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高中化学大单元教学课件第一章物质的变化和性质(导入篇)在开始我们的化学旅程前,让我们首先理解化学的核心概念物质的变化与性质这是理解一切化学现象的基础,也是我们日常生活中随处可见的科学原理本章目标重点难点•区分物理变化与化学变化•物质变化本质的判断•辨别物质的物理性质与化学性质•能量变化与化学反应的关系•理解化学反应中的能量变化物理变化与化学变化的本质区别物理变化仅改变物质的形态、状态或外观,不产生新物质例如融化、沸腾、升华、溶解化学变化分子结构发生改变,产生新物质伴随现象放热、变色、气体产生、沉淀形成判断方法观察是否有新物质生成是判断物理变化与化学变化的关键在微观层面,物理变化只涉及分子间作用力,而化学变化涉及化学键的断裂与形成物理性质与化学性质的区分物理性质化学性质物质在不发生化学变化时表现出的特性物质发生化学反应时表现出的特性•颜色、气味、状态•可燃性(与氧气反应)•密度、熔点、沸点•氧化性(使其他物质被氧化)•硬度、导电性、导热性•还原性(使其他物质被还原)•溶解性(不改变分子结构时)•酸碱性(与酸碱反应的能力)酒精的物理性质酒精的化学性质₂₅₂₂₂无色透明液体,密度
0.789g/cm³,沸点
78.3℃,易溶于水易燃烧(C H OH+3O→2CO+3H O),可与钠反应生成醇钠能量变化与化学反应化学反应中的能量变化几乎所有化学反应都伴随能量的变化,表现为热量的释放或吸收放热反应反应释放热量,如燃烧反应吸热反应反应吸收热量,如光合作用反应热在标准状态下,1摩尔物质完全反应时放出或吸收的热量单位kJ/mol燃烧反应的热成像图,显示明显的能量释放生活应用•一次性暖宝宝(铁粉氧化放热)•冷敷袋(硝酸铵溶解吸热)第二章氧化还原反应基础反应本质守恒原则电子转移是氧化还原反应的核心,每氧化剂得到的电子数必须等于还原剂一个氧化还原反应都可以看作电子的失去的电子数,这是平衡氧化还原反得失过程应的基础广泛应用从冶金工业到生物体内的能量转换,氧化还原反应无处不在氧化还原反应的定义与实质氧化过程还原过程失去电子,化合价升高得到电子,化合价降低⁺⁻⁺⁻例Fe→Fe²+2e例Cu²+2e→Cu铁与硫酸铜溶液的置换反应铁钉插入硫酸铜溶液中,铁表面逐渐被红色的铜覆盖,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色氧化还原分步表示⁺⁻Fe→Fe²+2e氧化化合价的确定方法常见元素的化合价规则化合价计算方法•H通常为+1(在金属氢化物中为-1)在化合物中,所有元素化合价的代数和为零;在离子中,所有元素化合价的代数和等于离子电荷•O通常为-2(在过氧化物中为-1)₂₄•大多数金属元素为正价例如在H SO中,若H为+1,O为-2,则•卤素(F,Cl,Br,I)通常为-1•分子或离子中所有元素化合价代数和为零典型物质的化合价标注练习互动题以下反应中,哪些是氧化还原反应?₂₂
1.2Na+2H O→2NaOH+H↑₂
2.NaOH+HCl→NaCl+H O₂₂
3.CuO+H→Cu+H O氧化还原反应的表示方法双线桥法单线桥法优点直观显示元素化合价变化缺点复杂反应中难以清晰表示优点简洁,适合复杂反应缺点无法直观表示所有元素变化电子守恒原则应用在任何氧化还原反应中,氧化剂得到的电子数必须等于还原剂失去的电子数氧化还原反应的本质与应用元素趋向稳定结构的驱动力元素倾向于通过得失电子达到稳定的电子层结构(如满足八电子规则),这是氧化还原反应的根本驱动力氧化还原反应在生活中的应用食品保鲜脱氧剂中的铁粉与氧气反应,降低包装内氧气含量电池技术锂离子电池充放电过程中的氧化还原反应生物体内呼吸作用中葡萄糖的氧化过程释放能量高炉炼铁中的氧化还原过程炼铁氧化还原原理第三章铁及其化合物专题铁是地壳中含量第四丰富的元素,也是人类最早大规模使用的金属之一铁的发现和利用极大推动了人类文明的发展,从铁器时代到现代工业社会,铁始终扮演着不可替代的角色自然存在多变价态铁在自然界主要以氧化铁、硫化铁等铁常见价态为
0、+
2、+3,表现出丰化合物形式存在,纯铁极少富多样的化学性质生命元素铁的物理与化学性质铁的物理性质铁的化学活性•银白色有光泽的金属铁的活动性比氢强,比铜弱,在金属活动性顺序中处于中等位置•密度
7.87g/cm³•熔点1538°C•具有良好的导电性、导热性•具有磁性,是重要的磁性材料•可塑性好,可锻造、焊接铁与非金属单质的反应铁的化合价及其转化关系铁三角转化模型构建氧化过程还原过程⁺⁺⁺•Fe→Fe²铁溶于稀硫酸•Fe³→Fe²三价铁被锌粉还原⁺⁺⁺•Fe²→Fe³亚铁离子被氧气氧化•Fe²→Fe二价铁被铝还原⁺⁺•Fe→Fe³铁被浓硝酸钝化•Fe³→Fe电解还原三价铁实验设计制备氢氧化铁并分析性质铁的工业与生活应用高炉炼铁工艺流程₂₃₃₄
1.原料准备铁矿石(Fe O、Fe O)、焦炭、石灰石
2.高炉装料原料由炉顶加入
3.鼓风热空气从炉底送入
4.还原反应CO将铁氧化物还原为铁
5.熔融分离生铁熔化收集,炉渣浮于上层主要化学反应现代高炉炼铁工业设施铁在人体中的重要性铁是人体必需的微量元素,成年人体内含铁约3-4克,主要存在于血红蛋白中,参与氧气的运输缺铁会导致缺铁性贫血,表现为疲劳、头晕、面色苍白等症状铁的防锈与保护第四章盐类的性质与应用盐类是化学中最大的一类化合物,由阳离子和阴离子结合而成它们不仅在化学工业中有广泛应用,也与我们的日常生活密切相关,从食用盐到肥料,从建筑材料到医药产品,盐类无处不在本章学习目标•掌握盐类的基本概念与分类•理解盐类的物理性质与化学性质•了解盐类的制备方法•认识盐类对环境的影响重点难点•盐类水解原理及pH判断•复杂盐类的命名规则盐的定义与分类盐的基本概念盐是由酸的氢原子被金属或铵根离子取代后形成的化合物一般由金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子组成正盐酸式盐酸中全部氢被金属(或铵根)完全取代的盐多元酸中部分氢被金属(或铵根)取代的盐₄₃₄₃₂₄例NaCl、CaSO、K PO例NaHCO、NaH PO碱式盐复盐(双盐)多元碱中部分羟基未被酸根取代的盐由两种不同的盐结合而成的盐₂₃₄₂₂例CuOHCl、FeOH NO例KAlSO•12H O(明矾)生活中的盐类实例盐的物理性质与化学性质盐的物理性质状态常温下多为固体结晶溶解性不同盐溶解性差异大熔点一般较高(离子化合物)导电性固态不导电,溶液或熔融状态导电颜色多数无色,含过渡金属的盐常有特征颜色不同盐类溶解性实验演示盐的水解现象及其影响盐溶于水后,阳离子或阴离子可能与水发生反应,改变溶液的pH值,这一过程称为盐的水解酸性盐溶液碱性盐溶液中性盐溶液₄₃₂₃₃强酸弱碱盐(如NH Cl、FeCl)水解后溶液呈酸性弱酸强碱盐(如Na CO、CH COONa)水解后溶液呈碱性盐的制备方法酸碱中和反应置换反应酸+碱→盐+水金属+酸→盐+氢气复分解反应氧化物反应两种可溶性盐→一种沉淀碱性氧化物+酸性氧化物→盐实验设计制备并鉴别不同盐类实验目的实验步骤通过不同方法制备硫酸铜,并验证其性质
1.制备氢氧化铜沉淀实验原理
2.加入稀硫酸至沉淀恰好溶解
3.蒸发结晶得到硫酸铜晶体₂₂₄₄₂
1.中和法CuOH+H SO→CuSO+2H O鉴别方法₂₄₄₂₂
2.置换法Cu+2H SO浓→CuSO+SO↑+2HO盐的危害与环境影响盐类对水体和土壤的污染水体富营养化含氮磷盐类导致水体藻类过度繁殖土壤盐碱化过量盐类积累使土壤结构破坏重金属污染含重金属盐类对生态系统造成长期危害水质硬度增加钙镁盐增加水硬度,影响生活用水工业废盐处理技术现代工业废盐处理主要采用物理分离、化学转化和生物降解等技术,如离子交换法、反渗透法、电渗析法等富营养化导致的水体蓝藻爆发绿色化学视角下的盐类管理源头控制循环利用生态修复减少有害盐类的使用,开发低盐或无盐替代工废盐资源化利用,转化为有价值的化工原料艺第五章有机物基础知识有机化学是化学的一个重要分支,研究碳化合物及其反应有机物种类繁多,结构各异,是构成生命体的基础物质,也是现代工业、医药、材料科学的重要组成部分结构多样性反应多样性有机物分子结构复杂多变,从简单的有机反应类型丰富,包括取代、加甲烷到复杂的蛋白质,展现了碳原子成、消除、聚合等,是合成新物质的连接的无限可能基础生命关联有机物的定义与分类有机物的基本特征有机物是含碳的化合物,但二氧化碳、一氧化碳、碳酸盐、碳化物等通常归为无机物有机物通常具有共价键结构,熔点、沸点较低,多不溶于水但溶于有机溶剂,燃烧时通常生成二氧化碳和水有机物分类主要类别和结构关系烃类细分烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃含氧化合物醇类、醚类、醛类、酮类酸酯类羧酸及酯类典型有机物结构与性质对比有机物的分子特性分子结构与物理性质关系碳链长度碳链越长,沸点越高,水溶性越差分子形状直链比支链沸点高分子间力氢键使沸点升高,水溶性增强极性基团羟基、羧基增加极性和水溶性醇类分子间氢键示意图官能团的识别与分类碳氢官能团含氧官能团₂烷基-R、烯基-CH=CH、炔基-C≡CH羟基-OH、羰基C=O、羧基-COOH、醚基-O-有机物的危害与安全特殊有机物的毒性与环境影响苯及其衍生物致癌性,长期接触可导致白血病甲醛刺激性气体,可能导致呼吸道问题和过敏有机氯农药持久性有机污染物,在生物体内富集多环芳烃多种有致癌性,主要来自不完全燃烧实验室有机物安全操作规范
1.实验前了解所用物质的理化性质和危险特性
2.佩戴适当防护用品(手套、护目镜、口罩)
3.在通风橱中操作挥发性或有毒有机物
4.正确处理废弃物,不随意排放至环境第六章高考化学命题趋势与复习策略高考是中国教育体系中极为重要的选拔考试,化学作为理科的重要组成部分,对考生的科学素养和思维能力都有较高要求近年来,高考化学命题呈现出新趋势,理解这些趋势并采取有效的复习策略,对提高化学成绩至关重要命题特点复习策略注重基础知识与能力考查,强调学科构建知识网络,掌握解题方法,强化核心素养,增加实验探究与生活应用实验技能,关注前沿应用教学建议分层教学,注重过程性评价,加强学科融合,培养创新思维年高考化学试卷特点分析2024-2025江苏卷命题新趋势重点考查知识点•强调化学学科核心素养•物质结构与性质关系•注重科学思维方法的考查•化学反应原理与应用•增加实验探究类题目比重•元素化合物综合性质•加强化学与生活、生产的联系•有机化学基础与应用•关注前沿科技发展与环境问题•实验设计与数据分析典型真题解析123物质鉴别与推断类化学平衡计算类有机合成路线设计根据实验现象推断物质性质,注重逻辑推理考查对化学平衡原理的理解,以及复杂计算考查对有机化学反应规律的掌握和合成路线能力和实验设计能力中的数学处理能力的设计能力高考化学复习策略综合冲刺阶段(高三下学期高考前)-强化提升阶段(高三上学期下学期初)-夯实基础阶段(高二结束高三上学期)-•真题训练,熟悉高考命题特点和解题技巧•知识整合,关注各知识点间的联系•专题训练,针对重点难点专项突破•心理调适,保持良好状态迎接考试•系统梳理教材知识点,构建完整知识体系•模拟训练,适应高考题型和难度•归纳各类反应和物质性质,建立知识间的联•错题分析,找出知识盲点和能力短板系•练习基础题型,强化基本解题方法实验技能与综合能力培养高考越来越重视学生的实验能力和综合素养建议学生
1.熟悉基本实验操作,理解实验原理
2.学会实验设计和实验方案优化
3.提高实验数据处理和误差分析能力
4.培养化学思维,提升解决实际问题的能力教学设计与课堂活动建议互动实验与探究学习微型实验减少试剂用量,增加学生动手机会小组探究设计开放性实验问题,培养团队协作实验竞赛组织实验技能比赛,提高学习积极性项目学习基于真实情境的长期项目,培养综合能力小组化学探究活动现场多媒体课件与信息技术融合虚拟实验微课视频在线测评利用虚拟实验软件展示危险或复杂实验,增强理解制作知识点微课,便于学生课前预习和课后复习使用在线平台进行即时测评,及时了解学习效果分层教学与个性化辅导针对学生不同的学习基础和能力水平,采用分层教学策略•基础层注重基本概念和原理的理解,提供更多的引导和支持典型实验演示与教学资源推荐氧化还原反应演示铁化合物转化实验盐类制备与鉴别⁺⁺₂铁与硫酸铜溶液反应,观察铜的析出和溶液颜色变化,直观展示Fe²与Fe³的相互转化,观察FeOH在空气中被通过不同方法制备硫酸铜,并利用特征反应进行鉴别,培养₃展示电子转移过程氧化为FeOH的过程综合实验能力推荐优质教学网站与课件资源中国大学中国化学会教育委员会MOOC提供高质量的化学课程资源,包括视频讲解和在线练习提供最新的化学教育研究成果和教学资源互动式模拟实验化学反应动画库PhET提供免费的化学虚拟实验,可视化展示微观过程收集各类化学反应的3D动画,直观展示反应过程教师与学生的化学学习心得分享优秀教师教学经验总结学生学习化学的成功案例化学教学不仅是传授知识,更是培养思维我始终强调三个联系刚开始学化学时,我只是死记硬背,成绩一直不理想后来我改变知识间的联系、理论与实践的联系、化学与生活的联系这样学生才了学习方法,开始构建知识框架,理解原理,并在日常生活中寻找化能形成完整的知识网络,灵活应对各类问题学现象这样不仅记忆更牢固,解题也更灵活了—王明,特级教师—李华,2023届高考生王老师建议教师在教学中注重以下几点李华的学习方法•创设问题情境,引导学生主动思考
1.构建知识框架,理清知识脉络•关注概念形成过程,避免机械记忆
2.注重原理理解,避免死记硬背•加强实验教学,培养实践能力
3.勤做实验,加深对原理的理解
4.定期复习,巩固知识点激发学习兴趣与科学探究精神化学学习不应只为应对考试,更应培养学生的科学素养和探究精神教师可以通过介绍化学史、展示前沿研究、组织科学探究活动等方式,激发学生的学习兴趣和创新思维,培养他们对科学的热爱总结与展望知识体系实践能力科学素养高中化学构建了从物质变化、氧化还原反应到通过实验探究培养了观察、分析、解决问题的化学学习培养了理性思维、严谨态度和创新精有机化学的完整知识体系,为进一步学习奠定能力,这些能力将在未来学习和工作中持续发神,这是科学素养的重要组成部分基础挥作用化学知识服务生活与未来科技化学不仅是一门学科,更是理解世界的钥匙从日常生活中的烹饪、清洁,到工业生产、环境保护、医药健康,化学无处不在未来科技发展如新能源、新材料、生物技术等领域,都离不开化学的支撑激励学生成为新时代的化学探索者化学是一门充满活力和创造性的学科希望同学们不仅能在高考中取得好成绩,更能保持对化学的热爱和探索精神,成为新时代的科学探索者,为人类社会的可持续发展贡献力量化学之美在于发现,化学之乐在于创造!。
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