【教案】元素與物質(zhì)分類 高中化學(xué)魯科版必修一第二章第一節(jié)第一課時
課型:新授課
課時:1課時(45min)
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教學(xué)目標(biāo)
1.?通過分析物質(zhì)組成元素,認(rèn)識元素可以組成不同種類的物質(zhì),發(fā)展宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。
2.?認(rèn)識元素在物質(zhì)中可以有不同的價(jià)態(tài),一定條件下各類物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化,能分析元素及其化合物的“價(jià)-類”二維圖,發(fā)展變化觀念與平衡思想的核心素養(yǎng)。
3.?通過對不同類別物質(zhì)性質(zhì)的研究,總結(jié)某類物質(zhì)的通性,能根據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì)對物質(zhì)進(jìn)行分類,發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。
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教材分析
本節(jié)位于魯科版普通高中教科書化學(xué)必修第一冊第二章第一節(jié)。在本章之前,教材設(shè)置了認(rèn)識化學(xué)科學(xué)這一章,介紹了化學(xué)學(xué)科、研究物質(zhì)性質(zhì)的方法與程序、化學(xué)研究中的重要工具物質(zhì)的量,呈現(xiàn)了化學(xué)研究的框架,而本章則是介紹了化學(xué)研究的對象,物質(zhì)以及物質(zhì)間的反應(yīng)。
本節(jié)元素與物質(zhì)分類,分為三個模塊。開篇以含碳元素的物質(zhì)為例,由不同物質(zhì)中含有碳元素的現(xiàn)象拋出問題,不同物質(zhì)之間有何內(nèi)在聯(lián)系。第一個板塊元素與物質(zhì)的關(guān)系,通過探究活動分析不同物質(zhì)的元素組成,引出物質(zhì)是由元素組成。接著根據(jù)元素組成對物質(zhì)進(jìn)行分類,給出純凈物、單質(zhì)、化合物等概念的定義,以關(guān)系圖的形式進(jìn)行呈現(xiàn)。分析了同一元素在不同物質(zhì)中存在的性質(zhì),將從物質(zhì)類別研究物質(zhì)的視角拓展為基于核心元素的化合價(jià)和物質(zhì)類別研究物質(zhì)的多視角,以“價(jià)-類”二維圖的形式進(jìn)行表示。第二個板塊,物質(zhì)分類與物質(zhì)性質(zhì),承接上一模塊,物質(zhì)根據(jù)元素組成進(jìn)行分類后,分門別類的對各類別物質(zhì)進(jìn)行研究并從中總結(jié)規(guī)律。教材采用活動探究的形式,在物質(zhì)進(jìn)行分類后對不同類別物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究,進(jìn)而總結(jié)出這一類物質(zhì)的性質(zhì),這部分涉及的物質(zhì)較多,但由于部分物質(zhì)的性質(zhì)是已經(jīng)學(xué)習(xí)過的,所以可以直接分析。通過活動探究,得出不同類別物質(zhì)包括,酸性氧化物、堿性氧化物、酸、堿、鹽等的通性。
本課時元素與物質(zhì)分類的內(nèi)容在初中已經(jīng)有所接觸,整體內(nèi)容量比較簡單,概念性內(nèi)容以及總結(jié)性的內(nèi)容較多,是元素化合物的基礎(chǔ)框架,教師要在設(shè)置教學(xué)環(huán)節(jié)時使學(xué)生自己分析根據(jù)元素組成對物質(zhì)進(jìn)行分類的分類標(biāo)準(zhǔn)。對于從化合價(jià)角度分析物質(zhì)性質(zhì),可以適當(dāng)鋪墊。
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學(xué)生分析
學(xué)生對于酸、堿、鹽的概念以及對應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)在初中已經(jīng)進(jìn)行過學(xué)習(xí),但是學(xué)生只知道某物質(zhì)屬于那一類別,無法發(fā)掘不同物質(zhì)之間的內(nèi)在聯(lián)系,無法從物質(zhì)類別的通性出發(fā)分析物質(zhì)性質(zhì)。所以教師要將這些概念聯(lián)系起來,從組成物質(zhì)的元素出發(fā),幫助學(xué)生根據(jù)元素組成對物質(zhì)進(jìn)行分類,搭建知識內(nèi)容的橋梁。學(xué)生以往研究物質(zhì)性質(zhì)是從呈現(xiàn)出的現(xiàn)象以及物質(zhì)的類別出發(fā),缺少從核心元素的化合價(jià)分析物質(zhì)性質(zhì)的視角,教師可以設(shè)置環(huán)節(jié)讓學(xué)生在此板塊回顧化合價(jià)的內(nèi)容,簡單了解核心元素化合價(jià)與物質(zhì)性質(zhì)的聯(lián)系,為后續(xù)氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)做鋪墊。由于本節(jié)是學(xué)生初中接觸過的內(nèi)容,部分學(xué)生會對本節(jié)課積極性會較低,而本節(jié)課的內(nèi)容作為元素化合物的框架,是需要學(xué)生理解并掌握的重要內(nèi)容,為此教師需要多利用圖文素材,并留給學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時間,調(diào)動學(xué)生的興趣。
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教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):
1.?通過對物質(zhì)組成的認(rèn)識,掌握根據(jù)元素組成對物質(zhì)進(jìn)行分類的方法與標(biāo)準(zhǔn),能獨(dú)立對某種物質(zhì)進(jìn)行分類。
2.?通過對不同類別物質(zhì)性質(zhì)的研究,總結(jié)出物質(zhì)類別對應(yīng)的物質(zhì)通性。
教學(xué)難點(diǎn):
由于本課時內(nèi)容學(xué)生已經(jīng)基本接觸,知識內(nèi)容與思路構(gòu)建的難度不大,故本節(jié)并未設(shè)置教學(xué)難點(diǎn)。
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教學(xué)媒體:
黑板、電子白板
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教學(xué)流程:
同學(xué)們,在上一章,我們對研究物質(zhì)性質(zhì)的方法及流程、物質(zhì)的量進(jìn)行了深入學(xué)習(xí),也能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)并完成一些簡單的實(shí)驗(yàn)。還記得我們對于化學(xué)學(xué)科是怎樣定義的嗎,化學(xué)式在原子、分子水平研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用的一門基礎(chǔ)學(xué)科,它研究的對象是物質(zhì),我們第一章學(xué)習(xí)的內(nèi)容就是研究物質(zhì)的基礎(chǔ)。而了解物質(zhì)的組成和物質(zhì)的分類,可以幫助我們更好地認(rèn)識和利用物質(zhì)的性質(zhì)、實(shí)現(xiàn)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化。
展示PPT,內(nèi)容為含碳元素的各種物質(zhì)圖片,物質(zhì)類別涵蓋單質(zhì)、氧化物、酸堿鹽
我們知道,物質(zhì)都是由元素組成。請同學(xué)們觀察上面圖片中的物質(zhì)以及對應(yīng)的化學(xué)式,你注意到了什么?嗯,很好,這些物質(zhì)屬于不同的物質(zhì)類別,如單質(zhì)金剛石和石墨、氧化物二氧化碳、酸碳酸、鹽碳酸氫鈉等,而這些物質(zhì)的組成元素中都含有碳元素,而碳元素在這些物質(zhì)中的化合價(jià)并不是一樣的。這就提供給我們一個思路,既然物質(zhì)是由元素組成,那我們是否可以根據(jù)物質(zhì)的元素組成來對物質(zhì)進(jìn)行分類,從物質(zhì)類別出發(fā)分析物質(zhì)的性質(zhì),或者根據(jù)元素在不同物質(zhì)中的化合價(jià)分析物質(zhì)的性質(zhì)?一起來嘗試。
展示PPT,內(nèi)容為各種物質(zhì)的名稱以及化學(xué)式。
請同學(xué)們完成以下任務(wù),第一,分析組成這些物質(zhì)的元素以及元素種類,第二,從元素組成的角度對物質(zhì)進(jìn)行分類,第三,標(biāo)注各元素的化合價(jià)??梢韵嗷ビ懻撘幌?,你是用怎樣的標(biāo)準(zhǔn)來對物質(zhì)進(jìn)行分類的。
學(xué)生完成任務(wù)。
展示PPT,內(nèi)容為以上物質(zhì)的分類,教師講解時輔以板書
同學(xué)們的分類方法都比較合理。對于物質(zhì),根據(jù)組成物質(zhì)的物質(zhì)的種類,由一種物質(zhì)組成的物質(zhì)即為純凈物,若包含了多種物質(zhì),則為混合物。混合物很好理解,不是一種物質(zhì)組成的都是混合物,常見的混合物比如說有合金、溶液等,混合物包含的各種物質(zhì)都保留著原本的性質(zhì),井水不犯河水。你們也可以這么去理解,能夠用化學(xué)式表示的物質(zhì)就是純凈物,反之則為混合物,因?yàn)榛旌衔锖卸喾N物質(zhì),其組成無法通過化學(xué)式表示。
對于純凈物,根據(jù)組成物質(zhì)的元素種類,有些只含有一種元素,這樣僅有一種元素組成的純凈物稱為單質(zhì),當(dāng)元素以單質(zhì)形式存在時,稱為元素的游離態(tài)。金屬鐵、鈉、銅這種由金屬元素形成的單質(zhì),稱其為金屬單質(zhì),而氫氣、氧氣、氮?dú)膺@些由非金屬元素組成的單質(zhì),稱為非金屬單質(zhì),還有一種特殊的單質(zhì)就是稀有氣體。而由兩種或兩種以上元素組成的純凈物,稱為化合物,元素以化合物形式存在時,稱為元素的化合態(tài)?;衔锇o機(jī)化合物和有機(jī)化合物,無機(jī)化合物依據(jù)溶于水電離后的產(chǎn)物分為酸、堿、鹽,再加上氧化物,有機(jī)化合物我們以后會學(xué)習(xí),有興趣的同學(xué)可以下課來找我要資料學(xué)習(xí)一下。
展示PPT,內(nèi)容為根據(jù)元素組成對物質(zhì)進(jìn)行分類的簡圖。
做個小結(jié),對于物質(zhì),依據(jù)其元素組成,我們可以依照這個圖對其進(jìn)行分類。物質(zhì)依據(jù)組成物質(zhì)的種類分為純凈物、混合物,純凈物根據(jù)組成元素的種類數(shù)量分為單質(zhì)和化合物,單質(zhì)根據(jù)組成元素的種類分為金屬單質(zhì)和非金屬單質(zhì)。對于上述物質(zhì),我們還標(biāo)注了各元素的化合價(jià),不難發(fā)現(xiàn),同一種元素可以存在于不同類別的物質(zhì)中,在這些物質(zhì)中具有不同的化合價(jià),那么化合價(jià)與物質(zhì)類別是不是有什么聯(lián)系呢?物質(zhì)的不同類別對應(yīng)著不同的性質(zhì),那么不同的元素價(jià)態(tài)是否又對應(yīng)著不同的性質(zhì)呢?請同學(xué)們嘗試?yán)L制含碳元素的“化合價(jià)-物質(zhì)類別”圖,找找有沒有規(guī)律。
學(xué)生完成任務(wù)并回答。
展示PPT,內(nèi)容為碳及其化合物的“價(jià)-類”二維圖
隨著化合價(jià)從-4價(jià)升至+4價(jià),碳及其化合物經(jīng)歷了氫化物、單質(zhì)、氧化物、酸堿鹽的變化。研究物質(zhì)性質(zhì),除了可以從物質(zhì)類別的角度進(jìn)行,還可以從它的化合價(jià)角度。那如何從化合價(jià)角度分析物質(zhì)性質(zhì),同學(xué)們可以回去思考這個問題,在之后的學(xué)習(xí)中,我會進(jìn)行解答。關(guān)于物質(zhì)類別的概念,我不清楚你們弄明白沒有,嘗試完成下列問題。
展示PPT,內(nèi)容為物質(zhì)類別概念判斷題。
學(xué)生完成任務(wù),教師講解
展示PPT,內(nèi)容為不同類型物質(zhì)參與的化學(xué)反應(yīng)方程式書寫。
物質(zhì)的組成可以作為物質(zhì)分類的依據(jù),而結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)可以對物質(zhì)進(jìn)一步分類。請同學(xué)們觀察上述方程式,分析不同類型物質(zhì)具有的性質(zhì)。
學(xué)生完成任務(wù)。
根據(jù)上述結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn),同一類別物質(zhì)具有相似性,根據(jù)元素組成對物質(zhì)進(jìn)行分類,對同一類別物質(zhì)的組成、性質(zhì)、用途進(jìn)行研究,找到規(guī)律,可以幫助我們更好的預(yù)測物質(zhì)性質(zhì),
這里我們簡單總結(jié)各類別物質(zhì)具有的化學(xué)性質(zhì),注意,并不是該類別所有的物質(zhì)都符合,它僅僅是一個經(jīng)驗(yàn)性的規(guī)律。
對于非金屬單質(zhì),第一,可以與金屬單質(zhì)化合,第二,可以與非金屬單質(zhì)化合,如與氫氣反應(yīng)形成氫化物,與氧氣反應(yīng)生成氧化物,與另一種不同的非金屬單質(zhì)化合,第三,可以與水反應(yīng),第四,部分可與酸反應(yīng),第五,與氧化物反應(yīng)。
對于金屬單質(zhì),第一,與非金屬單質(zhì)反應(yīng),第二,與水反應(yīng),第三,與酸反應(yīng)生成氫氣與鹽,第四,與鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng),第五,與氧化物的反應(yīng)。
對于酸,第一,與堿反應(yīng)生成鹽與水,第二,與某些鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),第三,與金屬單質(zhì)反應(yīng)生成鹽和氫氣,第四,與氧化物反應(yīng)生成鹽和水,這里我們將與酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物稱為堿性氧化物,比如氧化鈉、氧化鈣。那反過來,什么是酸性氧化物呢?對了,與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物稱為酸性氧化物,如二氧化碳。
對于堿,第一,與酸反應(yīng)生成鹽和水,第二,與某些鹽反應(yīng),第三,與酸性氧化物反應(yīng)。
對于鹽,第一,對金屬發(fā)生置換反應(yīng),第二,與酸或堿反應(yīng)生成新酸與新堿,第三,不同鹽之間反應(yīng)生成兩種新的鹽。
對于酸性氧化物,可以與堿或堿性氧化物反應(yīng)。
對于堿性氧化物,可以與酸或酸性氧化物反應(yīng)。
在應(yīng)用過程中,可以基于物質(zhì)類別預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)、認(rèn)識不同物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化,但我要再次強(qiáng)調(diào)一遍,以上性質(zhì)是物質(zhì)類別的一般性質(zhì),并不完全符合對應(yīng)類別的物質(zhì),一個物質(zhì)是否具有某個性質(zhì),最終要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。
展示PPT,內(nèi)容為根據(jù)元素組成對物質(zhì)進(jìn)行分類的架構(gòu)圖以及對應(yīng)物質(zhì)類別的通性。
最后做一個總結(jié),根據(jù)元素組成我們可以將物質(zhì)進(jìn)行分類,具體怎么分類的,你們回去好好把這個分類過程再捋一遍,弄清楚各類別物質(zhì)的性質(zhì),回去后預(yù)習(xí)下一版塊膠體的內(nèi)容,完成練習(xí)XXX。