比如燃烧、生石灰和水反应会放热，木炭还原氧化铜会吸热。那这种冰袋没有提前冻冰，它的“冷”是从哪里来的？其实这种冰袋里只分开装了水和固体硝酸铵，揉搓后两种物质混合，其实就是硝酸铵溶解在水里的过程，溶解属于物理变化，难道物理变化过程中也会伴随能量变化吗？ 【再结合日常抛出第二个问题】我们再想一个生活里的场景：大家冲糖水的时候，加一勺糖溶解了，再加一勺也溶解了，如果我们一直往这杯水里加糖，糖会永远溶解下去吗？ 【导入课题】今天这节课，我们就一起探究《物质溶解时的能量变化及限度》，揭开医用冰袋和冲糖水背后的化学奥秘。 1.贴近生活，激发参与兴趣：以学生普遍有过接触的运动冷敷冰袋作为导入情境，贴合学生生活经历，能够迅速抓住学生注意力，引发好奇心，调动学生课堂分享和探究的积极性，让学生感受到化学知识就在生活中。 2.衔接旧知，引发主动思考：回顾之前所学“化学变化伴随能量变化”的旧知识，针对“物理变化（溶解）是否也有能量变化”提出疑问，引发学生认知冲突，自然衔接本节课第一个核心探究内容。 环节一 物质溶解时的能量变化 情景引入 同学们，之前我们学习过化学变化往往伴随能量变化，大家回忆一下：我们学过的常见放热反应、吸热反应都有哪些？（停顿等待学生回答）对，大家总结得很准确：生石灰与水反应、所有燃烧反应都是放热反应，木炭还原氧化铜、木炭还原二氧化碳都是吸热反应。那老师提一个问题：化学变化伴随能量变化，**物理变化过程中会不会也伴随能量变化呢？**比如我们今天要学的物质溶解，属于物理变化，溶解过程有没有能量变化呢？今天我们就一起来探究。 师生活动 分组实验探究温度变化 师：接下来请大家分组完成实验，按照屏幕上的步骤操作： ①取三个烧杯，加入相同体积的水，测量并记录水的温度； ②分别向三个烧杯加入等质量的氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠固体，玻璃棒搅拌至完全溶解后，再次测量并记录溶液温度； ③对比三组温度，总结规律。 （学生分组实验，教师巡视指导操作） 师：哪个小组来分享你们的实验数据？ 生：我们测得溶解前水都是22∘C，溶解后氯化钠溶液温度还是，硝酸铵溶液降到19∘C，氢氧化钠溶液升到33.8∘C。 师：其他小组的结果是不是基本一致？那我们能得到什么结论？ 生：不同物质溶解时，温度变化不一样！有的降温，有的升温，有的几乎不变。 师：非常好，我们整理结论：物质溶解通常伴随热量变化，硝酸铵等物质溶解时吸热，溶液温度降低；氢氧化钠固体、浓硫酸等溶解时放热，溶液温度升高；氯化钠、蔗糖等溶解吸放热平衡，溶液温度几乎不变。 微观解释能量变化的原因 师：为什么不同物质溶解会有不同的温度变化？我们从微观角度看，溶解过程包含两个变化： 第一个是扩散过程：溶质分子（或离子）向水中扩散，这个过程需要吸收热量； 第二个是水合过程：扩散后的溶质粒子和水分子结合，生成水合分子（或水合离子），这个过程会放出热量。 师：那大家结合这两个过程，解释一下我们观察到的现象，同桌之间讨论1分钟。 生：如果扩散吸收的热量比水合放出的多，整体就是吸热，温度降低；如果吸收的比放出的少，整体就是放热，温度升高；两者相等温度就不变。 师：总结得非常到位，我们用公式来表示：若Q吸>Q放，溶液温度降低（如NH4NO3；若​，溶液温度升高（如NaOH）；若，溶液温度不变（如NaCl）。 联系生活实际应用 师：我们学到的这个规律，在生活中有很实用的应用，比如医用一次性冰袋，就是利用物质溶于水吸热的原理：揉搓让水袋破裂，溶质溶解吸热，很快就能降温。大家思考一下，这种化学冰袋比传统的冰块冰袋有什么优点？ 生：不用提前放冰箱冷冻，方便携带，随时可以用，适合外出急救！ 师：没错，这种冰袋体积小、易储存、使用方便，是野外急救、运动损伤冷敷的常用选择。 【对应训练1】向如图装置的试管中加入某种物质后，U形管右边支管的红墨水液面降低，左边支管的红墨水液面上升，则加入的物质是（　　） A． 氢氧化钠固体 B．浓硫酸 C．氯化钠固体 D．硝酸铵固体 【答案】D​ 【解析】U形管左升右降说明装置内气体压强减小，原因是加入的物质溶解吸热，使装置内温度降低，压强减小。氢氧化钠、浓硫酸溶解放热，氯化钠溶解温度几乎不变，只有硝酸铵溶解吸热，因此选D。 【对应训练2】为探究NaCl和NH4NO3溶于水时的吸热和放热情况，小组同学设计如图所示的实验。实验过程中观察到的现象正确的是( ) A． 左侧红墨水高度无明显变化，右侧红墨水下降 B． 右侧红墨水高度无明显变化，左侧红墨水下降 C． 左侧气球大小无明显变化，右侧气球变大 D． 右侧气球大小无明显变化，左侧气球变大 【答案】A​ 【解析】NaCl溶于水温度几乎不变，左侧装置压强不变，因此红墨水高度无明显变化；NH4NO3溶于水吸热，右侧装置温度降低，气体压强减小，因此右侧红墨水在大气压作用下下降，只有A正确。 通过分组实验让学生直观感知溶解的能量变化，落实科学探究的核心素养；从微观角度解释宏观现象，培养宏微结合的化学思维；联系生活实例，让学生体会化学知识的实用价值，提升学习兴趣。 环节二 饱和溶液与不饱和溶液 情景引入 大家都有冲糖水的经历：如果我们不断往一杯水里加糖，糖能一直溶解下去吗？今天我们就一起来探究溶解的限度，认识什么是饱和溶液，什么是不饱和溶液。 师生活动 1. 实验探究建立概念 2. 师：我们先完成一组探究实验：室温下，向盛有水的烧杯，先加入氯化钠，搅拌，大家观察到什么现象？ 3. 生：氯化钠完全溶解了！ 4. 师：再加入氯化钠，搅拌，现在现象是什么？ 5. 生：有一部分氯化钠没有溶解，沉在烧杯底部。 6. 师：我们再加入水，搅拌，现在呢？ 7. 生：底部的氯化钠又溶解了！ 8. 师：从这个实验我们能得到什么结论？ 9. 生：一定量的水里不能无限溶解氯化钠，增加溶剂就能溶解更多溶质。 师：非常好，我们由此给出两个概念： 在一定温度下，一定量溶剂中，不能继续溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的饱和溶液；还能继续溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的不饱和溶液。 师：大家看概念，我们特意强调了“这种溶质”，为什么要加这个限定呢？我们做个小实验：这是一杯室温下的氯化钠饱和溶液，往里面加少量氯化钠，能溶解吗？ 生：不能！ 师：那往里面加少量高锰酸钾，高锰酸钾能溶解吗？（演示实验） 生：高锰酸钾溶解了，溶液变成紫色了！ 师：那这个现象说明什么？ 生：这杯溶液是氯化钠的饱和溶液，但却是高锰酸钾的不饱和溶液！所以饱和溶液必须指明是哪种溶质的饱和溶液。 师：完全正确：一定条件下某溶质的饱和溶液，只是不能溶解该溶质，还可以溶解其他溶质。 1. 讨论饱和溶液的判断方法 2. 师：现在给你一杯溶液，你怎么判断它是不是该溶质的饱和溶液？大家分组讨论2分钟。 3. 生1：如果烧杯底部有未溶解的该溶质固体，那一定是饱和溶液！如果没有固体，就不一定，可能刚好饱和，也可能不饱和。 4. 生2：如果没有固体，我们可以再加少量该溶质，如果能溶解，说明原来不饱和；如果不能溶解，说明原来饱和。 5. 师：总结得非常完整，我们整理为两种方法： 6. ①观察法：底部有未溶解的该溶质，一定饱和；无固体不能确定。 7. ②实验法：加入少量该溶质，不溶解则原溶液饱和，溶解则原溶液不饱和。 8. 探究饱和溶液与不饱和溶液的转化 9. 师：饱和溶液和不饱和溶液能不能相互转化？现有一杯室温下的硝酸钾不饱和溶液，怎么把它变成饱和溶液？大家设计方案。 生1：加硝酸钾固体，加到不能溶解为止； 生2：蒸发掉一部分水，也能变成饱和； 生3：硝酸钾溶解度随温度降低减小，所以降低温度也能变成饱和。 师：那反过来，饱和硝酸钾怎么变成不饱和溶液？ 生：加水，或者升高温度！ 师：没错，一般情况下转化关系为： 师：这里要注意一个特殊物质：氢氧化钙CaOH2，它的溶解度随温度升高而减小，所以它的转化方向相反：饱和转不饱和用降温，不饱和转饱和用升温，大家一定要记清楚。 【对应训练3】下列关于饱和溶液的叙述正确的是（　　） A． 蒸发溶剂后有固体析出的溶液 B． 降温后有晶体析出的溶液 C． 一定条件下不再溶解同种溶质的溶液 D． 饱和溶液一定是浓溶液 【答案】C​ 【解析】饱和溶液的定义就是一定温度、一定量溶剂中，不能继续溶解该溶质的溶液，因此C正确；不饱和溶液蒸发溶剂达到饱和后，继续蒸发也会析出晶体，A错误；不饱和氢氧化钙溶液降温也可能不会析出晶体，B错误；饱和溶液不一定是浓溶液，比如氢氧化钙微溶，饱和氢氧化钙溶液是稀溶液，D错误。 环节三 溶液的应用 情景引入 我们学习了溶液的性质，那溶液在生产生活、科学研究中有哪些重要应用呢？大家先想一想，你身边哪些地方用到了溶液？ 师生活动 师：大家说了很多，比如喝的糖水、医用的生理盐水、消毒用的碘酒，都是溶液；工业上，海水制盐、氨碱法制纯碱，都是在溶液中完成的；农业上，无土栽培的营养液也是溶液。那老师问一个问题：为什么实验室做实验的时候，常常把固体药品配成溶液再反应呢？ 生：配成溶液后，溶质粒子分散开，接触更充分，反应更快！ 师：非常对！在溶液中，溶质以分子或离子的形式均匀分散，反应物粒子接触概率大大增加，所以化学反应速率会明显加快，因此实验室和工业生产都常采用溶液进行反应。除此之外，溶液对生命活动也至关重要：人体吸收的营养物质，都是溶解在血液中运输到全身的，生命活动的很多化学反应也都是在溶液中进行的。可以说，没有溶液就没有我们的生命活动，也没有现代化学工业的发展。 【对应训练4】下列说法中，正确的是( ) A． 均一、稳定的液体一定是溶液 B． 长期放置后不会分层的液体一定是溶液 C． 溶液中各部分的组成不一定相同 D． 将固体试剂配制成溶液进行化学反应，可以增大反应速率 【答案】D​ 【解析】水是均一稳定、长期不分层的液体，属于纯净物，不是溶液，因此A、B错误；溶液具有均一性，各部分组成完全相同，C错误；固体配成溶液后，反应物粒子接触面积增大，反应速率加快，D正确。 通过逐步实验探究建立概念，突破概念中的易错点，引导学生自主总结判断方法和转化规律，培养学生的逻辑思维和实验探究能力，落实化学核心素养。 引导学生联系生活实际，体会溶液的应用价值，认识化学对生产生活和社会发展的意义，培养学生的化学学科价值观。 课堂小结 七、板书设计 课题1 第2课时 物质溶解时的能量变化及限度 一、物质溶解时的能量变化 1.温度变化规律 吸热，温度降低：硝酸铵 放热，温度升高：氢氧化钠固体、浓硫酸 温度基本不变：氯化钠、蔗糖 2.微观本质 扩散过程：吸收热量 水合过程：放出热量 温度变化由吸放热的相对大小决定 二、饱和溶液与不饱和溶液 1.概念 饱和溶液：一定温度、一定量溶剂中，不能继续溶解某溶质的溶液 不饱和溶液：一定温度、一定量溶剂中，能继续溶解某溶质的溶液 注意：饱和是针对该溶质而言 2.判断方法 观察法：有未溶解的该溶质固体→一定饱和 实验法：加少量该溶质，不溶解则原溶液饱和 三、溶液的应用 工业生产：海水晒盐、制碱等 实验室：配制溶液加快反应速率 生活：医用冰袋等 随堂练习 1. 1.t℃时，分别采取下列措施，一定能使接近饱和的溶液变成饱和溶液的是 2. （1）降低温度（2）升高温度 （3）加水（4）加足量溶质（5）恒温蒸发足量水。 3. A．只有(1) 4. B．只有(4)(5) 5. C．只有(2)和(4) 6. D．只有(1)和(3) 7. 【答案】B 8. 【解析】不同物质溶解度受温度影响不同：溶解度随温度升高而增大的物质，降温才能使不饱和变饱和；溶解度随温度升高而减小的物质（如氢氧化钙），升温才能使不饱和变饱和，因此改变温度不一定能实现转化；加水只会使溶液更不饱和，因此（1）（2）（3）均不符合要求。加入足量溶质、恒温蒸发足量溶剂，一定能使接近饱和的溶液变为饱和溶液，因此（4）（5）正确，答案选B。 9. 2.下列关于溶液的说法正确的是( ) A．均一、稳定的液体都是溶液 B．溶液中只能含有一种溶质 C．降低温度一定能使不饱和溶液变为饱和溶液 D．在溶液中进行的化学反应一般速率比较快 【答案】D 【解析】A. 水是均一稳定的液体，但属于纯净物不是溶液，溶液必须是混合物，A错误；B. 溶液中可以同时存在多种溶质，如海水中含有氯化钠、氯化镁等多种溶质，B错误；C. 对于溶解度随温度降低而增大的氢氧化钙，降低温度不能使不饱和溶液变为饱和，C错误；D. 溶液中溶质以分子或离子形式均匀分散，反应物接触面积大，反应速率更快，D正确。 3． 下列说法中错误的是 A． 溶液是均一、稳定的混合物 B． 溶液一定是无色的 C． 硝酸铵溶于水时吸热，溶液温度降低 D． 实验室常将固体药品配制成溶液进行化学反应，以提高反应速率 【答案】B 【解析】A. 溶液的特征是均一性、稳定性，属于混合物，A正确；B. 溶液不一定无色，如硫酸铜溶液为蓝色，高锰酸钾溶液为紫红色，B错误；C. 硝酸铵溶解时扩散吸热大于水合放热，整体表现为吸热，溶液温度降低，C正确；D. 配制成溶液后反应物粒子接触更充分，反应速率更快，D正确。 教学反思 本节课以实验探究为核心，让学生直观感知溶解的能量变化，通过宏微结合帮助学生理解温度变化的本质，对饱和溶液概念的关键点，也通过讨论实验落实到位，学生参与度较高。但教学中发现，部分学生对氢氧化钙的特殊转化规律容易混淆，判断饱和溶液的方法掌握不够扎实，课后需要针对性练习强化。另外，数字化实验拓展了学生视野，但部分学生关注技术多于知识点，后续需要做好引导，平衡技术应用与知识落实的关系，进一步提升课堂效率。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $