高中化学必修1第四章《非金属及其化合物》教材分析与教学建议精品版Word文件下载.docx
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（1）把硫、氮元素的知识体系中与当代环境关系十分密切的硫、氮的氧化物编成第三节，突出环境问题，注重科学精神和人文精神融合。
（2）把用途广泛的硫酸和硝酸及氮的氢化物编写成第四节：
用途广泛的两种酸——硫酸和硝酸（氧化性），突出特点、重点，加强联系和比较；
氨，作为典型的碱性气体，突出典型性质。
本章选材，着眼于这几种元素的单质及其重要化合物的主要性质
知识安排：
知识和用途相结合；
理论和实际相结合；
物质的重要性能与可能的负面作用相结合；
使学生认识到常见非金属及其化合物在生活和生产中的应用以及与人类和环境的关系。
本章总体内容安排
三、内容与教学目标要求
《普通高中化学课程标准（实验）》的要求：
通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
《普通高中化学课程标准（实验）》提出以下活动与探究建议：
（1）实验：
氯气的漂白性；
（2）查阅资料：
日常生活中的含氯化合物；
（3）查阅资料并讨论：
减少向大气中排放氮氧化物、二氧化硫的措施；
（4）讨论：
自然界碳、氮循环对维持生态平衡的作用；
（5）查阅资料：
硅及其化合物在信息技术、材料科学等领域的应用。
具体内容与教学目标要求：
第一节无机非金属材料的主角——硅
1了解硅在自然界的存在形式
2知道晶体硅是良好的半导体材料，能说出它的主要用途
3知道二氧化硅的物理性质
4了解二氧化硅与氢氟酸、碱性氧化物、强碱反应
5能列举二氧化硅制品的主要用途
6了解硅酸的性质（弱酸性、水溶性、硅胶的吸水性）及制备方法
⑦了解硅酸钠（Na2SiO3）的性质、用途，知道常用的水玻璃、陶瓷、水泥、玻璃是硅酸盐制品
第二节富集在海水中的元素——氯
1了解氯气的物理性质（通常情况下的颜色、气味、溶解性、毒性）
2能从氧化还原反应的角度分析氯气与氢气、钠、铁、铜、水、氢氧化钠溶液、某些盐（Fe2+、I－）的反应，并能写出相关的离子方程式
3理解漂白粉的生产原理，漂白粉的漂白原理
4了解氯水的消毒和漂白作用
⑤学会Cl－检验的方法
第三节硫和氮的氧化物
1了解二氧化硫的物理性质（通常情况下的颜色、气味、溶解性、毒性）
2了解二氧化硫与水、氧气反应，能用化学方程式说明工业上用二氧化硫生产硫酸的基本原理
3了解亚硫酸的酸性和不稳定性
4了解二氧化硫的漂白作用与次氯酸的漂白作用的区别
5了解氮气、一氧化氮、二氧化氮的物理性质，并能用氧化还原反应的知识分析它们之间的相互转化
⑥了解二氧化氮、二氧化硫对大气的污染及防治
第四节硫酸、硝酸和氨
1能运用氧化还原反应知识理解浓硫酸的氧化性（与Cu、C的反应）
2能运用氧化还原反应知识理解硝酸的氧化性（浓硝酸、稀硝酸与Cu、C、常见金属的反应）
3学会SO42－的检验
④知道氨气的物理性质（通常情况下的颜色、气味、溶解性），知道氨水呈弱碱性
⑤学会氨气的实验室制取、收集、检验的方法
⑥铵盐的性质（易溶于水、受热易分解、与碱共热、与酸反应）
⑦知道冷的浓硫酸、浓硝酸与铁、铝的钝化作用
⑧知道硝酸的保存方法
⑨能用化学方程式列举出工业上用生产硝酸的基本原理
四、课时安排
第一节无机非金属材料的主角——硅（2课时）
第二节富集在海水中的元素——氯（2～3课时）
第三节硫和氮的氧化物（2课时）
第四节硫酸、硝酸和氨（3～4课时）
复习与机动（2课时）
测试与讲评（2课时）
五、教学建议
本章的教学我们认为应三条线并进：
①化学基本知识的教学（知识与技能）；
②化学学科的研究方法，学习方法的指导（过程与方法）；
③反映化学与社会、环境、生活和科技发展等的广泛联系（情感态度与价值观）。
如何在知识教学的同时将方法指导和化学应用等内容有机地揉合为一个整体，顺利完成本章地教学任务呢？
建议如下：
（一）尊重教材安排，把握知识间的内在联系
本章的内容安排打破以往“氢化物←由单质→对应氧化物→对应酸→对应盐”的模式，而是从学生已有的生活经验或学习经验出发，遵循“结构→性质→用途”或“用途→性质→结构”这两条主线，由浅及深，有选择、有重点地进行知识呈现。
尊重教材安排，把握好知识间的内在联系，我们才能从学生的基础出发，全面达成三维教学目标。
1．无机非金属材料的主角——硅
从硅及其化合物的知识体系来看，它由二氧化硅和硅酸、硅酸盐以及硅单质等三部分内容组成。
在内容编排上打破常规，首先从硅的亲氧性引出硅主要存在的两种形式──二氧化硅和硅酸盐，接着介绍二氧化硅的性质，再介绍硅酸、硅酸盐的一些性质，最后介绍硅单质。
这一节的教学内容是以学生对硅及其化合物在生活、生产中的体验为出发点，同时突出体现“结构决定性质，性质决定用途”的化学基本思维。
所以先学习比较熟悉的硅的化合物，再学习单质硅的顺序符合认知规律，有利于学生接受。
2.富集在海水中的元素——氯
氯是一种比较典型的、重要的非金属元素。
教材选择氯气的性质、用途以及Cl-的检验等内容进行比较全面的学习和研究，不但可以让学生了解典型非金属单质及其化合物的性质，而且对学生全面认识化学元素，尤其是了解其他非金属元素及其化合物的性质，形成正确的观点、掌握正确的学习方法等具有重要的作用。
非金属单质的性质主要包括与金属单质、水及碱溶液的反应，氯气的学习也正是围绕这样的主线进行，并且结合实际生活、生产，让内容更加贴近生活，利于学生接受。
3.硫和氮的氧化物氨硝酸硫酸
本章第三、第四节的内容按照元素化合物的类型，采取对比的学法进行编排。
硫和氮的氧化物同为大气污染物，编为一节，突出体现化学与环境的关系，引发学生对环境问题的关注。
其实在第三节的内容安排中还是先将SO2、SO3与NO2、NO分开呈现的，这是考虑到它们属性的不同，SO2、SO3属于酸性氧化物，NO2、NO在氧化还原性质上表现得更为明显，这样的安排也符合化学基本学习方法的建构。
最后一节综合阐述大气污染问题，将本节的学习内容与实际生活联系起来，丰富学生对化学的感知。
硫酸、硝酸同为氧化性酸，有许多共性，编排在一起学习充分体现比较归纳的学习方法，利于学生接受。
（二）准确把握教学目标，突出重点
本章教材的最大特点就是内容繁多，用一章书讲述了四个主族非金属元素的代表物。
教材的内容选取特别注重物质的实用性。
因此教师很有必要深入细致地研究教材、教师用书和本章的教学目标要求，准确把握本章的重点、难点，打破传统的细而全的教学思路，不要过多的关注多讲一种物质还是少讲一种物质，多讲一条性质还是少讲一条性质。
在教学中切不可为求完整，而擅自加多或加深内容，加重学生负担。
教师应该更多关注学生核心观念的建构，尤其是元素观、分类观和转化观。
教师要站在一定的高度上分析元素化合物内容的深广度，站在观念的建立和研究方法的指导层面上，不要过多在乎细节知识的多与少。
争取做到在有限的课时内，把教材处理得详略得当，重点突出。
不建议对SiO2的结构做过多的解释，只需要按照74页“科学视野”做了解，知道没有SiO2分子即可。
教材介绍SiO2的结构是为了让学生理解SiO2与CO2的物理性质出现巨大差异的原因，体现“结构决定性质”。
不建议对单质Si的化学性质做拓展。
按照教学目标，学生只需知道晶体硅是良好的半导体材料，能说出它的主要用途即可。
关于氯气的实验室制法：
MnO2+4HCl（浓）==MnCl2+Cl2↑+2H2O，一直是个重点难点内容，传统的处理是按“实验目的、实验原理、实验装置、实验步骤、实验现象与结论”程序进行教学。
而新教材中这一反应仅在82页的“科学史话”栏目——“氯气的发现和确认”中。
其目的是激发学生的学习兴趣，让学生在比较轻松的环境里了解氯气可以从氧化盐酸中的氯离子得到，氯气是黄绿色、有刺鼻气味的气体等，而且从科学家身上学习到科学研究的思想和科学探究的精神。
结合“思考与交流”栏目，我们看到只要求书写化学反应方程式，显然不是重点，不作要求，我们在教学时可以做作简单介绍，不必进行挖掘和做复杂的考查。
3.硫和氮的氧化物
学生层次较低的学校不建议引入体现SO2的氧化性：
2H2S+SO2==3S↓+2H2O的反应。
学生层次较高的学校可以在复习课中从化合价的角度对SO2的性质进行预测，从而引出并介绍该反应，但仍不建议做重点介绍，不要求学生记忆。
建议补充说明可逆反应的含义，为学生今后接触更多的可逆反应，以及学习化学平衡等奠定基础。
对于学生层次较好的学校，建议补充SO2漂白性与氯水、H2O2、活性炭漂白性的区别。
4.氨硝酸硫酸
不建议对不同浓度的硝酸与金属单质反应产生不同还原产物引发的一系列计算问题进行深究。
可以补充的内容有：
①解释氨水呈弱碱性的原因（98页“资料卡片”）；
②氯化铵的受热分解的实验现象（理解为什么不能直接加热氯化铵制备氨气）；
③学会NH4+的检验方法；
④鉴别浓、稀硫酸的方法；
⑤硝酸与Ag、C的化学反应。
（三）处理好新旧知识的衔接
衔接知识
引出新知识
衔接方式
初中
CO2的化学性质
SiO2的化学性质
类比推理：
同为酸性氧化物，它们有何共性？
然后对比
O2的氧化性
Cl2的氧化性
类比推理，按氧化还原性强弱提升
第三章
金属与非金属反应
直接迁移
盐酸、NaCl溶液与AgNO3溶液反应
Cl-检验
SO2作为酸性氧化物的性质
类比推理，再丰富
第二章
Fe2+的还原性、中间价态元素物质的氧化还原性
SO2的氧化还原性
直接迁移，直接应用：
SO2能被哪些氧化剂所氧化？
中间价态元素物质的氧化还原性
NO2、NO的氧化还原性
迁移应用
酸的通性
浓硫酸、浓硝酸的化学性质
综合应用
氧化剂的氧化性
碱的通性
氨气与氨水的性质
综合应用，并提升学生对弱电解质的认识
弱电解质的部分电离
第四章的内容看起来多、杂、新、难，但其实都是在已学内容基础上的提升，处理好这些衔接关系，能有效的降低教学的难度，让学生感受教学的联系性与所学知识的作用。
（四）利用教材丰富多彩的栏目，更好地达成三位目标
观察、实验和经验是学习元素化合物性质的重要手段。
为了增强学生学习的探究性、亲历性和体验性，教材通过多处“实验”“思考与交流”“学与问”“实践活动”“科学探究”以及习题等的设计，大大增加学生活动，学生的学习自主性得到了更多的体现。
我们应合理利用教材的各个栏目，达成“过程与方法”、“情感态度与价值观”目标。
通过教材p74“科学视野”，结合下方彩图呈现的SiO2的存在形式及用途，利用教材p76“思考与交流”，再次强化学生“结构决定性质”、“用途反映性质”的化学学科思想。
通过课后习题第9题，让学生了解精硅的冶炼过程，落实强化巩固氧化还原知识，同时体会“从沙滩到用户”，让学生进一步体会化学在生活生产中的巨大作用。
通过课后习题第10题，让学生学会用比较归纳法建立新旧知识的联系与区别，逐渐建立良好的学科学习方法。
通过教材p82“科学史话”，激发学生的学习兴趣，让学生在比较轻松的环境里了解氯气可以从氧化盐酸中的氯离子得到，氯气是黄绿色、有刺鼻气味的气体等，而且从科学家身上学习到科学研究的思想和科学探究的精神。
然后结合“思考与交流”，让学生谈一谈从这一史实中得到的启示，很自然地引出氯气的实验室制法，再写出相应的化学方程式。
在思考和交流的过程中，要利用好这一问题的情景，引导学生体会理论指导的重要性和实验实证的基础性，使学生产生对化学知识的亲近感，增加他们主动求知的精神。
通过教材p85“学与问”，使学生建立对立统一规律和辩证唯物主义观点，认识到要学好知识，正确运用，才能让自然资源更好地为人类服务。
通过p87第2题，对氯水的成分及性质做进一步探究。
通过教材p89空气质量日报提出的几个问题，激发学生思索，使学生较快投入到学习情境中，同时引起学生关注日益严峻的环境问题。
通过p92“科学探究”，初步培养学生的实验设计能力，对实验方案的评价能力，加深巩固学生对NO→NO2→HNO3的转化关系的理解。
同时联系工业生产硝酸的方法，初步体会从实验室走向实际工业生产的乐趣，提高学生对化学学习的热情。
案例：
教材p92“科学探究”陈彦玲
现给你一试管二氧化氮，其他药品和仪器自选。
请你设计实验，要求尽可能多地使二氧化氮被水吸收。
实验步骤
现象
解释（可用化学方程式表示）
（1）
（2）
（3）
设置阶梯性问题，引导学生设计实验方案、评价实验方案：
1.如何令二氧化氮被水吸收?
这一反应可完全消除气体污染物吗？
2.能想办法使生成的NO也转变为目标产物吗？
3.通过什么现象能判断气体更多地被吸收了？
4.如果一次通入大量的气体，一定能看到预期现象吗？
如何控制通气速率？
请画出装置简图。
5.通入氧气的量要多少？
动手实验，看与你的预期是否相符。
6.从理论上分析，你认为试管内能否完全充满液体？
若不能充满，原因可能是什么？
本方案除了讨论原理，还应关注对实验方案的设计与实验装置图的讨论，这与第三章“铁与水蒸汽反应实验设计”的方法是相通的，但对实验原理要求更高；
如：
如何收集一满瓶NO2？
如何简易制备O2？
每次应该通入多少O2？
最终N都变成了什么？
实验探究后，要充分讨论“对工业生产硝酸的启示”、“自然界氮的循环”，让学生自己设计反应流程，体现学以致用。
通过教材p98“思考与交流”，让学生体会从氧化还原的观点，分析氮及其化合物性质的基本方法，落实氮及其化合物的转化关系知识。
如果加以拓展，还可以通过这些物质之间的变化，用分类的方法，总结非金属元素构成的不同类别的物质之间的知识体系。
通过p99“思考与交流”，让学生认识氮的循环对生态平衡的重要作用，理解学习氮及其化合物的重要意义。
通过p100“思考与交流”，让学生学会从物质类别属性认识硫酸和硝酸，建立类别观的学科思想方法。
（五）加强学科思想方法教育，为元素化合物知识的学习搭建方法平台
根据李南萍老师在《科学取向教学论指导下的中学化学课型研究》的发言，元素化合物教学的显性教学任务是获得常见物质的组成、结构、性质和用途等，同时形成提取元素化合物知识的“线索”或认知图式。
元素知识的认知图式主要包括两条：
（观察法、实验法）
（类别观、价态观）
这就要求我们在元素化合物的教学过程中继续运用第二章建立的类别观、氧化还原、离子反应等基础理论方法，继续落实第三章初步建立的对比法、实验法、观察法，努力搭建元素化合物知识的学习方法平台，加强学科思想方法教育，以学生的长期发展作为我们教学的最终目标。
（1）运用对比学习法及物质类别观学习SiO2的性质
碳和硅是同一主族相邻的两种元素，它们的性质既有相似之处，又有不同之处。
将学生熟悉的CO2与本节学习的SiO2做对比学习，可加深学生对知识的理解，有利于学生对知识的记忆和掌握。
且根据SiO2和CO2都是酸性氧化物这一特点，可以引导学生把它们的性质一一列出。
然后引导学生从硅的亲氧性大，得出常温下SiO2的化学性质稳定；
在加热的条件下，SiO2才能与碱性氧化物起反应，等等。
例如：
《无机非金属材料的主角——硅教学设计》节选广州市第五中学汪爱华
【展示】装有NaOH的试剂瓶使用橡胶塞的图片
【提问】装有NaOH的试剂瓶为什么使用的是橡胶塞
【学生讨论】玻璃中有二氧化硅，氢氧化钠与二氧化硅反应，氢氧化钠腐蚀玻璃。
【结论】能和碱反应生成盐和水的氧化物称为酸性氧化物。
SiO2是酸性氧化物。
【对比】将CO2和SiO2比较，CO2是酸性氧化物，所以它具有酸性氧化物的通性，即能与碱、碱性氧化物反应。
SiO2能与碱、碱性氧化物反应。
【学生活动】书写二氧化碳和CaO反应的方程式，和NaOH反应的化学方程式，推测SiO2和CaO反应的方程式，和NaOH反应的化学方程式。
【板书】
（2）与碱性氧化物反应
CO2+CaO＝CaCO3
SiO2+CaO
CaSiO3
（3）与碱反应
CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2OSiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O
通过对比的方法来加深学生对CO2和SiO2性质的理解，同时锻炼学生书写方程式能力
【总结】二氧化硅是酸性氧化物。
正是因为其能与NaOH发生反应，所以其瓶塞使用的是橡胶塞。
（2）在硅酸、硅酸盐的教学中也建议用物质类别观进行教学
（3）落实“结构决定性质，性质决定用途”的学科思维方法
（1）本节的主要学习线索是氧化还原反应，应充分运用氧化还原的基础知识理解学习本节内容。
（2）氯气是一种典型的非金属单质，通过本节学习，可以总结非金属单质的某些共性（类别观）。
（3）利用离子反应的基本知识理解Cl-的检验方法。
（1）运用对比学习、物质类别、氧化还原等方法学习SO2，帮助学生建构二维表征图
SO2的学习是培养学生学科思想的良好素材，我们应好好把握。
SO2作为酸性氧化物，可以类比CO2的性质。
SO2的S元素为+4价，处于S元素的中间价态，从氧化还原的角度看，既有氧化性又有还原性，以还原性为主。
SO2又具有自己的特性——漂白性。
利用SO2的学习，可以帮助学生建构学习元素化合物的基本模式：
物质类别属性；
②氧化还原角度具有的性质；
③特性。
同时搭建二维表征图：
例如《二氧化硫的教学设计》（广东实验中学程俊设计）
武术期末考试试卷
（1）作为酸性氧化物——从物质分类的角度
政治理论知识应知应会
数学工程问题CO2
SO2
与H2O反应
有机化学试题及答案Yes
数学函数怎么学SO2+H2O
H2SO3
与NaOH
Yes
教学工作情况SO2+2NaOH==Na2SO3
与CaO
李笑来学习这里Yes
概率论期末试卷及答案SO2+CaO==CaSO3
改革开放的历史性标志与Na2CO3
概率教学方法的研究Yes
与Na2O2
实验1：
将桌面上的一大试管SO2气体倒立在水槽中，拔掉橡皮塞，观察现象，然后将生成的溶液分别倒入少量到另外五支小试管中。
并分析它的成分（SO2、H2SO3、H+、H2O）和性质（酸性、不稳定性）。
引出可逆反应：
在相同条件下，既能向正反应方向进行、又能向逆反应方向进行的反应。
（2）作为S的中间价态的物质——从氧化还原的角度
分析二氧化硫的氧化性和还原性，重点掌握二氧化硫和氧气的反应。
（可以加入将亚硫酸溶液滴入酸性KMnO4溶液的实验。
）学生：
根据氧化还原反应的知识推测二氧化硫的化学性质，并猜测能氧化二氧化硫的氧化剂。
需要掌握的是二氧化硫与氧气反应的方程式。
（3）漂白性——从特性的角度
实验2：
取一支上述实验1得到的溶液，分别滴入下列溶液中：
试管中物质
紫色石蕊试液
变为红色
紫色满天星
先变为无色，加热后变淡紫
品红溶液
先变为无色，加热后恢复红色
教师引导学生分析与解释二氧化硫的漂白性，知道它与氯水漂白性的不同之处。
并了解二氧化硫漂白性的基本
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