《氧化還原反應(yīng)-第1課時(shí)》示范課教學(xué)設(shè)計(jì)【化學(xué)人教版高中必修第一冊(cè)(新課標(biāo))】

氧化還原反應(yīng)（第1課時(shí)）大單元-高中化學(xué)必修1第一章第三單元學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)通過(guò)對(duì)化合價(jià)的分析，認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，并對(duì)常見(jiàn)的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分類?；诨蟽r(jià)變化與電子轉(zhuǎn)移的相關(guān)性，從微觀上認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)，能對(duì)其進(jìn)行分析。建立對(duì)宏觀現(xiàn)象的辨識(shí)和對(duì)實(shí)質(zhì)進(jìn)行微觀探析的化學(xué)思維。4.能從氧化還原反應(yīng)視角理解和關(guān)注我國(guó)長(zhǎng)征系列火箭推進(jìn)劑的發(fā)展，體會(huì)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的科學(xué)素養(yǎng)。情境導(dǎo)入情境導(dǎo)入長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭是中國(guó)自行研制的航天運(yùn)載工具。\t"/item/%E9%95%BF%E5%BE%81%E7%B3%BB%E5%88%97%E8%BF%90%E8%BD%BD%E7%81%AB%E7%AE%AD/_blank"長(zhǎng)征運(yùn)載火箭起步于20世紀(jì)60年代，1970年4月24日“長(zhǎng)征一號(hào)”運(yùn)載火箭首次發(fā)射“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星成功，標(biāo)志著我國(guó)進(jìn)入了航天事業(yè)新時(shí)代。長(zhǎng)征火箭已經(jīng)擁有退役、現(xiàn)役共計(jì)4代20種型號(hào)，是當(dāng)今世界可靠性、技術(shù)穩(wěn)定性最好的運(yùn)載火箭之一。那么火箭是如何將人造衛(wèi)星送入太空的呢？火箭推進(jìn)劑有哪些種類？它們又發(fā)生了怎么樣的反應(yīng)，可以產(chǎn)生如此巨大的推力？就讓我們開(kāi)始這節(jié)課的學(xué)習(xí)——了解火箭推進(jìn)劑。學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)任務(wù)【任務(wù)一】認(rèn)識(shí)我國(guó)長(zhǎng)征系列火箭中推進(jìn)劑的組合，標(biāo)注推進(jìn)劑中各元素的化合價(jià)【任務(wù)二】分析長(zhǎng)征五號(hào)火箭中液氫液氧推進(jìn)劑的反應(yīng)，知道有元素化合價(jià)變化的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移學(xué)習(xí)活動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)一】認(rèn)識(shí)我國(guó)長(zhǎng)征系列火箭中推進(jìn)劑的組合，標(biāo)注推進(jìn)劑中各元素的化合價(jià)根據(jù)情境材料中的信息，找出我國(guó)長(zhǎng)征系列火箭使用的推進(jìn)劑【活動(dòng)設(shè)計(jì)】【閱讀】長(zhǎng)征一號(hào)火箭是一種三級(jí)運(yùn)載火箭，采用四氧化二氮和偏二甲肼作推進(jìn)劑，1970年，它成功地將東方紅一號(hào)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道；長(zhǎng)征二號(hào)火箭是一種兩級(jí)運(yùn)載火箭，采用四氧化二氮和偏二甲肼作推進(jìn)劑，1975年，它完成了中國(guó)第一顆返回式衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)；長(zhǎng)征三號(hào)火箭增加了第三級(jí)低溫高能液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)，“長(zhǎng)三甲”系列成功打入國(guó)際市場(chǎng)；長(zhǎng)征四號(hào)火箭采用四氧化二氮和偏二甲肼作推進(jìn)劑，用于發(fā)射太陽(yáng)同步軌道的對(duì)地觀察應(yīng)用衛(wèi)星等；長(zhǎng)征五號(hào)火箭也稱為“冰箭”，采用液氫液氧和液氧煤油兩種推進(jìn)劑，直接服務(wù)于我國(guó)火星探測(cè)工程等國(guó)家重大科技工程；長(zhǎng)征六號(hào)火箭采用液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，具有無(wú)毒無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)，創(chuàng)造了我國(guó)航天一箭多星發(fā)射的新紀(jì)錄；長(zhǎng)征七號(hào)火箭采用了液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)等新技術(shù)；長(zhǎng)征十一號(hào)火箭是我國(guó)新型固體運(yùn)載火箭，推進(jìn)劑的主要成分是鋁粉、高氯酸銨和高聚黏合材料，能實(shí)現(xiàn)24小時(shí)以內(nèi)的快速發(fā)射。找出文中長(zhǎng)征系列火箭的推進(jìn)劑，寫出它們的化學(xué)式：長(zhǎng)征一號(hào)_______________長(zhǎng)征二號(hào)_______________長(zhǎng)征三號(hào)_______________長(zhǎng)征四號(hào)_______________長(zhǎng)征五號(hào)_______________長(zhǎng)征六號(hào)_______________長(zhǎng)征七號(hào)_______________長(zhǎng)征十一號(hào)_____________注：偏二甲肼的分子式為C2H8N2，煤油的組成表達(dá)式為CnHm?！驹O(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生在閱讀中了解我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展，增強(qiáng)學(xué)生的國(guó)家自豪感和社會(huì)責(zé)任感，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；培養(yǎng)學(xué)生在文字材料中獲取信息的能力；書(shū)瀉化學(xué)式為后續(xù)標(biāo)注化學(xué)式中元素的化合價(jià)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。標(biāo)出長(zhǎng)征系列火箭推進(jìn)劑中各元素的化合價(jià)【活動(dòng)設(shè)計(jì)】觀看長(zhǎng)征二號(hào)火箭發(fā)射視頻和火箭結(jié)構(gòu)示意圖。中國(guó)已經(jīng)是航天強(qiáng)國(guó)之一。2016年9月15日晚，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，長(zhǎng)征二號(hào)火箭噴射著濃烈的紅色煙霧，把我國(guó)第一個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室天宮二號(hào)送到太空。長(zhǎng)征二號(hào)火箭采用最常見(jiàn)的液體推進(jìn)劑，主要成分為偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)。(1)你能標(biāo)出這兩種化合物中各元素的化合價(jià)嗎？(2)圖示中氧化劑箱內(nèi)裝的物質(zhì)是______劑，燃燒劑箱內(nèi)裝的物質(zhì)是_________劑。(3)從視頻中可以看出，發(fā)射時(shí)有大量紅色煙霧從底部噴出，這可能是什么？具有怎樣的性質(zhì)？從環(huán)境保護(hù)角度你怎么評(píng)述？練習(xí)：標(biāo)出以下化合物或原子團(tuán)中除氧元素外其他元素的化合價(jià)。FeO、Cu2O、CH3OH、KMnO4、NH4+、N2O、NO2、N2O4、H2C2O4、ClO2、ClO3?【設(shè)計(jì)意圖】回顧初中元素化合價(jià)的知識(shí)，讓學(xué)生了解氫元素在化合物中常顯+1價(jià)，氧元素在化合物中常顯-2價(jià)，化合物中各元素正、負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零，原子團(tuán)中各元素的化合價(jià)的代數(shù)和等于原子團(tuán)所帶的電荷數(shù)，理解元素游離態(tài)時(shí)的化合價(jià)為零，并熟記H、O、Cl、F、Na、K、Mg、Ca、Al、Fe的常見(jiàn)化合價(jià)。提示：若要對(duì)偏二甲肼(C2H8N2)中碳元素與氮元素的化合價(jià)進(jìn)行標(biāo)注，可讓學(xué)生預(yù)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與元素周期律、化學(xué)鍵的知識(shí)，以便于理解化學(xué)式中各元素的價(jià)態(tài)?！救蝿?wù)二】分析長(zhǎng)征五號(hào)火箭中液氫液氧推進(jìn)劑的反應(yīng)，知道有元素化合價(jià)變化的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移回顧氧化還原反應(yīng)的定義，掌握氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、氧化劑、還原劑等概念【活動(dòng)設(shè)計(jì)】觀看長(zhǎng)征五號(hào)火箭發(fā)射視頻和長(zhǎng)征五號(hào)火箭結(jié)構(gòu)示意圖(1)長(zhǎng)征五號(hào)火箭，又稱“冰箭”采用液氫液氧和液氧煤油兩種推進(jìn)劑。2016年11月3日，在綠色環(huán)?；鸺l(fā)射基地——中國(guó)海南文昌，火箭噴出大量白霧和淡藍(lán)色的火焰飛入太空。①寫出液氫與液氧反應(yīng)的化學(xué)方程式。②該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)嗎？氧化劑和還原劑分別是什么？寫出S、P、C、Al、Mg、Na、Cu與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式，說(shuō)出氧化劑和還原劑、氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)。【設(shè)計(jì)意圖】以長(zhǎng)征五號(hào)火箭中液氫液氧推進(jìn)劑的反應(yīng)為例，能消除學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)應(yīng)用的神秘感。利用氫氣與氧氣的簡(jiǎn)單反應(yīng)，便于回顧氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、氧化劑、還原劑等概念，容易進(jìn)行氧化還原反應(yīng)知識(shí)的初高中銜接?！氨薄盎鸺膊康牡{(lán)色的火焰和大量白霧”“海南”等關(guān)鍵詞也容易幫助學(xué)生樹(shù)立科學(xué)發(fā)展中的綠色環(huán)保的責(zé)任意識(shí)。掌握有化合價(jià)變化的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，完善氧化還原反應(yīng)的概念【活動(dòng)設(shè)計(jì)】閱讀網(wǎng)上資源，閱讀儲(chǔ)氫材料和儲(chǔ)氫技術(shù)資料。長(zhǎng)征五號(hào)火箭推進(jìn)劑主要成分為煤油(CnHm)、液氫、液氧。(1)單質(zhì)氫作為燃料具有熱值高、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)前儲(chǔ)氫技術(shù)的發(fā)展，使氫氣作為燃料應(yīng)用成為可能。常用的鎂基儲(chǔ)氫法，理論儲(chǔ)氫量每噸可達(dá)7.69%，通過(guò)計(jì)算，儲(chǔ)氫物的化學(xué)式為_(kāi)____________，寫出生成該儲(chǔ)氫物的化學(xué)方程式：_______________________。該反應(yīng)(填“是”或“不是”)氧化還原反應(yīng)，若是，氧化劑是_________________。(2)寫出煤油與液氧完全燃燒的化學(xué)方程式：_________________________________。煤油作______劑，發(fā)生_______________反應(yīng)?！驹O(shè)計(jì)意圖】(1)讓學(xué)生從“得氧”“失氧”角度認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)，并進(jìn)一步分析氧化還原反應(yīng)與元素化合價(jià)升降的關(guān)系，得出氧化還原反應(yīng)的變化特征是化學(xué)反應(yīng)中有元素化合價(jià)發(fā)生改變?；瘜W(xué)反應(yīng)中化合價(jià)升高的物質(zhì)，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，作還原劑；化合價(jià)降低的物質(zhì)，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，作氧化劑。(2)繪圖梳理氧化還原反應(yīng)概念間的聯(lián)系，一是為了鞏固與完善氧化還原反應(yīng)系列概念，二是因?yàn)檠趸€原反應(yīng)理論是化學(xué)變化中的重要觀念，需要建立認(rèn)知模型進(jìn)行認(rèn)識(shí)歸類，以避免混淆概念。實(shí)驗(yàn)證明氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移【活動(dòng)設(shè)計(jì)】【提問(wèn)1】寫出鋅與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，說(shuō)出被氧化和被還原的物質(zhì)。為什么還原劑中有元素化合價(jià)的升高，氧化劑中有元素化合價(jià)的降低？【提問(wèn)2】稀硫酸中氫元素的存在形式是什么？鋅放入稀硫酸中，氫氣是怎么生成的？【實(shí)驗(yàn)】閉合電路中若電子發(fā)生定向轉(zhuǎn)移，你怎么用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行證明？你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明鋅在這個(gè)反應(yīng)中失去電子嗎？(提供以下實(shí)驗(yàn)器材：電流計(jì)、導(dǎo)線、燒杯、鋅片、鎂條、鋁片、銅片、碳棒、鐵片、稀硫酸、水)化學(xué)方程式__________________。組織實(shí)驗(yàn)小組，討論設(shè)計(jì)理由及設(shè)計(jì)方案，引導(dǎo)學(xué)生畫出設(shè)計(jì)圖：【設(shè)計(jì)意圖】(1)學(xué)生還沒(méi)有深入學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)、元素周期律等知識(shí)，對(duì)元素化合價(jià)的變化還不能完全從微觀結(jié)構(gòu)角度進(jìn)行分析，由此也不能得出氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。高一學(xué)生容易理解稀硫酸中有氫離子，鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，能較為形象地表示出氫離子變成氫氣，即氫離子得到電子，化合價(jià)降低，變成原子；而生成氫氣，使學(xué)生容易理解化合價(jià)發(fā)生變化的實(shí)質(zhì)是原子間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移。(2)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中的設(shè)問(wèn)主要是提示電子定向移動(dòng)產(chǎn)生電流，可用電流計(jì)證明，圖中電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)且溶液不變色，說(shuō)明鋅失去電子。然后根據(jù)學(xué)生的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，利用原電池裝置講解電子得失可證明鋅與稀硫酸發(fā)生的氧化還原反應(yīng)中電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，并且稀硫酸可以換成能與鋅發(fā)生氧化還原反應(yīng)的其他溶液，電流計(jì)指針均可發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由此推得氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移。利用宏觀現(xiàn)象證明氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。練習(xí)與測(cè)評(píng)練習(xí)與測(cè)評(píng)1.下列反應(yīng)中屬于氧化還原反應(yīng)的是()A.CaCO3高溫C.2Cu+O22.氧化還原反應(yīng)在生產(chǎn)、生活中具有廣泛的用途。下列生產(chǎn)、生活中的事例不涉及氧化還原反應(yīng)的是()A.金屬冶煉B.燃放鞭炮C.食物腐敗D.豆?jié){變成豆腐3.化工廠經(jīng)常用濃氨水檢驗(yàn)氯氣管道是否泄漏，利用的化學(xué)反應(yīng)為3Cl2+8NHA.6：1B.8：3C.2：3D.2：14.下列變化過(guò)程，屬于還原反應(yīng)的是()A.HCl→MgCl2C.N2O45.在反應(yīng)S+2KNO3+3C點(diǎn)燃6.閱讀下面兩條科普信息，回答問(wèn)題。a.一個(gè)體重50kg的健康人體內(nèi)含鐵2g，這2g鐵在人體中不是以金屬單質(zhì)的形式存在，而是以Fe2+和Fe3+的形式存在。亞鐵離子易被人體吸收，給貧血者補(bǔ)鐵時(shí)，應(yīng)給予亞鐵鹽，如硫酸亞鐵。服用維生素C可將食物中的鐵離子還原成亞鐵離子，有利于人體對(duì)鐵的吸收。b.在新生代的海水里有一種鐵細(xì)菌，它們提取海水中的亞鐵離子，利用酶為催化劑轉(zhuǎn)變成它們的皮鞘(可以用Fe2O3來(lái)表示其中的鐵)，后來(lái)便沉積下來(lái)形成鐵礦；該反應(yīng)的另一種反應(yīng)物是CO2，反應(yīng)后CO2轉(zhuǎn)變成有機(jī)物(有機(jī)物用CH2O表示)。(1)這兩則科普信息分別介紹了人體內(nèi)和海水中的亞鐵離子與鐵離子(或者鐵的高價(jià)化合物)相互轉(zhuǎn)化的事實(shí)、方法和途徑。亞鐵離子表現(xiàn)了什么性質(zhì)？鐵離子表現(xiàn)了什么性質(zhì)？說(shuō)明你的理由。(2)材料a中的維生素C是氧化劑還是還原劑？材料b中的CO2是氧化劑還是還原劑？請(qǐng)分別說(shuō)明你的理由。(3)寫出材料b中反應(yīng)的化學(xué)方程式：(4)若維生素C的化學(xué)式為C6H8O6，1mol維生素C反應(yīng)后生成新物質(zhì)C6H6O6你認(rèn)為該過(guò)程轉(zhuǎn)移了_______mol電子，說(shuō)說(shuō)你的分析方法。練習(xí)與測(cè)評(píng)參考答案【評(píng)價(jià)】題號(hào)核心素養(yǎng)水平解答與說(shuō)明1證據(jù)推理與模型認(rèn)知水平1C2科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)水平1D3宏觀辨識(shí)與微觀探析水平2C4證據(jù)推理與模型認(rèn)知水平2D5宏觀辨識(shí)與微觀探析證據(jù)推理與模型認(rèn)知水平3CS、KNO36宏觀辨識(shí)與微觀探析證