高中化学必修1第二章《化学物质及其变化》教材分析与教学建议

人教版必修 1 第二章化学物质及其变化教材分析与教学建议一、本章节内容的地位和功能1从必修 1 教材内容结构分析，第一章是从化学科学研究手段化学实验方面展开化学科学；而第二章则是从化学学科内容方面展开化学学科。作为学科内容方面使学生认识化学科学的起始章，是义务教育阶段和高中化学的纽带和桥梁，对于发展学生的科学素养，引导学生有效进行高中阶段的化学学习，具有非常重要的承前启后的作用。2本章内容分三个部分物质的分类、离子反应和氧化还原反应，都属于化学基本概念范畴，是学生学习元素化合物重要的理论工具，也是深入认识和理解物质性质和化学变化的入门性知识，为化学必修课程的学习，乃至整个高中阶段的化学学习奠定了重要的基础。因此，本章内容占有特殊的地位，具有重要的功能，是整个高中化学的教学重点之一。 3从化学基本观念体系分析，本章内容作为重要的化学基本概念知识，涉及对学生元素观、微粒观、变化观和分类观的进一步形成和完善。二、内容结构与特点分析从本章内容结构框架图可以看出，化学物质及其变化的分类的是统领本章的一条基本线索：纯净物的分类混合物的分类化学反应的分类。化学物质和变化是化学科学的重要研究对象，要认识它们的规律性，就必须运用分类的方法，分门别类地进行研究。第一节内容主要是对物质进行分类，从已有经验体会“物质分类”的目的和意义，从物质分类的实践中领悟“分类”方法的实质是分类标准的确定在新旧知识的联系中拓展“化学物质分类”的应用，体会“同一种元素的不同类物质之间的转化关系拓展从分散系的角度对混合物进行分类的知识，认识胶体的性质” 。第二第三节内容主要是对化学反应进行分类，主要可以从反应物和生成物的种类和多少、是否有离子参加和是否有电子转移三个标准进行分类，后两种分类是高中化学的新知识。离子反应和氧化还原反应再高中化学学习中将大量涉及，这两种反应是重要的基础知识，是本章的重点内容。本章最大的一个特点是在知识的呈现和方法的学习中都注重初高中知识的衔接。通过复习初中的知识，如化学基本概念和原理、物质间的化学反应等，使学生对物质的分类、离子反应、氧化还原反应等知识的学习，既源于初中又高于初中，既有利于初高中的衔接，又有利于学生运用科学过程和科学方法进行化学学习。三、内容与教学目标要求本章节内容，只有在必修模块有学习，但是其知识和方法的应用却贯穿整个高中化学的学习，是后续学习元素化合物和化学反应原理重要的基础知识。教师在进行本章内容教学时一定要注意到教学内容的范围控制和教学难度的把握，不能因为重要就盲目扩大范围和加深难度增加学生的学业负担，也不能只注重知识点的落实，不注重方法的渗透。本章知识作为重要的理论工具，就应该突出“工具”的作用，工具的使用效果取决于使用工具的方法和熟练程度，所以本章知识的教学目标要求取决于后续学习内容对本章知识运用要求的程度，后续学习内容必须用到的或有利于学习和掌握后续学习的内容和方法则可以着重落实、进行拓展，对于后续学习要求不高的知识则严格控制在必修要求的范围，不能随意拓展。以下为本章知识的学业评价标准。第一节 物质的分类知识与技能：1知道分类的目的是为了掌握同类物质的共同性质，分类的标准决定了同类物质的性质，初步了解树状分类法和交叉分类法。2能根据物质的组成和性质对纯净物进行分类，了解各类物质的共同性质及不同类别物质之间的转化规律。3知道分散系是混合物，根据分散质和分散剂的状态不同，可对分散系进行分类。4知道当分散剂是液体时，根据分散质粒子的大小，可分为溶液、胶体和浊液，并知道如何通过实验区分它们。5知道氢氧化铁胶体的制备方法。过程与方法：1通过对学生熟悉的物质进行分类，建立同类物质性质相似的观念，形成初步的分类观，以指导新知识的学习。2通过对溶液、胶体和浊液性质的学习及相关验证实验的观察与分析，体会结论与证据之间的关系，初步形成化学实证研究的思想。情感态度与价值观：通过物质分类方法与意义的学习，感受化学知识的结构之美，增强化学学习的兴趣和信心。第二节 离子反应知识与技能：1知道酸、碱、盐在水溶液中能发生电离，都是电解质；会书写常见强酸、强碱和可溶性盐的电离方程式，并从电离的角度概括出酸碱盐的本质；知道有些酸和碱（醋酸、碳酸、一水合氨）的分子在水溶液中只有部分分子发生电离，大部分以分子形式存在。2根据实验提供的反应事实，能够从微观角度分析实验现象，建立离子反应的概念，了解离子反应进行的条件，并能判断离子反应能否发生。3能够根据实验事实，分析参加反应的离子种类和数量比例，书写离子反应方程式。4通过对实验事实进行分析，知道离子反应方程式代表了一类反应。过程与方法：1通过观察微观模型图等方式，对酸碱盐电离过程进行分析，了解微观粒子之间存在相互作用，完善物质微粒观。2通过对离子反应概念、离子方程式的书写等知识的学习，进一步建立化学反应事实与化学用语之间的联系。3通过对离子反应本质的学习，体会分类研究能够更好地掌握物质变化的规律，完善物质变化观。情感态度与价值观：感受到化学变化是有规律的，增强化学学习的兴趣和信心。第三节 氧化还原反应知识与技能：1通过对常见元素原子结构的分析，知道元素化合价与电子转移（得失或偏移）的关系。2根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移，其表现为元素化合价的升降。3熟记常见物质的化合价，并能通过化合价的升降，判断氧化还原反应、电子转移的方向、氧化反应和还原反应、氧化剂和还原剂，氧化性和还原性，被氧化和被还原。4通过对四种基本反应类型、离子反应、氧化还原反应分类标准的比较，知道化学反应有多种不同的分类方法，各种分类方法由于划分的标准不同而有不同的反应规律。5能够从物质分类的角度列举常见的氧化剂和还原剂。6举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。过程与方法：1通过对氧化还原反应本质的学习，体会分类研究能够更好地掌握物质变化的规律，完善物质变化观。2通过从电子转移的角度分析氧化还原反应的本质，进一步感受微观粒子间存在相互作用，完善微粒观。情感态度与价值观：1感受到化学变化是有规律的，增强化学学习的兴趣和信心。2从氧化和还原这一对典型的矛盾中，领悟对立统一的辨证唯物主义观点。四、课时安排第一节 物质的分类 2 课时第二节 离子反应 2 课时第三节 氧化还原反应 2 课时测验讲评 2 课时总计 8 学时五、教学建议1.重视化学观念的建构化学基本观念是学生通过化学学习，再深入理解化学学科特征的基础上所获得的对化学的总观性认识。化学教学中实施“观念的建构”的教学，有利于转变学生的学习方式，促进对知识的深刻理解和灵活运用，全面提高学生的科学素养。（1）高度重视分类观的建构和应用本章是始终贯穿分类意识，分类观的建构是需要一定的知识为载体的，本章主要以物质和化学反应为载体，特别是第一节的简单分类法及其应用是学生初步形成分类观的基础，学生利用分类观继续学习第二、第三节，有利于学生理解化学反应分类的标准和意义。同时，利用分类手段学习后续元素化合物知识，有利于学生掌握物质的常规性质，学生可通过将物质归类然后进行类比掌握物质的共同性质，是学生学习陌生物质性质重要抓手。所以在第一节物质分类的教学中，要注重对学生分类观的建构，可以采用“结合生活实际谈谈分类的目的和意义引导学生对物质进行分类并说明分类标准（知道不同的分类标准有不同的分类方法）物质分类的意义是掌握同种物质性质相似利用同种物质性质相似推测陌生物质的性质归纳不同物质之间的转化方法”五个环节进行突破。为后续元素化合物的学习打下方法基础，遇到没有学过的新物质，敢于从组成上分析其可能具有的性质，从而形成学习和记忆元素化合物知识的序。案例1：物质分类的标准和意义（广州三中 何露） 第一部分：学会分类及分类的标准引入 在第一章的学习中，我们知道化学的学习是离不开实验的，假设现在要做制取氢气的实验，用什么药品？怎样才能快速地在实验室中找到我们所需要药品？（投影实验准备室图片，暗示实验药品分类摆放）学生回答 用锌粒与稀硫酸反应制取氢气。在放金属的柜子找锌，在酸柜子找稀硫酸。引入分类法 我们之所以能很快找到所需的药品，是因为实验老师已经把药品进行了分类摆放。把大量事物按照事先设定的“标准”分类，是人们最熟悉也是最方便的工作方法。投影 目前人类发现和合成的化学物质超过 3000 万种，面对这么多的化学物质和如此丰富的化学变化，运用分类的方法不仅能使有关化学物质及其变化的知识系统化，还可以通过分门别类的研究，发现物质及其变化的规律。讲述 这节课我们学习并应用物质的分类方法。板书 第一节 物质的分类提问 实验老师把药品分类的标准是什么呢？（提示物质分类一般按照其组成、性质或用途）学生回答 组成讲述 在初中，我们就学过根据组成的不同将物质分为混合物和纯净物，将纯净物分为单质和化合物，将化合物分为酸、碱、盐和氧化物。板书一、物质分类混合物纯净物物质单质化合物碱氧化物酸盐讲述 在书上 P25 也有这个图，这是一种对同类事物进行再分类的方法，看上去像一棵树，我们称它为树状分类法。学生练习 在图 2-3 上的方框内填上具体的化学物质。填完后四人小组相互交流。学生汇报所填的物质 根据学生的回答板书（有意识书写以下物质，为后面埋下伏笔）单质 Ca C H2氧化物 CaO CO2 H2O酸 HCl H2CO3 H2SO4碱 Ca(OH)2 NaOH Ba(OH)2 盐 CaCl2 Na2CO3 BaSO4混合物 空气 自来水 提问 将物质分为混合物和纯净物，将纯净物分为单质和化合物，将化合物分为氧化物、酸、碱、盐的依据分别是什么？（提示观察黑板所写的物质和各类物质的定义）学生回答 根据组成是否单一的把物质分为混合物和纯净物，根据组成元素的异同把纯净物分为单质和化合物，根据组成的差异把化合物分成氧化物、酸、碱、盐。投影 提问 观察黑板上所写的物质，若要你根据组成的不同对单质、氧化物、酸、碱、盐继续分类下去，可以怎样分？讲出分类的依据。学生回答 单质（金属单质、非金属单质） 、氧化物（金属氧化物、非金属氧化物） 、酸（一元酸、多元酸；含氧酸、无氧酸；强酸、弱酸） ；碱（一元碱、多元碱；可溶性碱、不溶性碱） ；盐（钠盐、钙盐、碳酸盐、硫酸盐）总结 当分类标准不同时，同一物质可归为不同的类别，就出现了交叉分类，如课本P24，图 2-2。所以我们在分类时一定要用分类的标准设定好。混合物的分类我们在下一课时会讲到。第二部分：建立“同类物质性质相似”的观点引入 回到刚才的制取氢气实验，假如我们找不到锌和稀硫酸，是不是就制取不了氢气了？学生回答 可以用金属镁或铁代替锌，用盐酸或醋酸代替稀硫酸。提问 为什么可以用金属镁或铁代替锌，用盐酸或醋酸代替稀硫酸。学生回答 同类物质性质相似，活泼金属能与酸反应生成氢气。板书 二、同类物质性质相似1活泼金属+酸盐+ 氢气 引导 接下来，我们学习氧化物性质的规律。小组讨论 金属氧化物 CaO、Fe 2O3 和 CuO 有哪些相似的化学性质？学生回答 都能与酸反应，产物是盐和水。投影 CaO+2HNO 3 Ca(NO3)2+H2OFe2O3+6HCl2FeCl 3+3H2OCuO+H2SO4CuSO 4+H2O小结 像 CaO、Fe 2O3 和 CuO 一样，能与酸反应生成盐和水的氧化物称为碱性氧化物。凡是属于碱性氧化物类别的物质都能与酸反应。板书2碱性氧化物+酸盐+ 水。讲述 接下来我们以二氧化碳为例看看非金属氧化物的性质。提问 二氧化碳能发生哪些化学反应？学生回答 能与澄清石灰水或 NaOH 反应。投影 CO 2+Ca(OH)2 CaCO 3+H2OCO2+2NaOH Na2CO3+H2O小结 像二氧化碳一样，能与碱反应生成盐和水的氧化物称为酸性氧化物。板书3酸性氧化物+碱盐+ 水。提问 在初中，我们学过 SO3 能与碱反应生成盐和水，可以把它归为哪一类氧化物？学生回答 酸性氧化物练习 写出三氧化硫与氢氧化钠的反应方程式。投影学生答案并评价 SO 3+2NaOH Na2SO4+H2O提问 SO 2 是大气污染物，是造成酸雨的“元凶” 。它有刺激性气味，对人体健康造成影响。实验室做二氧化硫的性质实验时，可以用什么方法除去二氧化硫尾气？（提示：它是属于酸性氧化物）学生回答 用氢氧化钠溶液吸收尾气练习 写出二氧化硫与氢氧化钠的反应方程式。投影答案 SO2+2NaOH Na 2SO3+H2O（提示：产物 Na2SO3 称亚硫酸钠）提醒不是所有的金属氧化物都是碱性氧化物，只有能与酸反应生成盐和水的才是。同样，不是所有的非金属氧化物都是酸性氧化物，如 CO，只有能与碱反应生成盐和水的才是。在后面的学习中，我们会学习到。第三部分：进一步归纳不同类物质间转化的方法投影 CaCaOCa(OH) 2CaCO 3 CCO 2H 2CO3CaCO 3提问 怎样实现以上两条关系的转化？学生回答 Ca 与 O2 反应生成 CaO，CaO 与水反应生成 Ca(OH)2，Ca(OH) 2 与 CO2 反应生成 CaCO3。C 与 O2 反应生成 CO2，CO 2 与水反应生成 H2CO3，H 2CO3 与 CaO（或 Ca(OH)2）反应生成 CaCO3。提问 这些物质分别属于哪个类别？学生回答投影 Ca CaO Ca(OH) 2CaCO 3 C CO 2 H2CO3CaCO 3金属 碱性氧化物 碱 盐 非金属 酸性氧化物 酸 盐提问 请大家根据这两条转化关系式，归纳出其他类物质间的转化方法，四人小组相互交流。小组讨论第一组学生回答 金属和非金属单质能与氧气反应生成氧化物板书 4单质+氧气氧化物第二组学生回答 碱性氧化与水反应生成碱、酸性氧化物与水反应生成酸。提问 氧化物都能与水反应吗？学生回答 部分可以第三组学生回答 酸与碱反应生成盐和水板书5酸+碱盐+水小结 当分类的标准确定之后，同类事物在某方面的相似性可以帮助我们做到举一反三。（2） 培养学生物质变化观掌握化学变化的动态过程离子反应和氧化还原反应都涉及化学变化过程，物质的变化是一个动态的过程，而且物质也是千变万化的，不能用简单的对知识的死记硬背来掌握。而是应该抓住物质变化的本质和规律来认识物质的变化过程，甚至可以利用所掌握的本质和规律认识陌生物质变化的过程。第 2 节离子反应离子反应的教学围绕一条物质变化的主线“电解质在水溶液中是否溶解、如何电离（电解质在溶液中的主要存在形式）电离出来的离子会不会反应（离子反应的条件）实际参加反应的离子是什么（电解质溶液反应的本质是离子反应） ”。如果学生对于电解质在水溶液中的变化过程能按照这种变化观念去分析，对于学生学习后续知识离子方程式的书写以及溶液中的离子平衡则奠定了坚实的基础，学生对溶液问题也会豁然开朗。第 3 节氧化还原反应的氧化剂和还原剂的教学可抓住“氧化剂氧化性得电子化合价升高发生还原反应，还原剂还原性失电子化合价降低发生氧化反应”两对对立的变化过程，学生在形成了这种变化观念后可根据物质的化合价判断陌生物质可能具有的性质，或者根据陌生物质的氧化性和还原性判断陌生的氧化还原反应能否发生。后续学习和应用氧化还原反应的知识就会水到渠成。（3）利用物质微粒观透过现象看物质变化的本质（1）电解质溶液反应的本质是离子反应，学生在学习离子反应时思维的盲点是学生对酸、碱、盐之间复分解反应的化学反应方程式认识根深蒂固，认为复分解反应就是“物质”之间的反应，在学习本节知识后通常对于电解质溶液的反应不能从微观（即离子）的角度去理解电解质溶液之间的反应，即缺乏“离子意识” 。所以在教学过程中要贯穿从离子的角度去分析和理解电解质溶液间反应的本质和离子反应的条件，最后得出判断电解质溶液间能否发生反应的一般方法。案例 2：离子反应及其发生条件【引入】上节课我们学习了电解质在水溶液中电离的情况，这节课我们来学习电解质溶液间混合发生反应的情况，首先请同学们回忆一下初中学过的复分解反应的条件，并判断学案中的反应能否发生，能发生的写出化学方程式。一、探究电解质溶液间反应的本质电解质溶液 Na2SO4+BaCl2 NaOH+HCl Na2CO3+HCl推测是否发生反应，会反应的写出化学方程式实验验证现象： 现象：注：NaOH 溶液先滴加酚酞现象：结论反应前溶液中主要存在的离子反应后溶液中主要存在的离子电解质溶液间实际发生的反应电解质溶液间发生反应的条件结论：1、电解质溶液间发生反应的实质是：_。2、离子反应发生的条件：能生成_、_、 _。3判断电解质溶液间能否发生反应的一般方法：（反应前电解质溶液中存在哪些离子？混合时离子间能否发生反应？）思考与交流 1：根据刚才学习的判断电解质溶液间能否发生反应的一般方法推测 NaHSO4溶液和 NaOH 溶液混合能否发生反应？如何设计实验验证该反应是否可以发生？（教师演示实验验证确实能发生反应）2：你能否分析一下这两种溶液发生反应的实质是什么？（强化学生从溶液组成微粒的角度判断能否发生，找出实际参加反应的离子是什么）3：判断 NaHSO4溶液是否能与 Na2CO3溶液、BaCl 2溶液反应？反应的本质是什么？（2）对于离子方程式的书写如果按“一写、二拆、三删、四查”的方法学习，学生还是从“物质”的角度而不能从“离子”的角度判断反应是否发生，如何发生，使得对于离子方程式的书写变得机械化，不能很好体现“离子方程式是用实际参加反应的离子符号来表示”的特点，应该是先分析实际参加反应的离子，再写出离子方程式。这也是这节课希望贯穿的“离子意识” ，所以可以利用离子方程式书写的学习强化第一部分学习和掌握的判断电解质溶液是否发生反应方法。案例 3：离子方程式的书写【过渡】电解质溶液间的反应实质上是离子间的反应，而化学方程式不能表示出这种反应的实质，有没有一种方程式可以表示出离子反应的实质呢？有，那就是离子方程式。其实我们刚才用离子符号表示的电解质溶液间实质反应的式子就是离子方程式。下面请利用实际参加反应的离子的种类和数量比例书写下列反应的离子反应方程式反应物写出反应的离子方程式 你的收获H2SO4溶液与NaOH 溶液混合KOH 溶液与盐酸混合（表示一类物质的反应）Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液混合（强化按一定数量比例反应且只能用一个离子方程式表示）醋酸（CH 3COOH）与 NaOH 溶液混合（弱酸、弱碱以分子的形式参加反应）CaCO3固体与盐酸混合（难溶物以固体形式参加反应，补充对比实验：CaCO3固体与盐酸反应和CaCO3固体加水后取上层清液与盐酸反应）澄清石灰水通入CO2（微溶物为反应物时，澄清溶液以离子的形式反应，悬浊液主要以固体的形式反应）结论 离子方程式是用_表示反应的式子。在离子方程式中_ 、_、_写成离子形式，_、_、_、 _、 _用化学式表示。(3)氧化还原反应的本质是原子核外电子的转移，表现出来会有元素化合价发生变化。在氧化还原反应概念的教学中，关键是要建立电子转移层面的氧化还原反应概念，让学生理解电子转移与化合价之间的关系。案例 4：氧化还原反应的概念（广大附 董睿）一些原子的结构示意图如下：例一、金属 Mg 和 O2 剧烈反应：2MgO 22MgO，根据 MgO 的形成过程示意图，完成下列分析。1 个 Mg 原子 （“得到” 或“失去” ） 个电子（e ） ，形成 1 个 O 原子 （“得到”或“失去” ） 个电子（e ） ，形成 例二、Mg2H Mg 2 H 2 反应过程示意图 点燃+12 2 8+1+1+1 1+1 1HH Hee2 8 2+12MgH21 个 Mg 原子 （“得到”或“失去” ） 个电子（e ） ，形成 2 个 H 离子 （“得到”或“失去” ） 个电子（ e ） ，形成 ，再结合为 。2NaCl 22NaCl 反应过程示意图1 个 Na 原子 （“得到” 或“失去” ） 个电子（e ） ，形成 1 个 Cl 原子 （“得到”或“失去” ） 个电子（e ） ，形成 定义 1： 叫做氧化反应。 叫做还原反应。总结 1：失电子和得电子的过程是 发生的；氧化反应和还原反应是 发生的；氧化反应和还原反应合称为 。三、实验：MgH 2SO4 原电池镁条表面现象 ，碳棒表面现象 ，说明 ；电流表的指针 ，证明 。四、电子得失与化合价变化的关系反应 原子结构变化 化合价变化 发生反应点燃1 个 Mg 失去 个 e Mg 由 价变为 价反应1 个 O 得到 个 e O 由 价变为 价1 个 Mg 失去 个 e Mg 由 价变为 价反应1 个 H 得到 个 e H 由 价变为 价1 个 Na 失去 个 e Na 由 价变为 价反应1 个 Cl 得到 个 e Cl 由 价变为 价总结 2：1 个原子每失去 1 个电子（e ），化合价 （“升高”或“降低”） 价；1 个原子每得到 1 个电子（e ），化合价 （“升高”或“降低”） 价。定义 2： 叫做氧化反应。 2注重初高中知识的衔接，在辨析中完善概念本章内容在初中多少都有涉及，但没有形成完善的概念，甚至对概念的理解还有局限性。考虑到学生刚进入高中化学的学习不久，一般都需要复习初中的知识，如化学基本概念和原理、物质间的化学反应等，利于学生从已有的经验出发挖掘新的增长点。第二章知识的学习既源于初中又高于初中，既有利于初高中知识的衔接，又有利于学生运用科学过程和科学方法进行化学学习。物质的分类初中已经知道了化合物可以分为氧化物和酸碱盐，但为能有利于高中后续元素化合物知识的学习，可适当对氧化物和酸碱盐再进行细化分类。而对于混合物的分类，虽然溶液和浊液这两种混合物在初中也涉及过，但是没有从分散系的角度进行分类，所以课本增加了分散系和液态分散系的分类以及胶体的主要性质的新知识。离子反应中酸碱盐的定义在初中也有所涉及，但并未给酸碱盐下定义，学生只知道酸能够电离出氢离子和酸根离子，碱能够电离出金属离子和氢氧根离子，盐能够电离出金属离子和酸根离子。但明显与高中对酸碱盐的定义