2025新版学案 新教材人教版高中化学必修第一册第一章物质及其变化 学案讲义

课题：第一章物质及其变化适用年级：高中一年级课时建议：本章建议安排8-10课时（含复习与机动）一、学习目标本章旨在引导同学们认识物质世界的多样性，并从不同角度探究物质的变化规律。通过学习，你将能够：1.知识与技能：*初步学会对物质进行分类的方法，能根据物质的组成和性质对常见物质进行分类。*理解分散系的概念，知道胶体是一种常见的分散系，并了解胶体的一些重要性质及其应用。*理解电解质和非电解质的概念，初步学会书写电离方程式。*认识离子反应的实质，学会书写简单的离子方程式。*理解氧化还原反应的基本概念，能判断反应是否为氧化还原反应，能识别氧化剂和还原剂。2.过程与方法：*通过对物质分类方法的学习，体验分类在化学研究和学习中的重要作用，培养归纳整理能力。*通过探究胶体的性质，初步体验科学探究的过程，学习观察、分析实验现象并得出结论的方法。*在学习离子反应和氧化还原反应的过程中，进一步发展抽象思维能力和逻辑推理能力。*学会运用比较、归纳等方法对信息进行加工处理。3.情感态度与价值观：*感受化学世界的奇妙与和谐，激发学习化学的兴趣。*认识到物质的性质决定其用途，树立性质决定用途的辩证唯物主义观点。*通过对化学变化规律的探究，培养严谨求实的科学态度和勇于探索的精神。二、重点难点*重点：1.物质的分类方法及其应用。2.离子反应的本质及离子方程式的书写。3.氧化还原反应的特征、实质及相关概念。*难点：1.胶体的性质及应用。2.离子方程式的书写（特别是拆写规则的准确把握）。3.氧化还原反应中电子转移的分析及氧化剂、还原剂的判断。三、知识梳理与学习探究第一节物质的分类及转化1.1物质的分类思考与讨论：环顾我们的教室，或者回想日常生活中的所见所闻，你能举出哪些不同种类的物质？我们为什么要对物质进行分类？物质的种类繁多，数量巨大。为了更好地认识和研究物质，人们常常根据物质的组成、状态、性能等对物质进行分类。*根据物质的组成和性质分类：这是化学研究中常用的分类方法。*单质：由同种元素组成的纯净物。可分为金属单质（如铁、铜）和非金属单质（如氧气、碳）。*化合物：由不同种元素组成的纯净物。根据其组成和性质，化合物又可分为酸、碱、盐、氧化物等。*氧化物：由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。*酸性氧化物：能与碱反应生成盐和水的氧化物（多数非金属氧化物，如CO₂、SO₂）。*碱性氧化物：能与酸反应生成盐和水的氧化物（多数金属氧化物，如CaO、Na₂O）。*（思考：CO、NO属于哪类氧化物？它们有什么特殊性？）*酸：在水溶液中电离出的阳离子全部是H⁺的化合物。*碱：在水溶液中电离出的阴离子全部是OH⁻的化合物。*盐：由金属阳离子（或铵根离子）和酸根阴离子组成的化合物。实践活动：请尝试用树状分类法，将你学过的一些物质进行分类，并与同学交流。*根据分散质粒子直径大小分类——分散系：*分散系：一种（或多种）物质分散在另一种（或多种）物质中所得到的体系。前者称为分散质，后者称为分散剂。*溶液：分散质粒子直径小于1nm，均一、稳定，静置后不分层，也无沉淀。*胶体：分散质粒子直径在1nm~100nm之间，外观可能与溶液相似，但具有一些特殊性质。*浊液：分散质粒子直径大于100nm，不均一、不稳定，静置后会分层（乳浊液）或沉淀（悬浊液）。科学探究：氢氧化铁胶体的制备与性质（丁达尔效应）*制备：向沸水中逐滴加入饱和FeCl₃溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热。*丁达尔效应：当一束可见光通过胶体时，在垂直于光线的方向可以看到一条光亮的“通路”。这是胶体特有的性质，可用于区分溶液和胶体。*思考：胶体为什么会产生丁达尔效应？生活中还有哪些丁达尔效应的实例？1.2物质的转化思考与讨论：不同类别的物质之间是否可以相互转化？请举例说明。物质的转化可以体现物质的性质。通过物质的转化，我们可以制备新的物质。*单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化关系：（以钙及其化合物为例）钙（单质）→氧化钙（碱性氧化物）→氢氧化钙（碱）→碳酸钙（盐）（请尝试写出各步转化的化学方程式，并思考反应的条件和类型）方法导引：研究物质的转化，不仅要关注转化的可能性，还要注意反应的条件、转化的路径以及转化过程中的能量变化等。第二节离子反应2.1电解质的电离实验探究：将氯化钠固体、硝酸钾固体、氢氧化钠固体、蔗糖固体、酒精、蒸馏水以及它们的水溶液分别接入如图所示的电路中，观察灯泡是否发光。现象与结论：哪些物质能导电？哪些不能？导电的条件是什么？*电解质：在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物。如酸、碱、盐等。*非电解质：在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物。如蔗糖、酒精等。（思考：金属单质能导电，它们是电解质吗？CO₂的水溶液能导电，CO₂是电解质吗？）电解质在水溶液中或熔融状态下导电，是因为它们在这些条件下能发生电离，产生了自由移动的离子。*电离：电解质在水溶液中或熔融状态下离解成自由移动离子的过程。*电离方程式：用化学式和离子符号表示电解质电离过程的式子。例如：NaCl=Na⁺+Cl⁻HCl=H⁺+Cl⁻NaOH=Na⁺+OH⁻（书写电离方程式时要注意什么？原子守恒、电荷守恒）2.2离子反应及其发生的条件实验探究：向盛有CuSO₄溶液的试管中滴加NaOH溶液，观察现象并分析原因。*离子反应：有离子参加或生成的化学反应。电解质在水溶液中的反应实质上是离子之间的反应。*离子方程式：用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。例如，CuSO₄溶液与NaOH溶液反应的离子方程式为：Cu²⁺+2OH⁻=Cu(OH)₂↓离子方程式的书写步骤（以稀盐酸与氢氧化钠溶液反应为例）：1.写：写出反应的化学方程式：HCl+NaOH=NaCl+H₂O2.拆：把易溶于水、易电离的物质写成离子形式，难溶的物质、气体和水等仍用化学式表示。H⁺+Cl⁻+Na⁺+OH⁻=Na⁺+Cl⁻+H₂O3.删：删去方程式两边不参加反应的离子（即相同的离子）：H⁺+OH⁻=H₂O4.查：检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等。离子反应发生的条件：复分解反应类型的离子反应发生的条件是：生成沉淀、放出气体或生成水（难电离物质）。具备上述条件之一，反应即可发生。问题解决：判断下列反应能否发生，若能发生，写出离子方程式。1.碳酸钠溶液与稀盐酸混合2.氯化钠溶液与硝酸钾溶液混合3.氢氧化钡溶液与稀硫酸混合第三节氧化还原反应3.1氧化还原反应的特征思考与讨论：回顾初中学习过的化学反应，按反应前后物质的种类和数量变化，可分为哪几种基本反应类型？这些反应类型能包含所有的化学反应吗？*从得失氧的角度分析（初中视角）：氧化反应：物质得到氧的反应。还原反应：物质失去氧的反应。（思考：在一个反应中，氧化反应和还原反应是独立发生的吗？）*从化合价升降的角度分析：分析下列反应中各元素化合价在反应前后的变化：1.2CuO+C高温2Cu+CO₂↑2.H₂O+C高温H₂+CO3.Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu4.NaOH+HCl=NaCl+H₂O结论：*氧化还原反应：凡是有元素化合价升降的化学反应。*氧化反应：反应中元素化合价升高的反应。*还原反应：反应中元素化合价降低的反应。*非氧化还原反应：没有元素化合价升降的化学反应（如复分解反应）。化合价的升降是氧化还原反应的特征，也是判断一个反应是否为氧化还原反应的依据。3.2氧化还原反应的实质思考与讨论：氧化还原反应中，元素的化合价为什么会发生升降？其本质原因是什么？*电子转移是氧化还原反应的实质：化合价升高，意味着原子失去电子（或电子对偏离）；化合价降低，意味着原子得到电子（或电子对偏向）。例如：2Na+Cl₂点燃2NaCl钠元素化合价升高（0→+1），钠原子失去电子，发生氧化反应；氯元素化合价降低（0→-1），氯原子得到电子，发生还原反应。*氧化还原反应中电子转移的表示方法：（双线桥法、单线桥法，此处可简要介绍，后续深入学习）3.3氧化剂和还原剂在氧化还原反应中，有一种物质失去电子（化合价升高），必然有一种物质得到电子（化合价降低）。*还原剂：在反应中失去电子（或电子对偏离），所含元素化合价升高的物质。还原剂具有还原性，发生氧化反应。*氧化剂：在反应中得到电子（或电子对偏向），所含元素化合价降低的物质。氧化剂具有氧化性，发生还原反应。*氧化产物：还原剂被氧化后生成的物质。*还原产物：氧化剂被还原后生成的物质。记忆口诀：升失氧（化合价升高，失去电子，发生氧化反应，作还原剂），降得还（化合价降低，得到电子，发生还原反应，作氧化剂）。实践应用：分析下列反应，指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物，并标出电子转移的方向和数目。Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑氧化还原反应与四种基本反应类型的关系：（请尝试用图示法表示它们之间的关系，例如：置换反应一定是氧化还原反应；复分解反应一定不是氧化还原反应；化合反应和分解反应可能是也可能不是氧化还原反应。）四、方法技巧与总结*物质分类的方法：树状分类法和交叉分类法是两种常用的分类方法。树状分类法能体现物质间的从属关系，交叉分类法能从不同角度认识物质。*离子方程式书写的关键：1.准确判断哪些物质该拆写成离子形式，哪些应保留化学式（难溶物、难电离物、气体、单质、氧化物等）。2.遵循质量守恒和电荷守恒。*判断氧化还原反应的“三步法”：1.标出反应前后各元素的化合价。2.观察是否有元素化合价的升降。3.得出结论（有升降则为氧化还原反应）。*分析氧化还原反应的“四步法”：1.标化合价（找出化合价变化的元素）。2.判升降（确定氧化反应和还原反应的元素）。3.定得失（确定电子转移的方向和数目）。4.指剂物（指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物）。五、自我测评1.下列物质中，属于纯净物的是（）A.空气B.碘酒C.蒸馏水D.石灰水2.下列分散系中，能产生丁达尔效应的是（）A.硫酸铜溶液B.氢氧化铁胶体C.氯化钠溶液D.蔗糖溶液3.下列物质属于电解质的是（）A.铜B.酒精C.硝酸钾D.二氧化碳4.下列离子方程式书写正确的是（）A.铁与稀盐酸反应：2Fe+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂↑B.碳酸钙与稀盐酸反应：CO₃²⁻+2H⁺=CO₂↑+H₂OC.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应：Ba²⁺+OH⁻+H⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓+H₂OD.氧化铜与稀硫酸反应：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O5.下列反应中，不属于氧化还原反应的是（）A.2H₂O₂MnO₂2H₂O+O₂↑B.Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑C.CaCO₃高温CaO+CO₂↑D.3CO+Fe₂O₃高温2Fe+3CO₂6.在反应2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，（1）元素化合价升高的是______，发生______反应；（2）元素化合价降低的是______，发生______反应；（3）氧化剂是______，还原剂是______。六、拓展阅读与思考*胶体的应用：胶体在我们的生活和生产中有着广泛的应用。例如，清晨的阳光穿过树林产生的光柱、豆浆的制作、墨水