高中化學(xué)蘇教版化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界 優(yōu)秀作品

物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和反應(yīng)類型教學(xué)過程一回顧舊知師：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了酸,堿,鹽的定義及其主要類別，同學(xué)們還記的主要有哪幾種分類方式嗎？生：有樹狀分類法和交叉分類法。師：很好，同學(xué)們回去都有及時(shí)鞏固和復(fù)習(xí)。那我請一位同學(xué)來回答一下：硫酸氫鈉按交叉分類法主要可以分成幾類？生：硫酸氫鈉是鈉鹽，酸式鹽，還屬于可溶性鹽。師：好的，請坐，這位同學(xué)掌握得很扎實(shí)。我們學(xué)習(xí)過分類的方法之后，大家應(yīng)學(xué)會(huì)對以前和將要學(xué)習(xí)的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行及時(shí)的歸納和整理，但僅僅是將物質(zhì)進(jìn)行分類還是不夠的，我們還需要進(jìn)一步研究各類物質(zhì)的主要性質(zhì)及其相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，以此幫助我們進(jìn)一步深入了解這幾類物質(zhì)，從而提高化學(xué)學(xué)習(xí)的效率。二、物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化1.單質(zhì)師：首先我們從最簡單的單質(zhì)說起，我們常見的單質(zhì)有哪些？生：有氧氣、碳單質(zhì)、鐵、鈉、鈣等等。師：那同學(xué)可以寫出幾種單質(zhì)轉(zhuǎn)化為化合物的反應(yīng)方程式嗎？（請同學(xué)在自己的本子上進(jìn)行書寫，1-2分鐘后可以請兩位同學(xué)將自己到和黑板前書寫）生：（板書）C+O2=CO2;Zn+2HCl=ZnCl2+H2;Fe+CuSO4=FeSO4+Cu師：我們來看一下這位同學(xué)寫的方程式，第一個(gè)C與O2的反應(yīng)，生成CO2，這個(gè)反應(yīng)是我們很熟悉的反應(yīng)，同學(xué)們在初中就學(xué)習(xí)過了木炭在氧氣的燃燒反應(yīng)。我們將這種兩種或兩種以上的物質(zhì)生成一種新物質(zhì)的反應(yīng)稱稱之為化合反應(yīng)，單質(zhì)與氧氣的燃燒反應(yīng)是典型的單質(zhì)與單質(zhì)的化合反應(yīng)，類似的還有氫氣與氯氣化合生成氯化氫等等。Zn與鹽酸反應(yīng)置換出酸中的氫生成氫氣，我們把它稱之為什么反應(yīng)？生：置換反應(yīng)。師：很好，那么如果把Zn換成銅、銀、金這類金屬，反應(yīng)還能發(fā)生嗎？這類反應(yīng)發(fā)生的條件是什么？生：不能，因?yàn)殂~銀是不活潑金屬，只有金屬活動(dòng)性順序表位于氫前面的金屬才能將氫置換出來。師：第三個(gè)反應(yīng)是濕法煉銅的方式，鐵可以將銅從它的鹽溶液中置換出來也是因?yàn)殍F比銅活潑。我們可以簡單概括單質(zhì)轉(zhuǎn)化為化合物的幾種類型。(板書）單質(zhì)+單質(zhì)=化合物單質(zhì)+酸=鹽+H2單質(zhì)+鹽=新金屬+新鹽師：前面這些都是單質(zhì)轉(zhuǎn)化為化合物的例子。有沒有同學(xué)能舉幾個(gè)化合物制備單質(zhì)的例子?生：電解水可以制備氫氣與氧氣，電解氯化鈉可以得到鈉單質(zhì)和氯氣。師：（追問）電解氯化鈉溶液得到的是氫氧化鈉、氫氣和氯氣，所以如果要制得鈉、鉀、鈣這類活潑金屬單質(zhì)通常采用電解熔融化合物的方法。若要制取不活潑的金屬，我們可以用還原劑來還原它們的氧化物，這些我們以后還會(huì)深入學(xué)習(xí)。2.酸師：我們剛才提到氫氣可以與氯氣化合生成氯化氫，氯化氫是常見的強(qiáng)酸之一，我們初中學(xué)習(xí)過的酸具有哪些性質(zhì)呀？生：有腐蝕性，能使指示劑變色。師：酸的PH值小于7，能使紫色石蕊試液變紅。請兩位同學(xué)寫一下酸與各類物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式。生：NaOH+HCl=NaCl+H2O;Zn+2HCl=ZnCl2+H2;2HCl+CaO=CaCl2+H2O師：第一個(gè)反應(yīng)是典型的酸堿中和反應(yīng)，第二個(gè)是酸與活潑金屬反應(yīng)生成氫氣的過程，值得注意的是酸只能用鹽酸、硫酸之類的酸，而不用濃硫酸、硝酸這類酸，我們以后會(huì)學(xué)到這些濃硫酸、硝酸屬于氧化性酸，產(chǎn)物不是氫氣。第三個(gè)反應(yīng)則是酸與氧化物的反應(yīng)，進(jìn)一步說就是酸與堿性氧化物的反應(yīng)，最后的產(chǎn)物CaCl2是一種鹽，也就是說酸與堿性氧化物反應(yīng)生成了鹽和水，這也就是堿性氧化物的通性。鹽酸其實(shí)還可以與碳酸鈉反應(yīng)，請一位同學(xué)來寫一下化學(xué)方程式。生：Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O師：很好，產(chǎn)物有CO2和H2O，這其實(shí)是生成的碳酸不穩(wěn)定分解產(chǎn)生的，我們來看這個(gè)反應(yīng)過程，其實(shí)就是一個(gè)強(qiáng)酸制得弱酸的過程。那我們稍微概括一下酸的性質(zhì)。(板書)酸的性質(zhì)腐蝕性溶液呈酸性酸+金屬=鹽+氫氣酸+堿=鹽+水酸+堿性氧化物=鹽+水酸+鹽=新酸+新鹽3.堿師：學(xué)習(xí)過酸，我們自然而然就要聯(lián)想到堿。常見的堿有氫氧化鈉、氫氧化鈣，與酸類似，也具有腐蝕性。由于水溶液呈堿性，能夠使得石蕊、酚酞等指示劑變色。既然酸能與單質(zhì)反應(yīng)，那么堿能與它反應(yīng)。請同學(xué)們前后左右四人為一組，討論一下，等會(huì)請代表來書寫方程。生：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2師：好，硅與堿的反應(yīng)其實(shí)就是非金屬單質(zhì)與堿的反應(yīng)生成來鹽和氫氣，但是并不是所有的非金屬單質(zhì)，例如硫與堿反應(yīng)3S+6NaOH+H2O=2Na2S+Na2SO3+3H20，以及氯溴碘等鹵素單質(zhì)也可與堿反應(yīng)。這些都是堿與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)，其實(shí)堿也可與鋁、鋅等金屬單質(zhì)反應(yīng)。那么堿是否還可以與哪些物質(zhì)反應(yīng)？生：2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2+2NaCl;2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O師：（講解）第一個(gè)反應(yīng)就是堿與鹽的反應(yīng)，堿可以與氯化鎂、硫酸鎂這樣的鹽反應(yīng)生成新的堿和新的鹽。第二個(gè)反應(yīng)中二氧化碳與堿反應(yīng)，類似的SO3、SO2也可發(fā)生這樣的反應(yīng)，其實(shí)就是酸性氧化物與堿的反應(yīng)，最終得到鹽與水。(板書)堿的性質(zhì)腐蝕性溶液呈堿性與單質(zhì)反應(yīng)堿+酸=鹽+水堿+酸性氧化物=鹽+水堿+鹽=新堿+新鹽4.酸/堿性氧化物師：我們在前面講到與酸性氧化物可以與堿反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽和水，堿性氧化物也可與酸反應(yīng)，這就是酸堿氧化物最主要的性質(zhì)。同學(xué)們還可以寫出酸性氧化物(例如CO2)、堿性氧化物（如氧化鈣）與其他物質(zhì)的反應(yīng)嗎？生：CO2+H2O=H2CO3CO2+CaO=CaCO3CaO+H2O=Ca(OH)2師：（總結(jié)）酸性氧化物與堿性氧化物都可以與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸和堿，但酸性氧化物中的二氧化硅是例外，它與水不反應(yīng)。而酸性氧化物與堿性氧化物之間也可發(fā)生反應(yīng)，生成相應(yīng)的含氧酸鹽。(板書)酸性氧化物的性質(zhì)酸性氧化物+堿=鹽+水酸性氧化物+H2O=含氧酸酸性氧化物+堿性氧化物=含氧酸鹽堿性氧化物的性質(zhì)堿性氧化物+酸=鹽+水堿性氧化物+H2O=堿堿性氧化物+酸性氧化物=含氧酸鹽5.鹽師：我們剛才學(xué)習(xí)過了許多反應(yīng)，最后都有鹽生成，因此我們現(xiàn)在來討論一下鹽的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化方程。以我們常見的碳酸鈉為例。我們都知道碳酸鈉的俗名為純堿，但它其實(shí)是鹽不是堿，而它的水溶液呈堿性，因此很自然能地聯(lián)想到它可以與酸進(jìn)行反應(yīng)，Na2CO3+2HCl=2NaCl+H20+CO2.那同學(xué)們思考一下它與堿能否發(fā)生反應(yīng)。（請同學(xué)到黑板上書寫）生：Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH師：那么鹽與鹽之間可以發(fā)生反應(yīng)嗎？有沒有同學(xué)可以舉幾個(gè)例子來說明？生：Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl師：鹽與酸、堿、鹽都可以發(fā)生反應(yīng)，這是鹽的一大特性。此外同學(xué)可以聯(lián)想到鹽還具有哪些性質(zhì)嗎？例如NaHCO3、CaCO3、氯化銨這類的鹽，它們都具有什么共性?生：受熱易分解。師：（總結(jié)板書）鹽的性質(zhì)鹽+酸=新鹽+新酸鹽+堿=新鹽+新堿鹽+鹽=2種新鹽部分鹽受熱易分解三、四大反應(yīng)類型1.化合反應(yīng)師：我們在介紹單質(zhì)生成化合物時(shí)提到單質(zhì)提到了化合反應(yīng)，初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過很多化合反應(yīng)，例如鐵絲、木炭、磷等一系列的燃燒反應(yīng)都是化合反應(yīng)?；戏磻?yīng)簡單來說就是兩種物質(zhì)化合生成一種新物質(zhì)的反應(yīng)，同學(xué)們還可以舉幾個(gè)化合反應(yīng)的例子嗎？生：氫氣與氯氣反應(yīng)生成氯化氫，二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸等等。師：很好，除了與氧的燃燒反應(yīng)之外，許多單質(zhì)與氯氣等非金屬單質(zhì)化合的反應(yīng)也都是化合物，還有酸堿性氧化物溶于水生成相應(yīng)的酸堿等也都是化合物。那我們觀察幾個(gè)化合反應(yīng)的例子，例如鐵絲在氧氣在氧氣中燃燒，這個(gè)反應(yīng)需要什么樣的條件？生：要點(diǎn)燃。師：沒錯(cuò)，許多單質(zhì)與氯氣化合也點(diǎn)燃的條件，我們所涉及的燃燒反應(yīng)都需要點(diǎn)燃、加熱的條件，很多化合反應(yīng)要發(fā)生都需要一定的外界條件（溫度、壓強(qiáng)、催化劑），舉一個(gè)典型的氮?dú)馀c氫氣化合生成氨氣為例，就需要高溫、高壓、催化劑的條件下才可發(fā)生。2.分解反應(yīng)師：對于碳酸鈣分解產(chǎn)生二氧化碳和氧化鈣，大家還有印象嗎？我們將這種類型的反應(yīng)稱之為什么反應(yīng)？生：分解反應(yīng)。師：還可以舉出相應(yīng)的例子嗎？生：過氧化氫和氯酸鉀的分解制氧氣，電解熔融氯化鈉制鈉單質(zhì)。師：觀察碳酸鈣分解的反應(yīng)，它需要什么條件？生：加熱。師：沒錯(cuò)，再比如氯酸鉀和過氧化氫的分解也需要加熱或加催化劑，因此分解反應(yīng)的發(fā)生也是需要一定的條件。3.置換反應(yīng)師：化合反應(yīng)是兩個(gè)物質(zhì)生成一種物質(zhì)，而分解反應(yīng)則是一種物質(zhì)生成兩種物質(zhì)。我們回顧一下鋅片與硫酸的反應(yīng)，這個(gè)反應(yīng)具有什么樣的特征？生：鋅將硫酸溶液中的氫離子置換出來生成了氫氣。師：對，所以我們將這種金屬從酸溶液中置換出氫產(chǎn)生氫氣，或者A金屬從另一種B金屬的鹽溶液中置換出B金屬的反應(yīng)稱之為置換反應(yīng)。那要發(fā)生這類的置換反應(yīng)需要什么樣的條件？生：如果金屬要從酸中置換氫，則在金屬活動(dòng)性順序表中該金屬的位置要排在氫前面，如果金屬要從某種鹽溶液中置換另一種金屬，則它必須要比該金屬活潑。師：沒錯(cuò)，只有活潑金屬才能置換產(chǎn)生氫氣，也只有活潑金屬才能置換不活潑金屬。我們現(xiàn)在重新看一下鋅片與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的這個(gè)方程式。鋅原本是0價(jià)，而硫酸鋅中的鋅是+2價(jià)，化合價(jià)升高了，硫酸中的氫本來是+1價(jià)，而氫氣中氫是0價(jià)，化合價(jià)降低，也是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后原來反應(yīng)物中某種元素的價(jià)態(tài)都發(fā)生了變化，我們把這類反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)稱為氧化還原反應(yīng)。那么碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，電解熔融氯化鈉，這兩個(gè)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)嗎？生：是，因?yàn)榛蟽r(jià)發(fā)生了變化。師：碳與氧氣的反應(yīng)是一種化合反應(yīng)，電解熔融氯化鈉是種分解反應(yīng)，那么我們可以說所有的化合和分解反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)嗎？如果不是請舉出例子。生：比如二氧化碳溶于水生成碳酸的反應(yīng)以及碳酸鈣分解產(chǎn)生二氧化碳和氧化鈣的例子。師：很好，分解反應(yīng)和化合反應(yīng)并不完全是氧化還原反應(yīng)，我們可以肯定的是如果反應(yīng)過程中有單質(zhì)參與，基本都是氧化還原反應(yīng)(同素異形體間的轉(zhuǎn)化除外，例如氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧)。4.復(fù)分解反應(yīng)師：我們來回顧一下鹽參與的一些反應(yīng)，例如碳酸鈉與鹽酸/氫氧化鈣/氯化鈣的反應(yīng)：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H20+CO2；Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH；Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl。這類反應(yīng)的形式有什么特點(diǎn)？生：碳酸鈉與酸、堿、鹽互相交換成分，生成了新的物質(zhì)。師：我們把這類AB+CD=AD+CB這種類型的反應(yīng)稱為復(fù)分解反應(yīng)。請同學(xué)們觀察一下這三個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物有什么特點(diǎn)？生：前一個(gè)反應(yīng)有氣體產(chǎn)生，后一個(gè)反應(yīng)有沉淀產(chǎn)生。師：很好，觀察得很細(xì)致。我們再看一個(gè)例子:NaOH+HCl=NaCl+H2O,這個(gè)反應(yīng)符合復(fù)分解反應(yīng)的形式。生：符合，它們互相交換來成分。師：酸堿中和反應(yīng)也是一種復(fù)分解反應(yīng)，那我們注意它的產(chǎn)物有什么特點(diǎn)？生：有鹽和水生成。師：對，關(guān)鍵點(diǎn)在于水。從眾多的復(fù)分解反應(yīng)中我們可以得出發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的條件是兩種物質(zhì)在水溶液中交換離子，結(jié)合生成沉淀、氣體、水等物質(zhì)。要檢驗(yàn)一個(gè)反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)要看否有沉淀、氣體、水等物質(zhì)生成。這里要問一下復(fù)分解反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)嗎？生：不是，因?yàn)闆]有化合價(jià)的升降師：對于復(fù)分解反應(yīng)，我們通過研究眾多例子的可以看出反應(yīng)前后沒有元素的化合價(jià)發(fā)生變化，因此我們將它稱為非氧化還原反應(yīng)師：（總結(jié)