2.2 氯及其化合物 第1课时 教学设计 -2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

情境化·任务驱动教学设计 《氯及其化合物》（第1课时）——氯气的性质 人教版《化学》必修 第一册　第二章 海水中的重要元素——钠和氯 一、基本信息 项目 内容 项目 内容 课题 第二节 氯及其化合物（第1课时 氯气的性质） 课型 新授课 教材 人教版必修第一册 第二章 第二节 课时 1课时（45分钟） 授课对象 高一年级学生 授课环境 化学实验室（演示+分组） 课标依据 《普通高中化学课程标准（2017年版2025年修订）》 情境主线 守护生命之水——氯的发现与使命 二、课标依据与核心素养落点 本课对应课标“主题2　常见的无机物及其应用”，课标要求学生：“结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氯及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响”，“能从物质类别、元素价态的角度，依据氧化还原反应等基本原理，预测物质的性质”。 据此，本课以真实情境为线索、以实验探究为路径、以素养发展为旨归，五大核心素养的具体落点如下： 核心素养 本课主要落点 宏观辨识与微观探析 由氯气的颜色、状态、气味等宏观性质，深入到氯原子最外层7个电子、易得1个电子形成8电子稳定结构的微观本质，理解其强氧化性。 变化观念与平衡思想 通过H₂在Cl₂中燃烧，认识“燃烧不一定要有氧气”，建立对物质变化多样性的认识；通过Cl₂+H₂O⇌HCl+HClO，初步体会可逆反应与化学平衡思想。 证据推理与模型认知 从舍勒制气、戴维证明的史实和实验现象中提取证据，推理氯气性质；建立“存在—性质—用途”及“金属/非金属+氧化性物质”的结构化认知模型。 科学探究与创新意识 经历“H₂在Cl₂中燃烧”等实验的观察、描述与产物检验，体验假设—验证—结论的探究过程；能自主设计实验验证氯水中起漂白作用的微粒。 科学态度与社会责任 认识氯气有毒，树立安全用药、规范操作意识；辩证看待氯消毒的利与弊，了解余氯标准与新型消毒剂，形成合理使用化学品的社会责任感。 三、教材分析 本节是继“钠及其化合物”之后，学生系统学习的第二种典型元素化合物。教材以“氯是一种重要的成盐元素”引入，依次安排氯气的发现史、物理性质、化学性质（与金属、非金属单质反应）、与水反应四部分内容，并以“思考与讨论”“资料卡片”“注意”等栏目引导学生开展证据推理、安全教育和科学史教育。 氯是典型的活泼非金属单质，是学生首次较为系统地认识“非金属单质—强氧化性—应用”的逻辑链条，也是继氧化还原反应之后又一次重要的应用载体。本节内容既是对氧化还原理论的巩固与深化，也为后续学习硫、氮及其化合物提供方法与模型示范，在必修内容中承上启下。 四、学情分析 ● 已有基础：学生在初中已了解Cl₂的相关常识，本课前已学习钠及其化合物、氧化还原反应与离子反应，具备从化合价变化分析氧化还原的能力。 ● 认知特点：高一学生思维活跃、对真实问题和实验现象兴趣浓厚，但抽象推理和微观分析能力仍在发展，对“变价金属被氧化到高价”“HClO漂白”等易产生迷思。 ● 可能困难：①认为燃烧必须有氧气参与；②难以理解干燥氯气无漂白性而氯水有漂白性；③易将氯水成分简单化；④对氯消毒的利与弊缺乏辩证认识。 ● 教学对策：以情境驱动、实验探究、证据推理与思维冲突相结合，借助微观图示与对比实验突破难点。 五、教学目标（核心素养导向） 【素养1　宏观辨识与微观探析】能说出氯气的主要物理性质；能从氯原子结构角度解释氯气的强氧化性。 【素养2　变化观念与平衡思想】能正确书写氯气与钠、铁、铜、氢气反应的方程式，通过H₂在Cl₂中燃烧形成对“燃烧”更本质的认识；初步认识Cl₂与H₂O的可逆反应。 【素养3　证据推理与模型认知】能依据实验现象和史料证据推理氯气的性质，初步建立“位置—结构—性质—用途”的认知模型。 【素养4　科学探究与创新意识】能规范观察、准确描述实验现象并检验产物；能设计简单实验探究氯水中起漂白作用的微粒。 【素养5　科学态度与社会责任】认识氯气的毒性与安全使用要求；能辩证评价氯消毒，了解余氯标准及ClO₂、O₃等新型消毒剂，增强社会责任意识。 六、教学重点与难点 教学重点：氯气的物理性质；氯气与金属、非金属单质及水的反应；次氯酸的强氧化性与消毒原理。 教学难点：从氯原子结构理解氯气的强氧化性；理解干燥氯气无漂白性而氯水有漂白性的原因；对“燃烧”本质的新认识。 七、教学策略与情境主线 教学方法：情境教学法、任务驱动法、实验探究法、问题链启发法、合作学习法。 贯穿情境：“守护生命之水——氯的发现与使命” 以“化学兴趣小组接校刊约稿任务：写一篇科普短文《自来水消毒之谜》”为大情境，学生化身“探氯小队”，沿着“溯源历史—探究性质—解密应用”三步，完成三个递进任务，将零散知识串成一条完整主线： 环节 情境推进 对应知识 / 任务 情境导入 校刊约稿：自来水的“氯味”从哪来？这瓶黄绿色气体是什么？ 明确任务、激发疑问 任务一 回到18世纪舍勒的实验室，亲手“认识”这位消毒卫士 氯气的物理性质、发现史 任务二 走进现代实验室，检验氯气的“十八般武艺” 氯气与金属、非金属单质反应 任务三 走进自来水厂，破解氯气消毒的奥秘 Cl₂与H₂O反应、HClO、消毒原理 互动活动 化身“自来水厂工程师”，向市民作科普解答 知识应用与辩证评价 总结反馈 完成科普短文提纲，回扣总情境 结构化建构与当堂检测 八、教学过程 环节一　情境导入：一封来自校刊的“约稿信”（约5分钟） 【情境呈现】投影城市自来水厂消毒车间的图片，展示一瓶取自自来水的样品；播放一段“自来水为什么有刺激性气味”的街访短片，并出示校刊《科学小站》约稿函——请同学们以“探氯小队”的名义，撰写科普短文《自来水消毒之谜》。 【驱动性问题】①自来水中那股“氯味”到底是什么物质？②这瓶黄绿色气体为何能“守护”我们喝的水？③它又是怎样杀死病菌的？ 【学生活动】观察、交流生活经验，提出猜想与疑问，形成“待解决的问题清单”。 【设计意图】以真实任务和真实问题入境，将学习转化为完成任务的动机；用一瓶实物与一段短片制造认知冲突，点燃探究欲。 【素养指向】科学态度与社会责任（真实问题引发关注）。 环节二　任务一（溯源·认识氯气）——回到舍勒的实验室（约8分钟） 【史料阅读】投影“资料卡片”与舍勒画像：18世纪70年代，舍勒将软锰矿（主要成分MnO₂）与浓盐酸混合加热，产生一种黄绿色、有刺激性气味的气体；受当时流行学说影响，他未能确认这种气体。直到1810年，戴维以大量事实确认它是一种新元素组成的单质——氯气（chlorine，希腊语意为“绿色”）。 【问题链】①舍勒看到的黄绿色气体具有哪些可观察的性质？②从舍勒发现到戴维确认历经三十余年，你从中得到什么启示？ 【学生活动】阅读史料，归纳氯气的宏观性质（颜色、气味、状态），体会“大胆假设、严谨求证”的科学精神。 【归纳物理性质】氯气是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体；密度比空气大；25 ℃时1体积水约可溶解2体积氯气；沸点−34.6 ℃，易液化。 【微观探析】展示氯原子结构示意图：最外层7个电子，易得1个电子达到8电子稳定结构，故氯气是活泼的非金属单质，具有强氧化性。 【安全警示】投影“注意”栏目：氯气有毒，吸入少量会刺激鼻、喉黏膜，引起咳嗽、胸部疼痛，吸入大量会中毒致死。强调实验操作规范与通风防护要求。 【设计意图】以科学史实培养证据推理与科学态度；由宏观性质自然过渡到微观结构，建立“结构决定性质”的观念；同步落实安全教育。 【素养指向】宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学态度与社会责任。 环节三　任务二（探究·氯气的性质）——检验它的“十八般武艺”（约12分钟） 【实验探究1】演示教材“实验2-7”：在空气中点燃氢气，将导管缓慢伸入盛满氯气的集气瓶，观察现象。 【现象与结论】纯净的H₂在Cl₂中安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口出现白雾；生成气体为HCl，溶于水即为盐酸。反应：H₂+Cl₂ = 2HCl。点燃 【思维冲突·思考与讨论】以往所学的燃烧都是物质在氧气中燃烧。对比H₂在O₂中燃烧（淡蓝色火焰）与在Cl₂中燃烧（苍白色火焰），你对燃烧的条件及其本质有什么新认识？ 【师生共建】燃烧不一定需要氧气参与，其本质是发光放热的剧烈氧化还原反应。 【探究活动2·与金属反应】结合演示与动画，填写现象，书写方程式：点燃 ● Na + Cl₂ = 2NaCl（黄色火焰，产生白烟）点燃 ● 2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃（产生棕褐色烟）点燃 ● Cu + Cl₂ = CuCl₂（产生棕黄色烟） 【对比追问】铁在盐酸中生成FeCl₂（+2价），而铁在氯气中却生成FeCl₃（+3价），为什么？ 【模型建构】氯气氧化性强，能把有变价的金属氧化到高价。归纳：氯气能与大多数金属、非金属单质化合，是活泼的非金属单质，具有强氧化性。 【设计意图】通过“燃烧”认知冲突更新变化观念；以Fe产物价态的对比引发深度思维，强化“氧化性强弱决定产物价态”的模型；在现象描述与方程式书写中落实科学探究与规范表达。 【素养指向】变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识。 环节四　任务三（解密·氯气与水）——走进自来水厂（约9分钟） 【情境推进】资料：25 ℃时1体积水可溶解约2体积氯气，其水溶液称为氯水，呈黄绿色。自来水厂正是向水中通入氯气来杀菌消毒的。那氯气溶于水后，究竟是哪种微粒在“战斗”？ 【实验探究3】对比实验：将干燥的氯气与湿润的氯气（或氯水）分别作用于有色布条，观察褪色情况。 【证据推理】干燥氯气不能使有色布条褪色，而氯水能使有色布条褪色——说明真正起漂白（氧化）作用的是氯气与水反应的产物。 【获得新知】常温下，溶于水的部分氯气与水发生反应：Cl₂+H₂O ⇌ HCl+HClO（次氯酸）。次氯酸具有强氧化性，能杀死水中的病菌，起到消毒作用。 【微粒分析】氯水中的微粒有Cl₂、H₂O、HClO、H⁺、Cl⁻、ClO⁻（少量），其中起杀菌消毒与漂白作用的主要是HClO。 【社会责任】投影教材资料：氯气与水中某些有机物反应会生成对人体可能有害的有机氯化物，因此国家规定了饮用水中余氯含量的标准，并开始使用ClO₂、O₃等新型消毒剂。 【设计意图】用对比实验制造认知冲突，引导学生由“现象—证据—结论”完成推理，突破“干燥氯气无漂白性”的难点；联系余氯标准与新型消毒剂，培养辩证思维与社会责任。 【素养指向】证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想、科学态度与社会责任。 环节五　互动活动：我是“自来水厂工程师”（约4分钟） 【角色扮演】四人一组，分别扮演“自来水厂工程师”“社区居民”“网络质疑者”“媒体记者”，围绕“自来水用氯消毒安全吗”展开对话与答疑。 【思辨支架】工程师需用本课知识说清：①氯气为什么能消毒（HClO的强氧化性）；②“氯味”从何而来（余氯）；③如何科学看待氯消毒的利与弊。 【展示评价】抽取1—2组上台展示，师生共同从“科学性、逻辑性、表达力”三维度点评。 【设计意图】在真实角色中迁移应用知识，训练表达与批判性思维；通过辩证研讨正确认识化学品的双面性，落实社会责任素养。 【素养指向】科学态度与社会责任、证据推理与模型认知。 环节六　课堂总结：生成“氯”的知识地图（约3分钟） 师生共同板书，构建以“Cl₂”为中心的结构化知识网络： ● 物理性质：黄绿色、刺激性气味、有毒、密度大于空气、可溶于水、易液化 ● 微观本质：最外层7个电子，易得电子，强氧化性 ● 化学性质：与金属反应（Na、Fe、Cu）、与非金属反应（H₂）、与水反应（Cl₂+H₂O⇌HCl+HClO） ● 用途与社会价值：制盐酸、消毒杀菌、制备新型消毒剂，及安全使用要求 【回扣情境】请学生用一句话总结“自来水消毒之谜”，并据此列出科普短文的写作提纲。 【设计意图】以“存在—性质—用途”模型完成知识结构化，实现由情境出发、再回到情境的闭环。 环节七　当堂反馈：分层检测（约4分钟） 【基础层】①氯化氢的气味是刺激性气味，而氯气也是黄绿色、有刺激性气味的气体。（判断）②氯气与水反应生成盐酸和______，其中起消毒作用的是______。 【提升层】写出铁在氯气中燃烧的化学方程式，并描述实验现象；指出氯气在该反应中表现的性质。 【挑战层】干燥的氯气不能使有色布条褪色，而氯水能使有色布条褪色，请从微粒角度解释原因；并推测氯水的漂白性在光照下会怎样变化，说明你的理由。 【设计意图】分层设计，既保底又适度拔高，及时诊断学习效果并为后续教学提供反馈。 九、板书设计 主板书以“Cl₂”为圆心向四周发散，可采用如下结构化板书（可黑板手绘，配彩色粉笔区分主干与分支）： 氯　气（Cl₂） 物理性质：黄绿色、有刺激性气味、有毒、密度比空气大、可溶于水、易液化 结构本质：最外层7个电子 → 易得1个电子 → 强氧化性 化学性质：点燃 点燃 点燃 与金属：2Na+Cl₂ = 2NaCl；2Fe+3Cl₂ = 2FeCl₃；Cu+Cl₂ = CuCl₂点燃 与非金属：H₂+Cl₂ = 2HCl（苍白色火焰） 　　与水：Cl₂+H₂O ⇌ HCl+HClO（HClO强氧化性 → 消毒） 用途：制盐酸、自来水消毒、新型消毒剂（ClO₂、O₃）及余氯标准 十、作业设计（分层） 基础性作业：完成教材课后习题；整理本课化学方程式（含反应现象）。 实践性作业：查阅资料，完成情境任务——撰写科普短文《自来水消毒之谜》（不少于300字），尝试说明“氯味”、消毒原理及新型消毒剂。 探究性作业：设计实验方案，验证氯水中起漂白作用的微粒究竟是Cl₂、HClO还是H⁺，写出实验思路与预期现象。 十一、教学反思（预设） ● 情境的完整性与真实性是关键：务必让“约稿任务”贯穿始终，避免情境只作“开场秀”。 ● 实验与思维要并重：H₂在Cl₂中燃烧与干燥/湿润氯气的漂白性对比，是本课最易产生认知冲突处，须给足观察与讨论时间。 ● 关注安全与规范：氯气有毒，演示实验须在通风条件下进行并同步进行安全教育。 ● 把握深度与容量：本课知识点多，需合理分配时间，宁可少而透，不可多而浅。 十二、教学准备 ● 实验器材：集气瓶（盛满Cl₂）、H₂发生装置、导气管、火柴、湿润与干燥有色布条、氯水、PPT与动画素材。 ● 安全准备：通风橱或良好通风环境、护目镜、应急处理预案；氯气制备与使用须由教师演示。 — — 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