初中化学新科粤版九年级上册全册教案2025秋
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科粤版九年级化学上册教学设计2025秋89
第一单元大家都来学化学1.1身边的化学【素养目标】通过生活与化学这一主题,带领学生走进化学课堂,使学生初步了解化学学科的学习内容,认识到化学与生产生活的关系。【教学重点】初步使学生了解到化学学科的学习内容,认识到化学与生产生活的关系。【教学课时】一课时【教学过程】[引入新课]亲爱的同学们,大家好,我是你们的化学老师,也是带领你们走进神奇化学世界的引路人,为了祝贺我们在座的同学顺利地由初二荣升初三,我想为大家献上一杯红酒表示我的祝贺。(演示:清水变红酒——向氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液。)天气这么热,再来一杯清爽的汽水是再好不过了。(演示:清水变汽水——向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸。)如果说数学使人精细,哲学使人深邃,艺术使人浪漫,那么化学则使人梦想成真!化学就在我们身边,我们的生活中形形色色的物品和现象都与化学有关。下面,请同学们跟我一起走进化学的殿堂,感受化学的无处不在。[提出问题]同学们知道家里或者生活中有哪些物品与塑料有关吗?[回答]手机、电动牙刷、肥皂盒、饮料瓶、食品袋和儿童玩具等。[讲解]塑料是一种非常常见的化学制品。除了塑料制品外,你穿的衣服、吃的食品、住的房屋、厨房里的炊具、打扫卫生的洗涤剂都是通过化学技术生产出来的。[布置任务]请同学们阅读课本P2-3,总结化学与我们的家居生活的关系。[总结]化学与家居家居用品举例特点塑料制品手机、电动牙刷、肥皂盒、饮料瓶、食品袋和儿童玩具等质轻、价格低廉、耐腐蚀衣服大多数衣服,防寒衣、防水衣、人造羊毛毯、人造皮革鞋等含有化学合成纤维的衣服结实耐穿、易洗快干、安全舒适、抗皱性好食品化学添加品:酵母、小苏打、食盐、酱油、食醋等房屋建造和装饰材料钢铁、水泥、铝合金、不锈钢、玻璃和油漆等厨房用品炊具--金属制品;天然气、液化气--化工产品清洁卫生用品洗衣粉和肥皂等洗涤剂;洗衣机化学制品或由化学材料制得[过渡]我们已经了解了生活中的物品大多离不开化学,下面我们一起来感受一下生活中神奇的现象吧。[学生实验]分发实验用品(紫甘蓝、酒精、水、白醋、洗衣粉、试管、纱布、研钵等),组织学生分组进行课本P3观察活动实验,指导学生仔细观察并记录现象。[观察记录]89
试管a试管b试管c试管d试管e颜色紫色浅紫色红色浅绿色浅绿色→浅紫色→浅红色[总结]物质的颜色变化等现象与化学有关。[过渡]汽车、火车和飞机是常用的出行工具。这些工具的生产和动力的开发也与化学关系紧密。[布置任务]请同学们阅读课本P3,讨论化学与我们的出行的关系。[总结]化学与出行出行工具制作材料动力汽车钢材和铝合金汽油或柴油新能源电动汽车钢材和铝合金新型化学电池高速列车、飞机特种合金材料燃油[布置任务]请同学们阅读课本P3-4,讨论化学与环境、健康的关系。[总结]化学与环境、健康化学与环境用先进的化学化工技术和产品减少和处理废"”,保护我们赖以生存的环境。化学与健康①锻炼身体:用化工材料建造体育场馆;用现代化工合成的塑料、橡胶和纤维制造体育器材。②防病治病:西药基本上都是化学拾成的物质;传统中草药中的有效成分也可以通过化学方法来提高疗效。[过渡]通过前面的学习,我们能知道,材料的发展和社会的发展都离不开化学,化学的发展史也是人类文明的进步史,下面我们一起学习化学与材料、社会发展的关系。[讲解]我国是历史悠久的伟大文明古国。我们的祖先在化工技术方面有许多发明创造,如造纸、火药、陶瓷、冶铜、炼铁等。现代化学认为化学是研究物质、创造新物质的学科。化学科学技术在促进人类社会生活质量的不断改善方面,起着不可或缺的关键作用。[布置任务]请同学们阅读课本P5-6,讨论化学与材料、社会发展的关系。[总结]化学与材料、社会发展现代交通利用化学生产新的化学合成材料,满足现代交通的需求国家安全利用化学研制特殊的新材料,保障国家安全航空航天事业利用化学研发多种化学合成材料社会发展利用新的化学科学技术解决能源、资源、环境等问题.[讲解]化学在推动社会发展的同时,由于人类的不合理利用,也造成了一些负面影响,如食品安全问题、水污染、空气污染等,但这些问题的解决方法仍离不开化学。化学课的学习内容包括:生活中的化学知识;物质的组成、结构、性质、转化及其应用;化学对社会生活的影响;科学探究的思路和方法。【板书设计】1.1身边的化学1.化学课的学习内容2.生活中的化学知识89
3.物质的组成、结构、性质、转化及其应用4.化学对社会生活的影响5.科学探究的思路和方法【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】1.2化学实验室之旅【素养目标】1.认识所学实验的目的和意义,了解实验注意事项。2.了解实验中所接触的仪器,识记化学仪器名称。3.了解其使用范围和操作要。4.初步学会一些实验基本操作技能,并懂得操作原理。5.培养学生实事求是、严肃认真的科学态度。【教学重点】1.仪器的名称、用途、使用方法及注意事项。2.实验的基本操作技能。【教学难点】基础实验操作要点。【教学课时】一课时【教学过程】[阅读]教师请学生阅读化学实验室规则,并强调实验室安全的重要性。[讲解]在化学实验室会有一些提示标识,这些标志能帮助我们快速识别危险用品,保护自身安全。[展示]课件出示相应标志,解释对应标志的含义并提醒学生将标题补充完整。[讲解]初中化学实验常用仪器介绍1.试管用途:①在常温或加热时用作少量试剂的反应容器;②用于溶解少量固体或收集少量气体。注意:①可直接加热;②加热时试管外壁要保持干燥;③加热后不能骤冷,防止炸裂。2.蒸发皿用途:用于液体蒸发。注意:①可直接加热;②不可骤冷,防止爆裂。3.烧杯用途:①用于配制溶液;②用作较多量试;剂的反应容器。注意:不能直接加热,加热时应放置在陶土网上,使其受热均匀。4.锥形瓶用途:用作较多量液体反应的容器,在常温或加热时使用。89
注意:不能直接加热,加热时需要垫上陶土网。5.集气瓶用途:收集或贮存少量气体;用作有关气体的反应容器。注意:①不能加热;②要与磨砂玻璃片配套使用,且玻璃片的磨砂面要与瓶口接触。6.滴瓶用途:用于盛放液体试剂。注意:①滴瓶上的滴管与滴瓶配套使用,滴管不能清洗;②滴瓶不能加热。7.胶头滴管用途:用于吸取和滴加少量液体。注意:胶头滴管用过后应立即洗净,再去吸取其他试剂。8.药匙用途:用于取固体试剂。注意:①保持干燥、洁净;②取用不同试剂前后要擦净。9.试管夹用途:用于夹持试管。注意:防止烧损和腐蚀。10.坩埚钳用途:用于夹取坩埚或蒸发皿。注意:使用后尖头向上放于实验台,温度高时应放在陶土网上。11.铁架台用途:用于固定和支持各种仪器,一般用于过滤、加热等实验操作。注意:①固定和组装支持仪器时,按先下后上的顺序;②夹持玻璃仪器时不能太紧,以防压破仪器。12.酒精灯用途:用于加热。13.陶土网用途:加热时作垫物用,使物体均匀受热。注意:①不能被水弄湿;②不可折叠。14.量筒用途:用于测量液体体积。注意:①不能加热;②不能用作反应容器;③不能用作配制和稀释溶液的容器15.玻璃棒用途:用于搅拌、过滤或转移液体时引流、蘸取少量固体或液体。注意:①要保持洁净;②搅拌时不要触碰容器壁或底。16.漏斗用途:①用于过滤;②用于向小口径容器内加注液体。注意:①不能加热;②过滤时要放在三脚架或铁架台的铁圈上;③过滤时与滤纸配套使用。[提出问题]参观了化学实验室后,你能说出5种以上化学仪器的名称及其主要用途吗?[交流活动]学生分小组相互交流,尝试说出5种以上化学仪器的名称及其主要用途。1.固体药品的取用[阅读]阅读课本P10“固体药品的取用”内容[总结]固体试剂存放:一般存放在广口瓶中。操作要点:粉末固体“一横二送三竖立”;块状固体“一横二放三慢竖”。[学生活动]按照课本P10【实验1-2】进行实验操作练习。2.液体药品的取用[讲解]液体药品通常盛在细口瓶里,取用液体试剂的常见操作包括倾倒液体、量取液体、吸取和滴加液体等。89
(1)倾倒液体:先拿下瓶塞倒放在桌上,标签向着手心,瓶口紧挨容器口,缓缓倾倒,倒完液体,立即盖紧瓶塞,将瓶子放回原处,标签向外。(2)量取液体:(读取示数时量筒须放平,视线与量筒内液体凹液面的最低处保持水平。(3)吸取和滴加液体:吸取和滴加少量液体时可用胶头滴管。如果未说明用量,般按最少量(1~2mL)取用液体。向试管中滴加液体时,要保持胶头滴管竖直在管口上方,不可把胶头滴管伸入试管内,不可将胶头滴管横放或倒持。[学生活动]按照课本P11【实验1-3】进行实验操作练习。3.给物质加热[演示实验]教师演示酒精灯的使用方法,注意提醒学生安全使用。[讲解]用火柴点燃酒精灯,绝对禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯;加热时要用灯焰的外焰,因为外焰温度最高,焰心温度最低;熄灭时要用灯帽盖灭。在使用酒精灯时,绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精(乙醇的俗称),也绝对禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯,以免失火。向灯内添加酒精时,不能超过酒精灯容积的2/3。万一洒出的酒精在桌面燃烧起来,应立刻用湿布盖灭。[演示实验]教师演示用酒精灯加热热体的操作,同时讲解注意事项。[讲解]加热试管内液体时,液体不能超过试管容积的1/3,试管需用试管夹夹持。将试管夹从试管底部往上套,夹在试管中上部,持试管与水平面成45°角,管口勿对人。先将试管在灯焰上来回移动,使试管均匀受热,然后用外焰对准试管内的液体进行加热。[学生活动]按照课本P12【实验1-4】进行实验操作练习。[观察记录]用坩埚钳夹住一小段铜片放在酒精灯上加热,铜片变黑了。4.玻璃仪器的洗涤[演示实验]教师演示玻璃仪器的洗涤方法,同时讲解操作要点。[讲解]先将试管内废液倒入废液缸内,注入半试管水,振荡后倒掉,再注水,反复数次;试管内壁附有不易洗掉的物质时,将试管刷轻轻旋入,转动或上下移动试管刷进行刷洗,切勿用力过猛,刷后再冲洗干净。[学生活动]按照课本P13【实验1-5】进行实验操作练习。[讲解]进入化学实验室,要严格遵守操作规则,万一发生意外,不要惊慌,要立即采取恰当的处理方法。1.不能用手接触试剂;不要把鼻孔直接凑到容器口去闻试剂(特别是气体)的气味,而是用并拢的手指在瓶口轻轻扇动,使少量气体飘进鼻孔;不得尝任何试剂的味道。2.实验剩佘的试剂既不要放回原瓶,也不要随意丢弃,更不能拿出实验室,要放入指定的容器内。[总结]了解实验室安全知识,遵守实验室规则,能识别实验室安全标志和常用危险化学品标志,注意预防化学实验安全事故,树立实验安全意识和观念。2.化学实验基本操作包括试剂的取用、给物质加热、玻璃仪器的洗涤等。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】1.3物质的变化【素养目标】使学生初步形成物质是变化的这一辩证的哲学观点。【教学重点】物理变化、化学变化及两种变化的异同、区别。89
【教学课时】一课时【教学过程】[观察活动]请一位同学在老师事先准备好的白纸上,用装有某无色溶液的喷雾器向纸上喷雾,观察有什么现象发生?[提出问题]1.白纸上是否已用什么化学药液写下了隐形字?2.喷雾器里装的是什么化学药品?3.两种化学药品接触后发生了什么变化,使白纸上显出字来?[新课引入]你一定想知道这些问题的答案吧,就让我们从“物质的变化”开始,学习这门有趣而又和生活密切相关的化学课。[过渡]请仔细观察以下生活中常见的变化现象,看看能得出什么结论。[学生实验]组织学生进行课本P16【实验1-6】火柴梗被折断,引导学生进行观察。现象:火柴梗形状变化,没有生成新物质[学生实验]组织学生进行课本P17【实验1-7】石蜡熔化成液态蜡油,引导学生进行观察。现象:石蜡的形状和状态变化,没有生成新物质。[学生实验]组织学生进行课本P17【实验1-8】水的三态变化,引导学生进行观察。现象:水的状态变化,没有生成新物质。[学生实验]组织学生进行课本P17【实验1-9】,引导学生进行观察。现象:食盐溶解在水中,再加热蒸发掉水后又得到食盐,食盐形状和状态变化,没有生成新物质。[讲解]上述变化过程中,有的只发生物质形状或状态的变化,有的物质的形状和状态都发生了变化,但它们的本质没有变化,即没有生成新物质。[板书]物质发生变化时没有生成新物质,这种变化叫作物理变化。[学生交流]请举出生活中物理变化的例子。[观察活动]教师演示课本P18【实验1-10】火柴梗燃烧[观察记录]燃烧前:火柴梗燃烧时:有明亮的火焰,有发光发热现象。燃烧后:黑色的固体[观察活动]教师演示课本P18【实验1-11】镁条燃烧[观察记录]燃烧前:镁条是银白色的固体燃烧时:发出耀眼的强白光,并且放热。燃烧后:生成的是白色的粉末状物质。[讲解]火柴梗燃烧后生成黑色的灰烬、水蒸气和二氧化碳(后两者散发到空气中),它们是不同于火柴梗的新物质。镁条燃烧时,发出耀眼的白光,放出大量的热,并生成白色粉末氧化镁,它是一种不同于镁的新物质。[板书]物质发生变化时生成新物质,这种变化叫作化学变化,又叫化学反应。[讲解]观察是科学研究和化学学习中的重要方法,需要我们借助视觉、听觉、嗅觉、触觉等进行感知。观察化学反应通常要注意以下三个阶段的现象:反应前的现象→反应进行时的现象→反应后的现象。[讨论交流]请你从颜色和形状两方面比较镁条燃烧前后的不同。最能说明镁条燃烧发生化学变化的证据是什么?[总结]颜色形状镁条燃烧前银白色固体条状镁条燃烧后白色粉末状89
最能说明镁条燃烧发生化学变化的证据是:生成白色粉末状新物质[观察活动]由教师演示课本P19观察活动中【实验1-12】【实验1-13】【实验1-13】【实验1-14】,指导学生认真观察实验现象,并判断是不是发生了化学变化。[观察记录]气体生成颜色变化沉淀生成实验操作在装有少量小块石灰石固体(主要成分是碳酸钙)的试管中,滴加几滴稀盐酸。在装有少量黑色氧化铜粉末的试管中,加入2mL稀硫酸。将未开封的可乐瓶的瓶盖打开后,改用带导管的瓶塞把瓶口塞紧,把导管通入盛有少量澄清石灰水的试管中,轻轻摇动可乐瓶。实验现象变化前白色固体与无色液体黑色粉末与无色液体褐色液体与无色液体变化中白色固体不断减少,产生大量气泡黑色粉末逐渐减少,无色液体逐渐变蓝摇动可乐瓶时有气泡放出,澄清石灰水逐渐变浑浊变化后得到无色、澄清液体得到蓝色液体试管中出现白色沉淀判断及理由是化学变化,因为有新物质(二氧化碳)生成是化学变化,因为有新物质(硫酸铜)生成是化学变化,因为有新物质(碳酸钙)生成[讲解]物质发生化学变化时,会伴随产生某些现象,这些现象可以帮助我们判断是否发生了化学变化,但这些现象并不是判断发生化学变化的依据。[板书]化学变化伴随现象:发光、发热、变色、放出气体、生成沉淀等化学变化的判断依据(即化学变化与物理变化的本质区别):有无新物质生成[讲解]在化学变化过程中一定伴有物理变化,在物理变化过程中不一定有化学变化。[练习]列举几个生活中常见的化学现象。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】1.4物质性质的探究【素养目标】1.认识物质的性质。2.通过铜片加热变黑的主题探究,让学生初步感受到科学探究既是我们的学习方法,同时也是我们的学习内容。【教学重点】1.物理性质和化学性质。89
2.科学探究的一般过程。【教学难点】科学探究的一般过程【教学课时】一课时【教学用具】铜片、铝箔、稀硫酸、澄清石灰水;试管、酒精灯、火柴、坩埚钳、抹布、小刀、白纸、两个集气瓶、导管、水槽、水。【教学过程】[复习提问]什么是物理变化、化学变化?它们的本质区别是什么?[引入新課]镁、汽油等在氧气中都能燃烧,这种性质必须在化学变化过程中才能表现出来。[板书]1.物质在化学变化中才能表现出来的性质叫作化学性质。如:可燃性、氧化性、还原性、酸性、碱性……2.不需要发生化学变化就能表现出来的物质性质叫作物理性质。如:颜色、状态、气味或味道、熔点、沸点、密度、硬度、挥发性延展性、导电性、导热性……3.化学性质与物理性质的区别:是否需要通过化学变化表现出来。[讲解]物理性质和化学性质是物质的重要属性。我们要正确有效地利用物质就必须了解和研究物质的物理性质和化学性质。通常,物质的物理性质可直接观察或用物理方法去测定,而化学性质则要通过化学实验去观察和确定。[交流讨论]物质的性质和物质的变化的区别和联系是什么?[总结]区别:性质是物质的固有属性,是变化的内因;变化是一个过程,是性质的体现。联系:物质的性质物质的变化。[过渡]科学探究是收集证据和作出解释,进行发现、创造与应用的科学实践活动,也是获取科学知识、理解科学本质、认识客观世界的重要途径。下面我们就通过铜受热变黑的化学实验来学习科学探究的方法。[探究活动]铜受热变黑原因的探究。提出问题[回顾]【实验1-4】中,将一小段光亮的铜片,在酒精灯火焰上加热片刻,观察到铜片表面变黑。[提出问题]为什么铜片的颜色发生这种变化?形成假设[交流活动]请同学们根据自己的生活经验,对铜片变红的原因作出假设,并根据假设进行验证方案的设计与现象的预测。[汇报]请同学汇报自己对铜片变红的原因的假设及现象预测,教师注意引导其他同学进行补充和评价,并提出可行的建议。[形成假设]假设预测假设1铜片变黑是因为火焰中的烟灰附着在铜片上(1)如果铜片上附着的黑色物质是烟灰,则应很容易抹去(2)如果把铜片放在试管中加热,火焰没有与铜片接触,则金属将不会变黑假设2铜片变黑是因为它在空气中发生了化学反应(3)若将铜片在真空或隔绝空气的条件下加热,铜片的颜色将不变设计并实施实验89
[学生实验]组织学生分组进行课本P23【实验1-15】,验证假设1的正误。步骤(1):用洁净的白色抹布轻轻擦一擦已冷却的铜片黑色部分。步骤(2):将一段光亮的铜片装在敞口的试管中,用酒精灯火焰加热试管,观察铜片是否变色。[学生实验]组织学生分组进行课本P23【实验1-16】,验证假设2的正误。步骤:用银白色的佥属铝箔将铜片严密包裹,压紧,不留空隙,以保证隔绝空气,然后加热铝箔定时间后停止加热,待冷却后打开包裹的铝箔,观察铜片是否变色。获取证据[实验记录]【实验1-15】(1)【实验1-15】(2)【实验1-16】现象黑色不能被擦掉铜片表面变黑铜片不变黑判断预测(1)不符合,假设1错误预测(2)不符合,假设1错误预测(3)符合,假设2正确分析解释[讲解]假设1错误,说明铜片在空气中经酒精灯加热后变黑,黑色物质不是烟灰。假设2正确,说明铜片在隔绝空气的条件下加热,不变色。形成结论[学生活动]组织学生相互交流,用科学、简洁的语言描述实验结论。[总结]:铜片在敞口的试管中加热后变黑,是因为铜片在空气中发生了化学反应,生成了黑色的新物质。反思评价[思考](1)生成的黑色物质是什么?(2)铜片和空气中的什么物质发生了反应?[交流讨论]组织学生进行交流,讨论问题的答案及验证方法。[总结]问题(1),生成的黑色物质是氧化铜,可以利用实验证明。问题(2),铜片是与空气中的氧气发生了化学反应,可以利用手持技术数字化实验证明。表达交流[提出问题]我们应该如何表示铜片在空气中加热发生的化学反应。[讲解]铜片发生的化学反应可用文字表达(括号里给出的是相应物质的化学符号):铜+氧气氧化铜CuO2CuO[讲解]在文字表达式中,“+”读作“和、与、跟”,“→”读作“生成”。[交流讨论]请同学们就以上现象、解释和结论发表自己的意见,互相讨论交流,可提出其他预测和实验证实的思路。[总结]通过对铜受热变黑原因的探究,我们经历了一个完整的科学探究过程,知道科学探究的一般过程包括了8个环节:提出问题→形成假设→设计并实施实验→获取证据→分析解释→形成结论,建构模型→反思评价→表达交流。[讲解]化学实验是科学探究的中心环节,假设需要用实验去证实,结论来自实验事实。其中环节3“设计并实施实验”,既可以是以现象证据为主的定性实验,也可以是以数据证据为主的定量实验。[学生活动]组织学生分组行进以现象证据为主的定性实验:验证铜片在空气中加热生成氧化铜。[活动报告]验证铜片在空气中加热生成氧化铜提出问题铜片在空气中加热生成的黑色物质是什么?89
设计并实施实验将铜片直接在酒精灯上多加热几分钟,冷却,用小刀将铜片表面生成的黑色物质刮落到干净的纸上,反复数次,使得到的黑色物质足够多,再移入试管中,滴加少量稀硫酸获取证据黑色物质逐渐溶解,无色液体逐渐变蓝形成结论黑色物质是氧化铜[布置任务]阅读课本P25“信息技术与化学实验内容”,总结以数据证据为主的定量实验(利用手持技术数字化实验探究铜和氧气的反应)的探究过程。[总结]利用手持技术数字化实验探究铜和氧气的反应。提出问题铜片在空气中加热时,和空气中的什么物质发生了反应?设计并实施实验使用氧气传感器定量测定反应过程中氧气含量的变化,实验装置如图:获取证据实验记录:分析解释:铜受热一段时间后,装置中的氧气含量不断减少。形成结论铜与空气中的氧气发生了反应[过渡]我们生活在空气中,生命需要不停的呼吸。那么,我们吸入的空气与呼出的气体相比,它们的各种成分的含量有什么不同?下面我们一起来探究人体吸入和呼出气体成分的含量。[实践活动]组织学生根据课本P26-27实践活动内容提示进行活动,并按照科学探究的一般过程将各环节的内容补充完整,完成实验报告。[实验报告]提出问题人体吸入和呼出的气体成分含量有没有差别?形成假设①吸入空气中氧气的含量大于呼出气体中氧气的含量;②呼出气体中二氧化碳的含量大于吸入空气中二氧化碳的含量提示信息(1)木条燃烧要有氧气参与,氧气含量越多,燃烧越旺。(2)二氧化碳与澄清石灰水作用,使石灰水变浑浊。当参与作用的二氧化碳含量较多时,浑浊现象出现得较快,且较明显设计并实施实验(1)取两个空集气瓶,用玻璃片将瓶口盖好,作为空气样品。(2)用排水法收集两瓶呼出气体。89
(3)将燃着的木条分别伸入盛有空气、呼出气体的集气瓶中,观察现象(4)分别向盛有空气、呼出气体的集气瓶中各滴入相同滴数的澄清石灰水,振荡,观察现象获取证据盛有空气的集气瓶中燃着的木条无明显变化;盛有呼出气体的集气瓶中燃着的木条很快熄灭盛有空气的集气瓶中,澄清石灰水无明显变化;盛有呼出气体的集气瓶中,澄清石灰水变浑浊分析解释吸入空气中氧气的含量大于呼出气体中氧气的含量,假设①成立呼出气体中二氧化碳的含量大于吸入空气中二氧化碳的含量,假设②成立形成结论呼出的气体中氧气的含量比空气中的少,二氧化碳的含量比空气中的多反思评价除了以上实验方法,还可以运用手持技术数字化实验,通过氧气传感器和二氧化碳传感器定量测量吸入和呼出的气体中氧气、二氧化碳的含量【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】第二单元空气、物质的构成与组成2.1空气的成分第1课时空气的成分【素养目标】1.了解空气的组成。2.了解空气中各成分在生产、生活中的用途。3.培养学生实验设计的能力。4.培养实事求是的态度。【教学重点】1.空气的组成的测定。2空气的各成分的含量。3.氮气和稀有气体的性质和用途。【教学难点】混合物、纯净物的区别。【中考热点】89
空气的组成的测定。【教学用具】多媒体课件【教学过程】[课前预习]空气的组成:氮气78%,氧气21%,稀有气体0.94%,二氧化碳0.03%,其他气体0.03%。[情景导入]同学们在前面的课程学习中曾经学习过空气的常识。这一单元,我们将从测定空气成分的实验开始,认识这种和地球上生命现象息息相关的气体空气,再进一步探究物质构成与组成的奥秘。[过渡]空气中有哪些成分呢?科学家是怎样发现空气的成分的?[阅读]指导学生阅读课本P32知识视窗,了解科学家发现空气成分的历程。[提出问题]拉瓦锡研究空气成分得出了什么结论?[回答]空气中有能支持燃烧的氧气(O2)和不能支持燃烧的氮气(N2)。[讨论交流]①汞槽里的汞为什么会升入钟罩且升入体积约占容器中空气体积的1/5?②科学家是通过什么证据推理出剩余气体中除了氮气外还有其他成分的?[讲解]曲颈甑与钟罩连通,曲颈甑里的汞在加热条件下与容器内空气中的氧气反应,并将氧气消耗完,导致钟罩内气体压强减小,大气压将汞压入钟罩;升入钟罩内汞的体积约占容器中空气体积的1/5,是因为氧气约占空气体积的1/5。科学家发现从空气中分离出来的氮气的密度比用化学方法制得的纯净氮气密度稍大,故推理出剩余气体中除了氮气还有其他成分。[观察活动]教师演示课本P33【实验2-1】测定空气中氧气含量,讲解实验操作过程并引导学生观察实验现象。[讲解]操作要点:①实验开始前,应检查装置的气密性,夹紧止水夹;②点燃红磷后,应迅速将燃烧匙插入集气瓶中,塞好胶塞;③反应结束后,应待集气瓶冷却至室温,再松开止水夹。[学生活动]请学生分享自己看到的实验现象,教师注意引导其他学生进行补充和评价。[实验现象]红磷燃烧时,产生大量白烟,放出大量的热。松开止水夹后,烧杯里的水倒吸入集气瓶内,且瓶内的水上升至标记线1处。[讲解]我们看到的白烟是燃烧产物五氧化二磷形成的固体颗粒,白雾通常用来描述分散在气体中的小液滴,二者不能混淆。[提问]实验前集气瓶里装的是什么?[学生回答]空气。[思考]红磷燃烧消耗了瓶内的什么物质?[学生回答]氧气。[讨论交流]结合以上问题,尝试对实验现象进行分析说明。[分析解释]红磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气,生成了五氧化二磷固体,使瓶内气压减小。松开止水夹后,水在外界大气压的作用下进入集气瓶内进入瓶内的水的体积等于消耗的氧气的体积。[提问]根据以上实验事实和分析,你们能得出什么结论?[得出结论]空气中的氧气能支持燃烧,氧气约占空气体积的1/5。[讨论交流]若集气瓶内的水未上升至1/5处,可能的原因有哪些?请分析实验产生误差的原因。[汇总回答]实验误差分析:结果原因误差分析偏小①装置漏气冷却过程中,外界空气进入集气瓶内,导致进入瓶中的水的体积偏小②红磷的量不足不能将集气瓶内的氧气消耗完,导致进入瓶中的水的体积偏小③89
未待集气瓶冷却至室温就松开止水夹集气瓶中的气体还处于膨胀状态,导致进入瓶中的水的体积偏小偏大①红磷点燃后未迅速插入集气瓶中或未立即塞上胶塞集气瓶内部分空气受热逸出导致装置冷却至室温后进入瓶中的水的体积偏大②实验前未夹紧止水夹红磷燃烧过程中,部分空气受热膨胀沿导气管逸出,导致装置冷却至室温后,进入瓶中的水的体积偏大[思考]燃烧法测定空气中氧气含量时,能否用蜡烛、木炭代替红磷进行实验?[讲解]该实验选择的试剂燃烧后的生成物应为固态或液态,才能使其所占的体积可忽略不计,所以不能选用蜡烛或木炭,因为蜡烛和木炭燃烧后生成气体,会使集气瓶内压强变化不明显。另外,选用的试剂应在空气中能燃烧,且只能与氧气反应。[学生活动]你还能设计什么样的装置来测定空气中氧气的体积含量?(鼓励学生自行设计实验,提出可能的实验方案)[过渡]上述实验中剩余的气体的主要成分是什么?[学生回答]氮气。[讲解]科学家们通过许多科学实验证明:在空气的各成分中,能够支持燃烧的氧气(O2)约占空气体积的1/5;剩下不支持燃烧的气体约占4/5,其成分是氮气(N2)和少量其他气体,如稀有气体、二氧化碳(CO2)和水蒸气(H20)等。经过许多科学实验验证,空气的成分(用各成分占空气总体积的百分比表示)是氮气78%,氧气21%,稀有气体0.94%,二氧化碳0.03%,其他气体0.03%。[阅读]指导学生阅读课本P35“氮气”内容。[交流讨论]根据课本内容,总结氮气的性质和用途。[总结]氮气的性质和用途:性质用途物理性质通常状况下为无色、无气味的气体,难溶于水,密度比空气的略小,熔、沸点较低液氮制冷,可用于冷冻麻醉和超导领域等化学性质低温、常温条件下化学性质稳定①充氮包装,保存食品;②充氮灯泡等高温等条件下可参与化学反应①制取氮肥;②合成染料;③制造炸药等[内容讲解]稀有气体是氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)等气体的总称,这些气体一般不与其他物质反应,曾被称为“惰性气体”。[阅读]指导学生阅读课本P36“稀有气体”内容。[交流讨论]根据课本内容,总结稀有气体的性质和用途。[总结]稀有气体的性质和用途:性质用途物理性质通常状况下为无色、无气味的气体、难溶于水通电时会发出各种颜色的光用于霓虹灯的制造和激光技术氦气密度很小,很稳定用于填充探空气球89
化学性质一般不与其他物质反应用作焊接保护气[内容讲解]在组成空气的各种成分中,氮气含量最多,稀有气体含量很少,这些气体都有各自的用途。要认识它们的用途,先要了解它们有什么性质,因为物质的用途是由它们的性质决定的。课堂板书设计第1课时空气的成分空气中氧气含量的测定空气的具体成分:气体成分氮气氧气稀有气体二氧化碳其他气体占空气体积的百分比/%78%21%0.94%0.03%0.03%【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】第2课时纯净物和混合物空气的污染及保护【素养目标】1.了解混合物及纯净物的概念并学会区分。2.知道造成空气污染的污染源和污染物。3.认识空气污染的危害及防治空气污染的意义。4.认识空气污染物与空气质量指数相关信息。5.认识到保护环境的重要性,树立保护环境的观念。【教学重点】1.混合物与纯净物的概念。2.空气的污染源、空气的污染及其防治。【教学难点】混合物与纯净物的概念形成。【中考热点】混合物和纯净物的区分。【教学用具】多媒体课件。【教学过程】[情景导入]大家到了夏天,天气炎热时,喜欢喝一些饮品,其中一种饮品称之为纯净水。水难道还有不纯净的吗?今天,我们就来了解一下纯净物和混合物的概念。[前情回顾]引导学生回顾空气的组成成分,并强调:在通常情况下,空气中各种成分的比值保持相对稳定。[提出问题]现在请你描述一下空气。[学生回答]空气是由多种物质组成的。89
[讲解新课]空气并不是单纯的一种气体,而是有多种气体成分,如氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳和水蒸气等。换句话说,空气不是只由一种物质组成的纯净物,而是由多种物质组成的混合物。[阅读]引导学生阅读课本P36图2.1-7。[讲解]氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳和水蒸气等都是只含有一种成分的纯净物,这样只由一种物质组成的,叫作纯净物,氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳和水蒸气都是纯净物。氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳和水蒸气等按照一定的方式混合在一起,就形成了空气,这种由两种或两种以上的物质组成的,叫作混合物,空气是一种混合物。[提出问题]生活中有哪些纯净物和混合物呢?[学生回答]河水、空气是混合物;糖,氧气是纯净物。[讲解]在生活中我们经常接触混合物,例如空气、糖水、牛奶、泥沙等。混合物中各种成分的含量可以不是固定的,但它们各自保持着单独存在时的化学性质(如空气中的氧气、氮气等物质保持着各自的化学性质)。而纯净物如水(H2O)、硫(S)、蔗糖(C12H22O11)等,它们都各自有着固定的组成和性质。[讨论交流]组织学生分组讨论,比较纯净物和混合物的区别。[汇报总结]纯净物与混合物的区别比较项目混合物纯净物由多少种物质组成两种以上一种各成分所占比例是否固定不一定一定各组分能否保持各自的化学性质可以可以能否用物理方法进行分离可以不能纯净物与混合物的联系:。[课堂练习]下列各项中,属于纯净物的有,属于混合物的有。①洁净的自来水;②氧化铜;③H2O;④二氧化碳;⑤氮气;⑥新鲜空气;⑦铁;⑧氧气;⑨食盐水;⑩矿泉水;⑪大理石。[学生回答]纯净物:②③④⑤⑦⑧;混合物:①⑥⑨⑩⑪。[过渡]当你漫步在空气清新的原野时,会倍觉心旷神怡。然而,当你置身于人群拥挤的室内市场或车水马龙的街道时,又可能会有一种难受、憋闷的感觉。为什么清新的原野给人们提供洁净的空气,而喧闹的城镇常被污染的大气包围呢?[学生讨论]组织学生讨论产生大气污染的原因,注意鼓励学生进行分享。[交流汇报]清新的原野没有工厂,不会造成工业污染;清新的原野没有或者很少有汽车通过,不会造成交通工具污染;清新的原野没有住户,不会造成生活污染。相反,原野中生长着各种各样的作物、树木、花草,会起到净化空气的作用,所以清新的原野会给人们提供洁净的空气。喧闹的城市工厂多、汽车多、人口密集,必然会造成工业污染、交通污染和生活污染,加之城市的绿化面积和绿化水平较差,造成空气的自净能力较差,所以喧闹的城市场被污染的大气包围。[讲解]人类的活动有时会造成空气污染,如工业污染、交通污染、生活污染等,导致空气中含有过多的二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、可吸人颗粒物等有害物质。空气污染的危害很大,如损害人体健康,影响植物生长,损坏地面设施,破坏文物古迹,导致地球的生态平衡失调等。[提出问题]如何保护大气环境呢?[学生回答]防治大气污染。89
[讲解]防治空气污染,已经成为全球经济发展中的一项十分迫切而且意义重大的课题。为了监测各地大气环境的质量,我国已建立了空气质量日报制度,空气质量日报主要包括三项内容:首要污染物、空气质量指数和空气质量指数级别。[阅读]指导学生阅读课本P37“保护大气环境”内容。[提出问题]目前列人空气质量监测标准的基本项目一共有多少项,分别是什么?[学生回答]一共有6种,分别是PM10,PM2.5,二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳和臭氧。[追问]空气质量日报主要包括哪些内容?[学生回答]首要污染物、空气质量指数和空气质量指数级别。[讲解]空气中某些成分的含量过高就会造成污染,对空气质量进行监测能使人们及时掌握空气质量状况,以便空气被污染时能及时采取应对措施。通过大气环境质量监测的结果可以确定空气质量指数。空气质量指数级别划分为6级,级别越高,空气质量越差。[布置任务]阅读课本P38表2-1内容,了解空气质量指数及相关信息。[讨论交流]为了防治空气污染,我们能采取哪些措施呢?[总结汇报](1)制定和颁布法律法规和国家标准,要求工厂废气必须处理达标才能排放。(2)实行煤炭综合利用。(3)倡导“低碳经济”,改变能源结构。(4)推广使用无铅汽油。(5)植树造林等。[板书]一.混合物和纯净物混合物:由两种或两种以上的物质组成的,叫作混合物。纯净物:只由一种物质组成的,叫作纯净物。区别:纯净物有固定的组成和性质,混合物没有固定的组成和性质。联系:二、保护大气环境空气质量日报只要内容:首要污染物、空气质量指数和空气质量指数级别。空气污染物:PM10,PM2.5,二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳和臭氧。空气质量指数级别与类别:根据监测获得的空气质量指数来确定。防治空气污染的措施:(1)制定和颁布法律法规和国家标准,要求工厂废气必须处理达标才能排放。(2)实行煤炭综合利用。(3)倡导“低碳经济”,改变能源结构。(4)推广使用无铅汽油。(5)植树造林等。[学生活动]阅读课本P38“空气质量监测站”内容,了解空气质量监测站基本信息。[随堂练习]1.空气里含有下列成分,其中都不属于污染物的一组是(D)A.氮气,氮氧化物B.氧气,二氧化硫C.碳粉尘,二氧化碳D.水蒸气,氧气2.下列措施,对于改善大气环境并无帮助的是(C)A.将煤进行液化、气化B.开发风能、水能、氢能C.将化工厂的烟囱加高D.加强对汽车尾气排放的监控3.下列关于空气的说法不正确的是(B)A.人类活动排放到空气中的有害气体和固体颗粒物使空气受到污染B.空气的成分是固定不变的,因此空气不会受到污染C.被污染的空气会严重危害人类健康,危及植物生长,造成对自然资源和建筑物等的破坏89
D.防治空气污染是保护人类生存、保障社会可持续发展的全球性大事【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】2.2构成物质的微观粒子第1课时分子【素养目标】1.使学生认识分子的真实存在,了解分子的基本性质和概念。2.认识道物质是由微观粒子构成的。3.认识分子的基本性。。4.使学生会用分子的观点来区别:物理变化和化学变化,纯净物和混合物。5.通过对物质及其变化的宏观现象与微观本质间相互联系的分析推理,培养提高学生抽象思维能力。【教学重点】1.分子概念的建立。2.分子的基本性质。【教学难点】建立微观粒子运动的想象表象,并初步体会它与宏观物体运动的不同点。【教学课时】一课时【教学过程】[引入新课]对于物质构成的问题,许多科学家进行过长期的探索。现代科学已经证实:物质是由分子、原子等微观粒子构成的。下面我们先来认识分子。【板书设计】分子。[观察活动]组织学生分组完成课本P41观察活动【实验2-2】、【实验2-3】,注意指导学生观察并记录实验现象。【实验2-2】把香水洒在小毛巾上,抖开小毛巾,绕实验室一周。现象:实验室里充满香味。解释:许多物质由叫作分子的微观粒子构成。在本实验中,所用的香水是由酒精分子和多种香精分子混合在一起构成的。所以,当香水的这些分子通过运动扩散到空气中后,我们就能闻到香水的气味了。【实验2-3】两根玻璃棒分别蘸浓盐酸和浓氨水,逐渐靠近而不接触。现象:玻璃管内产生浓浓的白烟。解释:盐酸中挥发出来的氯化氢分子和氨水中挥发出来的氨分子运动到空中相遇,并发生化学变化,生成氯化铵小颗粒,扩散到空中,形成白烟。[讨论交流]组织学生分组讨论以上两个实验中所发生的变化有什么不同?并完成课本P42表格。[归纳]89
【实验2-2】【实验2-3】有无新物质生成无有变化类型物理变化化学变化分子本身有无改变无有[总结]由分子构成的物质,在物理变化中,分子本身不发生改变,仍然保持该物质的化学性质;在化学变化中,分子本身发生改变,生成化学性质与原物质不同的新物质。分子是保持物质化学性质的一种微观粒子。[提出问题]我们已经知道上述实验中,物质的发生的变化都有分子的参与,我们发现分子具有什么共同点?[学生回答]分子的质量和体积都很小;分子在不停的运动。[教师讲解]除了以上两点外,分子之间有间隔也是分子的特点之一,因为空气中各气体的分子之间有间隔,因此香水分子能扩散到空气中各气体物质的分子之间,进而移动到我们的鼻腔中,氯化氢分子和氨气分子扩散到空气中各气体物质的分子之间,进而发生反应。[归纳]分子的基本性质:1.分子的质量和体积都很小;2.分子在不停的运动3.分子之间有间隔[布置任务]阅读课本P42长话短说第2点内容。[提出问题]什么是分子?[学生回答]分子是构成物质的一种微观粒子。[教师讲解]分子能聚集构成物质,是构成物质的微观粒子之一,不同的分子一定会构成各不相同的物质。[提出问题]氢气、干冰、水都是由分子构成的物质,它们都是由什么分子构成的?[学生回答]氢气由氢分子构成;干冰由二氧化碳分子构成;水由水分子构成。[讨论交流]物质在固态、液态和气态时,分子间的距离有什么不同?为什么气体容易压缩,而固体、液体难压缩呢?[归纳总结]一般说来,分子间的距离:固态>液态>气态。【板书设计】1.分子是构成物质的一种微粒。2.在物理变化中,分子本身不发生改变;在化学变化中,分子本身发生改变,生成新的分子。3.分子具有的一些特征:①分子的质量和体积都很小。②分子总是不断地运动着。③分子之间有间隔,一般说来,分子间的距离:固态>液态>气态。④同种物质的分子性质相同,不同种物质的分子性质不同。[提问]上节课我们知道了物质分为混合物和纯净物,那么如果物质是由分子构成的,如何用分子的观点来解释混合物和纯净物的区别?[学生回答]纯净物由同种分子构成,混合物由不同种分子构成。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】89
第2课时原子【素养目标】1.了解原子的概念,以及原子、分子之间的相似、相异和相互关系。2.用原子和分子的观点加深对化学反应实质的理解。3.介绍人类对物质结构的认识史,初步认识原子-分子论在发生化科学中的重要历史作用。4.了解原子组成的关系。【教学重点】原子概念的形成。【教学难点】1.原子与分子的比较。2.化学反应的微观实质。【教学课时】一课时【教学过程】[问题导入]分子是构成物质的一种微观粒子。分子本身怎样构成?分子能不能分割?[引入新课]原子的概念最初是由古代哲学家提出的。到了近代,科学家在实验探究的基础上,发展出近代原子学说,并逐渐认清了原子与分子之间的关系。现在,让我们通过化学变化的实际例子来说明这种关系。[阅读]请同学们阅读课本P43氧化汞受热实验过程及图2.2-5,总结氧化汞分解实验的微观过程。[总结]氧化汞受热分解实验:实验内容将红色的氧化汞粉末装在试管里加强热实验现象红色粉末渐渐消,试管内壁上出现银光闪闪的液体,同时还收集到能支持燃烧的气体反应的文字表达式氧化汞汞+氧气(HgO)(Hg)(O2)[思考]在化学变化中,反应物氧化汞分子发生了怎样的变化?构成氧化汞分子的汞原子和氧原子发生了怎样的变化?[展示]教师多媒体展示氧化汞分解的反应微观示意图。[提出问题]反应生成的物质--氧气和汞分别是由什么微观粒子构成的?[学生回答]氧气由氧分子构成,汞由汞原子构成。[教师讲解]氧化汞分子由氧原子和汞原子构成。在化学变化中,氧化汞分子分解成单个的汞原子和氧原子,汞原子聚集构成了汞,每两个氧原子结合成一个氧分子,氧分子聚集构成了氧气。[提出问题]第一步变化与第二步变化微观过程有何不同?[交流回答]第一步变化中分子破裂为原子,第二步原子重新组合为新的分子。[学生讨论]组织学生根据以上学习内容,分组讨论分子和原子的关系。[教师总结]在化学变化中,氧化汞分子分解成为汞原子和氧原子。换句话说,氧化汞分子是由汞原子和氧原子构成的。由此可见:分子由原子构成。89
[思考]在氧化汞分解反应中,分子是否发生了变化?原子是否发生了变化?分子和原子的本质区别是什么?[交流回答]在氧化汞分解反应中,氧化汞分子发生了变化,汞原子和氧原子本身在化学变化中没有发生变化,只是组合方式发生改变,它们重新组合后构成新的物质。在化学变化中,分子可分,原子不可分。[过渡]接下来我们来认识一下原子。[总结]1.原子是构成物质的一种微粒:有的物质可由原子直接构成,如金属汞是由汞原子直接构成的。2.分子由原子构成,如氧化汞分子由汞原子和氧原子构成。3.原子是化学变化中最小的粒子:在化学变化中,分子本身发生变化,而原子本身没有发生根本变化,只是重新组合成新分子,构成新物质。[学生活动]组织学生根据以上总结绘制原子、分子、物质的关系模型图。[成果展示][教师讲解]分子和原子都是构成物质的微观粒子,他们具有一些相同点:①质量、体积都很小;②都在不断地运动着;③微观粒子之间都有间隔;④同种微观粒子化学性质相同,不同种微观粒子化学性质不同;⑤都能直接构成物质;⑥都具有种类和数量的含义。[过渡]学过前面的内容后,你知道空气中物质构成的奥秘了吗?[布置任务]分析空气中各组成气体的微观构成,并完成课本P44“检查站”表格。[汇总]空气中的物质构成该物质的分子构成该分子的原子氮气(N2)氮分子氮原子氧气(O2)氧分子氧原子二氧化碳(CO2)二氧化碳分子碳原子、氧原子水蒸气(H2O)水分子氢原子和氧原子稀有气体[氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)等]它们由相应的原子直接构成物质[过渡]原子的质量和体积都非常小,那么它是不是构成物质世界的最小微粒呢?原子的内部有什么奥秘呢?[教师讲解]为了揭示原子内部的秘密,科学家进行了长期的科学探索。[阅读]指导学生阅读课本P45“知识视窗”内容,了解科学家对原子结构的探究历程。[提出问题]在科学家对原子结构的探究历程中,用到了构建模型的方法。什么是构建模型呢?[学生回答]化学科学发展历程中,模型建构是化学科学研究的基本方法。建构模型往往有一个不断完善、不断修正的过程,以使得模型更接近实物的本质。[教师讲解]根据现有的科学研究,我们知道了原子的基本构成:1.原子由原子核和核外运动的电子构成。2.原子核由一定数目的质子和中子构成。3.每个质子带一个单位正电荷,每个电子带一个单位负电荷,中子不带电。[讨论]观察课本P46表2-2列出的几种常见原子内部微观粒子的数目,讨论从中能得到什么结论?[交流回答]同一种原子,原子核中的质子数和核外电子数相等。[教师讲解]原子由嗲正电荷的质子和不带电的中子构成,因此原子核带正电,其所带正电荷数称为核电荷数,与质子所带总电荷数(即质子数)相等,故有:核电荷数=质子数=核外电子数。[拓展提问]所有的原子的原子核都由质子和中子构成吗?[学生回答]不是,氢原子的原子核内没有中子。89
[教师讲解]我们知道了原子是由质子、中子和电子构成的,在科学家对原子结构的探究历程中,随着科学探究方法的不断改进、新的科学理论的不断提出,人们对原子结构的认识也不断在加深,因此原子模型也在不断的改进当中。现在的原子结构模型被称为电子元模型。【板书设计】第2课时原子1.定义:原子是化学变化中的最小微观粒子。2.原子、分子与物质的关系:规律:核电荷数=质子数=核外电子数原子核内不一定有中子。3.微观粒子的相同点:①质量、体积都很小;②都在不断地运动着;③微观粒子之间都有间隔;④同种微观粒子化学性质相同,不同种微观粒子化学性质不同;⑤都能直接构成物质;⑥都具有种类和数量的含义。4.化学反应的微观实质:分子分解成原子,原子重新组成新的分子或直接构成物质。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】第3课时原子内部的奥秘【素养目标】1.了解原子的核外电子排布。2.知道原子质量是集中在原子核上。3.认识相对原子质量。【教学重点】1.原子核外电子排布。2.相对原子质量。【教学难点】原子核外电子排布。【教学课时】一课时【教学过程】[复习提问]什么是原子?原子、分子与物质之间有什么关系?原子的相对原子质量如何进行计算?[引入新课]原子的质量和体积都非常小,而且原子是化学变化中的最小微粒,那么它是不是构成物质世界的最小微粒呢?原子的内部有什么奥秘呢?[教师讲解]为了揭示原子内部的秘密,科学家进行了长期的科学探索。原子很小,原子核更小。如果把一个原子“放大”到国家体育场那么大,而原子核相应“放大”后,也只不过是体育场中的一只蚂蚁。那些比原子核还要小得多的电子,就在原子核外广阔的空间内做高速运动。原子核虽小,但仍可分,现代原子能的利用、原子弹的爆炸,就是利用原子核变化时所放出的巨大的能量。[过渡]现代科学已经知道原子由原子核和核外运动的电子构成,原子核由质子和中子构成。科学家探究原子的结构发现:电子在四周绕着原子核运动,像行星绕着太阳运动一样。下面我们来具体认识一下原子内部的奥秘。[阅读]指导学生阅读课本P46知识视窗内容,总结原子核外电子排布规律。[总结]原子核外电子排布规律:89
①核外电子总是优先排在能量较低、离核较近的电子层上。②每一个电子层上所能容纳的电子数不同,原子核外第一层(从离核近的电子层算起)最多排2个电子,第二层最多排8个电子。③最外层最多不超过8个电子,最外层达到8个电子的惰性状态是稀有气体的稳定结构(只有一层的2个电子为稳定结构),一般是稀有气体原子如氦、氖、氩等。[教师讲解]科学家们为了形象直观、简便地表示原子的内部结构,设计了原子结构示意图。[学生活动]组织学生按照已学原子结构与核外电子排布规律,描述课本P46图2.2-10原子结构示意图中氧、钠、氩原子结构示意图各部分的含义,并绘制硫原子结构示意图。[交流展示]①圆圈及其内数字代表原子核及核电荷数;②弧线表示电子层;③弧线上的数字表示该电子层上排布的电子数。[拓展练习]请同学绘制出核电荷数1-18的各原子的原子结构示意图。[学生回答][提出问题]前面我们提到:最外层达到8个电子的惰性状态是稀有气体的稳定结构(只有一层的2个电子为稳定结构),那么最外层没有达到8个电子的原子能保持惰性状态吗?[学生回答]不能,会趋向于达到稳定结构。[讲师讲解]金属原子最外层的电子一般少于4个,在反应中较易失去电子,趋向于里层的稳定结构;非金属原子最外层的电子一般多于4个,在反应中较易得到电子,趋向于本层的稳定结构。[总结]原子的化学性质与最外层电子数的关系:原子的分类最外层电子数得失电子趋势化学性质实例稀有气体原子8个(氦为2个)不易得失电子稳定氦、氖、氩等金属原子一般少于4个易失去电子不稳定锂、钠、镁、铝等非金属原子一般不少于4个易得到电子不稳定氯、氧、硫、磷等原子的最外层电子数决定原子的化学性质(最外层电子数相同的原子,其化学性质相似,氦除外)。[教师讲解]原子核虽然很小,但整个原子的质量几乎都集中在核上,这是因为每个质子和中子的质量,都大约等于1个氢原子的质量,而电子的质量很小,仅仅约等于质子质量的1/1836,因此原子的质量主要集中在原子核上。89
[提出问题]原子虽小,但仍然具有一定的质量,而且各种原子的质量是不相同的,例如,氢原子的质量只有1.674×10-27kg,碳原子的质量只有1.993×10-26kg。你觉得我们运用这些原子的质量时方便吗?[学生回答]不方便。[教师讲解]如此小的数值,在运算和记忆上都很不方便。于是,科学家用相对原子质量来衡量原子的质量。相对原子质量就是以一种碳原子(碳12)质量的1/12作为标准,把其他原子的质量与这个标准相比较所得到的比值,称为该原子的相对原子质量。计算公式:相对原子质量是一个比值,它不是原子的实际质量,但能反映出一个原子实际质量的相对大小。原子的实际质量越大,其相对原子质量也越大,即相对原子质量与原子的实际质量成正比。[提出问题]相对原子质量的单位是Kg吗?[学生回答]是/不是。[教师总结]相对原子质量是一个比值,单位为“1”,一般不读出也不写出。[讨论交流]请用上述的方法计算课本P48“讨论与交流”中三种常见微观粒子的相对原子质量或相对质量。[学生回答]几种常见微观粒子质量/kg相对原于质量/相对质量(取整数)铁原子9.288×10-2656质子1.6726×10-271中子1.6749×10-271[提出问题]构成原子的微观粒子中,与质子、中子相比,电子的质量很小。根据这些数据,结合表课本2-2提供的常见原子的质子数、中子数和核外电子数,你认为相对原子质量的数值与原子的质子数和中子数有什么关系?[学生回答]相对原子质量≈质子数+中子数。[教师讲解]与质子、中子相比,电子的质量很小,可以忽略不计,因此原子的质量≈原子核的质量=质子的质量+中子的质量,而1个质子的相对质量≈1个中子的相对质量≈1,所以相对原子质量≈质子数+中子数。[交流讨论]组织学生分组讨论,计算相对原子质量的方法有哪几种?[回答总结]有3种。①公式法:。②微粒法:相对原子质量≈质子数+中子数。③比例法:原子的相对原子质量之比=原子的实际质量之比。【板书设计】第3课时原子内部的奥秘1.原子核外电子排布规律:①核外电子总是优先排在能量较低、离核较近的电子层上。②每一个电子层上所能容纳的电子数不同,89
原子核外第一层(从离核近的电子层算起)最多排2个电子,第二层最多排8个电子。③最外层最多不超过8个电子,最外层达到8个电子的惰性状态是稀有气体的稳定结构(只有一层的2个电子为稳定结构),一般是稀有气体原子如氦、氖、氩等。2.原子结构示意图及其含义:3.原子的化学性质与最外层电子数的关系:原子的最外层电子数决定原子的化学性质(最外层电子数相同的原子,其化学性质相似,氦除外)。4.相对原子质量定义:以一种碳原子(碳12)质量的1/12作为标准,把其他原子的质量与这个标准相比较所得到的比值,称为该原子的相对原子质量。计算公式:。其他计算方法:①相对原子质量≈质子数+中子数。②原子的相对原子质量之比=原子的实际质量之比。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】第4课时离子【素养目标】1.通过氯化钠的生成,使学生了解离子的形成。2.学会正确书写离子。【教学重点】1.离子的概念。2.离子符号的书写。【教学难点】离子形成的过程。【教学课时】一课时【教学过程】[复习回顾]1.某原子结构示意图为,该原子的核电荷数为_13_个,核外有__2__个电子层,第二层上有_8_个电子,最外电子层上有_3_个电子,该原子为__铝原子__。2.原子的化学性质与最外层电子数的关系:89
原子的分类最外层电子数得失电子趋势化学性质实例稀有气体原子8个(氦为2个)不易得失电子稳定氦、氖、氩等金属原子一般少于4个易失去电子不稳定锂、钠、镁、铝等非金属原子一般不少于4个易得到电子不稳定氯、氧、硫、磷等[布置任务]请根据上节课绘制的氧、钠、氩原子结构示意图,分析3中原子得失电子的情况。[活动小结]1.氧原子:核外有2个电子层,最外层有6个电子,易得到2个电子,使最外层达到8个电子的惰性状态。2.钠原子:核外有3个电子层,最外层有1个电子,易失去最外层电子,达到最外层8个电子的惰性状态。3.氩原子:核外有有3个电子层,最外层有8个电子,是稀有气体,最外层电子为8个电子的惰性状态[讲师讲解]原子不显电性。在化学变化中,一些原子容易失去电子,而另一些原子则容易得到电子,当原子得到或失去核外电子从而带上电荷以后,便转变成离子。[过渡]让我们来观察一个有核外电子得失,从而使原子变成离子的化学反应过程。[观察活动]教师演示课本P49【实验2-4】,指导学生观察钠在氯气中燃烧的实验现象。步骤:把装满氯气的集气瓶倒扣于加热至熔化的金属钠上。现象:钠在氯气中燃烧,生成白烟。[讲解]实验中生成的白烟实际上是一种白色的固体小颗粒,它的化学名称叫氯化钠(NaCl),就是我们日常生活中用到的食盐的主要成分。[阅读]组织学生阅读课本P49图2.2-16,指导学生认识并总结氯化钠的形成过程。[分析]当点燃的钠与氯气相遇时,氯分子(Cl2)分开成单个的氯原子(Cl),与钠原子(Na)发生了下述变化:通过结构示意图我们可以知道钠原子最外层有1个电子,而氯原子最外层有7个电子。钠在氯气中燃烧生成氯化钠,在这个反应中,每个钠原子失去一个电子,形成钠离子,每个氯原子得到一个电子,形成氯离子。钠离子与氯离子由于静电作用结合成稳定的化合物氯化钠。[形成结论]像氯化钠这样的物质是由离子构成的,离子也是构成物质的一种微观粒子。[讲师讲解]当原子变成离子,核内质子数便和核外电子数不相等了,这样原子就带电了,就变成了离子。离子分为阳离子和阴离子,原子失去电子变成阳离子,阳离子带正电荷;原子得到电子变成阴离子,阴离子带负电荷(如钠原子失去1个电子,变成带1个单位正电荷的钠离子;氯原子则得到1个电子,变成带1个单位负电荷的氯离子)。[小结]离子:1.定义:原子得到或失去核外电子从而带上电荷以后,便转变成离子。2.离子也是构成物质的一种微观粒子。3.离子的形成阳离子中:核电荷数=核内质子数﹥核外电子数,带正电荷。89
阴离子中:核电荷数=核内质子数﹤核外电子数,带负电荷。4.金属原子在化学反应中易失去最外层电子而带正电荷,形成阳离子,电子层减少一层;非金属原子(氢除外)的最外层电子数一般不少于4个,在化学反应中易得到电子,而带负电荷,形成阴离子,电子层数不变。5.阳离子所带正电荷数=原子失去的电子数。阴离子所带负电荷数=原子得到的电子数。[讲师讲解]书写方法:在元素(或原子团)符号的右上角标出离子所带的电荷数和种类,数字在前,正、负号在后。当离子所带电荷数为1时,“1”省略不写,如Na+、OH-、Al3+等。[学生活动]请学生分别写出镁离子、氯离子、氧离子的离子符号,并陈述离子符号周围数字的意义。[汇报小结]离子符号周围数字的意义(以镁离子符号为例):[提出问题]目前我们学过哪几种可以构成物质的微观粒子?[学生回答]分子、原子和离子3种可以构成物质的微观粒子。[布置任务]请绘制分子、原子、离子和物质的关系示意图。[交流讨论]物质是由微观粒子构成的、请从微观粒子的角度探讨你对物质的认识,并将上述绘制的示意图与课本P50“长话短说”进行对比。【板书设计】离子1.定义:原子得到或失去核外电子从而带上电荷以后,便转变成离子。2.离子也是构成物质的一种微观粒子。3.离子的形成阳离子中:核电荷数=核内质子数﹥核外电子数,带正电荷。阴离子中:核电荷数=核内质子数﹤核外电子数,带负电荷。4.金属原子在化学反应中易失去最外层电子而带正电荷,形成阳离子,电子层减少一层;非金属原子(氢除外)的最外层电子数一般不少于4个,在化学反应中易得到电子,而带负电荷,形成阴离子,电子层数不变。5.阳离子所带正电荷数=原子失去的电子数。阴离子所带负电荷数=原子得到的电子数。6.离子符号周围数字的意义(以镁离子符号为例):7.分子、原子、离子和物质的关系:89
【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】2.3辨别物质的组成【素养目标】1.认识常见元素,记住一些常见元素的名称与符号。2.能根据原子序数在元素周期表中找到指定的元素。3.知道元素的简单分类以及元素符号的意义。4.认识科学分类的的依据和方法。5.领悟自然界基本组成的简单性,形成“化学变化过程中元素不变”的观念。【教学重点】1.初步学会用元素描述物质的宏观组成,用微粒描述物质的微观构成2.常见元素的名称、符号的记忆与书写。【教学难点】1.元素概念的理解。2.单质、化合物、氧化物的区分。【教学课时】一课时【教学过程】[引入新课]展示一些食品的商标,让学生找出一些成分的含量(如铁元素、钙元素等)。[过渡]请同学们仔细观看图片,这是矿泉水的标签。标签中列出了若干矿物元素的含量,作为该饮用水的理化指标。那什么是元素呢?今天我们就来学习一下。[提出问题]在二氧化碳(CO2)、水(H2O)和氧气(O2)的分子中,共同的原子是哪种?它们的核电荷数是多少?[学生回答]氧原子,8。89
[讲师讲解]从前面的学习中我们已经知道:许多物质是由分子构成的,而分子则由原子构成。例如,氧分子由氧原子构成,水分子由氢原子和氧原子构成,二氧化碳分子由碳原子和氧原子构成,这些不同分子中的氧原子的原子核内都含有8个质子,即核电荷数为8。化学上将质子数(即核电荷数)为8的所有氧原子统称为氧元素。同样,将质子数为6的所有碳原子统称为碳元素,将质子数为1的所有氢原子统称为氢元素。[小结]同一类原子的原子核里都含有相同的质子数,即核电荷数。在化学上,把具有相同核电荷数(即核电荷数)的一类原子总称为元素。[教师提问]区分钙元素和锌元素,关键看什么?判断某两个原子是否为同种元素的依据是什么?[学生回答]核电荷数或质子数。[教师讲解]不同种元素的本质区别是核电荷数(或质子数)不同。即质子数决定元素种类。核电荷数(即核内质子数)相同,元素相同;核电荷数(即核内质子数)不同,元素不同。[学生练习]例题:判断下列说法是否正确。(1)KMnO4是由钾、锰、氧三种元素组成的。(2)KMnO4是由一个钾元素、-个锰元素、四个氧元素组成的。[答案](1)正确(2)错误[教师讲解]元素是同一类原子的“总称”,是一个宏观概念,因此元素只讲种类,不讲个数。[阅读]请同学们阅读课本P53知识视窗内容,讨论氕,氘,氚共同的和不同的特征。[分析解释]氕,氘,氚原子的质子数相同,中子数不同。都属于氢元素。[小结](1)质子数决定元素种类;(2)同种元素的原子质子数相同,而中子数、电子数不一定相同。①质子数相同,中子数不同:如碳12(6质子6中子)、碳13(质子7中子)。②质子数相同,电子数不同:如Fe2+、Fe3+、Fe。(3)宏观概念:只论种类,不论个数。[跟踪练习]下列说法有没有错误?将错误的说法加以改正。(1)水是由一个氧元素和两个氢元素组成的。(2)二氧化硫中含有硫和氧两个元素。(3)质子数相同的微粒属于同种元素。答案:(1)错误,水是由氧元素和氢元素组成的。(2)错误,二氧化硫中含有硫和氧两种元素。(3)错误,质子数相同的原子属于同种元素。[教师讲述]物质的组成可从宏观和微观两个方面进行描述,其中元素是从宏观上对物质组成进行的描述,而分子、原子是从微观上对物质构成进行的描述。元素是宏观概念,只有种类之分,没有数量之别。在讨论物质的组成时,一般用“某物质由什么元素组成”来描述,其中只涉及类别而没有数量多少的含义;而分子、原子、离子等是微观概念,既有种类之分又有数量之别,当讨论物质的微观结构时,一般用“某某物质由什么分子(或原子、离子)构成”“每个某分子是由多少个某原子构成的”。一般是“元素”与组成”匹配,而“分子或原子”与“构成”匹配。[学生活动]请根据所学内容将下列表格补充完成。元素与原子的比较:元素原子定义具有相同核电荷数的一类原子的总称化学变化中的最小微观粒子区别①宏观概念,表示物质的宏观组成。如水是由氢元素和氧元素组成的。②只有种类,没有个数①微观概念,表示物质的微观构成。如一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。②既有种类,又有个数联系元素是一类原子的总称,元素和原子是总体与个体的关系89
[教师讲述]物质由元素组成,由分子、原子和离子等微观粒子构成。由一种元素组成的物质中,金属、稀有气体、部分固态非金属一般由原子直接构成,气态非金属一般由分子构成。由多种元素组成的物质中,若同时含有金属和非金属元素,多由离子构成;若只含有不同种非金属元素,多由分子构成。[总结]物质、元素、分子、原子、离子的关系[讨论交流]在化学反应中,反应前后分子、原子、元素种类是否发生了变化?[学生回答]物质发生化学变化时,分子的种类发生了变化,而原子和元素的种类没有变化。如氧化汞受热分解时氧化汞分子发生了变化,而汞原子和氧原子没有变化,因此汞元素和氧元素也没有变化。[学生阅读]指导学生阅读课本P53图2.3-2。[教师讲解]地壳中各种元素的质量分数:氧(O)>硅(Si)>铝(Al)>铁(Fe)>钙(Ca)。空气中元素含量前两位:氦(N)>氧(O)。多数元素含量虽然很少,但它们的作用却不可忽视,例如碳、氮、硫、磷等元素,都是组成生物体的基本元素,如果缺乏这些元素,生物体便无法生存和繁衍了。[过渡]怎样方便的表示元素的名称和符号呢?[教师讲解]为了便于研究和交流,国际上用统一的字母来表示各种元素,称为元素符号。元素符号采用该元素的拉丁文名称的第一个字母(大写)来表示,如果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同,则再加第二个乃至第三个字母(小写)来表示。[学生讨论]元素符号表示什么意义呢?[学生阅读]指导学生阅读课本P55图2.3-3。[交流总结]元素符号的意义:(1)从宏观看,它表示一种元素;(2)从微观看,它表示一个原子。[补充讲解]某些由原子直接构成的物质,其元素符号还可以表示该物质,如Cu有三种意义:①表示铜元素;②表示一个铜原子;③表示铜这种物质。当元素符号前面加上数字时,只有微观意义,没有宏观意义,即只表示该元素的若干个原子,如3H只表示3个氢原子。[过渡]世界上的物质都是由元素组成的。物质的总数多达几千万种,而且还在逐年增加,但组成它们的元素却只有100余种。为了更好地认识它们的性质和用途,有必要进行有序地分类。究竟怎样分类才更科学、更能揭示元素之间内在的规律呢?[教师讲解]俄国著名化学家门捷列夫潜心研究,他发现把元素按相对原子质量由小到大排列,元索性质会呈现周期性的变化89
,从而制定了元素周期表。元素周期表是将元素按原子核电荷数从小到大的顺序排列而成的,共有7个横行,18个纵列。每一横行叫作一个周期,每一纵列叫作一个族(8、9、10三个纵列共同组成一个族)。元素周期表按元素原子核电荷数从小到大的顺序给元素编的号,叫原子序数。原子序数与原子核电荷数在数值上相同,即原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。[学生阅读]指导学生阅读课本P180附录Ⅲ。[教师讲解]元素周期表主要结构有横行(周期)、纵列(族)、单元格组成。在元素周期表中,每一种元素都占据一格,每一格都包含元素的原子序数、元素符号、元素中文名称、相对原子质量等内容。[提出问题]元素周期表中用不同颜色对金属元素、非金属元素(包括稀有气体元素)进行了区分。从汉字表示的元素名称中,你可以观察到什么规律?[交流讨论]组织学生分小组进行讨论,并总结汉字元素名称的规律。[归纳总结][学生活动]根据元素周期表的排列方式,绘制对应原子结构示意图。[交流讨论]观察元素周期表与原子结构示意图,讨论元素排列方式与元素的种类,原子序数、核外电的的排布的关系。[教师讲解]元素周期表的规律:(1)每一周期开头的是金属元素(第一周期除外,只有氢、氦两种元素,属于特例),靠近尾部的是非金属元素,结尾的是稀有气体元素。(2)同一周期元素的原子核外电子层数相同,核电荷数(即质子数)、最外层电子数从左到右依次增加。(3)同一族元素的原子最外层电子数相同(He除外),化学性质相似,电子层数从上到下依次增加。[提出问题]元素周期表的发明对我们的化学学习有什么意义呢?[回答问题]元素周期表的意义:(1)是学习和研究化学知识的重要工具。(2)为寻找新元素提供了理论依据。(3)启发人们在元素周期表的一定区域内寻找新物质,如半导体材料农药、催化剂等。[学生练习]请你比较形成以下两组纯净物的元素种数,它们之间有什么不同呢?第一组:氧气(O2)、氩气(Ar)、碳(C)、铁(Fe)、汞(Hg)。第二组:二氧化碳(CO2)、氨气(NH3)、氯化铵(NH4CI)、硫酸(H2SO4)。[答案]不同点是:第一组纯净物组成元素都只有一种,第二组纯净物组成元素有两种或两种以上。[教师讲解]我们可以从元素视角认识物质:由同种元素组成的纯净物叫作单质。由不同种元素组成的纯净物叫作化合物。如果化合物仅由两种元素组成且其中一种是氧元素,则此类化合物称为氧化物。[提出问题]单质和化合物有哪些区别与联系呢?[交流讨论]组织学生分组讨论单质和化合物定义,结合实例总结两者的区别与联系。[归纳总结]单质和化合物的比较:单质化合物区别宏观组成由同种元素组成由不同种元素组成微观构成(1)由同种原子直接构成;(2)由同种原子构成的相同分子构成(1)由不同种离子或原子构成;(2)由不同种原子构成的相同分子构成89
联系都是纯净物,属于并列关系;二者可通过发生化学反应相互转化[教师讲解]根据一定的规则或特征将物质进行分组和归纳的方法称为分类法。化学上,依据物质的组成可以对物质进行分类。如根据组成物质的种数,可以将物质分为纯净物和混合物;再根据组成元素的种类,可以将纯净物分为单质和化合物。[过渡]由于元素通常分为金属元素和非金属元素。所以,它们各自组成的单质也分为金属单质和非金属单质。在由不同的多种元素组成的化合物中,除了氧化物之外,还有酸、碱、盐等类别。[归纳总结]用分类的方法,可以根据不同的特征将物质进行如下分类:[学生活动]根据以上物质分类图,绘制纯净物、单质、化合物、氧化物、含氧化合物的关系模型图。[成果展示]纯净物、单质、化合物、氧化物、含氧化合物的关系模型:【板书设计】2.3辨别物质的组成1.元素①定义:在化学上,把具有相同核电荷数(即核电荷数)的一类原子总称为元素。②分类:元素的种类由核内质子数决定。③元素符号:国际上用统一的字母来表示各种元素,称为元素符号。④元素符号的书写:元素符号采用该元素的拉丁文名称的第一个字母(大写)来表示,如果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同,则再加第二个乃至第三个字母(小写)来表示。2.元素周期表(1)结构:元素周期表主要结构有横行(周期)、纵列(族)、单元格组成。在元素周期表中,每一种元素都占据一格,每一格都包含元素的原子序数、元素符号、元素中文名称、相对原子质量等内容。其中用不同颜色对金属元素、非金属元素(包括稀有气体元素)进行了区分,形成不同区域。(2)元素的名称及分类:(3)元素周期表的规律:①每一周期开头的是金属元素(第一周期除外,只有氢、氦两种元素,属于特例),靠近尾部的是非金属元素,结尾的是稀有气体元素。②89
同一周期元素的原子核外电子层数相同,核电荷数(即质子数)、最外层电子数从左到右依次增加。③同一族元素的原子最外层电子数相同(He除外),化学性质相似,电子层数从上到下依次增加。3.物质的分类分类:根据一定的规则或特征将物质进行分组和归纳的方法。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】2.4跨学科实践活动:学习探究水的组成的科学史并制作分子模型第1课时学习探索物质组成与构成的历程【素养目标】1.探索物质组成与构成的历程。2.探究水的组成。3.认识探究物质组成的一般思路。4.培养学生动手实践和动脑思考的能力。5.形成批判性思维。【教学重点】学习科学家探索物质组成与构成的历程。设计实验方案探究水的组成及变化。【教学难点】电解水实验。【教学课时】一课时【教学过程】[问题引入]2022年,我国祝融号火星车发现火星近期水活动迹象。水的组成和构成是怎样的?下面我们一起来探究物质的组成与构成吧!项目活动1学习探索物质组成与构成的历程[课件展示]教师利用多媒体设备展示科学家探索物质组成与构成的时间轴图片。[教师讲解]现代科学已经知道物质是由原子、分子等微观粒子构成的,通过学习科学史实可以帮助我们体会体会科学家探索物质的组成与构成的智慧。[课件展示]教师利用多媒体设备展示普里斯特利、卡文迪什、拉瓦锡对水的组成的探究过程。[交流讨论]拉瓦锡通过“铁和水蒸气反应”实验收集到了“可燃空气(氢气)”结合普里斯特利、卡文迪什的实验结果,推理得出结论:水由氢、氧两种元素组成。你认同吗?为什么?[学生回答]认同。在普里斯特利、卡文迪什的实验中,氢气和氧气反应后生成了水,根据化学反应前后元素种类不变可知,水由氢、氧两种元素组成。在拉瓦锡的实验中,水蒸气和红热的铁反应后生成了氢气,氢气中的氢元素来自水,进一步证明了水的组成。89
[学生阅读]指导学生阅读课本P59图2.4-3“三位科学家对‘氢气和氧气反应’实验做出的解释”。[提出问题]你更赞成道尔顿、盖-吕萨克、阿伏伽德罗三位中哪一位科学家的观点,为什么?[学生回答]更赞成阿伏伽德罗的观点,分子在化学变化中可分,而原子在化学变化中不可分。[教师讲解]以上这些科学家们探究物质的组成与构成时运用的方法有:实验法、模型法、分析法和归纳法等。[复习回顾]水的物理性质:通常状况下,纯净的水是无色、无气味的透明液体。在压强为101.3kPa时,水的凝固点是0℃,沸点是100℃。4℃时,水的密度最大,为1g/cm3;水结冰后,体积膨胀,密度变小。[过渡]水在直流电的作用下,会分解生成氢气和氧气化学反应可表示为,下面我们就来通过电解水的实验探究水的组成。[实验探究]组织学生分小组完成课本P60【实验2-5】“设计实验”部分内容。[成果展示]组织学生展示完成的实验装置设计,并介绍实验仪器、装置特点等内容。方案一:水电解器方案二:简易电解水装置方案三:简易电解水装置特点:便于检验生成气体特点:废物利用,实验材料廉价易得特点:装置简单、易于操作[过渡]电解水实验结束后,该如何检验反应的生成物应呢?[教师讲解]电解水实验的生成物是氢气和氧气。氢气具有可燃性,可用燃着的木条点燃气体,并在火焰上方罩一个干冷的烧杯,若观察到火焰为淡蓝色,烧杯内壁有小水珠出现,则证明生成的气体为氢气。氧气具有助燃性,可将燃着的木条靠近气体,若观察到木条燃烧更旺,则证明生成的气体为氧气。[学生活动]组织学生分小组完成课本P61【实验2-5】“进行实验”部分活动,观察并做好记录。准备工作:分发实验用品(以方案一为例):水电解器、直流电源、导线、烧杯、酒精灯、火柴、小木条、蒸馏水、氢氧化钠溶液(或稀硫酸)等。进行电解水实验:实验步骤观察与记录①取约100mL的水于烧杯中,加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸(可增强导电性),搅拌②打开两支刻度管的活塞,将溶液注入电解器中至两支刻度管充满,关闭活塞,连接直流电源。③通电,观察并记录电极上和刻度管内的现象。④一段时间后,停止通电①通电后,两个电极的表面都有气泡放出②电解后,连接电源负极的刻度管内气体体积较大,连接电源正极的刻度管内气体体积较小,它们的比约为2:1(3)检验生成物:89
实验步骤观察与记录⑤用燃着的木条靠近与电源负极相连的刻度管管口,打开活塞,在尖嘴口罩一个干冷的烧杯,观察并记录现象③与电源负极相连的刻度管内气体被点燃,产生淡蓝色火焰,烧杯内壁出现小水珠⑥关闭与电源负极相连的刻度管管口活塞。用燃着的木条靠近与电源正极相连的刻度管管口,打开活塞,观察并记录现象④与电源正极相连的刻度管内气体使燃着的木条燃烧更旺(4)收集证据:正极上产生的气体是氧气,负极上产生的气体是氢气,V正:V负≈1:2。分析解释:反应物和生成物的比较:项目反应物生成物物质种类水(H20)氢气(H2)氧气(O2)元素组成氢元素(H)和氧元素(O)氢元素(H)氧元素(O)(5)得出结论:根据电解水生成氢气和氧气,同时结合氢气和氧气反应生成水的实验事实,得出水是由氢元素和氧元素组成的。[提出问题]电解水和煮沸水时都有气泡产生,产生气泡的原因有何不同?[学生回答]电解水时产生气泡是因为水分解生成了氢气和氧气,发生的是化学变化;煮沸水时产生气泡是因为水汽化成水蒸气,发生的是物理变化。[追问]以上实验中有哪些现象和数据能够说明水不是一种元素,而是由氢、氧两种元素组成的?[学生回答]水通电后生成了氢气和氧气两种气体,且二者的体积比约为2:1,由此说明水不是一种元素,而是由氢、氧两种元素组成的。[教师讲解]注意事项:①刻度管内不可留有空气,以免点燃气体时造成爆炸。②控制活塞的开启速度,使气体缓慢放出,点燃气体时必须注意安全,防止爆炸。误差分析:若刻度管内收集到的氢气与氧气的体积比大于2:1,可能的原因是氧气在水中的溶解量比氢气的大或部分氧气与电极发生了反应等。[布置任务]请同学们根据以上实验内容,将课本P61【实验2-5】“撰写实验报告”部分内容补充完整。[教师讲解]探究物质组成的依据是“化学变化前后,元素种类不变”。探究一般思路有两种:①若能将化合物分解为已知组成的物质,可以通过分析生成物的元素组成来推测该化合物的组成;②若能用已知组成的物质合成化合物,可以通过分析反应物的元素组成来推测该化合物的组成。可用如下流程图表示:【板书设计】2.4跨学科实践活动:学习探究水的组成的科学史并制作分子模型第1课时学习探索物质组成与构成的历程项目活动11.学习科学家探索物质组成与构成的科学史①探索物质的组成的依据:分子在化学变化中可分,而原子在化学变化中不可分。②化学常用探究方法:实验法、模型法、分析法和归纳法等。2.水的组成及变化的探究(1)水的物理性质。(2)电解水实验。89
①原理:。②装置:③检验生成物的方法:④现象:正极上产生的气体是氧气,负极上产生的气体是氢气,V正:V负≈1:2。⑤结论:水是由氢元素和氧元素组成的。⑥注意事项:a.刻度管内不可留有空气,以免点燃气体时造成爆炸。b.控制活塞的开启速度,使气体缓慢放出,点燃气体时必须注意安全,防止爆炸。⑦误差分析:若刻度管内收集到的氢气与氧气的体积比大于2:1,可能的原因是氧气在水中的溶解量比氢气的大或部分氧气与电极发生了反应等。3.探究物质组成的一般思路:【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】第2课时制作分子模型与展示【素养目标】1.制作分子模型,加深对分子、原子等微观粒子的认识。2.用模型演示电解水的微观过程,加深对化学反应的微观实质的认识。3.展示水分子在自然界中的转化过程,从微观角度认识物质的化学变化和物理变化过程。4.培养学生动手实践和动脑思考的能力。【教学重点】制作模型。拼装模型演示电解水的微观过程。【教学难点】电解水的微观过程。89
【教学课时】一课时【教学过程】[复习回顾]前面我们学习了电解水的反应,在这个反应中,分别涉及了哪几种物质、分子和原子呢?[学生回答]涉及的物质有水、氢气和氧气三种;分子有水分子、氢气分子和氧气分子;原子有氢原子和氧原子。[引入新课]今天我们就一起来制作分子模型,认识一下物质的微观组成与构成吧。项目活动2制作分子模型[教师讲解]模型建构是化学科学研究的基本方法。通过模型拼装可以从微观视角认识物质的组成与构成。[课件展示]教师利用多媒体课件展示几种常见物质的构成原子或分子。[学生活动]组织学生分组用橡皮泥或黏土等材料制作6种分子模型。制作方法:①用4种不同颜色的橡皮泥或黏土,按照体积从小到大的顺序,制作若干个分别代表氢原子、氧原子、氮原子、碳原子的圆球。②按照分子的结构,用短牙签连接各圆球。制作要求:制作出2个氢分子、1个氮分子、2个氧分子、1个二氧化碳分子、1个氨分子和不少于6个的水分子。[成果展示]组织学生分组展示各自制作的模型,教师注意鼓励学生相互评价与交流。[学生阅读]指导学生阅读课本P64“拼装模型演示电解水的微观过程”中的方案一。[学生活动]组织学生分组将制作好的水分子模型按照方案二或三进行拼装、演示电解水的微观过程。[演示记录]根据演示结果画出相应的微观示意图。方案二:用4个水分子模型演示方案三:用6个水分子模型演示[提出问题]方案一、二、三中水分子模型拆分后分别得到多少个氢原子和氧原子?氢原子和氧原子的个数比是多少?[学生回答]方案一水分子模型拆分后得到4个氢原子和2个氧原子,方案二水分子模型拆分后得到8个氢原子和4个氧原子,方案三水分子模型拆分后得到12个氢原子和6个氧原子,氢原子和氧原子的个数比是2:1。[思考]方案一、二、三中氢原子和氧原子重新组合后分别得到多少个氢分子和氧分子?水分子、氢分子和氧分子的个数比是多少?[回答总结]方案一中氢原子和氧原子重新组合后得到2个氢分子和1个氧分子,方案二中氢原子和氧原子重新组合后得到4个氢分子和2个氧分子,方案三中氢原子和氧原子重新组合后得到6个氢分子和3个氧分子,水分子、氢分子和氧分子的个数比均为2:2:1。89
[交流讨论]化学变化中原子、分子的种类和数目以及元素的种类是否发生了变化?[学生回答]化学变化中原子的种类和数目不变,分子的种类和数目改变,元素的种类没有改变。[提出问题]所有化学反应中都是这样吗?[学生回答]是/不是。[教师讲解]在化学反应中,原子的种类和数目一定不变,分子的种类一定改变,数目可能改变,元素的种类一定不变。[学生练习]请同学结合该实验,轮流陈述化学变化的微观实质是什么。[陈述内容]化学变化的微观实质是分子分解成原子,原子重新组合成新分子,构成新物质。[学生活动]组织学生分组进行“物质的分类”活动,将所制作和拼装后得到的模型进行分类,分别放进三个标有“单质”“化合物”和“氧化物”的筐中。[活动记录]项目活动3展示“水分子漫游记”情景剧[课件展示]多媒体课件展示水分子在自然界进行转移和变化的过程,教师进行过程讲解。[提出问题]水的蒸发过程、云的形成与降雨过程、植物对水的吸收和释放过程三个过程中主要进行的是物理变化还是化学变化?[学生回答]水的蒸发过程、云的形成与降雨过程主要是物理变化,植物对水的吸收和释放过程中既有物理变化也有化学变化。[布置任务]请同学们学生分组讨论,描述并补充以上三种水的变化过程情景。情景1:水的蒸发。液态的水接受阳光的照射,温度升高,水分子之间的间隔增大,当水分子之间的间隔增大到一定程度,就成为水蒸气。情景2:云的形成与降雨。当空气中的水蒸气达到一定的浓度,水分子就会聚集在空气中的微尘周围,由此液化产生的水滴或凝华产生的冰晶将阳光散射到各个方向,就观察到云。云中的小水滴或小冰晶都很小,而且都很轻,被空气中的上升气流托在空中。如果云体内的水气能源源不断得到供应和补充,使云滴表面经常处于过饱和状态,那么,这种凝结过程将会继续下去,使云滴不断增大,成为雨滴,从而降落形成降雨。情景3:植物对水的吸收和释放植物的根从土壤中吸收水分,根系吸水通过细胞吸水进行。吸收的土壤水一部分沿根→茎→叶运输,最后通过蒸腾作用散失于大气之中;另一部分被运输到植物的叶内,在叶肉细胞中通过光合作用合成有机物,有机物通过呼吸作用分解后重新生成水,再进入到到大气中。[学生活动]教师将课堂成员分为三个小组,分别挑选一个“水分子漫游”情景进行情景剧设计。[成果展示]组织学生以小组为单位,使用活动二中制作的分子模型进行情景剧展示。【板书设计】2.4跨学科实践活动:学习探究水的组成的科学史并制作分子模型第2课时制作分子模型与展示项目活动2制作分子模型1.制作模型制作方法:①用4种不同颜色的橡皮泥或黏土,按照体积从小到大的顺序,制作若干个分别代表氢原子、氧原子、氮原子、碳原子的圆球。②按照分子的结构,用短牙签连接各圆球。2.瓶装木星岩石电解水的微观过程。反应中氢原子和氧原子的个数比:2:1。89
反应前后水分子、氢分子和氧分子的个数比:2:2:13.物质的分类单质:氢气、氮气、氧气。化合物:水、二氧化碳、氨气。氧化物:水、二氧化碳。项目活动3展示“水分子漫游记”情景剧水在自然界的转化主要有水的蒸发、云的形成与降雨、植物对水的吸收和释放三种方式。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】第三单元维持生命的物质——氧气、水……3.1氧气的性质和用途【素养目标】1.知道氧气的物理性质。2.掌握氧气的化学性质3.能说出化合反应和氧化反应的定义并会判断。4.认识化学反应中的能量变化及学会观察和描述化学反应现象。5.培养学生通过实验研究物质及其变化规律的科学方法,培养学生观察和描述实验现象的能力,使他们学会通过实验来研究物质及其变化的科学方法。【教学重点】1.氧气的化学性质。2.化合反应、氧化反应概念的建立。3.学习“归纳”的科学思维方法。【教学难点】1.化合反应与氧化反应的区别。2.学习从具体到抽象、从个别到一般的归纳方法。【教学用具】仪器:集气瓶(5个装有氧气)、燃烧匙、酒精灯等。药品:木炭、细铁丝、蜡烛,石灰水、氧气。其它:火柴。【教学课时】一课时【教学过程】[课前预习]氧气是空气的主要成分之一,月占空气体积的21%。[情景导入]地球上的一切生命体都离不开氧气,你了解氧气吗?你知道氧气有什么样的物理性质吗?你知道潜水、登山时为什么通常要带上氧气瓶吗?氧气有哪些性质?今天大家就一起来学习一下氧气的性质和用途。[学生阅读]引导观察身边的空气,并阅读课本P72“氧气有哪些物理性质”部分内容。[交流讨论]组织学生分小组讨论氧气的性质,并将讨论内容整理到表格中。[成果展示]89
色、味、态在通常状况下,氧气是一种无色、无气味的气体密度在0℃、101.3kPa下,密度为1.429g·L-1,比空气的密度(1.293g·L-1)略大溶解性常温时,氧气不易溶于水,1L水只能溶解30mL氧气三态变化[知识回顾]在探究水的组成实验中,我们是如何检验电解水的生成物是否是氧气?[学生回答]将燃着的木条靠近气体,观察到木条燃烧更旺,则证明生成的气体为氧气。[提出问题]大家知道那些物质可以在空气中燃烧吗?请举例说明。[学生回答]火柴,木柴、煤、蜡烛都可以在空气中燃烧。[过渡]那其他物质能否在氧气中燃烧呢?为什么这些物质可以在空气中燃烧呢?空气中的什么成分支持他们燃烧呢?燃烧的过程会出现什么现象呢?下面让我们继续探究物质在氧气中的燃烧。[演示实验]教师教师演示课本P73“观察活动”中【实验3-1】,教师注意引导学生观察实验现象。现象:木炭在空气中燃烧持续红热,在氧气中燃烧发出白光;都能感觉到周围温度上升。结论:木炭在空气和氧气中都能燃烧,且在空气中燃烧更为剧烈。木炭燃烧的过程都放出热量。[教师讲解]反应前的物质都是木炭和氧气,反应后的物质都是二氧化碳,燃烧过程中木炭和氧气发生了化学变化生成了二氧化碳,并放出热量。反应过程可以用文字表达式表示为:碳+氧气二氧化碳。[交流讨论]用坩埚钳直接夹取木炭伸入盛有氧气的集气瓶中,为什么没有变化?[教师总结]木炭发生燃烧需要一定的条件,即点燃。木炭燃烧的的生成物二氧化碳气体可以用澄清石灰水检验:向集气瓶中加入少量澄清的石灰水、振荡,石灰水变浑浊,说明瓶中产生了新物质二氧化碳气体。[视频展示]播放教材P73【实验3-2】操作视频:指导学生观察硫在空气里燃烧时发生的现象和在氧气中燃烧的现象。[提出问题]硫在空气里和在氧气里燃烧有什么相同与不同?[学生回答]不同点:硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰。相同点:都放热,都生成有刺激性气味。[教师讲解]通过实验对比实验现象,可以得出:硫在氧气中燃烧比在空气中更剧烈。硫与氧气发生化学反应,生成了一种有刺激性气味的二氧化硫气体,并放出热量。反应过程可以用文字表达式表示为:硫+氧气二氧化硫。[思考]瓶底预先放置少量水有什么作用?[教师讲解]硫与氧气反应的生成物二氧化硫有毒,进入到大气中会造成大气污染,其能溶解在水中,因此预先在集气瓶底放少量水可以防止二氧化硫逸出造成大气污染。[交流讨论]结合蜡烛燃烧的过程,回忆点燃硫时,产生火焰前硫发生了什么变化?[学生总结]粉末状的硫先熔化成液态,然后发生燃烧。[教师讲解]“光”一般指沸点高的固体物质燃烧产生的现象(如木炭),“火焰”是气体或沸点低的固体物质或液体物质的蒸气燃烧产生的现象(如酒精、石蜡、硫)。[演示实验]教师教师演示课本P73“观察活动”中【实验3-3】,教师注意引导学生观察实验现象。89
[布置任务]请学生对实验现象进行描述,并分析得出结论。[学生回答]现象:在空气中,铁丝红热,不能燃烧;在氧气中,铁丝剧烈燃烧,火星四射,放热,生成黑色固体。结论:铁在空气中不易燃烧,在氧气中能燃烧。[教师讲解]铁在空气中不能燃烧,铁在氧气中燃烧时,铁和氧气反应生成黑色的四氧化三铁。反应过程可以用文字表达式表示为:铁+氧气四氧化三铁。[交流讨论](1)做铁在氧气中燃烧实验时,实验前为什么在瓶底放少量水或铺一层沙?(2)火柴起什么作用?(3)为什么待火柴燃尽时,才将铁丝伸入氧气中?[教师总结](1)为防止高温熔融物溅落下来炸裂集气瓶底。(2)利用火柴燃烧放出的热量使铁丝的温度升高,引燃铁丝。(3)防止火柴燃烧消耗过多的氧气使铁丝不能顺利燃烧。[学生活动]根据上述实验,将实验现象和过程分析记录补充完整。实验现象反应前的物质反应后的新物质在空气中在氧气中木炭的燃烧燃烧、持续红热,放热剧烈燃烧,发出白光,放出大量热木炭(C)、氧气(O2)二氧化碳(CO2)硫粉的燃烧发出微弱的淡蓝色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体发出蓝紫色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体硫(S)、氧气(O2)二氧化硫(SO2)铁丝的燃烧只发生红热现象,不燃烧剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体铁(Fe)、氧气(O2)四氧化三铁(Fe3O4)[小结]物质燃烧的现象一般按照“一光(或火焰)、二热、三生成(物)”进行描述。[交流讨论]同一物质在氧气中燃烧和在空气中燃烧的剧烈程度不同,是由什么原因引起的?[教师总结]物质在空气中燃烧,实际上是与其中的氧气发生反应,由于空气中氧气的含量相对较低,因此在空气中燃烧不如在氧气中剧烈,即物质燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关。[提出问题]你认为氧气的化学性质活泼吗?[学生回答]某些在空气中不能燃烧的物质,在氧气中能燃烧,说明氧气的化学性质比较活泼。[提出问题]通过上面的学习,你认为氧气是一种什么样的物质?[归纳总结]氧气的化学性质:①氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能与许多物质发生反应。②氧气能支持燃烧(即具有助燃性),物质在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈得多。例如带火星的木条在氧气中可以复燃,这一性质来检验氧气。[讲师讲解]归纳是人们在解决化学问题中经常使用的一种科学推理方法。物质在化学变化中遵循着一定的规律,为了寻找这些规律,科学家常常采用归纳的方法,它需要以大量的实验事实为基础。此处对氧气的化学性质的探究就用到了归纳的方法。[过渡]木炭、硫粉和铁丝都能在氧气中燃烧,从反应物和生成物的种类和数目来看,三者有什么共同点?[学生回答]反应都有氧气参与;反应物都是两种,生成物都是一种。[教师讲解]物质与氧发生的反应属于氧化反应。以上三个实验中的反应都有氧气参与,都属于氧化反应。物质在氧气或空气中燃烧是快速进行的剧烈的氧化反应,例如蜡烛、酒精等物质的燃烧。另外,有的氧化反应进行比较缓慢,称为缓慢氧化,例如金属生锈、呼吸作用等。[提出问题]根据生活经验回答,剧烈氧化和缓慢氧化有什么区别?89
[学生回答]条件不同,现象不同,反应的剧烈程度不同,单位时间内放出的热量不同。[教师讲解]以上三种反应的另一个共同点:都是由两种物质生成一种物质的反应。由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应叫作化合反应,上述三个反应都属于化合反应,化合反应是四大基本反应类型之一,氧化反应不是基本反应类型。[学生活动]化合反应与氧化反应的分类依据不同,所以两者没有必然的联系,化合反应不一定是氧化反应,氧化反应也不一定是化合反应。请绘制关系模型表示两者的关系。[成果展示][阅读教材]指导学生阅读课本P74-75“氧气有何应用”内容。[思考]氧气曾被叫作“养气”,请阅读教材内容思考氧气有哪些用途。[学生总结]纵观氧气的在各领域中的应用,可知氧气的用途主要表现在两个方面:①供给呼吸;②支持燃烧。[讲师讲解]氧气的应用主要是通过氧化反应实现的,主要包括供给呼吸、发酵等对缓慢氧化过程的利用和炼钢、气割气焊、支持燃烧等对剧烈氧化过程的利用。【板书设计】3.1氧气的性质和用途1.氧气的性质(1)氧气的物理性质:色、味、态在通常状况下,氧气是一种无色、无气味的气体密度在0℃、101.3kPa下,密度为1.429g·L-1,比空气的密度(1.293g·L-1)略大溶解性常温时,氧气不易溶于水,1L水只能溶解30mL氧气三态变化(2)氧气的化学性质:①氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能与许多物质发生反应。②氧气能支持燃烧(即具有助燃性),物质在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈得多。例如带火星的木条在氧气中可以复燃,这一性质来检验氧气。2.归纳:归纳是人们在解决化学问题中经常使用的一种科学推理方法。它需要以大量的实验事实为基础。3氧化反应与化合反应氧化反应:物质与氧发生的反应属于氧化反应。化合反应:由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应叫作化合反应。两者关系:89
4.氧气的应用:包括供给呼吸、发酵等对缓慢氧化过程的利用和炼钢、气割气焊、支持燃烧等对剧烈氧化过程的利用。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】3.2氧气的制取第1课时加热高锰酸钾制氧气【素养目标】1.了解实验室制取氧气的主要方法和原理,2.初步了解通过化学实验制取新物质的方法。3.认识气体的制取装置,练习气体制取实验相关操作。4.学习运用观察、实验等方法获取信息,从而提高对实验进行分析、思考的能力。5.逐步认知用实验去验证化学理论,从而知道化学是一门以实验为基础的课程,学化学离不开做实验。养成实事求是,严肃认真的科学态度和良好的实验习惯。【教学重点】实验室制取氧气的反应原理和操作方法注意事项。【教学难点】加热高锰酸钾制取氧气的实验操作规范。【教学用具】实验室加热高锰酸钾制取氧气的有关试剂和仪器、多媒体设备等。【教学课时】一课时【教学过程】[引入新课]上一节课,我们探究了氧气的化学性质,氧气有哪些化学性质?我们在探究氧气的化学性质时,使用了许多瓶氧气,这些氧气是怎样制得的呢?下面我们就来探究氧气的实验室制法,并学习一些相关的化学知识。[教师讲解]高锰酸钾是一种暗紫色的固体,具有杀菌消毒的作用,医院里常用作消毒剂。实验室常用加热分解高锰酸钾制取氧气,这一反应的文字表达式是:。1.实验室制氧气[教师讲解]实验室制取气体的装置由发生装置和收集装置两部分组成。[布置任务]请同学们阅读课本P77-78【实验3-4】“设计实验”部分内容,设计加热高锰酸钾制取氧气的装置,并尝试绘制设计图。[提出问题]课本图3.2-1中的两个发生装置有什么不同呢?你们选用的那种装置呢?[学生回答]不通点:甲装置试管口向下倾斜;乙装置试管口向上倾斜。选用的甲/乙装置。[教师讲解]用试管盛装固体试剂加热时,试管口应向下倾斜,防止冷凝水流到热的试管底部,使试管炸裂;固体应平铺在试管底部,利于试剂均匀受热。[学生观察]观察,并比较课本图3.2-2中的三个收集装置有什么不同。[教师讲解]图甲:排水法收集装置,适用于收集不易溶于水的气体,所收集气体较纯净。图乙是向上排空气法收集装置,适用于收集密度比空气的大的气体,图丙是向下排空气法收集装置,适用于收集密度比空气小的气体,排空气法收集装置所收集的气体较干燥。89
[交流讨论]课本图3.2-2中的三个收集装置哪些可以用于氧气的收集呢?[学生回答]甲、乙装置可用于手机氧气。[教师总结]收集装置的选择,必需根据气体的性质(如密度、溶解性等)来确定,由于氧气不易溶于水,故可用排水法收集。又因为氧气密度大于空气的密度,则又可用向上排空气法收集。[学生活动]请同学将设计的氧气制取装置图进行修改。并进行展示和评选。[成果展示]加热高锰酸钾固体制取氧气装置图:[教师讲解]刚刚我们已经完成了实验装置的设计,在进行气体制取实验的第一步就是组装实验装置。因此在实验开始前,我们需要学习实验仪器的简单连接,主要有三种连接方式:“连接玻璃管和胶皮管”“玻璃管插入带孔胶塞”和“在容器口塞上胶塞”。[学生阅读]指导学生阅读课本P79“仪器的连接”内容。[教师演示]结合课本P79操作示意图,将玻璃管、橡胶塞和试管连接在一起。[思考]将导管口用水湿润的作用是什么?[学生]润滑和使连接处密封性更好。[提出问题]进行仪器的连接操作时,应该注意哪些问题?[教师总结]①切勿用力过猛,以防玻璃管折断刺破手掌;②切勿将容器抵住桌面,以免压破容器。[教师讲解]在装置连接好后、装入药品前,需检查装置的气密性,确认装置不漏气后才能进行实验。检查装置气密性的一般的原理:通过液封使装置构成封闭体系,通过改变体系内压强时产生的现象(如气泡的形成、水柱的形成、液面的升降等)来判断装置的气密性。检查装置气密性的一般操作:把导管的一端浸入水中,用手紧握试管(或用热毛巾捂住试管)一段时间后松开手,用手紧握试管时,导管口有气泡冒出,或手松开一段时间后,导管内形成一段稳定的水柱,均说明装置气密性良好。[练习]指导学生按照课本P79图3.2-5“检查气密性”操作示意图检查装置的气密性。[演示实验]教师按顺序课本P79图3.2-5演示并讲解实验室用高锰酸钾制取氧气的操作过程,并指导学生观察演示实验[教师讲解]加热高锰酸钾制取氧气的实验步骤:实验步骤实验内容现象与结论检查气密性将导管伸入水中,手握试管,观察水中管口的现象观察到导管口有气泡冒出,移开手后一段时间,导管中形成一段水柱,说明装置的气密性良好装试剂在试管中加入高锰酸钾,在试管口放入一团棉花,塞上胶塞固定装置试管口略向下倾斜,固定在铁架台上。将盛满水的集气瓶倒立在盛有水的水槽内,要求瓶内没有气泡。垫高酒精灯至适当位置,将导管伸入水槽中89
点燃酒精灯点燃酒精灯,先预热,再用酒精灯的外焰,集中加热(防止试管因受热不均匀而炸裂)开始加热时,观察到水槽中有气泡放出,加热片刻后,观察到气泡连续并比较均匀地放出。当观察到集气瓶口有大气泡冒出时,说明集气瓶中氧气已经集满撤离导管,熄灭酒精灯实验结束后,先将导管从水槽中移出,再熄灭酒精灯[教师讲解]进行实验时,要注意应先按先下后上,从左到右的顺序组装装置,再检查装置的气密性;要先将导管移出水面,再熄灭酒精灯。[提出问题]此实验中采用的排水法收集气体,我们是如何判断气体是否集满的?[学生回答]当观察到集气瓶口有大气泡冒出时,说明集气瓶中氧气已经集满。[交流讨论]如果采用向上排空气法收集,实验步骤有何不同?[总结]如果采用向上排空气法收集,则氧气集满后,直接盖好玻璃片,熄灭酒精灯即可。[思考]若采用排空气法收集氧气,应该如何判断气体是否集满?[教师讲解]将带有火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明已集满。这里利用了氧气的助燃性,我们也可以利用木炭在氧气中燃烧的实验探究氧气的这一性质。[探究活动]组织学生分组完成加热高锰酸钾制取氧气的实验,并用收集到的氧气探究氧气的化学性质。活动要求:①同组同学之间要注意相互配合,团结协作,共同完成实验。②试验后,试剂归位,清洗仪器,整理实验台。(教师注意巡视,发现学生在操作中的错误及时纠正,特别对动手操作能力较差的学生要加以引导)[提出问题]装试剂后,为什么要在试管口放一团棉花?[学生回答]防加热时试管内的粉末状物质进入导管,造成导管堵塞。[交流讨论](1)若收集到的氧气不纯,你认为可能的原因有哪些?(2)若在实验过程中出现试管炸裂,你认为可能的原因有哪些?[分析解释]收集到的氧气不纯的可能原因:①集气瓶内预先没有装满水;②导管口刚开始有气泡放出就收集气体。造成试管炸裂的可能原因:①固定装置时试管口未略向下倾斜;②未预热试管就直接集中加热;③实验结束后,未将导管从水槽中移出就熄灭酒精灯。[实验小结]实验室用高锰酸钾制氧气的步骤及注意事项。(1)实验操作步骤可简记为“查—装—定—点—收—离—熄”,利用谐音记为“茶—庄—定—点—收—利—息”。(2)收集方法:排水法、向上排空气法。(3)验满方法:带火星的木条放在瓶口,看是否复燃。(4)实验操作注意事项(多媒体展示):①药品要平铺在试管底部,均匀受热。②试管口要略向下倾斜,防止冷凝水流到热的试管底部,使试管炸裂。③铁架台铁夹要夹在试管的中上部。④试管内的导管不能太长,稍伸出胶塞即可,以便于气体导出。⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中。(瓶口要在水面下)⑥加热时要先使试管均匀受热,然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。⑦用排水法收集气体时,应注意当气泡连续并比较均匀冒出时再收集,否则收集的气体中混有空气,当集气瓶口有大量气泡冒出时,证明已集满。⑧停止加热时,应先把导管从水里撤出,再撤掉酒精灯(如果先熄灭酒精灯,试管内气体减少,压强减小,水槽中的水就会被吸入热的试管内,使试管炸裂)。⑨用高锰酸钾制氧气时,试管口要放一小团棉花,防止加热时试管中的粉末状物质进入导管。⑩89
应将玻璃片的磨砂面向下盖住盛氧气的集气,正放在实验台上,因为氧气密度大于空气密度,正放可减少气体逸散。[布置任务]请同学们根据实验记录将课本P80-81“撰写实验报告”部分补充完整。【板书设计】3.2氧气的制取第1课时加热高锰酸钾制氧气1.反应原理:。2.实验装置:气体收集装置的选择依据:气体的性质(如气体的密度,在水中的溶解性)。3.实验步骤:①检查气密性;②装试剂;③固定装置;④点燃酒精灯;⑤撤离导管,熄灭酒精灯。4.收集方法:排水法、向上排空气法。5.验满方法:带火星的木条放在瓶口,看是否复燃。6.实验反思:收集到的氧气不纯的可能原因:①集气瓶内预先没有装满水;②导管口刚开始有气泡放出就收集气体。造成试管炸裂的可能原因:①固定装置时试管口未略向下倾斜;②未预热试管就直接集中加热;③实验结束后,未将导管从水槽中移出就熄灭酒精灯。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】第2课时过氧化氢分解制氧气催化剂【素养目标】认识催化剂和催化作用。学习用对比实验的科学方法探究物质的性质。3.认识分解反应。4.认识工业制取氧气的一般方法。【教学重点】实验室制取氧气的反应原理和操作方法,分解反应。【教学难点】对催化剂和二氧化锰在分解过氧化氢反应中所起催化作用的理解。【教学用具】89
实验室制取氧气的有关试剂和仪器;汽车尾气催化转换器示意图;温度计;多媒体课件等。【教学课时】一课时[新课引入]过氧化氢溶液为无色透明液体,在医疗上可用于消毒防腐。在实验室也常用分解过氧化氢的方法制得氧气。[演示实验]教师演示课本P82【实验3-5】,注意引导学生认真观察实验现象并做好记录。[教师讲解]过氧化氢稳定性较差,常温下即可分解放出氧气。[布置任务]请同学们对实验现象进行讨论,并进行分析和解释,做出推断。[分析解释]项目观察到的现象推断(1)加过氧化氢溶液、不加二氧化锰,带火星的木条不能复燃说明过氧化氢产生氧气的速率过慢(2)不加过氧化氢溶液、加二氧化锰,带火星的木条不能复燃说明二氧化锰不能分解产生氧气(3)加入过氧化氢溶液和二氧化锰,带火星的木条复燃说明二氧化锰加快了过氧化氢分解反应的速率。(4)反应结束后,重新加入过氧化氢溶液时带火星的木条复燃,且重复多次现象相同说明反应前后,二氧化锰能使过氧化氢分解速率加快的化学性质没有改变[讨论交流]比较上述几个实验,过氧化氢在什么条件下更容易分解放出氧气?[学生总结]过氧化氢在二氧化锰存在的条件下更容易分解放出氧气。[思考]若在实验前准确称出二氧化锰的质量,实验后将二氧化锰回收、干燥、再称量,会发现它的质量没有改变。根据这个事实,你对二氧化锰所起的作用有什么看法?[学生回答]在生成氧气的过程中,二氧化锰化学性质和质量都没有改变,说明二氧化锰既不是反应物也不是生成物,且过氧化氢在二氧化锰存在的条件下能更快分解产生氧气,说明二氧化锰能加快过氧化氢分解反应的速率。[教师讲解]化学上把这种在化学反应中能改变其他物质的反应速率,而本身的质量和化学性质在化学反应前后没有发生变化的物质叫作催化剂。催化剂所起的作用称为催化作用。[提出问题]请找出催化剂概念中的一些关键词,如何理解这些关键词?[学生回答]改变反应速率,质量和化学性质没有发生变化。[教师讲解]催化剂概念中的“改变”一词的涵义可以是“加快”或“减慢”,在过氧化氢的分解反应中,二氧化锰能加快过氧化氢的反应速率。催化剂的特点是改变其他物质的化学反应速率,包括加快和减慢,化学反应前后本身的质量不变和化学性质不变(可记为:一“变”,两“不变”)。过氧化氢在二氧化锰催化下产生氧气,这个变化的文字表达式是:该反应过程可表示为:。此外,实验室还用在二氧化锰催化作用下加热氯酸钾的方法制取氧气,文字表达式是:。[学生观察]以上两个化学反应都用到了催化剂,观察其文字表达式,说说催化剂在化学反应表达式中应该如何表示。[学生总结]在书写其文字表达式时,应该将催化剂——二氧化锰写在箭头上方,表示该物质在反应过程中作催化剂,是反应条件的一种。如还有其他条件,则把其他条件写在箭头的下方。[课件展示]课件展示“汽车尾气催化剂转换器”89
相关内容,扩大学生知识面,加深对催化剂的认识和理解,培养学生的环保意识。[知识检查]现在我们已经学习了三种实验室制取氧气的方法,请根据所学知识,将课本P84“检查站”内容补充完整。反应原理反应物状态反应条件氧气的性质固体加热氧气不易溶于水,且不与水反应,氧气的密度比空气略大固体和液体催化剂固体和固体催化剂、加热[学生活动]根据前面学习内容,设计氯酸钾制取氧气的实验装置图。[成果展示][讨论交流]实验室制取氧气的三种反应中,除了生成物都有氧气之外,还有什么其他共同之处?[总结]反应物都是一种,生成物都是两种或两种以上。[提出问题]2.与上节所学的化合反应对比,本节所学的三种制取氧气的化学反应有什么不同特点?[学生回答]化合反应的反应物是两种或两种以上,生成物只有一种,本节所学的三种制取氧气的化学反应的反应物只有一种,生成物是两种或两种以上。[教师讲解]由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应,叫作分解反应。关键词:反应前是“一种”,产物有“两种或两种以上其他物质”。化合反应和分解反应都是四大基本反应类型之一。[过渡]前面我们学习了氧气的实验室制法,但在这些方法在实际生活或工业生产过程中,并不适合工业生产的要求。工业上制备大量氧气时,需要考虑成本是否便宜,原料是否容易获得,生产对环境有无负面影响等。从这些角度考虑,利用空气中丰富的氧气资源是很划算的,如果能把氧气与氮气分开,不仅能得到较纯净的氧气,还能得到较纯净的氮气。[提出问题]我们知道空气的组成中,氧气占21%,那么,怎样从空气中得到大量的氧气呢?[学生阅读]阅读教材P85知识视窗“从空气中分离氧气”。[总结]工业制取氧气的方法:(1)分离液态空气法①原料:空气。②原理:利用液氧(沸点为-183℃)和液氮(沸点为-196℃)的沸点不同,采用低温蒸发的方,法制取氧气。③过程:(2)膜分离技术法89
工业制氧气:分离液态空气,属物理变化。【板书设计】3.2氧气的制取第2课时过氧化氢分解制氧气催化剂1.催化剂与催化作用催化剂:化学上把这种在化学反应中能改变其他物质的反应速率,而本身的质量和化学性质在化学反应前后没有发生变化的物质叫作催化剂。催化作用:催化剂所起的作用称为催化作用。催化剂的特点:改变其他物质的化学反应速率,包括加快和减慢,化学反应前后本身的质量不变和化学性质不变(可记为:一“变”,两“不变”)。3.实验室制取氧气的三种方法:2.工业制取氧气的方法:(1)分离液态空气法(2)膜分离技术法【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】3.3燃烧条件与灭火原理【素养目标】1.认识燃烧的条件、灭火的原理和方法。2.会运用相关的知识解释和解决日常生活中的相关问题。3.树立防火的安全意识,培养关注社会的责任感。4.通过活动与探究,初步学习利用控制变量的思想设计探究实验,并学习对获得的实验事实进行分析从而得出结论的科学方法。【教学重点】燃烧的三个基本条件灭火的原理和防爆安全【教学难点】燃烧的条件89
【教学用具】蜡烛、火柴、烧杯、水泥块、木条、酒精灯、坩埚钳、三脚架、多媒体课件、实验视频等。【教学课时】一课时【教学过程】[情景导入]播放一段录像:神舟十八号飞船的发射升空;(2)面粉着火发生爆炸。[提出问题]看完短片和图片后,你对火有了怎样的认识?[学生回答]对燃烧的有利利用能促进社会的发展,对燃烧的不当使用能对人类造成危害。[教师讲解]“科学是把双刃剑”,只有掌握其规律,才能趋利避害。燃烧是最早被人类利用的化学反应之一。通过控制物质的燃烧,能让化学反应更好地为人类服务。[过渡]酒精可以燃烧,在前面我们也进行过木炭、硫等物质的燃烧实验。酒精、木炭、硫等都是可燃物,怎样才能让火更好的为人类造福呢?下面我们来探索一下物质燃烧的条件吧。[提出问题]你们觉得物质燃烧需要哪些条件呢?请根据自己对燃烧的了解,做出一些猜想。[作出假设]假设1:物质燃烧需要有可燃物。假设2:物质燃烧需要达到一定的温度,理由是物质燃烧前都需要加热。假设3:物质燃烧需要接触氧气或空气,理由是堆积的物质不能从内部开始燃烧。[演示实验]教师使用视频播放【实验3-6】和【实验3-7】演示过程(磷燃烧的实验须在密闭或通风设备中进行)。[实验过程与现象]实验内容与步骤实验现象【实验3-6】用坩埚钳夹持小石块、火柴、细沙(任选两种)分别放在酒精灯火焰上加热小石块无明显现象;火柴加热一段时间后开始燃烧;细沙无明显现象【实验3-7】取三个火柴头,火柴头A放在实验台的陶土网上,火柴头B和C放在三脚架的陶土网上,且火柴头C用细沙覆盖。酒精灯加热B与C的中间位置,观察现象火柴头A无明显现象;火柴头B加热一段时间后开始燃烧;火柴头C无明显现象[分析与结论]【实验3-6】中小石块、细沙不燃烧,火柴燃烧,说明燃烧需要可燃物。【实验3-7】中火柴头B燃烧而火柴头A不燃烧的事实,说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点。【实验3-7】火柴头B燃烧而火柴头C不燃烧的事实,说明燃烧需要可燃物接触氧气。[总结]燃烧需要三个条件:(1)物质本身是可燃物;(2)可燃物接触氧气或空气;(3)温度达到可燃物的着火点。且燃烧必须同时满足三个条件,缺一不可。[教师讲解]这里的着火点是可燃物燃烧必须达到的温度,不同物质的着火点一般不同,着火点是物质的固有属性,与可燃物的种类、状态以及大气压强等因素有关。[提出问题]当影响燃烧的条件有多个,在设计实验探究其中一一个时,其他几个条件需要怎样设计?[学生回答]其他条件应保持一致。[教师讲解]在研究这类含多因素(多变量)的问题时,每一次只改变其中的一个因素,控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对实验结果的影响,最后再综合分析。这就是科学研究中常使用的方法──控制变量。89
[学生活动]回顾生活中的物质燃烧的现象,讨论燃烧都有什么共同点。[交流回答]可燃物虽然着火点各不相同,但燃烧时都有共同的特征,那就是发光、放热,而火焰则是可燃气体或可燃物汽化燃烧时的现象。[教师讲解]在通常情况下,燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈氧化反应。由缓慢氧化引起的自动燃烧叫作自燃。[学生阅读]指导学生阅读课本P90正文内容,了解燃烧、缓慢氧化和自燃。[总结]比较燃烧、缓慢氧化和自燃:燃烧缓慢氧化自燃定义可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈氧化反应缓慢进行的氧化反应由缓慢氧化引起的自动燃烧发生条件有可燃物、可燃物与氧气接触、温度达到着火点与氧气接触、温度没有达到着火点有可燃物、可燃物与氧气接触、温度达到着火点现象发光、放热放热、不发光发光、放热实例镁条燃烧、蜡烛燃烧等金属生锈、食物腐烂等白磷自燃、稻草自燃等联系自燃是由缓慢氧化引起的燃烧现象[提出问题]生活中你看到过的灭火方法,为什么这些方法可以成功的灭火?[学生回答]控制燃烧的条件,使燃烧反应停止,就能够灭火。[布置任务]阅读课本P91的交流与讨论,分析各灭火实例中所依据的灭火原理?[结果汇总]灭火实例能灭火的主要原因住宅失火,消防队员用高压水龙头向燃烧的火舌喷水。喷出的水蒸发时会吸热,可使燃烧物的温度降至着火点以下实验时不慎滴在实验台上的少量酒精燃烧,立即用湿布盖住燃着的酒精。盖上湿布可降低燃烧物的温度并使其隔绝空气炒菜时油锅中的油不慎着火,迅速用锅盖盖熄。盖上锅盖可使燃烧物隔绝空气扑灭森林火灾时,救火人员将大火蔓延线路前的一片树木砍掉,放火烧去那片草地,形成隔离带。清除掉可燃物,使燃烧不能持续[教师总结]灭火的原理有三种:①燃烧物与其他可燃物隔离或清除掉可燃物;②使燃烧物隔绝空气(或氧气);③使燃烧物的温度降至着火点以下。在实际灭火过程中,只要满足其一即可。[学生阅读]阅读课本P92内容,列举生活中需要注意的防火安全措施。[总结]防火安全措施:(1)家用煤气开关用毕即关,发现漏气要及时通风,不能开灯、开排气扇或点火等。(2)火柴、打火机要放在儿童拿不到的安全地方。(3)电插座不要超负荷使用。(4)燃气式热水器机身禁止装在浴室内。(5)在山林密布的野外活动时,不要携带火种,要特别注意严防山火。[学生练习]完成课本P92“检查站”内容。[答案](1)先切断电源,再灭火。(2)关闭石油气阀门,火熄灭后开窗通风。89
(3)用水浇灭,移开其他可燃物。(4)用水浇灭,移开其他可燃物。(5)保持冷静,快速找到安全出口,必要时采取一些紧急措施,如用湿毛巾捂住口鼻、弯腰低头前行等。[演示实验]播放视频:1.爆竹爆炸;2.粉尘爆炸[学生讨论]以上的两种爆炸都产生了化学反应,这些爆炸产生的原因一般是什么?[教师讲解]爆炸的产生:易燃物与空气充分接触,被引燃后急速燃烧,从而在短暂的时间里聚积大量的热,在有限的空间内使气体的体积迅速膨胀,引发爆炸。爆炸极限:易爆的可燃物在空气中达到一定的含量,遇到明火就会爆炸,这个能发生爆炸的含量范围,叫作爆炸极限。[阅读活动]阅读课本P93-95“知识视窗”内容,了解防爆安全。[提出问题]一般容易燃烧或可以引起其他物质燃烧的物质叫作易燃物,受热或受到撞击时容易发生爆炸的物质叫作易爆物,生活中有哪些常见的易燃、易爆物呢?[学生回答]硫黄、白磷、酒精、汽油、煤气、炸药等。【板书设计】3.3燃烧条件与灭火原理1.燃烧有三个缺一不可的条件:有可燃物、有空气(氧气)温度达到着火点。2.控制燃烧条件可以达到防火、灭火和防止爆炸的目的。2.在研究多因素问题时,应该用控制变量法设计实验。3.自燃是缓慢氧化引起的。4.注意防止爆炸造成的灾害。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】3.4水资源【素养目标】1.知道地球上水的储量和分布情况,了解世界和我国的水资源状况。2.掌握水体污染的危害以及防治水体污染的措施。3.课堂上通过对水资源的了解,学习用辩证的方法看待水资源的丰富和有限,让学生学会运用网络、新闻、调查等实践活动获取信息。4.培养学生关心社会、为社会作贡献的社会责任感。【教学重点】1.用辩证的方法看待水资源的丰富和有限。2.培养学生的社会责任感。【教学难点】节约用水与水污染的防治。【教学用具】教师用具:多媒体课件、水资源状况和水污染状况的挂图。学生用具:世界和我国水资源的资料、水污染的有关资料(详细内容见教学过程)。【教学课时】一课时【教学过程】89
[新课引入]虽然人类居住的星球被称为地球,但事实上人类生活在“水球”上,地球表面的71%被水覆盖,这就是江、河、湖、海。没有水,就不可能有生机勃勃的地球。[教师讲解]生命离不开水,各种生物体内都含有大量的水,水约占人体重的60%,水中生物含水量更大,如鱼约70%~80%,水母约,95%,一些果蔬可高达90%。成人每天需要补充1.5~1.7L水,水分不足会口渴,严重缺水皮肤会起皱,甚至意识模糊乃至死亡。[学生阅读]指导学生阅读课本P97表格,总结水的用途。[总结]水的用途:工业上洗涤、溶解、加热或冷却物质农业上灌溉农田,我国农业用水量约占用水总量的2/3生活上洗衣、洗澡、制作各种食物和饮料等实验室配制溶液、洗涤仪器、用作试剂、用排水法收集气体等[过渡]了解了水的用途后,让我们一起来看看我们目前水资源是一个什么现状。[学生阅读]指导学生阅读课本P97“珍惜水资源”部分内容。[教师讲解]地球上各种形态的水总储量约为1.39×1018m3,包括海洋水、湖泊水、河流水、地下水、大气水和冰川等,其中海洋水约占地球水资源总储量的97%。[教师讲解]浩瀚的海洋不仅繁衍着无数水生生物,还蕴藏着丰富的化学资源,按目前测定,海水中含有化学元素有80多种。海洋是一个巨大的“宝库”,蕴藏着如此丰富的化学资源,如能把这些化学资源加以利用,那将是我们一笔巨大的财富。[提出问题]地球上的海水如此丰富,这些海水能被我们直接利用吗?[学生回答]不能。因为海水的含盐量很高,我们能直接利用的是淡水。[追问]地球上淡水资源情况如何呢?[学生回答]人类所能利用的淡水仅约为地球水总储量的0.009%,主要是河水、淡水,湖泊水和浅层地表水,[教师总结]可见,地球上水的储量虽然很大,但淡水资源极度短缺。[教师介绍]目前全球有36亿人每年至少有一个月面临着供水不足的情况,预计到2050年该人数将增至50多亿。我国淡水资源总量约为2.8×1012m3,居世界第6位。我国淡水资源人均占有量仅为世界人均占有量的1/4,且淡水资源地域分布不均匀,在西北、华北等部分地区,人均占有量更低。[课件展示]由于海水中含有多种盐类,因此不能直接饮用,也不能直接用来灌溉农田。淡化海水是解决水危机的理想途径,但目前由于成本高尚不能推广。[讲师讲解]种种资料都向我们诉说着淡水资源的短缺,21世纪,水资源将成为全世界关注的首要问题。目前的现状也时刻在提醒人们:一定要十分珍惜宝贵的水资源,节约用水。[提问]生活用水节约和浪费相比较有什么样的差距呢?请大家看下面表格。[课件展示]展示表格。生活用水浪费与节约方式比较[小结]由以上比较可以看出:一种用水习惯的改变,就可以节约很多水,所以希望大家在以后的生活中要注意节约用水,并把这种风尚不断地传播给别人,使越来越多的人行动起来,共同来保护我们的水资源。[交流讨论]请对节约用水提出几点建议。[总结]节约用水的方式:(1)工业上:改进生产工艺,提高水的重复利用率。89
(2)农业上:改变灌溉方式,将大水漫灌改为喷灌或滴灌。(3)生活中:改良用水习惯,使用节水器具,一水多用。[过渡]保护水资源的另一有力措施是防治水污染,首先我们要来了解一下水污染。[教师讲解]水体污染是指大量污染物质排入水体,超过水体的自净能力使水质恶化,水体及周围的生态平衡遭到破坏,对人体健康、生活和生产活动等造成损失和威胁的情况。水体污染的来源主要有工业污染、农业污染和生活污染。[学生阅读]指导学生阅读课本P98“水污染及其防治”内容。[交流讨论]造成水污染的原因有哪些?水污染给我们带来了哪些危害?[总结](1)水污染的来源:①工业污染:工业生产的废渣、废液、废气的任意排放。②农业污染:农药、化肥的不合理施用。③生活污染:生活污水的任意排放,城镇垃圾的随处堆积、填埋。④其他污染:船舶航行过程中油污泄漏。(2)水污染的危害:①被污染的水含有有毒物质和细菌、病毒等,不能作饮用水源,也不能用于灌溉。②食用污染水域中养殖的生物,会对人体健康不利。③水体富营养化,会影响人类的生态环境。④水体污染加剧了相关地区水资源的危机。[过渡]水体污染,不仅影响工业、农业、渔业生产,破坏水生生态平衡,还会直接危害人体健康。水污染给我们带来了这么多的危害,那么我们该如何防治水污染呢?[讲师讲解]防治水污染的措施:①我国政府制定和颁布了《中华人民共和国水法》和《中华人民共和国水污染防治法》等,成立专门机构,强化水质监测。②工业上应用新技术、新工艺,减少污染物的产生,净化工业废水,使之达到排污标准。③农业上提倡使用农家肥,合理施用农药和化肥。④生活中将生活污水集中处理后再排放,推广使用无磷洗衣粉等。⑤交通上加强船舶航行的管理。[总结]生命离不开水,地球上的淡水资源很有限,我们要节约用水,防止水污染。[板书设计]3.4水资源1.地球上水资源的分布:地球表面的71%被水覆盖。其中97%是海水,2%是难以利用的冰川,人类所能利用的淡水只有水资源总量的0.009%。2.我国水资源的分布:人均占有量仅为世界人均占有量的1/4,且淡水资源地域分布不均匀,在西北、华北等部分地区,人均占有量更低。3节约用水的方式:(1)工业上:改进生产工艺,提高水的重复利用率。(2)农业上:改变灌溉方式,将大水漫灌改为喷灌或滴灌。(3)生活中:改良用水习惯,使用节水器具,一水多用。4.防治水污染的措施:①我国政府制定和颁布了《中华人民共和国水法》和《中华人民共和国水污染防治法》等,成立专门机构,强化水质监测。②工业上应用新技术、新工艺,减少污染物的产生,净化工业废水,使之达到排污标准。③农业上提倡使用农家肥,合理施用农药和化肥。④生活中将生活污水集中处理后再排放,推广使用无磷洗衣粉等。⑤交通上加强船舶航行的管理。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】89
3.5跨学科实践活动:水的净化与自制净水器第1课时水的净化【素养目标】1.了解自然界的水和纯净水,学会沉淀、过滤、吸附等净化水的方法。2.了解自来水净化的过程,体会化学知识在生活中的重要性,培养学生节水意识。3.用学到的化学知识解决生活中的一些问题,感受一杯净水来之不易,树立珍惜水、爱护水的思想。【教学重点】沉淀法、过滤法、吸附法等净化水的方法。【教学难点】过滤操作方法。【教学用具】多媒体课件、水样(河水)、明矾、活性炭、铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯、滤纸等。【教学课时】一课时【教学过程】项目1认识水的净化方法[课件展示]洪灾图片。[提出问题]近几年各地洪灾频发,洪灾过后,短时期内灾区会出现饮用水短缺,污浊的河水可否饮用?为什么?[学生学生回答]不能,因为水中有杂质、细菌,饮用后会生病。[思考]生活总我们能用什么办法使浑浊的水变得清澈?[交流学生回答]可以把水静置一段时间。可以用家里的棉布或纱布来过滤水。[过渡]大家学生回答的很好,这样得到的水是否是纯净的呢?下面我们一起来观察一下天然水。[学生活动]组织学生分组进行活动,先用肉眼观察混浊的天然水,再用天然水制作临时装片,用显微镜进行观测(教师分发同一批获取的新鲜提取天然水或冷藏保存6小时内的天然水作为观察样品)。[教师总结]天然水中含有泥沙、腐殖质、藻类、浮渣等难溶物,还有对人体有害的离子、色素等可溶杂质以及细菌等微生物,需要净化处理后才能饮用和使用。[过渡]生活中常用的净水方法有:沉淀法、过滤法和吸附法。实验室中也常用这三种方法实现混合物的分离。下面我们一起来学习一下这三种净水方法。(1)沉淀法[演示实验]教师演示课本P102【实验3-8】,指导学生认真观察并做好实验记录。[实验记录]操作现象静置沉淀取一个100mL的烧杯,加入约70mL浑浊的天然水,静置数分钟后观察烧杯上层和底层的水固体颗粒慢慢聚沉,上层的水较底层的清澈吸附沉淀把少量硫酸铝[Al2(SO4)3]或明矾加入烧杯中,搅拌后,继续观察变化上层水更加清澈,下层有大量沉淀物89
[分析解释]静置后上层的水较底层的清澈,说明利用重力可以使较重的不溶物沉降下来;加入明矾等试剂后上层水更加清澈,下层有大量沉淀物,说明明矾有净水作用。[结论]沉淀法有净水作用。[教师讲解]硫酸铝[Al2(SO4)3]和明矾都是常用的絮凝剂,溶于水生成的胶状物可使杂质聚集,,加速其沉降。(2)过滤法[提出问题]那么沉降下来的这些不溶性的杂质我们要如何将它们分离出来呢?我们的生活中有哪些将固体和液体分离开的实例呢?[学生回答]用漏勺将煮熟的饺子和汤分开,用地漏盖子将固体垃圾和水分开,用滤布把豆腐浆和豆腐渣分离;用沙层滤水等。[提出问题]这些分开固体和液体的实例,有什么共同点?[学生回答]都是用一种液体能通过,固体不能通过的物品,把固体和液体分开。[教师讲解]这种利用溶解性差异将固态和液态的混合物分离的方法叫作过滤。除滤纸外,小卵石、细沙、粗沙、棉花、纱布等也能用于过滤直径大小不同的杂质。[过渡]请同学们先仔细看一看自己的实验台上的实验仪器,判断哪些可以用于实验室过滤。[演示实验]教师演示课本P102【实验3-9】,并讲解实验要点。[教师讲解]操作注意事项:“一贴、二低、三靠”。一贴:滤纸紧贴在漏斗的内壁。防止中间不要留有气泡,液体由滤纸和漏斗之间的缝隙流下去,使过滤的滤液浑浊。二低:滤纸的边缘低于漏斗口,液面低于滤纸边缘。防止液体由滤纸和漏斗之间的缝隙流下去,使滤液浑浊。三靠:盛液烧杯口紧靠在玻璃棒的中部(使液体沿玻璃棒流入漏斗,如果不用玻璃棒引流,直接向过滤器内倾倒液体,容易使滤纸被冲破,液体溅出),玻璃棒斜靠在三层滤纸的一边(防止戳破滤纸)。漏斗下端紧靠在接液的烧杯内壁(防止滤液溅出)。[提出问题]用过滤法处理后的水与沉淀法处理后的水相比,有什么不同?[学生回答]烧杯中得到的滤液比过滤前的水澄清。[布置任务]请同学们按照课本P102【实验3-9】操作步骤自己完成过滤实验,思考过滤操作应该注意什么。[学生实验]学生进行过滤操作,边实验边交流。[讨论交流]各实验小组将自己过滤的水与其他实验组的结果进行比较,请实验效果好的实验组组长介绍经验,请实验效果待提高的实验组组长分析实验失败原因。[总结]过滤所得的滤液仍浑浊的可能原因:滤纸破损,过滤时液面高于滤纸边缘,仪器不干净等。[补充讲解]若过滤所得的滤液仍浑浊,应再检查仪器的完整性后,再重新过滤。(3)吸附法[提出问题]通过沉降、过滤操作所得到的水此时是否为纯净物?[学生回答]不是。还含有一些可溶性杂质。如:颜色、异味、一些可溶性的物质。[提出问题]颜色和异味我们要如何除去呢?大家回想一下,家里的冰箱里所用的除臭剂是什么?[课件展示]活性炭净水器示意图活性炭利用其自身疏松多孔结构,将有颜色和气味的分子吸附其内,所以可以用于除臭和除颜色。这种方法称为吸附。[过渡]下面我们来探索一下用吸附法净水的过程。[学生实验]请同学们按照课本P103【实验3-10】和【实验3-11】操作步骤自己完成吸附法净水实验,认真观察并做好记录。[实验记录]实验操作现象【实验3-10】滤液变得更加澄清,无色、无异味89
取【实验3-9】中滤液约50mL置于烧杯中,再加入少量活性炭(或木炭)振荡,静置数分钟,观察现象【实验3-11】用显微镜分别观察【实验3-8、3-9、3-10】净化后的水,记录实验现象。发现杂质依次变少,水中有微生物依然存在[得出结论]处理后水的净化程度:沉淀法<过滤法<吸附法。且三种净水方式均不能除去水中的微生物。[提出问题]同学们知道我们所用的自来水的水源来自于何处吗?自来水厂是如何把浑浊的长江水净化为我们能饮用的自来水呢?[视频播放]自来水厂的净水过程影片。[阅读]指导学生阅读课本P103图3.5-4,了解自来水的生产过程。[交流讨论]组织学生分组讨论自来水的生产过程,并根据所学内容将P103表格补充完整。[答案]【板书设计】3.5跨学科实践活动:水的净化与自制净水器第1课时水的净化1.天然水2.常用的净水方法①沉淀法:加明矾等絮凝剂;②过滤法:将固体和液体进行分离、“一贴、二低、三靠”;③吸附法:利用活性炭的吸附性。3.净水程度:沉淀法<过滤法<吸附法【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】第2课时自制净水器【素养目标】设计并制作简易净水器。净水器的测试与优化。3.学习混合物分离的一般思路与方法。【教学重点】简易净水器的设计与制作【教学难点】简易净水器的设计与制作【教学用具】多媒体课件、石英砂、小卵石、纱布、活性炭、蓬松棉、塑料瓶等。【教学课时】一课时【教学过程】项目2设计与制作净水器[新课导入]应急情况下,我们可以利用生活中常见的物品,使用学过的净水方法,89
制作简易的净水器,对自然界中的水进行初步净化,满足生活需要。[展示]请同学观察实验桌上的物品,说出他们的名称。[教师分法活动材料][学生回答]塑料瓶、石英砂、小卵石、纱布、活性炭、蓬松棉活性炭、剪刀等。[布置任务]分小组合作,按照课本P105实践活动1方案设计“方案一”制作净水器。教师巡查指导学生方案设计并及时纠正操作失误。活动步骤:(1)切割瓶子:用剪刀将其中一个塑料瓶底部剪掉,在瓶盖上打一个小孔,插入导管。(2)放置材料:将去底塑料瓶倒放固定在铁架台上,并向其中依次放置蓬松棉、纱布、活性炭、纱布、小卵石、纱布和石英砂。[评价]小组展示各组制作的净水器,相互进行评价。[功能测评]用另一个塑料瓶取适量天然水,并将其缓慢倒人净水器中进行净化,对净水器的净水效果进行测试,并将测试结果记录在课本P105对应表格中。[交流讨论]根据测评结果相互交流净水效果,并讨论改变哪一种因素(如填料的厚度、顺序等)可以提升方案一的净水效果。[学生活动]完成方案二的设计,并测试净水效果(由教师引导进行,必要时给出评价和建议)。[成果展示][提出问题]比较方案一与方案二,你能发现什么相同点和不同点?[学生回答]相同点:使用的材料种类相同。不同点:但材料厚度与填料顺序不同。[讨论交流](1)对比方案一与方案二的净水效果的数据或描述(如时间、回收水量、浑浊度、颜色、气味等),你能得出什么结论?(2)你认为还有哪些措施(如串联装置)可以提升净水效果?[讲师讲解](1)为了达到更好的净水效果,在设计净水器时应考虑先除去较大颗粒不溶性杂质,再除去小颗粒不溶性杂质,最后除去可溶性杂质。将出水口连接一个由石英砂、活性炭、蓬松棉组成的二级净水器,对水进行二次净化,可提升净水效果。[学生活动]组织学生分组合作,选择合适材料,设计并画出简易净水器方案图。可选材料:塑料瓶、剪刀、棉花、活性炭、细石英砂(粒径:0.5~1mm)、粗石英砂(粒径:3~4mm)、小卵石(粒径:4~8mm)、纱布等。设计要求:可净化100mL浑浊的天然水。[展示交流]设计图制作过程(1)清洗材料:将所选材料用水洗净备用。(2)切割瓶子:旋开瓶盖,用剪刀将塑料瓶从中间剪开,使之成为一个开口容器和一个漏斗状的过滤器。(3)放置材料:如图,将塑料瓶的底部放在桌面上,作为收集滤液的容器,将漏斗状的过滤器倒放在容器上,并向其中依次放置棉花、纱布、活性炭、纱布、细石英砂、纱布、粗石英砂、纱布和小卵石。89
[布置任务]接下来,请同学们按照设计图来制作出简易的净水器吧。项目3测试并优化净水器[布置任务]取100mL有颜色的浑浊的天然水,慢慢注入自已小组制作的净水器中,注意不要让水溢出,记录净水效果。[实验记录]参考数据:净化100mL水用时回收水的体积浑浊度颜色气味53s89mL不浑浊无色无气味[交流讨论]根据测评结果相互交流净水效果,并讨论造成净水效果不同的原因,相互给出修改意见。[优化设计]根据交流结果对自己小组的净水器进行优化改进。[教师讲解]混合物分离是利用混合物中不同组分的性质差异,选择合适的方法将杂质分离。其主要步骤有:分析混合物成分、比较物质性质差异、明确分离方法。利用物质溶解性的不同进行物质分离是常用的分离思路,过滤是其中常用的分离方法。项目4展示与评价净水器[布置任务]请各小组给小组净水器产品设计名字与商标,撰写一份说明书。[实践活动]每个小组派出一名组员,参加展览会,展示净水器,介绍并说明净水器设计的优点与特色。[交流评价]各小组从净水效果、过滤速率、制作工艺等角度进行自评与互评。[优化改进]对比其他小组的产品,分析自己小组产品的问题,进一步改进净水器。[拓展活动]对比自已小组的净水器和常见家用净水器,分析二者构造和净水效果差异,查阅资料了解家用净水器常使用的反渗透(RO)膜的作用,思考如何改进和提高自已小组净水器的净水效果。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】第四单元化学式与化学方程式4.1化学式第1课时化学式及其意义【素养目标】1.了解化学式的意义,并能用化学式表示某些常见物质的组成。2.通过化学式意义的学习,使学生学会用化学语言表述物质的组成。3.通过化学式的学习,让学生感受化学语言独特的魅力,增强对化学学科的喜爱。4.通过交流讨论、活动探究,培养学生善于合作、勤于思考、勇于实践的精神。【教学重点】化学式的意义。【教学难点】化学式的含义及写法。【教学用具】89
多媒体课件【教学课时】一课时。【教学过程】[新课引入]请同学们读出下列元素的名称:H、O、Cl,并试着组合成一些熟悉的物质的符号,比一比,谁写得最多、最快。[教师点拨]前面见过的物质符号有:H2、O2、CO2、C、H2O2、H2O、CO等,这些符号就是物质的化学式。化学式可以简单明了地表示物质的组成,是世界通用的基本化学语言。本节课我们就来学习化学式。[思考]从微观的视角看,大多数物质由分子构成,分子由原子构成;有的物质也可以由原子或离子直接构成。从宏观的视角看,所有的物质都是由一定的元素组成的。通过对以上几种物质的化学式的观察,你认为什么是化学式呢?[教师讲解]用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子叫作化学式。化学式是国际通用的化学语言。[思考]我们知道物质有混合物和纯净物之分,是否它们都能用化学式表示其组成呢?[教师讲解]每种纯净物质的组成是固定不变的,可以用化学式表示,且物质组成的化学式只有一个;混合物没有固定的组成,不能用化学式表示。物质组成的化学式只有一一个。例如,水和过氧化氢都由氢元素和氧元素组成,它们组成的元素种类虽然都是氢和氧,但分子中的原子个数不一样,H2O和H2O2代表了两种不同的物质。[教师讲解]由分子构成的物质的化学式,又叫分子式,分子式表示了构成该分子的原子种类及其个数。由离子构成的化合物或原子直接构成的物质不存在一个个的分子,其化学式表示了该物质中各元素原子数的最简比,为简便起见,我们在课本上都统一称化学式,不使用分子式的叫法。[提出问题]化学式有什么意义呢?我们以水的化学式“H2O”为例进行学习。[教师讲解]化学式可以从宏观和微观的视角表示物质的组成与构成。从宏观视角看,化学式表示某种纯净物和它所含的元素种类;从微观视角看,对于由分子构成的物质,还表示该物质的一个分子及构成该分子的原子种类及其个数。以水的化学式“H2O”为例:[提出问题]水中是否含氢气、氧气?理解右下角小数字的正确含义。2H2O表示什么?[学生回答]水中没有氢气和氧气;右下角的2表示一个水分子中有2个氢原子;化学式前面的2表示2个水分子。[思考]化学式前面的数字与化学式中元素符号右下角的数字意义是否相同?为什么?[学生回答]两者的意义不同,因为化学式前面的数字表示分子个数,右下角的数字表示一个分子中含该元素的原子个数。[学生阅读]阅读课本P119图4.1-1。[提出问题]由不同的微观粒子组成的物质,他们的化学式都是一样的吗?[布置任务]对比不同由不同的微观粒子组成的物质,总结化学式的含义。化学式的含义示例表示一种物质H2O表89
宏观视角示水这种物质,C可以表示金刚石这种物质,NaCl表示氯化钠这种物质表示物质的元素组成H2O表示水由氢、氧元素组成,C可以表示金刚石由碳元素组成,NaCl表示氯化钠由钠元素和氯元素组成微观视角由分子构成的物质表示物质的一个分子H2O表示1个水分子表示物质的分子构成H2O表示1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成由原子构成的物质表示物质的一个原子C可以表示金刚石的1个碳原子由离子构成的物质表示物质中离子个数的最简比NaCl表示氯化钠中钠离子和氯离子的个数比为1:1[学生练习]符号H、2H、H2、2H2、2H+各具有几个意义?分别是什么?[答案]H表示氢元素(宏观)和1个氢原子(微观);2H表示2个氢原子(只具有微观意义);2H2表示2个氢分子;2H+表示2个氢离子。[小结]化学符号前面有系数时,只有微观意义,即表示几个分子、原子或离子;化学式前面没有系数时,既有宏观意义,又有微观意义。[过渡]学习了化学式的意义,给你一个化学式你会读吗?[教师讲解]要写出单质的化学式,首先要通过实验确定单质的组成与构成,然后再按国际通用规则书写。由单原子构成的单质,化学式用相应的元素符号表示,例如:氦气(He)。金属单质的化学式,习惯上用元素符号表示,例如:铁(Fe)。由分子构成的单质的化学式,要在相应的元素符号的右下角写出分子中所含原子的数目。例如:氧气(02)。[学生练习】请写出下列单质的化学式:(括号内为答案)a.金属:铁(Fe)、铜(Cu)。b.固态非金属:如碳(C)、磷(P)。c.稀有气体:氦(He)、氖(Ne)。d.气态非金属:如氢气(H2)、氧气(O2)。[讨论分析]尝试读出上述单质的化学式,思考单质化学式的读法有什么规律。[教师总结]单质化学式的书写:由单原子构成的单质,一般用相应的元素符号表示。由分子构成的单质,在相应的元素符号的右下角写出分子中所含原子的数目。单质化学式的读法:气态单质,一般读元素名称加“气”,如:He读作氦气。非气态单质:读元素名称,如Hg读作汞。【板书设计】4.1化学式第1课时化学式及其意义1.化学式:用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子叫作化学式。化学式是国际通用的化学语言。2.化学式的含义:89
化学式的含义示例宏观视角表示一种物质H2O表示水这种物质,C可以表示金刚石这种物质,NaCl表示氯化钠这种物质表示物质的元素组成H2O表示水由氢、氧元素组成,C可以表示金刚石由碳元素组成,NaCl表示氯化钠由钠元素和氯元素组成微观视角由分子构成的物质表示物质的一个分子H2O表示1个水分子表示物质的分子构成H2O表示1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成由原子构成的物质表示物质的一个原子C可以表示金刚石的1个碳原子由离子构成的物质表示物质中离子个数的最简比NaCl表示氯化钠中钠离子和氯离子的个数比为1:13.单质的化学式:书写:由单原子构成的单质,一般用相应的元素符号表示。由分子构成的单质,在相应的元素符号的右下角写出分子中所含原子的数目。读法:气态单质,一般读元素名称加“气”,如:He读作氦气。非气态单质:读元素名称,如Hg读作汞。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】第2课时化合价与化合物的化学式【素养目标】1.熟记常见元素及原子团的化合价。2.能利用化学式简单推求化合价,进而能用化学式正确地表示常见物质的组成。3.通过化合价特点的学习使学生初步学会运用观察、比较、概括等处理信息的方法。4、能用化合价推求化学式。5、根据化学式求某元素的化合价。【教学重点】1.熟记常见元素及原子团的化合价。2.能用化合价推求化学式。【教学难点】利用化合价写化学式。【教学用具】多媒体课件【教学课时】一课时【教学过程】89
[复习回顾]上节课我们学习了化学式的意义,单质化学式的读法和写法,同学们对化学式都有了一定的了解与认识,但是要写出化合物的化学式,除了要知道化合物含有哪些元素外,还要知道元素的化合价。下面我们一起来学元素的化合价吧。[教师讲解]在由不同元素组成的化合物中,各元素的原子个数比都有确定的数值[课件展示]化合物HClH2ONH3分子中的原子个数比1:12:11:3[分析解释]通过观察我们可以得出:不同元素组成的化合物时,各元素的原子个数比不同。[提问]化学式中的各原子个数比为何都是固定且唯一的?[分析]原因是在形成化合物时,各原子为了使其结构达到稳定,即最外层电子数达到8,按照一定的个数比结合成化合物,不同化合物中原子的个数比不同是有电子数目不同造成的。[教师讲解]不同元素组成化合物时,它们的原子个数比是不同的,显示了这些元素的某种特性,即元素的化合价。化合价用来确定化合物中原子或离子之间相互结合的数目。我们要注意,化合价是元素的性质,因此,通常称为元素的化合价而不应称为原子的化合价。[学生阅读]请同学们阅读课本P121内容,总结元素化合价的一些简单的规律。[归纳]元素化合价的一般规律:(1)化合价有正价和负价,金属与非金属形成化合物时,金属元素显正价,非金属元素显负价。(2)氢元素通常显+1价,氧元素通常显-2价,许多非金属元素与氧元素形成化合物时,则显正价。(3)部分元素可显不同的化合价。(4)有一些化合物,常常含有带电的原子团,叫作根,它们常作为一个整体参加反应,如氢氧化钠(NaOH)中的氢氧根(OH-)、硫酸(H2SO4)中的硫酸根(SO42-),它们既可分开计算每种元素的化合价,也可合并计算总的化合价。(5)化合物中各元素正负化合价代数和为0。由于化合价是元素形成化合物时才表现出来的性质,因此,在单质中元素的化合价为0。[学生练习]Ca(OH)2、NaOH、CaCO3、Na2CO3、CuSO4、NH4NO3、(NH4)2SO4这些化合物中加横线的部分有什么特点?[回答]这些原子集团叫作原子团,也叫根,可作为整体参加化学反应,根也有化合价。[教师讲解]化合价的表示通常在在元素符号或原子团的正上方用“+n”或“-n”表示,如表示氧化镁中镁元素显+2价,表示硫酸中硫酸根显-2价。[交流讨论]组织学生分组讨论,比较化合价与离子符号的区别与联系。[总结]化合价与离子符号的区别与联系:化合价离子符号区别正、负号与数值的位置标在元素符号(或原子团)正上方标在元素符号(或原子团)右上角正、负号与数值书写的顺序正、负号在前,数值在后数数值在前,正、负号在后数值是1时1不能省略1省略不写实例,联系元素(或原子团)的化合价和对应离子所带的电荷,通常数值相等,正、负号相同,只是书写顺序和位置不同,以及数值为1时,1是否省略不同[教师讲解]化合物的写法:(1)氧89
化物一般把氧元素的符号写在右方,另一种元素的符号写在左方,原子(或离子)的个数写在各元素符号的右下角,(如CO2)。(2)金属元素与非金属元素组成的化合物一般把非金属元素的符号写在右方,金属元素的符号写在左方,原子(或离子)的个数写在各元素符号的右下角,如NaCl。化合物的读法:(1)由两种元素组成的化合物,从右到左读作“某化某”,如KCl(氯化钾)、CaO(氧化钙)、H2S(硫化氢),部分需要读出各元素的原子个数,如P2O5。(2)含有原子团的化合物,要读出原子团的名称,如CuSO4(硫酸铜)。[过渡]学习化合价后,我们应如何利用化合价来推求化学式呢?[教师讲解]依据化合物中各元素正负化合价代数和为O的规律,可以根据化合价写化合物的化学式。最常用的书写方法就是最小公倍数法。[学生活动]阅读课本P122例1中化学式的书写步骤,并尝试写出氧化铝的化学式。[交流总结]化学式的书写方法:步骤内容示例(以氧化铝为例)排序写出组成化合物的元素符号,一般来说,正价元素居左,负价元素居右标价标出有关元素的化合价确定原子数目求出两种元素化合价绝对值的最小公倍数,则元素的原子数目=最小公倍数:3×2=6铝原子数目:氧原子数目:写化学式将原子数目写在相应元素符号的右下角Al2O3检查检查化学式中各元素正负化合价的代数和是否为O,各元素原子的数目比是否为最简整数比(+3)×2+(-2)×3=0[教师讲解]化合价和化学式密切相关,一方面,根据化合价可以写出化学式;另一方面,根据化学式可以求出元素的化合价。根据化学式求元素的化合价的依据是化合物中各元素正负化合价代数和为0。[学生活动]阅读课本P122例2,并尝试总结根据化学式计算化合价的基本步骤。[交流总结]根据化学式计算化合价的基本步骤:[学生练习]计算五氧化二磷(P2O5)中磷元素的化合价。[过渡]我们已经学习了化合价,已经知道了化合价可以用来确定化合物化合物中原子或离子之间相互结合的数目,接下来我们学习一下化合物的写法和读法。[学生练习]碳酸的化学式为H2CO3,在4H2CO3中,数字2表示__每个碳酸分子中含有2个氢原子_;数字3表示__每个碳酸分子中含有3个氧原子_;数字4表示___4个碳酸分子_________________。【板书设计】4.1化学式第2课时化合价与化合物的化学式化合价:89
一般规律根据化合价可以写出化学式;根据化学式计算化合价:化合物化学式读法:(1)氧化物一般把氧元素的符号写在右方,另一种元素的符号写在左方,原子(或离子)的个数写在各元素符号的右下角;(2)金属元素与非金属元素组成的化合物一般把非金属元素的符号写在右方,金属元素的符号写在左方,原子(或离子)的个数写在各元素符号的右下角。写法:(1)由两种元素组成的化合物,从右到左读作“某化某”;(2)含有原子团的化合物,要读出原子团的名称。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】第3课时根据化学式进行计算【素养目标】1.了解相对分子质量的意义。会根据化学式计算物质的相对分子质量,各元素间的质量比、某元素的质量分数。2.能看懂商品标签或说明书上标示的物质成分和含量。3.通过讨论交流、活动探究,培养学生利用知识解决实际问题的能力和基本计算能力。【教学重点】会利用化学式进行相关计算。【教学难点】物质质量与元素质量的互求。【教学用具】多媒体课件【教学课时】一课时【教学过程】[新课导入]同学们,化学就在我们身边,我们的生活处处有化学。学习有关相对分子质量的计算之后,我们就能看懂某些药品、食品等商品的标签或说明书,揭穿某些商品的虚假宣传,保护消费者的合法权益。[设问过渡]分子是由原子构成的,原子的质量可以用相对原子质量来表示,那么分子的质量如何表示呢?[教师讲解]组成物质的各元素之间存在定量关系。我们可以利用化学式及相对原子质量进行计算,从定量角度认识物质的组成。化学式中各原子的相对原子质量的总和,就是相对分子质量。和相对原子质量一样,相对分子质量也是比值,是相对质量。[模仿练习]计算下列物质的相对分子质量或相对分子质量总和,请三位同学板演。(1)氢氧化钙[Ca(OH)2];(2)CuSO4·5H2O;(3)5P2O5。[讨论交流]计算相对分子质量的要点:①“×”和“+”的应用。同种元素质量=相对原子质量×原子个数,不同元素之间应该用“+”相连接。②89
化学式中如果有括号(即含有多个原子团),不要忘记乘括号外的数字(即先算出一个原子团的相对原子质量的总和,再乘以原子团的个数)。[提出问题]从化学式MnO2中你可获得哪些信息?[学生回答](1)组成的元素;(2)原子间的个数比;(3)原子的总个数。[教师讲解]化学式可以从定性和定量的视角,明确地表示出物质所含的元素种类及各元素的原子个数最简比,因而可以利用化学式计算组成化合物中各元素的质量比。[学生阅读]指导学生阅读P123例4,并完成对应练习。[答案]H2SO4中各元素的质量比为:1×2+32+16×4=98。[模仿练习]计算下列物质组成元素的质量比,请三位同学板演。水(H2O);硝酸铵(NH4NO3);碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。[讨论交流]计算物质组成各元素质量比:化合物中各元素的质量比等于各元素原子的相对原子质量总和之比。①元素只讲种类,不讲个数。如在计算硝酸铵(NH4NO3)中各元素的质量比时,不能写成2N∶4H∶3O或N2∶H4∶O3,要写成m(N)∶m(H)∶m(O)=(14×2)∶(4×1)∶(16×3)=7∶1∶12。②查对各元素的原子个数。如在计算Cu2(OH)2CO3中各元素的质量比时,不能写成m(Cu)∶m(O)∶m(H)∶m(C)∶m(O)=(64×2)∶(16×2)∶(1×2)∶(12×1)∶(16×3)=64∶16∶1∶6∶24(没把氧元素的原子个数合在一起)。正确计算方法为m(Cu)∶m(O)∶m(H)∶m(C)=(64×2)∶(16×5)∶(1×2)∶(12×1)=64∶40∶1∶6。[过渡]知道元素间的质量比的表示方法,我们还能知道某元素的质量分数吗?[教师讲解]根据化学式,可通过相对分子质量和某一元素的相对原子质量及原子个数,计算化合物中该元素的质量分数,即该元素的质量与组成化合物的各元素质量总和之比。[模仿练习]已知铁锈的主要成分是氧化铁,其化学式为Fe2O3,试计算:(1)氧化铁的相对分子质量;(2)氧化铁中铁、氧两元素的质量比;(3)氧化铁中铁元素的质量分数;(4)如有1000t氧化铁,则可生产多少吨铁?请两位同学板演。[讨论交流]化合物中某元素的质量分数=[答案](1)Fe2O3的相对分子质量=56×2+16×3=160Fe2O3中铁、氧两元素的质量比等于(56×2)∶(16×3)=7∶3氧化铁中铁元素的质量分数为(4)可生产铁1000×70%=700(t)[指导观察]展示几种药品的标签,几位同学描述组成药品的成分和纯度,纠正上述三同学描述中的错误信息。[课件展示]展示部分药品的标签,教给学生如何查看它们的成分、含量或纯度。4.1化学式第3课时根据化学式进行计算1.相对分子质量:化学式中各原子的相对原子质量总和。单位是“1”。2.化学式的相关计算:(1)计算相对分子质量:相对分子质量=相对原子质量×原子个数之和。(2)计算组成物质元素的质量比:元素的质量比=元素相对原子质量×原子个数之比。(3)物质中某元素的质量分数。(4)物质中某元素质量=物质的质量×该元素的质量分数【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】89
4.2质量守恒定律【素养目标】1.通过实验探究理解质量守恒定律,了解常见化学反应中的质量关系。2.从微观角度认识在一切化学反应中,反应前后原子的种类和原子的数目没有增减。3.通过学生探究性实验,充分调动学生的积极性,使学生初步学会运用观察、实验方法获取信息,初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法加工信息。4.通过实验探究,使学生体验到探究活动的乐趣和学习成功的喜悦。5.培养学生严谨求实的科学态度。6.通过对化学反应的定量研究、推理,帮助学生认识永恒运动和变化着的物质,既不能凭空产生也不能凭空消失的道理,进行辩证唯物主义观点的教育和自然科学方法的教育。【教学重点】质量守恒定律的含义及应用。【教学难点】1.提高学生的实验设计能力和质疑精神,培养创新精神。2.从微观角度认识在一切化学反应中,反应前后原子的种类和原子的数目没有增减。【教学用具】1.教师用具:投影仪、托盘天平(带砝码)、蜡烛、试剂瓶、火柴、塞子。2.学生用具:(1)托盘天平、烧杯、锥形瓶(塞子)、玻璃棒、气球、玻璃片、石棉网、坩埚钳、火柴;(2)红磷(火柴头大小)、硫酸铜溶液、铁钉、碳酸钠粉末、稀盐酸、镁带、细沙、砂纸。【教学课时】一课时【教学过程】[新课导入]波义耳在空气中加热汞的实验结果是金属加热后质量增加了。而同样的实验,拉瓦锡的结果是反应前后物质总质量相等。在化学反应中,物质的种类发生了变化,那么物质的总质量究竟有没有变化呢?这就是我们这节课研究的内容。[复习回顾]从前面的学习中我们知道,在一定的条件下,反应物之间发生化学反应可以生成新物质。如磷燃烧生成五氧化二磷,表示为:P+O2P2O5;铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,表示为:Fe+CuSO4→Cu+FeSO4。这些物质在质上发生了变化。[提出问题]物质发生化学变化的前后,参加反应的各物质的质量总和会等于生成的各物质的质量总和吗?[讨论交流]组织学生分组讨论,形成假设,,并给出对应理由。[形成假设]参加反应的各物质的质量总和会等于(填“大于”“等于”或“小于”)生成的各物质的质量总和,并说出你的理由:化学变化的实质是分子的分解成原子,原子重新结合成新的分子,此过程中原子的种类、数目和质量均不改变。[学生实验]教师分发实验用品,并指导学生按照课本P127【实验4-1、2、3、4】内容完成实验,并记录填写在P127对应表格中。[交流讨论]由学生陈述实验结果,不同意见进行补充。[实验结果]实验序号反应原理实验现象89
反应前称量的数据反应后称量的数据【实验4-1】产生气泡m1小于m1【实验4-2】产生气泡,注射器活塞向上移动m2m2【实验4-3】产生蓝色絮状沉淀m3m3【实验4-4】m4m4[交流讨论]为什么【实验4-1】和【实验4-2】发生的都是同一个反应,电子天平的示数前者减小而后者不变?[分析解释]【实验4-1】中反应生成的气体逸散到空气中,导致反应后各物质的质量总和减小;【实验4-2】装置密闭,反应生成的气体仍在装置中,反应前后各物质的质量总和不变。[结论]物质发生化学变化的前后,参加反应的各物质的质量总和等于生成的各物质的质量总和。[教师讲解]通过这两个实验我们看到,发生化学反应时反应物的质量总和与生成物的质量总和存在相等的关系。其实不仅仅这两个实验如此,无数的实验证明,反应前后反应物和生成物的质量总和相等,这个规律叫做质量守恒定律。[思考]以上四个实验中,应当以哪些实验为依据来探究化学反应前后物质质量总和的关系。[学生回答]应当以【实验4-2】和【实验4-4】为依据进行探究。[教师总结]参加化学反应的物质,反应前后质量总和保持不变,在探究化学反应前后物质质量总和的关系时,若有气体参加或生成,则实验应在密闭装置中进行。[过渡]有了前面的实验作基础,我们该如何去描述质量守恒定律的内容呢?[教师讲解]在化学反应中,参加反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和,这就是质量守恒定律。质量守恒定律是经许多事实证明了的基本规律。[提出问题]为什么参加化学反应的物质,反应前后质量总和会保持不变呢?请从化学反应的微观角度进行解释。[学生回答]物质发生化学反应时,只是反应物的原子重新组合,生成新物质,反应前后原子的种类和数目都没有改变。因此,化学反应前后各物质的质量总和必定相等。[学生练习]现有一反应A+B→C,有10gA和5gB反应,反应结束后还剩余3gA,B无剩余,则生成C的质量为多少克?[答案]生成C的质量为12g,因为A还剩余3g,可见参加反应的A的质量为7g,B无剩余,可见5gB全部参加反应,根据质量守恒定律,生成C的质量为7+5=12g。[小结]理解和应用质量守恒定律应注意的事项:(1)运用范围:解释化学变化而不是物理变化。(2)强调“质量”守恒,不包括其他方面的守恒,如气体体积。(3)强调“参加反应的”各物质的质量总和,是指真正参加反应的那一部分质量,反应物中可能有一部分没有参与反应(有剩余)。[过渡]到底是不是所有的化学反应都遵守质量守恒定律呢?我们再来进行下面的活动与探究,验证一下质量守恒定律是否正确。[学生实验]组织学生分组进行“镁条燃烧”实验,验证质量守恒定律。(教师注意边巡视,边指导学生实验操作。交流讨论实验现象和结论。)步骤:在电子天平上放一块陶土网,并在陶土网上放一段经过砂纸打磨过的镁条,称量。然后点燃镁条,将生成的白色固体全部收集在陶土网上,冷却后再称量,比较实验前后物质质量的变化。现象:镁带燃烧,发出耀眼白光,石棉网上有白色粉末,并升起少量白烟。结论:实验前后质量不相等。[交流讨论]组织学生分小组对实验现象与结论进行讨论。89
[提出问题]为什么会出现生成物的质量大于或小于反应物的质量这些情况?[学生回答]在镁带燃烧这个实验中,因为反应物有空气中的氧气参加,而我们反应前所称量的仅仅是镁带的质量,且反应后少量白烟逸散,只称取部分生成物的质量,故实验前后称量的质量不相等。[思考]这个反应是否遵守质量守恒定律呢?[教师讲解]所有化学反应都遵守质量守恒定律。只要改进实验装置,使实验在密闭装置中进行,就会出现正确的结论。[思考]了解了质量守恒定律的内容和它的发现,我们再从微观方面来研究一下为什么在化学反应中参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和?[课件演示]展示铁与硫酸铜反应的微观过程动画,从分子、原子角度进行分析。[思考]根据所展示的动画,从分子和原子的角度思考为什么化学反应都遵守质量守恒定律?[交流讨论]从铁与硫酸铜溶液反应的实验的微观过程可知:在化学反应前后,原子的种类、数目、质量都不变,所以反应前后各物质的质量总和相等,即所有的化学反应都遵守质量守恒定律。[小结]所有化学反应都遵守质量守恒定律的原因:①从微观交流考虑:化学反应前后,原子的种类、数目、质量都不变,所以反应前后各物质的质量总和相等。②从宏观角度考虑:化学反应前后,元素的种类、质量不变,所以反应前后各物质的质量总和相等。(2)质量守恒定律可理解为“六个不变”,“两个一定改变”,“两个可能改变”。[例题讲解]例在一定条件下,在一个密闭容器内发生某反应,测得反应过程中各物质的质量如下表所示,下列说法错误的是()A.该反应是化合反应,d可能是催化剂B.a、b两种物质中元素种类一定与c物质中元素种类相同C.b物质可能是单质D.反应后a物质的质量为3g【解析】反应后质量减少的是反应物,质量增加的是生成物。c反应后增加11g,是生成物,d的质量不变,可能是催化剂,也可能是未反应的杂质,b反应后减少了8g,是反应物,由质量守恒定律可推知反应物的质量少3g,所以反应后a的质量=10g-3g=7g。该反应是a+b→c,是化合反应,a、b有可以是单质,也有可能是化合物,c一定为化合物。【答案】D89
【板书设计】4.2质量守恒定律1.质量守恒定律(1)内容:在化学反应中,参加反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和,这就是质量守恒定律。(2)原因:(3)注意事项:①运用范围:解释化学变化而不是物理变化。②强调“质量”守恒,不包括其他方面的守恒,如气体体积。③强调“参加反应的”各物质的质量总和,是指真正参加反应的那一部分质量,反应物中可能有一部分没有参与反应(有剩余)。(4)质量守恒的验证实验:所有化学反应都遵守质量守恒实验,有气体参加或生成的实验应在密闭容器中进行。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】4.3化学方程式【素养目标】1.了解化学方程式的含义及其表示的意义。2.会从质、量、数等方面读化学方程式,并能利用化学方程式求出化学反应中各物质的质量。3.能根据化学方程式进行简单的计算。4.通过讨论交流,使学生能表达自己的观点,逐步养成良好的学习习惯和学习方法。5.通过教学正确书写化学方程式,培养学生严谨求实的科学态度。【教学重点】化学方程式的含义及应用。【教学难点】化学方程式的含义及应用。【教学用具】多媒体课件【教学课时】一课时89
【教学过程】[问题引入]化学上有没有一种式子,既能表示反应物、生成物和反应条件,又能反映质量守恒定律的特点呢?[总结]国际上为了便于交流,化学家采用国际通用的化学方程式来表示化学反应。[学生阅读]指导学生阅读课本P131,寻找化学方程式的概念。[提出问题]什么是化学方程式?[学生回答]用化学式表示化学反应的式子,叫作化学方程式,又叫反应方程式,简称反应式。[教师总结]化学方程式指的是用化学式来表示化学反应的式子。如木炭在氧气中燃烧的化学方程式可表示为:C+O2CO2。[思考]用化学方程式来表示化学反应具有哪些优点呢?[交流讨论](1)表示出了各反应物和生成物的组成。(2)表示出了反应进行所需要的条件。(3)表示出了质量守恒定律,很明显地看到原子的种类和数目没有发生变化。[教师总结]化学方程式具有如此多的优点,它把“质”和“量”有机地结合在一起,既表示出了反应物和生成物是什么,又表示出了各反应物和生成物量上的关系,以后我们再表示一个化学反应时就要用它的化学方程式。[阅读]化学方程式具有哪些意义呢?请同学们阅读课本P132进行总结。[回答]化学方程式具有两点意义(以木炭燃烧为例):(1)从定性的角度,表示出了反应物、生成物以及反应条件。如C+O2CO2表示反应物为C和O2,生成物为CO2,反应条件为“点燃”。(2)从定量的角度,①宏观上表示物质间的质量比。即每12份质量的碳与32份质量的氧气完全反应,生成44份质量的二氧化碳。②微观上表示反应中构成各物质的微观粒子间的数量关系。如:每个碳原子和一个氧分子在点燃的条件下反应生成一个二氧化碳分子。[总结]化学方程式的意义:化学方程式给我们提供了认识化学反应的多个视角,即从物质变化、反应条件、定量关系(质量关系、比例关系)等用度进行认识。[提问]化学方程式应该怎么读?[回答]化学方程式能客观地反映出化学反应中“质”和“量”的变化及关系,其读法有异于数学中的方程式。其中的“+”读成“和”;反应物和生成物中间的“==”读成“生成”,不能读成“等于”。以电解水反应为例:(1)宏观读法:水在通电的条件下生成了氢气和氧气。(2)微观读法:每2个水分子在通电条件下生成2个氢分子和1个氧原子。(3)质量读法:每36份质量的水在通电的情况下,能生成4份质量的氢气和32分子量的氧气。[学生练习]下列化学方程式书写正确的是()[答案]B[提出问题]大家可能都听说过,前几年有些别有用心的人宣扬“水变燃油”89
。想一下水可能变成燃油吗?[交流讨论]学生甲:可能,只要有适当的反应条件就行。学生乙:不可能,若水能变成油那岂不太容易了,油还能卖那么高的价钱吗?我们还需再为油的问题而发愁吗?学生丙:不可能,水是由氢元素和氧元素组成的,而油中肯定有碳元素,水怎么能出现碳元素呢?[分析解释]刚才同学们提出了自己对“水变燃油”这个问题的不同看法,水到底能不能变为燃油呢?答案当然是否定的,无论什么样的反应条件,水都不可能变为燃油。这个问题说明一个化学反应不是随随便便发生的,而是以客观事实为基础的,绝不能凭空想象。[过渡]化学方程式是用来表示化学反应的,既然化学反应的发生不是凭空想象,必须遵守客观事实,那么化学方程式的书写也应该遵守一定的原则。化学方程式的书写应该遵守什么样的原则呢?[学生阅读]请大家阅读课本P132有关化学方程式的书写原则,并进行归纳总结。[教师讲解]书写化学方程式要遵守两个原则:一是以科学实验的事实为根据,写出反应物和生成物的化学式,以及反应条件:二是以质量守恒定律为根据,等号两边各种原子的种类和数目必须相同。[过渡]下面我们一起学习一下化学方程式的书写吧![学生活动]阅读课本P133化学方程式的书写步骤,并完成铝和氧气反应的化学方程式的书写。[活动记录]步骤内容示例一写根据实验事实,在左、右两边分别写出反应物和生成物的化学式,中间用“—”连接;当反应物或生成物有多种时,分别用“+”号将它们连接起来Al+O2==Al2O3二配根据质量守恒定律进行配平,即在有关化学式前配上适当的化学计量数,使反应前后各元素的原子个数相等,把“—”改成“==”4Al+3O2==2Al2O3三标标明反应条件(如点燃、加热、催化剂、通电等)和生成物状态4Al+3O2点燃2Al2O3四查检查化学式书写是否正确,化学方程式是否配平,反应条件标注是否正确,生成物状态标注是否恰当[教师讲解]书写化学方程式时要注意正确区分反应条件和反应过程:如“点燃”和“燃烧”,“通电”和“电解”不能混淆,“点燃”“通电”是反应条件,“燃烧”“电解”是反应过程。反应条件的书写原则:若反应条件只有一个则将条件写在“==”上方,若反应条件有多个,则将条件分别写在“==”上、下方,当多个条件包含催化剂时,一般将催化剂写在“==”上方,其他条件写在“==”下方,如。[过渡]要保证所写的化学方程式遵循质量守恒定律,关键在于掌握正确的配平方法。常见的配平方法是最小公倍数法。[学生阅读]指导学生阅读课本P133图4.3-1,总结化学方程式的配平方法。[交流总结]化学方程式配平的常用方法(以配平P+O2点燃P2O5为例)。步骤内容示例a.求最小公倍数P+O2点燃P2O5目标原子:2O5O89
找出式子两边各只出现一次,且数目相差较大的原子,求其数目的最小公倍数最小公倍数:2×5=10b.求化学计量数用所得最小公倍数分别除以含有该元素的化学式中对应原子的个数,商即为该物质的化学计量数P+O2点燃P2O5化学计量数:↓↓5O22P2O5c.平其他根据原子守恒,由已配化学计量数逐步配平其他物质的化学计量数,把“——”改为“==”P+O2点燃P2O5↓4P+5O2点燃2P2O5[教师讲解]上述最小公倍数法只适用于式子两边某原子数目差异较大且只出现一次的化学方程式。配平时要注意①只能在化学式前配上适当的化学计量数,不能改动化学式,否则违反了科学实验的事实;②化学计量数之比通常是最简整数比,化学计量数为1时省略不写;③在第三个步骤中,如果反应物中没有气体,而生成物有气体,则后者用“↑”号标明;溶液中的反应,如果反应物中没有难溶物质,而在生成物中有沉淀,则后者用“↓”号标明。例如:。[过渡]化学方程式不仅能表明反应物的质量总和与生成物质量总和相等的规律,而且还能表示各反应物与生成物之间的质量关系,根据化学方程式可以进行一系列的化学计算,从质量关系与比例关系的角度探究化学变化。[教师讲解]根据化学方程式进行计算,一共有三种方式:①根据反应物的质量求生成物的质量;②根据生成物的质量求反应物的质量;③反应物(或生成物)之间质量互求。过来计算要生产一定质量的产品,应投放多少原料等。需注意按化学方程式的反应物或生成物进行计算时都必须是纯净物的质量。[提出问题]在实验室中,将含有13.6g过氧化氢的溶液与少量二氧化锰混合,求过氧化氢完全分解生成的氧气质量是多少。[学生阅读]指导学生阅读课本P134-135“例1”,教师逐一讲解解答步骤。[思考]根据刚才对例1的阅读和讲解,请归纳出根据化学方程式计算的解题步骤。[总结]根据化学方程式计算的解题步骤:步骤书写格式注意事项(1)设:设未知量所设未知量不带单位(2)写:写反应式正确书写化学方程式(3)找:找相关量只标出与计算相关的量,已知量要带单位,且上下对齐(4)列:列比例式正确列出比例式(5)求:求未知量计算结果要带单位(6)答:回答问题不能漏写答89
[教师讲解]在例题中,我们通过化学方程式描述过氧化氢的分解反应,根据反应物和生成物间的质量比例关系,计算相关物质的质量。这是在对化学反应定性认识的基础上,以化学方程式为工具,从定量的角度认识和应用化学反应规律。[提出问题]根据化学方程式进行计算的依据是什么?[学生回答]理论依据是质量守恒定律。[总结]质量守恒在化学方程式中的体现就是化学方程式中各反应物与生成物之间的质量比固定,即反应物、生成物的相对分子质量(或相对原子质量)与其化学计量数的乘积之比固定,这就是根据化学方程式进行计算的基本依据。[教师讲解]已知一种反应物或生成物的质量,可根据比例关系求出另一种反应物或生成物的质量。解题时一定要注意解题格式的规范化,养成良好的解题习惯;要注意解题细节,避免造成无谓的失分。[提出问题]通过前面例题的讲解,大家总结一下根据化学方程式计算的要领是什么?关键是什么?[总结]化学方程式计算的三个要领和三个关键。三个要领:①步骤要完整;②格式要规范;③得数要准确。三个关键:①准确书写化学式;②化学方程式要配平;③准确计算相对分子质量。[教师讲解]化学方程式反映的是纯净物间的质量关系,因此遇到不纯物,要先把不纯的反应物或生成物的质量换算成纯净物的质量,再代入化学方程式进行计算。涉及到的公式为:纯度=×100%;若带入量为气体体积,也应该换算成质量,公式为m=ρV.[学生练习](多选)将3g某物质在氧气中充分燃烧,生成8.8g二氧化碳和5.4g水,据此可判断该物质的组成中()A.只含碳、氢两种元素B.可能含有氧元素C.一定含有氧元素D.氢元素的质量分数为20%【解析】本题考查质量守恒定律与化学式相关计算的综合作用。根据质量守恒定律,在化学反应前后元素的种类没有改变,反应后生成二氧化碳和水,说明参加反应的物质中有碳元素、氢元素和氧元素,但反应物氧气由氧元素组成,则可确定这种物质中一定含有氢元素和碳元素,是否含有氧元素必须通过计算来确定。该物质中碳元素的质量,即二氧化碳中碳元素的质量为:8.8g××100%=2.4g。该物质中氢元素的质量,即水中氢元素的质量为:5.4g××100%=0.6g。因为2.4g+0.6g=3g,所以该物质中一定只含碳、氢两种元素,一定不含氧元素。该物质中氢元素的质量分数为:×100%=20%。故正确答案为AD。【答案】AD[提出问题]通过本节课的学习,你有什么体会呢?[小结]同时还知道化学方程式是学习化学的一种非常有用的工具,利用它既可以知道反应物、生成物和反应条件,又可以知道反应物与生成物之间的质量关系,从而把我们对化学的学习从质的研究引向量的研究。[课堂板书]4.3化学方程式1.化学方程式(1)定义:用化学式表示化学反应的式子。(2)意义:①表示反应物、生成物、反应条件;89
②表示反应物与生成物间的质量比;③化学反应中各物质之间的微粒个数比。(3)读法:“+”读成“和”;“”读成“生成”。2.化学方程式的书写一般步骤:一写、二配、三标、四查3.根据化学方程式进行计算类型:①根据反应物的质量求生成物的质量;②根据生成物的质量求反应物的质量;③反应物(或生成物)之间质量互求。依据:质量守恒定律要求:带入计算的需是纯净物的质量。步骤:设→写→找→列→求→答。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】第五单元燃料与二氧化碳5.1氢气【素养目标】1.认识氢气的物理性质。2.了解氢气的燃烧过程及产物。3.知道点燃氢气之前必须检纯。4.初步学习如何检验氢气的纯度。5.遵守实验规程,意识到安全操作的重要性。6.知道化学变化伴随有能量变化。7.认识氢气是理想的高能洁净燃料的原因。【教学重点】氢气的物理性质及可燃性、氢气的检纯。【教学难点】点燃氢气之前必须检纯的原因和方法。【教学用具】多媒体课件【教学课时】一课时【教学过程】[引入新课]早在几十万年前,人类的祖先就开始利用燃料的燃烧来取暖和获得熟食。从古至今,燃料都与我们的生活及社会发展密切相关。那么,常见的燃料有哪些呢?它们各有什么特点呢?今天开始我们一起来学习燃料相关的内容吧。[演示实验]教师演示课本P142【实验5-1】,注意边演示边指导学生进行观察和思考。[交流讨论]结合实验现象,讨论氢气有哪些特别的性质。[总结]氢气的特性:操作现象性质推断用氢气流吹肥皂泡氢气的密度比空气的小89
肥皂泡在空气中迅速上升用燃着的木条点燃肥皂泡肥皂泡燃烧氢气具有可燃性[学生阅读]指导学生阅读课本P142“最轻的气体”内容,总结氢气的物理性质。[小结]氢气的物理性质:颜色、气味常温常压下为无色、无气味的气体溶解性及密度难溶于水,密度比空气的小,是物质世界里最轻的气体三态转化[思考]用燃着的木条接触氢气肥皂泡时,会发现它可以着火燃烧,这说明氢气是一种可燃气体。那么,氢气的燃烧产物是什么呢?[学生回答]是水。[演示实验]教师演示课本P143【实验5-2】,指导学生观察实验现象。[实验记录]氢气的燃烧:操作现象(1)在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气,观察火焰的颜色氢气在空气中燃烧,火焰为淡蓝色(2)把一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上方,观察现象罩在火焰上方的烧杯内壁上有水珠,手触烧杯感觉发烫[分析解释]氢气在空气中燃烧,实际上是与空气中的氧气发生反应,生成水并放出热量的过程。[形成结论]氢气具有可燃性,氢气能在空气中燃烧,生成水并放出热量。因此,氢气是不产生污染物的洁净燃料。[提出问题]通过这个实验,你对水的元素组成有哪些再认识?[学生回答]该实验能说明,水由氢元素和氧元素组成,[教师讲解]氢气等可燃性气体与空气混合后遇明火易发生爆炸,因此在点燃氢气前,氢气必须验纯,以确保氢气可以安全使用。[演示实验]教师演示课本P144【实验5-4】,注意让学生保持安全距离观察。[实验记录]实验操作实验现象(1)取一个无盖、底部钻一小孔的塑料(纸)杯,用纸团堵住小孔,杯口朝下(2)通入氢气,使杯中的气体为氢气和空气的混合气(3)在安全的地方,去掉堵孔纸团,用燃着的木条在小孔处点火,观察现象听到“嘣”的一声,塑料(纸)杯被气浪高高掀起[分析解释]塑料(纸)杯内为氢气和空气的混合气体,一旦点燃,反应迅速进行,在极短的时间内放出大量的热,塑料(纸)杯内气体在有限空间内急剧膨胀,因而发生爆炸。[总结]氢气中混有一定量空气时,点燃后会发生爆炸,因此点燃氢气前一定要验纯。[教师讲解]氢气是易爆气体,具有相当宽的爆炸极限(体积分数:4%~74%)。因此,在使用氢气时,要特别注意安全。点燃氢气前,一定要验纯。[交流讨论]怎样检验氢气的纯度?[演示实验]教师演示【实验5-4】。[实验过程]操作现象与结论89
用拇指堵住收集了氢气的小试管的管口,使试管口稍向下倾斜(1)若听到尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯,用拇指按住试管口一会儿,使氢气燃烧的火焰熄灭,再收集氢气,重复上述操作;(2)若听到轻微的“噗”声,说明氢气已纯净接近酒精灯火焰,再移开拇指点火[教师讲解]若验纯时无声音,可能是没收集到氢气,或氢气逸散了,不能说明氢气已纯净。[学生练习]组织学生分组练习氢气的验纯实验,教师注意巡查,指导学生操作。[思考]氢气在我们的日常生活中很少用作燃料,2022年北京冬奥会主火炬使用氢气作燃料是因为它有什么独特的优点呢?[总结]氢能源的优点:(1)洁净:氢气燃烧的产物是水,对环境无污染。(2)高能:氢气的热值约为汽油的3倍。(3)可再生、原料易得:氢气可以通过水分解得到,原料易得。[学生阅读]指导学生阅读课本P145氢气的应用相关内容,了解氢气的应用前景。[教师讲解]我国在氢气制造、贮存、运输、应用等方面,已取得重大突破。液氢早已应用于火箭、导弹和航天飞机等领域。近年来氢燃料电池在汽车、奥运火炬等方面也得到了应用,充分体现了绿色环保的理念。[课堂练习]点燃下列混合气体时可能发生爆炸的是()A.H2和N2B.H2和CO2C.CO和O2D.H2和Ar[答案]C【板书设计】5.1氢气1.氢气的特性(1)可燃性;(2)密度比空气的小。2.氢气的物理性质:颜色、气味常温常压下为无色、无气味的气体溶解性及密度难溶于水,密度比空气的小,是物质世界里最轻的气体三态转化3.氢气的燃烧(1)氢气的燃烧实验(2)氢气的爆炸实验(3)氢气的验纯4.氢能源的优点:(1)洁净:氢气燃烧的产物是水,对环境无污染。(2)高能:氢气的热值约为汽油的3倍。(3)可再生、原料易得:氢气可以通过水分解得到,原料易得。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】89
5.2碳【素养目标】1.了解金刚石与石墨的物理性质及主要用途。2.明确物质的性质与用途的关系。3.知道一种元素可以组成几种结构不同的单质。4.认识碳的燃烧及其产物。5.了解CO和CO2的性质及CO2的用途。【教学重点】碳单质的性质和用途【教学难点】碳单质的用途【教学用具】多媒体课件【教学课时】一课时【教学过程】[复习回顾]标出下列各物质中碳元素的化合价[新课引入]与氢、氧两种元素一样,碳元素对人类有十分重要的意义。碳是组成生命现象的最基本元素(地球内的生物体内都含有碳元素),也是给人类社会提供能源和材料的主要元素,许多含碳的物质早就被人类的用作燃料,直至现代,以碳元素为主要成分的天然气、煤和石油,仍然是人类社会最常用的燃料。[学生阅读]阅读P147“多种多样的碳单质”前两段内容,根据碳单质的用途推测其性质。[交流总结]金刚石和石墨的应用特性推断玻璃刀头上镶一小粒金刚石,用来切割玻璃金刚石硬度大石墨可以作为电极芯石墨能导电铅笔芯是用石墨粉和黏土混合制成的,比较6H和6B铅笔的软硬性能(提示:6B铅笔芯含较多石墨粉,6H铅笔芯含较多黏土)石墨质软,用其制成的铅笔芯在纸上划时可留下痕迹[教师讲解]物质的性质决定物质用途,根据物质的用途也可以推知相关的性质。[阅读]指导学生阅读P138后两段,总结金刚石与石墨的性质及用途。[总结]金刚石与石墨的性质及用途:金刚石(C)石墨(C)物理性质色无色透明,经加工后折光性强,光彩夺目灰黑色、有金属光泽硬度自然界中最硬的物质质软熔点很高高(耐高温)润滑性无润滑性有滑腻感导电性几乎不导电能导电89
用途做磨料、地质勘探的钻头和玻璃刀的刀头,制作装饰品制铅笔芯,做高温润滑剂、电极和熔炼金属的坩埚(石墨坩埚)区别与联系(1)构成:金刚石和石墨均由碳原子直接构成。(2)性质:①金刚石和石墨的物理性质有很大差异,原因是碳原子的排列方式不同;②金刚石和石墨的化学性质相似,原因是它们都是由碳元素组成的单质。(3)转化:石墨和金刚石在一定条件下可以相互转化[讲解]金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,但它们的物理性质差别却很大,这是因为在金刚石和石墨里碳原子的排列不同。[讨论交流]金刚石和石墨的组成、结构和它们的性质有什么关系呢?[学生回答]组成相同,但结构和性质不同,具有不同的用途。[教师总结]通过比较金刚石和石墨,我们知道物质的结构决定物质的性质,结合前面的内容,我们知道,物质的性质决定物质的用途,因此可以得出结构、性质、和用途的关系:[过渡]除金刚石和石墨外,人类还用到主要成分为碳单质、内部结构不规则的多种无定形碳,如焦炭、木炭、活性炭、炭黑等。[布置任务]请同学们根据课本P148-149内容,整理几种无定形碳的性质与用途。[成果汇报]几种无定形碳的性质与用途:结构与性质制法用途焦炭都具有疏松多孔的结构,具有相当强的吸附能力(活性炭的吸附能力较强)煤隔绝空气加强热冶金和生活的常用燃料木炭木材隔绝空气加强热活性炭木炭在高温下用水蒸气处理用于防毒口罩的滤毒层、防毒面具的滤毒罐、净水过滤器的吸附材料、白糖脱色、化学合成中除杂等炭黑含碳物质不完全燃烧制作油墨、油漆、鞋油、颜料,作橡胶制品的填料等[教师讲解]除了金刚石、石墨、无定形碳外,科学家还先后发现富勒烯、石墨烯等其他碳单质,它们在材料科学、电子工业等方面有广阔的应用前景。[过渡]我们为什么能确定特性迥然不同的金刚石、石墨等都是由碳元素组成的单质呢?[教师讲解]碳单质的燃烧产物都是碳的氧化物。在常温条件下,碳单质的化学性质是非常稳定的,但在高温条件下,各种碳单质都会发生燃烧。[提出问题]这些现象明说明碳单质具有哪些化学性质?[学生回答]碳单质的化学性质:(1)可燃性;(2)稳定性;(3)还原性。[提出问题]请列举能说明碳单质在常温下化学性质稳定的实例。[学生回答]需要长期保存的档案用碳素墨水书写;中国古代的水墨画经久不变色;木质电线杆埋入地下部分用火烧焦。[复习回忆]回忆木炭在氧气瓶中燃烧的实验。实验现象结论木炭在氧气中燃烧发出白光、放热、生成能使澄清石灰水变浑浊的气体木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳89
[教师讲解]在氧气供给充分的环境下,碳的燃烧是完全燃烧,燃烧产物是二氧化碳;氧气供给不足,碳就会不完全燃烧,不完全燃烧的产物是一氧化碳。[学生练习]请写出木炭在两种情况下燃烧的化学方程式。燃烧情况条件化学方程式完全燃烧氧气供给充分C+O2CO2不完全燃烧氧气供给不足2C+O22CO[教师讲解]在高温条件下碳能与某些氧化物反应,如炽热的碳可使二氧化碳转变为一氧化碳,该反应过程中吸收热量。[布置任务]写出碳使二氧化碳转变为一氧化碳的化学方程式。[答案]CO2+C高温2CO。[教师讲解]冬天,人们在室内烤火取暖,若是不注意通风,室内的人可能不知不觉昏迷过去,甚至丧失生命,这就是煤气中毒事故。其“罪魁祸首”就是一氧化碳。一氧化碳是一种无色、无气味、难溶于水的气体,密度比空气的小。一氧化碳易燃,燃烧时产生蓝色火焰。化学反应方程式为:2CO+O22CO2。[提出问题]冬天用炭炉取暖时,在炭炉进风口扇风是为什么?[学生回答]以加快空气流通,为燃烧提供足够的氧气使燃烧更旺。[交流讨论]用炭炉取暖时,可以关上门窗保暖吗?放一盆水可以防止煤气中毒吗?[总结]在屋里用炭炉生火取暖时,关门窗会使屋内氧气不足,木炭燃烧易产生一氧化碳,从而造成中毒事故;一氧化碳难溶于水,在炉边放盆水不能防止煤气中毒。[教师讲解]在通风不良的室内,因氧气不足,含碳燃料燃烧时容易产生一氧化碳。一氧化碳是有毒的气体,它跟血液中血红蛋白结合的能力比氧气强,会使血液失去输氧能力,出现中毒现象。所以,在室内使用含碳燃料时,要保证有充分的通风措施,确保安全。[学生练习]碳单质及其化合物在一定条件下可以相互转化,请根据下面物质转化关系图,写出对应化学方程式。[答案]①C+O2CO2;②2C+O22CO;③2CO+O22CO2;④CO2+C高温2CO。【板书设计】5.2碳1.金刚石和石墨金刚石(C)石墨(C)物理性质色无色透明,经加工后折光性强,光彩夺目灰黑色、有金属光泽硬度自然界中最硬的物质质软熔点很高高(耐高温)润滑性无润滑性有滑腻感导电性几乎不导电能导电89
用途做磨料、地质勘探的钻头和玻璃刀的刀头,制作装饰品制铅笔芯,做高温润滑剂、电极和熔炼金属的坩埚(石墨坩埚)区别与联系(1)构成:金刚石和石墨均由碳原子直接构成。(2)性质:①金刚石和石墨的物理性质有很大差异,原因是碳原子的排列方式不同;②金刚石和石墨的化学性质相似,原因是它们都是由碳元素组成的单质。(3)转化:石墨和金刚石在一定条件下可以相互转化2.结构、性质、和用途的关系:3.无定形碳:主要成分为碳单质、内部结构不规则的物质。4.碳单质的化学性质:(1)可燃性;(2)稳定性;(3)还原性。5.一氧化碳:一种无色、无气味、难溶于水的气体,密度比空气的小。易燃,燃烧时产生蓝色火焰。6.碳单质及其化合物的转化:①C+O2CO2;②2C+O22CO;③2CO+O22CO2;④CO2+C高温2CO。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】5.3二氧化碳【素养目标】1.通过探究活动了解二氧化碳的性质。2.了解实验室制取二氧化碳的方法。3.认识实验室制取气体的方法。4.了解二氧化碳对人类生活的影响。5.了解自然界的碳循环和氧循环。【教学重点】1.二氧化碳的性质。2.实验室制取气体的方法。【教学难点】二氧化碳性质的探究过程和方法。【教学用具】仪器:集气瓶、玻璃片、烧杯、试管、导管、铁架台(带铁夹)、酒精灯、火柴、橡胶塞、蜡烛、塑料瓶、滴管、试管夹、注射器。试剂:石灰石、稀盐酸、石蕊溶液、澄清石灰水、水、碳酸钠、浓盐酸、稀硫酸。【教学过程】89
[新课引入]大多数燃料都含有碳元素,含碳燃料在燃烧时都会产生二氧化碳。二氧化碳对生态环境具有重要影响。[教师讲解]通常情况下,二氧化碳是无色、无气味的气体。在加压和降温条件下,二氧化碳可以转变为液体,还可以进一步凝固为俗称干冰的白色固体,二氧化碳的三态变化过程可表示如下:[学生实验]组织学生分组进行课本【实验5-5】“倾倒二氧化碳”实验,教师注意巡查指导。现象:蜡烛自下向上依次熄灭。[推断](1)二氧化碳密度比空气大。(2)二氧化碳不燃烧,不支持燃烧。[学生实验]组织学生进行课本P153-154【实验5-6】,指导学生进行观察并根据现象推测二氧化碳具有的性质。[实现记录]步骤现象(证据)(1)往集满二氧化碳的软质塑料瓶中注入约1/3的蒸馏水,立即旋紧瓶盖,手拿塑料瓶上方(瓶盖处),充分振荡塑料瓶变瘪(2)取瓶内液体数毫升于试管中,滴加紫色石蕊溶液,振荡溶液由紫色变为红色(3)加热上述试管溶液由红色变为紫色[交流讨论]组织学生分组讨论,推测该实验现象与二氧化碳的哪些性质有关。[分析解释]根据步骤(1)中塑料瓶变瘪,可推测CO2能溶于水或能与水反应。根据步骤(2)中溶液由紫色变为红色,可推测CO2能与水反应。根据步骤(3)中溶液由红色变为紫色,可推测二氧化碳与水反应生成的物质不稳定。[教师讲解]紫色石蕊溶液在酸性条件下显红色,在反应中,紫色石蕊溶液变红,是因为有酸性物质生成,二氧化碳与水反应生成的物质叫作碳酸,碳酸在水溶液中显酸性,因此可用紫色石蕊溶液检验碳酸。[学生实验]组织学生进行课本P154【实验5-7】,指导学生进行观察并根据现象推测二氧化碳具有的性质。现象:澄清石灰水变浑浊。推测:二氧化碳能与澄清石灰水反应,生成不溶于水的物质。[教师讲解]二氧化碳能与氢氧化钙[Ca(OH)2]反应生成白色的碳酸钙(CaCO3)沉淀,此反应的现象明显,因此常用来检验二氧化碳气体。[交流讨论]组织学生分析上述实验与证据,讨论那些与CO2的物理性质有关。那些与CO2的化学性质有关。[总结]1.CO2的物理性质(1)通常情况下是无色、无气味的气体。(2)密度大于空气。(3)能溶于水。2.CO2的化学性质(1)一般情况下,二氧化碳不可燃,且不支持燃烧。(2)二氧化碳无毒,但不能供给呼吸。89
(3)二氧化碳能与水反应生成碳酸(H2CO3),碳酸能使紫色石蕊溶液变红(CO2+H2O==H2CO3)。碳酸不稳定,容易分解成水和二氧化碳(H2CO3==CO2+H2O)。二氧化碳能与氢氧化钙[Ca(OH)2]反应生成白色的碳酸钙(CaCO3)沉淀。[学生练习]人吸入空气,排出CO2等气体。为了证明人呼出的气体中含有CO2且能有效排除空气中CO2的干扰,某学生设计了下图所示的实验装置,为了除去空气中的CO2和检验人呼出的气体中含有CO2,则锥形瓶Ⅰ、Ⅱ中加入的试剂为(B)瓶Ⅰ瓶ⅡACa(OH)2NaOHBNaOHCa(OH)2C石蕊酚酞DNa2SO4CaCl2[过渡]碳燃烧可以得到二氧化碳,但是这种方法难以收集到纯净的二氧化碳,所以实验室常用稀盐酸和大理石或石灰石(主要成分是碳酸钙)在常温下反应来制取二氧化碳。反应原理可以用化学方程式表示:CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑。[教师讲解]这个反应实际包含了连续发生的两个反应。首先,碳酸钙与盐酸发生反应生成氯化钙和碳酸,然后,碳酸不稳定分解产生二氧化碳。[思考]实验室还有其他可以发生反应产生二氧化碳的试剂吗?如果用这些试剂来制取二氧化碳会有什么效果呢?[学生阅读]阅读课本P155-156“观察活动”内容,思考以上内容。[学生活动]按照课本P155-156“观察活动”内容进行【实验5-8】,教师注意巡查指导实验操作。[实验记录]试剂现象(1)浓盐酸与块状大理石剧烈反应,迅速产生大量气泡,并伴有白雾(2)稀硫酸与块状大理石刚开始时产生气泡,后面反应速率逐渐减慢直至停止(3)稀盐酸与碳酸钠(或碳酸钙粉末)剧烈反应,迅速产生大量气泡[教师讲解](1)浓盐酸有强挥发性(挥发到空气中会形成白雾),会使制得的CO2中混有HCl气体。(2)稀硫酸与大理石中的碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在大理石表面,会阻止反应继续进行,因此反应一段时间后就会停止。(3)稀盐酸与碳酸钠(或碳酸钙粉末)反应速率过快,产生的气体不便于收集。[总结]实验室制取气体,确定反应原理时需要考虑反应的快慢、制得的气体是否纯净、是否易于收集等因素。[过渡]通过制取氧气我们已经知道实验室制取气体的装置包括两部分:发生装置和收集装置,选择什么装置与多种因素有关,下面我们来对比氧气的制取和二氧化碳的制取原理。[学生活动]比较实验室制取氧气和二氧化碳的原料状态和反应条件。[交流总结]制取气体试剂试剂状态反应条件CO2稀盐酸、大理石(或石灰石)固体、液体常温89
O2高锰酸钾固体加热氯酸钾、二氧化锰固体加热、催化剂过氧化氢溶液、二氧化锰固体、液体常温、催化剂[小结]实验室制取CO2的发生装置与过氧化氢分解制取O2的相似。[教师讲解]实验室制取气体的装置选择可从实验室制取气体的原理出发,根据反应物的状态(如固体与固体反应、固体与液体反应、液体与液体反应等)、反应条件(如是否需要加热、使用催化剂等)来确定气体发生装置。实验室制取分解过氧化氢制取O2的发生装置是固液常温型装置,常见装置有以下几种:装置装置特点简易装置,可用于制取少量气体便于添加液体便于添加液体,能控制反应速率可通过开关弹簧夹控制反应的发生与停止[学生活动]比较氧气和二氧化碳的相关性质。[交流总结]气体密度溶解性是否能与水反应CO2比空气的大能溶于水能与水反应O2比空气的略大不易溶于水不与水反应[教师讲解]确定气体收集装置可根据气体的性质选择(排空气法或排水法)确定气体收装置。二氧化碳密度比能溶于水、能与水反应,不能选用排水法收集,二氧化碳密度比空气的大,因此可用向上排空气法收集。[小结]实验室制取二氧化碳可选用向上排空气法收集。[学生活动]在课本P157图5.3-4中,选择适当的仪器,设计制取二氧化碳的发生装置和收集装置,并绘制装置设计方案图。[成果展示]实验室制取二氧化碳装置设计图。方案一:方案二:[评价交流]组织学生对各组的设计图进行评价,并尝试总结各装置的特点。[总结]方案一:装置简单,适用于少量气体制取,不便于添加试剂。方案二:便于添加试剂,适用于制取较多量气体。[学生阅读]组织学生阅读课本P158图5.3-5,了解并交流实验室制取并检验二氧化碳操作步骤,并思考个步骤的具体操作。[教师讲解]实验室制取并检验二氧化碳,需要经历以下步骤:①检查装置气密性→②89
加入试剂→③收集气体→④进行验满→⑤检验气体。[学生实验]各小组按照自己的设计,组装仪器,按照正确的实验步骤进行实验,并收集一瓶二氧化碳。实验用品:铁架台(带铁夹)、试管、带导管的橡胶塞、玻璃导管、集气瓶、大理石、稀盐酸、澄清石灰水。实验记录:实验内容与步骤现象及分析①检查装置气密性:将导管伸入水中,手握试管,观察水中导管口的现象导管口有气泡冒出,说明装置气密性良好②加入试剂:打开胶塞,在试管中加入适量块状大理石,倒入6mL稀盐酸,迅速盖好胶塞③收集气体:将试管固定在铁架台上,用向上排空气法收集气体试管内产生大量气泡④进行验满:用燃着的木条靠近集气瓶口,检验气体是否集满若木条熄灭,则说明气体已集满⑤检验气体:往集气瓶中滴加适量澄清石灰水石灰水变浑浊,说明该气体是二氧化碳[提出问题]为什么可以用步骤4的方法检验二氧化碳是否集满?[学生回答]二氧化碳的密度比空气的大,进入集气瓶后会沉在下方,且二氧化碳不可燃,也不支持燃烧,若放在集气瓶口的木条熄灭,则说明二氧化碳已集满。[教师讲解]实验室制取气体的方法:(1)选择合适的试剂(要求保证安全、操作方便、反应速率适中,并兼顾环保、经济性)。(2)确定制取气体的装置(包含气体发生装置和收集装置,有时还需要气体净化装置和尾气处理装置),其中气体发生装置根据反应物的聚集状态和反应条件选择,气体收集装置根据气体产物的性质选择。发生装置固液常温型固体加热型收集装置向上排空气法向下排空气法排水法(3)组装仪器进行实验:要按照先下后上、先左后右的顺序组装仪器,并检查装置气密性。加入试剂时,先加固体试剂,后加液体试剂,最后点燃酒精灯(如果需要加热的话),使用排水集气法收集气体时,为防止水倒吸,实验结束时要先将气体导管从水中移出,再停止加热。[过渡]学习了二氧化碳的物理性质和化学性质之后,我们可以认识到二氧化碳与人类生活和环境的密切关系。[学生阅读]指导学生阅读课本P160-161“二氧化碳对人类生活和环境有何影响”内容,总结二氧化碳的用途。[交流总结]1.二氧化碳的用途:(1)作为化工原料,用于制造纯碱、化肥等。89
(2)灭火。(3)作制冷剂、用于人工增雨。(4)作气体肥料。[教师讲解]二氧化碳没有毒性,但它不能供给呼吸,所以人在二氧化碳浓度偏高的环境中,会感到气闷、头痛乃至窒息死亡,因此进入久未开启的菜窖或干涸的深井之前应先做灯火试验,如果灯火燃烧不旺盛或熄灭,说明该环境中二氧化碳浓度较大,人不宜进入。[学生阅读]指导学生阅读课本P161-162知识视窗内容,了解温室效应。[交流总结]温室效应(1)定义:地球近地层大气中的水蒸气或CO2就像温室的玻璃或塑料膜一样,让阳光可以透过,又能吸收地表的红外线辐射,阻止地表热量向外散发,起保温的作用,这种现象就是温室效应。(2)作用:使地表温度适合人类生存。(3)常见温室气体:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、氟氯代烷(氟利昂)等(4)温室效应加剧的原因:含碳燃料消耗激增,使CO2的排放量迅猛增加森林遭受破坏,使CO2的吸收量减少。(5)危害:使全球性气候变暖,冰川融化、海平面升高,危及沿海城市引起气候反常,土地变成沙漠,生态环境恶化,生物物种减少,人类健康受到损害。(6)防治措施:绿色低碳发展,“积极稳妥推进碳达峰碳中和”。[教师讲解]地球上的生物都含有碳元素,而碳元素在自然界的生物圈、大气圈、水圈、岩石圈不断交换,形成碳循环,维持地球上的碳含量守恒。二氧化碳含有碳元素和氧元素,在自然界的碳循环和氧循环中都起到了非常重要的作用。[学生阅读]指导学生阅读课本P162“自然界的碳循环和氧循环”内容,总结大气中二氧化碳产生和消耗的途径。[总结]大气中CO2产生途径:含碳燃料的燃烧,人和动植物的呼吸作用,微生物的分解作用等。CO2消耗途径:绿色植物的光合作用,水体的溶解吸收等。[学生练习]氨气极易溶于水,常温常压下,1体积水可溶解700体积的氨气,溶解后可与水反应生成一水合氨,溶液显碱性。氨气的密度比空气的小。已知:2NH4Cl(固体)+Ca(OH)2(固体)△2NH3↑+CaCl2+2H2O。(1)如果制取并收集保存氨气,请从图中选取装置和仪器(填序号)。(2)氨气不能用排水法收集,原因是_______________。【解析】(1)由于氨气是用固体和固体加热来制取的,且有水生成,所以发生装置选用A;又因为氨气极易溶于水,密度比空气的小,所以应用向下排空气法收集,收集装置选用E。(2)氨气不能用排水法收集的原因是氨气极易溶于水。【答案】(1)A、E(2)氨气极易溶于水【板书设计】5.3二氧化碳1.二氧化碳的性质(1)CO2的物理性质。(2)CO2的化学性质。2.二氧化碳的实验室制取(1)反应原理及试剂的选用。(2)实验室制取气体的装置设计(发生装置与收集装置的类型及选用)。89
(3)实验室仪器组装的基本原则。(4)实验室制取二氧化碳的操作步骤。3.实验室制取气体的方法。4.二氧化碳对人类生活和环境的影响。(1)二氧化碳的用途。(2)温室效应、碳中和与碳达峰。5.自然界的碳循环与氧循环。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】5.4化石燃料【素养目标】1.知道什么是化石燃料,知道化石燃料是人类宝贵的自然资源。2.了解化石燃料储量有限、不可再生。3.了解化石燃料的燃烧对环境的影响,认识使用和开发清洁燃料及绿色能源的重要性。增强环保意识。4.认识化石燃料综合利用的重要性,知道煤和石油综合利用的一些主要产品。【教学重点】化石燃料及其综合利用。【教学难点】化石燃料的燃烧及其污染。【教学课时】一课时【教学过程】[新课引入]燃料对于人类生活和社会发展具有十分重大的作用。当今社会,最主要的能源是化石燃料,它是古生物留给现代人类的一笔巨大珍贵遗产。[交流讨论]学生根据自己所在地区或家庭实际情况进行讨论并回答下列问题。1.你家烹饪使用什么燃料?祖父辈和父辈还使用过什么燃料?2.摩托车、汽车、轮船、飞机等交通工具使用什么燃料?3.你家附近有餐馆、食堂、供热锅炉、热电厂、冶炼厂、瓷窑、砖窑吗?它们使用什么燃料?[交流总结]1.家中烹饪使用的燃料是液化石油气或天然气,祖父辈和父辈还用过的燃料是柴草、煤气。2.摩托车、汽车、轮船、飞机使用的燃料是汽油、柴油等。3.餐馆、食堂、供热锅炉、热电厂、冶炼厂、瓷窑、砖窑使用的燃料是天然气或煤。[教师讲解]化石燃料通常是指煤、石油和天然气,它们都是由古代生物的遗骸在地层深处高温、高压的条件下经过一系列复杂变化而形成的,化石燃料是当今社会最主要的能源,也是不可再生能源短期内,不能从自然界得到补充。[学生阅读]指导学生阅读课本P166图5.4-1,将煤、石油和天然气进行对比。[总结]煤、石油、天然气的对比:煤石油天然气黑色的“金子”工业的“血液”洁净的气体燃料黑色固体,有光泽89
物理性质深褐色黏稠状液体,不溶于水,密度比水的小无色、无气味的气体,密度比空气的小,难溶于水成分复杂的有机物与无机物的混合物(主要含碳元素,还含有氢、氮、硫、氧等元素)多种碳氢化合物的混合物(还含有少量的氮、硫、氧等元素)主要成分为CH4(甲烷)[教师讲解]煤、石油在工业上用途广泛,由于含有氮、硫元素,若直接燃烧会产生NO2、SO2等污染性气,天然气的主要成分是甲烷,容易完全燃烧(化学方程式表示为:CH4+2O2点燃CO2+2H2O),几乎不产生硫氧化物和氮氧化物,相对于煤和石油制品,对大气的污染较轻,可称为“清洁能源”。沼气、瓦斯等的主要成分也是甲烷。[学生阅读]指导学生阅读课本P167正文部分,了解化石燃料资源的现状。[交流总结]我国化石燃料的现状和特点:(1)我国的煤炭储量占世界第四位,呈现“北多南少”“西多东少”的区域特征。(2)我国石油和天然气的蕴藏量相对较少,在石油资源的勘探和开发方面,现已建立起大庆、胜利、中原、塔里木、大港等油田,也开发了渤海油田、东海油田、南海油田等海上油田。(3)我国是世界上最早利用天然气的国家,新疆的天然气通过“西气东输”工程供应沿线各地的工业用气和居民生活用气,取代部分煤炭和燃油,改善大气环境,提高生活质量。(4)我国化石燃料的资源有限,而且人口众多,对燃料的需求量非常大,因此必须特别注意资源的节约和有效利用。[提出问题]西部大开发战略中有“西气东输”工程,其中的“气”是指什么呢?[回答问题]天然气。[教师讲解]由于化石燃料的资源有限且不可再生,新能源的开发和利用迫在眉睫,可燃冰因为其热值高、储量巨大等优点而备受期待。[学生阅读]指导学生阅读课本P167知识视窗,了解可燃冰相关知识,[总结]可燃冰:①形态:类冰状结晶物质。②形成:以甲烷为主的天然气与水在高压低温条件下形成。③分布:深海或陆域永久冻土中。④优点:热值高、储量巨大等。⑤现状:我国已在南海北部神狐海域试采成功,成为世界上首个稳定开采可燃冰的国家。[教师讲解]可燃冰的主要成分是甲烷,燃烧时对大气的污染较小,属于清洁能源。目前在开发或利用的新能源还有太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等。[布置任务]阅读课本P168“化石燃料对环境的影响”内容,结合前面学习的内容,总结化石燃料对环境的危害。[交流总结]化石燃料对环境的危害:化石燃料燃烧产生污染物造成危害CO2加剧温室效应SO2形成酸雨NO、NO2形成雾霾、酸雨煤灰粉尘形成雾霾、诱发肺病CO污染空气、引起中毒炉渣固体废物污染土地余热污染水源,导致生物死亡[教师讲解]近年来,为了减少化石燃料对环境的影响,我国大力开展煤改电工程,把以煤炭为燃料的传统锅炉更换成电锅炉,大力推广使用脱硫煤,改进生产中使用的脱硫设备,用天然气代替煤,改进汽车发动机的燃烧方式,使用催化净化装置,加大尾气检测力度,推广使用电动汽车等,有效治理了大气污染。[过渡]通过前面的学习89
可知:一方面,化石燃料不能再生,十分宝贵;另一方面,燃烧化石燃料,不仅造成环境污染,而且造成资源浪费。因此,我们要走可持续发展的道路,综合利用化石燃料资源。[教师讲解]化石燃料的综合利用主要是煤和室友的综合利用。(1)煤的干馏是将煤隔绝空气加强热,从而得到多种多样的产品的过程(此过程主要发生化学变化)。煤经干馏获得焦炉煤气、煤焦油和焦炭,焦炉煤气的成分主要有H2、CH4、CO等,是一种较为经济、洁净、燃烧效率高的燃料。(2)石油的分馏是利用石油中各组分的沸点不同,加热蒸馏进行分离的过程(此过程主要发生物理变化)。石油经分馏可获得石油气、汽油、航空煤油、柴油、润滑油、重油、石蜡、沥青等产品。石油分馏出来的某些成分,经催化、加热分解等化学变化,生成气态的碳氢化合物,可以进-步制造合成纤维、橡胶、塑料、化肥、农药、溶剂、洗涤剂、医疗药物等各种产品。[学生练习]化石燃料是不可再生的能源。下列不属于化石燃料的是()A.天然气B.煤C.石油D.乙醇[答案]D【板书设计】5.4化石燃料1.化石燃料(1)化石燃料的种类:煤、石油和天然气。(2)化石燃料现状。2.清洁能源:可燃冰。3.新能源:太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等。4.化石能源对环境的影响:加剧温室效应,形成酸雨和雾霾,污染大气、土壤、水源,影响生物健康和生存。5.化石燃料的综合利用(1)煤的干馏①定义:将煤隔绝空气加强热,从而得到多种多样的产品的过程。②变化类型:化学变化。③产品:焦炉煤气、煤焦油和焦炭。(2)石油的分馏①定义:利用石油中各组分的沸点不同,加热蒸馏进行分离的过程。②变化类型:物理变化。③产品:石油气、汽油、航空煤油、柴油、润滑油、重油、石蜡、沥青等。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。【教学后记】89
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