高中化学苏教版化学家眼中的物质世界 优秀作品

物质的转化和反应类型教学过程一回顾旧知师：上节课我们学习了酸,碱,盐的定义及其主要类别，同学们还记的主要有哪几种分类方式吗？生：有树状分类法和交叉分类法。师：很好，同学们回去都有及时巩固和复习。那我请一位同学来回答一下：硫酸氢钠按交叉分类法主要可以分成几类？生：硫酸氢钠是钠盐，酸式盐，还属于可溶性盐。师：好的，请坐，这位同学掌握得很扎实。我们学习过分类的方法之后，大家应学会对以前和将要学习的化学知识进行及时的归纳和整理，但仅仅是将物质进行分类还是不够的，我们还需要进一步研究各类物质的主要性质及其相互转化关系，以此帮助我们进一步深入了解这几类物质，从而提高化学学习的效率。二、物质的性质与转化1.单质师：首先我们从最简单的单质说起，我们常见的单质有哪些？生：有氧气、碳单质、铁、钠、钙等等。师：那同学可以写出几种单质转化为化合物的反应方程式吗？（请同学在自己的本子上进行书写，1-2分钟后可以请两位同学将自己到和黑板前书写）生：（板书）C+O2=CO2;Zn+2HCl=ZnCl2+H2;Fe+CuSO4=FeSO4+Cu师：我们来看一下这位同学写的方程式，第一个C与O2的反应，生成CO2，这个反应是我们很熟悉的反应，同学们在初中就学习过了木炭在氧气的燃烧反应。我们将这种两种或两种以上的物质生成一种新物质的反应称称之为化合反应，单质与氧气的燃烧反应是典型的单质与单质的化合反应，类似的还有氢气与氯气化合生成氯化氢等等。Zn与盐酸反应置换出酸中的氢生成氢气，我们把它称之为什么反应？生：置换反应。师：很好，那么如果把Zn换成铜、银、金这类金属，反应还能发生吗？这类反应发生的条件是什么？生：不能，因为铜银是不活泼金属，只有金属活动性顺序表位于氢前面的金属才能将氢置换出来。师：第三个反应是湿法炼铜的方式，铁可以将铜从它的盐溶液中置换出来也是因为铁比铜活泼。我们可以简单概括单质转化为化合物的几种类型。(板书）单质+单质=化合物单质+酸=盐+H2单质+盐=新金属+新盐师：前面这些都是单质转化为化合物的例子。有没有同学能举几个化合物制备单质的例子?生：电解水可以制备氢气与氧气，电解氯化钠可以得到钠单质和氯气。师：（追问）电解氯化钠溶液得到的是氢氧化钠、氢气和氯气，所以如果要制得钠、钾、钙这类活泼金属单质通常采用电解熔融化合物的方法。若要制取不活泼的金属，我们可以用还原剂来还原它们的氧化物，这些我们以后还会深入学习。2.酸师：我们刚才提到氢气可以与氯气化合生成氯化氢，氯化氢是常见的强酸之一，我们初中学习过的酸具有哪些性质呀？生：有腐蚀性，能使指示剂变色。师：酸的PH值小于7，能使紫色石蕊试液变红。请两位同学写一下酸与各类物质反应的化学方程式。生：NaOH+HCl=NaCl+H2O;Zn+2HCl=ZnCl2+H2;2HCl+CaO=CaCl2+H2O师：第一个反应是典型的酸碱中和反应，第二个是酸与活泼金属反应生成氢气的过程，值得注意的是酸只能用盐酸、硫酸之类的酸，而不用浓硫酸、硝酸这类酸，我们以后会学到这些浓硫酸、硝酸属于氧化性酸，产物不是氢气。第三个反应则是酸与氧化物的反应，进一步说就是酸与碱性氧化物的反应，最后的产物CaCl2是一种盐，也就是说酸与碱性氧化物反应生成了盐和水，这也就是碱性氧化物的通性。盐酸其实还可以与碳酸钠反应，请一位同学来写一下化学方程式。生：Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O师：很好，产物有CO2和H2O，这其实是生成的碳酸不稳定分解产生的，我们来看这个反应过程，其实就是一个强酸制得弱酸的过程。那我们稍微概括一下酸的性质。(板书)酸的性质腐蚀性溶液呈酸性酸+金属=盐+氢气酸+碱=盐+水酸+碱性氧化物=盐+水酸+盐=新酸+新盐3.碱师：学习过酸，我们自然而然就要联想到碱。常见的碱有氢氧化钠、氢氧化钙，与酸类似，也具有腐蚀性。由于水溶液呈碱性，能够使得石蕊、酚酞等指示剂变色。既然酸能与单质反应，那么碱能与它反应。请同学们前后左右四人为一组，讨论一下，等会请代表来书写方程。生：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2师：好，硅与碱的反应其实就是非金属单质与碱的反应生成来盐和氢气，但是并不是所有的非金属单质，例如硫与碱反应3S+6NaOH+H2O=2Na2S+Na2SO3+3H20，以及氯溴碘等卤素单质也可与碱反应。这些都是碱与非金属单质的反应，其实碱也可与铝、锌等金属单质反应。那么碱是否还可以与哪些物质反应？生：2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2+2NaCl;2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O师：（讲解）第一个反应就是碱与盐的反应，碱可以与氯化镁、硫酸镁这样的盐反应生成新的碱和新的盐。第二个反应中二氧化碳与碱反应，类似的SO3、SO2也可发生这样的反应，其实就是酸性氧化物与碱的反应，最终得到盐与水。(板书)碱的性质腐蚀性溶液呈碱性与单质反应碱+酸=盐+水碱+酸性氧化物=盐+水碱+盐=新碱+新盐4.酸/碱性氧化物师：我们在前面讲到与酸性氧化物可以与碱反应生成相应的盐和水，碱性氧化物也可与酸反应，这就是酸碱氧化物最主要的性质。同学们还可以写出酸性氧化物(例如CO2)、碱性氧化物（如氧化钙）与其他物质的反应吗？生：CO2+H2O=H2CO3CO2+CaO=CaCO3CaO+H2O=Ca(OH)2师：（总结）酸性氧化物与碱性氧化物都可以与水反应生成相应的酸和碱，但酸性氧化物中的二氧化硅是例外，它与水不反应。而酸性氧化物与碱性氧化物之间也可发生反应，生成相应的含氧酸盐。(板书)酸性氧化物的性质酸性氧化物+碱=盐+水酸性氧化物+H2O=含氧酸酸性氧化物+碱性氧化物=含氧酸盐碱性氧化物的性质碱性氧化物+酸=盐+水碱性氧化物+H2O=碱碱性氧化物+酸性氧化物=含氧酸盐5.盐师：我们刚才学习过了许多反应，最后都有盐生成，因此我们现在来讨论一下盐的性质和转化方程。以我们常见的碳酸钠为例。我们都知道碳酸钠的俗名为纯碱，但它其实是盐不是碱，而它的水溶液呈碱性，因此很自然能地联想到它可以与酸进行反应，Na2CO3+2HCl=2NaCl+H20+CO2.那同学们思考一下它与碱能否发生反应。（请同学到黑板上书写）生：Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH师：那么盐与盐之间可以发生反应吗？有没有同学可以举几个例子来说明？生：Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl师：盐与酸、碱、盐都可以发生反应，这是盐的一大特性。此外同学可以联想到盐还具有哪些性质吗？例如NaHCO3、CaCO3、氯化铵这类的盐，它们都具有什么共性?生：受热易分解。师：（总结板书）盐的性质盐+酸=新盐+新酸盐+碱=新盐+新碱盐+盐=2种新盐部分盐受热易分解三、四大反应类型1.化合反应师：我们在介绍单质生成化合物时提到单质提到了化合反应，初中已经学习过很多化合反应，例如铁丝、木炭、磷等一系列的燃烧反应都是化合反应。化合反应简单来说就是两种物质化合生成一种新物质的反应，同学们还可以举几个化合反应的例子吗？生：氢气与氯气反应生成氯化氢，二氧化碳和水反应生成碳酸等等。师：很好，除了与氧的燃烧反应之外，许多单质与氯气等非金属单质化合的反应也都是化合物，还有酸碱性氧化物溶于水生成相应的酸碱等也都是化合物。那我们观察几个化合反应的例子，例如铁丝在氧气在氧气中燃烧，这个反应需要什么样的条件？生：要点燃。师：没错，许多单质与氯气化合也点燃的条件，我们所涉及的燃烧反应都需要点燃、加热的条件，很多化合反应要发生都需要一定的外界条件（温度、压强、催化剂），举一个典型的氮气与氢气化合生成氨气为例，就需要高温、高压、催化剂的条件下才可发生。2.分解反应师：对于碳酸钙分解产生二氧化碳和氧化钙，大家还有印象吗？我们将这种类型的反应称之为什么反应？生：分解反应。师：还可以举出相应的例子吗？生：过氧化氢和氯酸钾的分解制氧气，电解熔融氯化钠制钠单质。师：观察碳酸钙分解的反应，它需要什么条件？生：加热。师：没错，再比如氯酸钾和过氧化氢的分解也需要加热或加催化剂，因此分解反应的发生也是需要一定的条件。3.置换反应师：化合反应是两个物质生成一种物质，而分解反应则是一种物质生成两种物质。我们回顾一下锌片与硫酸的反应，这个反应具有什么样的特征？生：锌将硫酸溶液中的氢离子置换出来生成了氢气。师：对，所以我们将这种金属从酸溶液中置换出氢产生氢气，或者A金属从另一种B金属的盐溶液中置换出B金属的反应称之为置换反应。那要发生这类的置换反应需要什么样的条件？生：如果金属要从酸中置换氢，则在金属活动性顺序表中该金属的位置要排在氢前面，如果金属要从某种盐溶液中置换另一种金属，则它必须要比该金属活泼。师：没错，只有活泼金属才能置换产生氢气，也只有活泼金属才能置换不活泼金属。我们现在重新看一下锌片与硫酸反应产生氢气的这个方程式。锌原本是0价，而硫酸锌中的锌是+2价，化合价升高了，硫酸中的氢本来是+1价，而氢气中氢是0价，化合价降低，也是发生化学反应后原来反应物中某种元素的价态都发生了变化，我们把这类反应化学反应称为氧化还原反应。那么碳与氧气反应生成二氧化碳，电解熔融氯化钠，这两个反应是氧化还原反应吗？生：是，因为化合价发生了变化。师：碳与氧气的反应是一种化合反应，电解熔融氯化钠是种分解反应，那么我们可以说所有的化合和分解反应都是氧化还原反应吗？如果不是请举出例子。生：比如二氧化碳溶于水生成碳酸的反应以及碳酸钙分解产生二氧化碳和氧化钙的例子。师：很好，分解反应和化合反应并不完全是氧化还原反应，我们可以肯定的是如果反应过程中有单质参与，基本都是氧化还原反应(同素异形体间的转化除外，例如氧气转化为臭氧)。4.复分解反应师：我们来回顾一下盐参与的一些反应，例如碳酸钠与盐酸/氢氧化钙/氯化钙的反应：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H20+CO2；Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH；Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl。这类反应的形式有什么特点？生：碳酸钠与酸、碱、盐互相交换成分，生成了新的物质。师：我们把这类AB+CD=AD+CB这种类型的反应称为复分解反应。请同学们观察一下这三个反应的产物有什么特点？生：前一个反应有气体产生，后一个反应有沉淀产生。师：很好，观察得很细致。我们再看一个例子:NaOH+HCl=NaCl+H2O,这个反应符合复分解反应的形式。生：符合，它们互相交换来成分。师：酸碱中和反应也是一种复分解反应，那我们注意它的产物有什么特点？生：有盐和水生成。师：对，关键点在于水。从众多的复分解反应中我们可以得出发生复分解反应的条件是两种物质在水溶液中交换离子，结合生成沉淀、气体、水等物质。要检验一个反应是否是氧化还原反应要看否有沉淀、气体、水等物质生成。这里要问一下复分解反应是氧化还原反应吗？生：不是，因为没有化合价的升降师：对于复分解反应，我们通过研究众多例子的可以看出反应前后没有元素的化合价发生变化，因此我们将它称为非氧化还原反应师：（总结