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B4 化學(xué)反應(yīng)原理一、化學(xué)反應(yīng)原理編寫意圖、方法和使用說明化學(xué)反應(yīng)原理是高中化學(xué)第三個(gè)必修模塊,完成本模塊的教學(xué)需36課時(shí)。為方便教師根據(jù)教科書內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際靈活整合相關(guān)內(nèi)容,本模塊安排了一定的機(jī)動課時(shí)。是人類在研究大量化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的基礎(chǔ)上,總結(jié)得到的關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的一般規(guī)律,涉及化學(xué)反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化、反應(yīng)速率、方向和限度等方面的問題。本化學(xué)反應(yīng)原理模塊設(shè)置了“化學(xué)反應(yīng)與能量”、“化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡”以及“溶液中的離子反應(yīng)”三個(gè)專題?!皩n}1 化學(xué)反應(yīng)與能量”研究化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化所遵循的規(guī)律,包括化學(xué)能與熱能、化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化以及化學(xué)對解決人類能源問題的重要貢獻(xiàn)等內(nèi)容?!皩n}2 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡”研究化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的方向、限度和速率所遵循的規(guī)律,包括化學(xué)反應(yīng)速率的涵義及影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、化學(xué)平衡的涵義及影響化學(xué)平衡的因素、判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)等。“專題3 溶液中的離子反應(yīng)”研究化學(xué)平衡原理的一些應(yīng)用,包括弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類的水解以及沉淀溶解平衡等;其中,“化學(xué)反應(yīng)與能量變化”這部分內(nèi)容是討論“化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡”和“溶液中的離子反應(yīng)”的理論基礎(chǔ)。例如,化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)(吸熱或放熱)是討論溫度對化學(xué)平衡、弱電解質(zhì)的電離平衡、水的電離平衡、鹽類的水解平衡等的影響的重要依據(jù);化學(xué)反應(yīng)的焓變的計(jì)算是判斷某一化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的重要組成部分;電解原理和原電池原理則為學(xué)習(xí)認(rèn)識物質(zhì)在水溶液中的離子反應(yīng)離子間的氧化還原反應(yīng)奠定了基礎(chǔ)(圖1)。圖1 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化與化學(xué)反應(yīng)的方向和限度、溶液中的離子反應(yīng)的聯(lián)系 通過本模塊的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)注意在以下幾個(gè)方面得到發(fā)展:1認(rèn)識化學(xué)變化所遵循的基本原理,初步形成關(guān)于物質(zhì)變化的正確觀念; 2了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化所遵循的規(guī)律,知道化學(xué)反應(yīng)原理在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的應(yīng)用; 3運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理合成新物質(zhì)對科學(xué)技術(shù)和人類社會文明所起的重要作用,能對生產(chǎn)、生活和自然界中的有關(guān)化學(xué)變化現(xiàn)象進(jìn)行合理的解釋; 4增強(qiáng)探索化學(xué)反應(yīng)原理的興趣,樹立學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的志向。 教學(xué)中有關(guān)問題探討1本模塊與其他模塊之間的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)原理是理論性較強(qiáng)的選修模塊,主要針對化學(xué)反應(yīng)原理感興趣的理科學(xué)生開設(shè)的選修模塊。本模塊涉及許多核心概念和核心知識,這些大多數(shù)核心概念和核心知識雖然大多數(shù)在化學(xué)1、化學(xué)2必修模塊中已經(jīng)出現(xiàn),但是在化學(xué)1、化學(xué)2必修模塊中要求較低;而在其他選修模塊中又將以不同的呈現(xiàn)方式、不同的角度進(jìn)一步出現(xiàn)。因此教學(xué)中要處理好它們之間的關(guān)系。表1 教材的體系結(jié)構(gòu)、核心知識、與必修模塊的關(guān)系專題單元核心知識與必修模塊的關(guān)系專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化第一單元化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)反應(yīng)熱及其測定、熱化學(xué)方程式的書寫、應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)焓變化學(xué)2專題2 第二單元 化學(xué)反應(yīng)中的熱量第二單元化學(xué)能與電能原電池的工作原理、常見的化學(xué)電源;電解的原理及其電極反應(yīng)式的書寫、電解飽和食鹽水原理、電鍍原理化學(xué)2專題2第三單元 化學(xué)能與電能第三單元金屬的腐蝕與防護(hù)金屬的電化學(xué)腐蝕原理及防護(hù)的原理和措施化學(xué)1專題3第二單元 鐵、銅的獲取際應(yīng)用(鋼鐵的腐蝕)專題2化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第一單元化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法及計(jì)算、反應(yīng)條件(反應(yīng)物濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,催化劑的特點(diǎn)化學(xué)2專題2第一單元 化學(xué)反應(yīng)速率與限度第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向與限度反應(yīng)焓變和反應(yīng)熵變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響、化學(xué)平衡狀態(tài)、化學(xué)平衡常數(shù)、平衡轉(zhuǎn)化率及其計(jì)算第三單元化學(xué)平衡的移動反應(yīng)條件(濃度、壓強(qiáng)、溫度)對化學(xué)平衡的影響、化學(xué)平衡移動的一般規(guī)律(勒夏特列原理)專題3溶液中的離子反應(yīng)第一單元弱電解質(zhì)的電離平衡弱電解質(zhì)的概念、弱電解質(zhì)電離平衡及電離方程式、電離平衡常數(shù)、外界條件對弱電解電離平衡的影響化學(xué)1專題2第二單元 從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)(離子反應(yīng))第二單元溶液的酸堿性水的電離平衡、水的離子積常數(shù)、溫度對水的電離平衡的影響、溶液的pH及其計(jì)算、酸堿中和滴定的原理及方法第三單元鹽類水解鹽類水解原理及其實(shí)質(zhì)、鹽類水解的規(guī)律、外界條件對鹽類水解程度的影響、鹽類水解的應(yīng)用第四單元沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡、沉淀溶解、沉淀生成和轉(zhuǎn)化、沉淀溶解平衡的應(yīng)用本模塊的有關(guān)內(nèi)容與其他選修模塊之間有著密切的聯(lián)的幾個(gè)關(guān)系,例如:電解 除本化學(xué)反應(yīng)原理模塊外,在化學(xué)與技術(shù)、實(shí)驗(yàn)化學(xué)模塊中也涉及了電解的相關(guān)內(nèi)容,但呈現(xiàn)方式不同。例如,在化學(xué)與技術(shù)模塊中,以氯堿工業(yè)為背景討論氯堿生產(chǎn)的核心技術(shù)問題;利用電解原理討論金屬冶煉、金屬表面處理的核心技術(shù)問題等等。又如,在實(shí)驗(yàn)化學(xué)模塊中,通過設(shè)計(jì)“電鍍”等實(shí)驗(yàn)探究活動學(xué)習(xí)電解的原理。原電池原理及金屬腐蝕 在化學(xué)與生活模塊中,從“廢電池的特殊處理”入手了解化學(xué)電源;從“鋼鐵生銹”現(xiàn)象介紹金屬腐蝕的原理及防腐措施。在實(shí)驗(yàn)化學(xué)模塊中,設(shè)計(jì)構(gòu)造原電池高效放電裝置、制作氫氧燃料電池、金屬的電化學(xué)腐蝕等實(shí)驗(yàn)探究活動學(xué)習(xí)原電池的工作原理?;瘜W(xué)反應(yīng)的速率、化學(xué)平衡 在化學(xué)與技術(shù)模塊“氨的合成”、“硫酸工業(yè)”中,利用化學(xué)平衡移動原理學(xué)習(xí)選擇適宜條件這一核心技術(shù)問題。在實(shí)驗(yàn)化學(xué)模塊“化學(xué)反應(yīng)條件的控制”中設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等因素對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響。溶液中的離子反應(yīng) 在化學(xué)與生活模塊“生活用水的凈化”,闡述了明礬凈水的原理。在化學(xué)與技術(shù)模塊中“土壤酸堿性的改良”。在實(shí)驗(yàn)化學(xué)模塊中通過中和滴定的原理“測定食醋中總酸含量”的實(shí)驗(yàn)。2教學(xué)時(shí)應(yīng)注意與必修模塊的銜接學(xué)生通過化學(xué)2的學(xué)習(xí),已經(jīng)知道化學(xué)反應(yīng)中存在著能量變化、通過原電池可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化電能、通過電解可以將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能等知識,本模塊專題1的學(xué)習(xí)側(cè)重于對原電池原理、電解原理、金屬腐蝕與防護(hù)原理的微觀分析上。學(xué)生通過化學(xué)2的學(xué)習(xí),已經(jīng)定性認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)有快有慢,知道反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)的快慢有影響,以及在許多化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物等相關(guān)知識,本模塊專題2的學(xué)習(xí)側(cè)重于化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的定量表示,以及各種因素對化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的影響。教學(xué)中,應(yīng)注意各階段教學(xué)的深廣度、重點(diǎn)及方式的不同。例如學(xué)生通過化學(xué)1的學(xué)習(xí),知道了電解質(zhì)和非電解質(zhì)、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的概念,初步學(xué)會了電離方程式、離子方程式的書寫,本模塊專題3的學(xué)習(xí)以化學(xué)平衡理論為基礎(chǔ),展開介紹溶液中的各種化學(xué)平衡電離平衡、水解平衡。以及沉淀溶解平衡,另外還介紹了一種重要的確定酸堿溶液濃度的方法酸堿中和滴定法。在進(jìn)行本模塊教學(xué)時(shí),應(yīng)注意與必修模塊中相關(guān)內(nèi)容的銜接,充分發(fā)揮學(xué)生已有知識和經(jīng)驗(yàn)的作用,在引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)已有知識的基礎(chǔ)上進(jìn)行新知識的學(xué)習(xí),同時(shí)注意新知識與原有知識的融合,將新知識納入學(xué)生原有知識體系中,使學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)更加完善。與必修模塊中相關(guān)內(nèi)容的銜接,各種化學(xué)平衡電離平衡、水解平衡以3實(shí)施以觀念建構(gòu)為本的教學(xué)(1)關(guān)注概念對深化、發(fā)展學(xué)生認(rèn)識的作用和影響;(2)關(guān)注概念的形成、發(fā)展過程;要認(rèn)真思考通過哪些素材形成學(xué)生的核心概念,設(shè)計(jì)哪些活動使學(xué)生認(rèn)識和理解有關(guān)概念;(3)注重概念形成與發(fā)展的層次性;(4)進(jìn)行概念教學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié): 分析教材:分析教材內(nèi)容的知識脈絡(luò)知識線索(正文),確定知識的深廣度及呈現(xiàn)方式;活動線索(活動性欄目),確定教學(xué)過程的學(xué)生活動;資料線索(資料性欄目或正文),選擇合適的STS內(nèi)容。 分析學(xué)生:分析學(xué)生的認(rèn)識脈絡(luò); 確定問題線索; 確定學(xué)生解決問題需要的證據(jù); (5)教學(xué)設(shè)計(jì)知識脈絡(luò)認(rèn)知脈絡(luò)問題線索解決問題的證據(jù)知識脈絡(luò):原電池裝置原電池工作原理(電極反應(yīng))原電池裝置中,電流是怎樣產(chǎn)生的?(產(chǎn)生電勢差發(fā)生氧化還原反應(yīng)形成持續(xù)電流)認(rèn)知脈絡(luò):電池(原電池)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置 電解質(zhì)溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng),才可能形成原電池,電極材料要參與電極反應(yīng) 形成原電池后會發(fā)生氧化還原反應(yīng),電極材料不一定參加電極反應(yīng) 電流是怎樣產(chǎn)生的? 問題線索:如何將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能? 原電池中正、負(fù)極是什么?在銅片和鋅片表面發(fā)生了哪些反應(yīng)? 你認(rèn)為構(gòu)成原電池需要哪些條件? 下列裝置能構(gòu)成原電池嗎? 你對構(gòu)成原電池的條件有哪些新的認(rèn)識? 電流是怎樣產(chǎn)生的? 關(guān)于原電池的核心問題(電極與電極材料;電流的產(chǎn)生:產(chǎn)生電勢差發(fā)生反應(yīng)持續(xù)電流)。4加強(qiáng)直觀教學(xué)本模塊內(nèi)容涉及微觀的化學(xué)過程,理論性強(qiáng),內(nèi)容抽象,學(xué)生學(xué)習(xí)存在一定的難度。教學(xué)時(shí)可首先進(jìn)行實(shí)驗(yàn),學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上形成感性認(rèn)識,然后引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析,總結(jié)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,并結(jié)合多媒體演示等直觀手段,形象的方法說明微觀過程,從而實(shí)現(xiàn)由感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的升華。例如,在進(jìn)行原電池以及電解原理的教學(xué)時(shí),在做好實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用多媒體演示電極上和溶液中微粒的變化以及電子的流動方向,促使學(xué)生認(rèn)識電極上發(fā)生的反應(yīng)以及反應(yīng)過程中電子轉(zhuǎn)移情況,理解原電池及電解的實(shí)質(zhì)。除了通過精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)之外,教科書材還注重運(yùn)用圖表等直觀手段,例如,通過描繪過氧化氫分解反應(yīng)濃度-時(shí)間曲線;展示了“混亂程度不同的現(xiàn)象”的圖片,直觀形象告訴學(xué)生自發(fā)反應(yīng)有趨向于最大混亂程度的傾向。教科書材還利用比例模型反映弱電解質(zhì)的電離、鹽類水解、沉淀的溶解過程,用圖表反映溶液中H+和OH的濃度與溶液的酸堿性強(qiáng)弱的關(guān)系。在教學(xué)時(shí)要充分利用實(shí)驗(yàn)、實(shí)物、圖表,以及多媒體手段,向?qū)W生展示化學(xué)反應(yīng)的微觀過程、溶液中的微粒運(yùn)動和反應(yīng),展示化學(xué)平衡狀態(tài)、弱電解質(zhì)電離平衡、鹽類水解平衡、沉淀溶解平衡狀態(tài)等的建立過程,促進(jìn)學(xué)生對知識的理解。關(guān)于與化學(xué)2專題2地整合,說明如下:本模塊專題1、2基本涵蓋了化學(xué)2專題2的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容,在組織本模塊的教學(xué)時(shí),應(yīng)根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況有所側(cè)重。對于側(cè)理的學(xué)生,建議以化學(xué)反應(yīng)原理模塊的教學(xué)為主,適當(dāng)補(bǔ)充化學(xué)2專題2相關(guān)內(nèi)容;對于側(cè)文的學(xué)生,則以化學(xué)2專題2教學(xué)為主,適當(dāng)整合化學(xué)反應(yīng)原理專題1、2中“基本要求”的相關(guān)內(nèi)容。與必修模塊一樣,為了幫助教師把握化學(xué)反應(yīng)原理的教學(xué)要求,我們按教材編排順序?qū)⒔虒W(xué)內(nèi)容分三個(gè)層次要求:基本要求:全體學(xué)生在本專題學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)達(dá)到的要求。發(fā)展要求:部分學(xué)生在模塊學(xué)習(xí)后可以達(dá)到的較高要求。說 明:本專題教學(xué)中對深廣度的界定以及教學(xué)中應(yīng)注意的問題。二、各專題教學(xué)建議專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化一、課程標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容1了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因,能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2通過查閱資料說明能源是人類生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ),了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。知道節(jié)約能源、提高能量利用效率的實(shí)際意義。3能舉例說明化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化,了解反應(yīng)熱和焓變的涵義,能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計(jì)算。4體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程,了解原電池和電解池的工作原理,能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。5通過查閱資料了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理,認(rèn)識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用。6能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因,認(rèn)識金屬腐蝕的危害,通過實(shí)驗(yàn)探究防止金屬腐蝕的措施。 二、教學(xué)要求第一單元 化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)基本要求了解化學(xué)反應(yīng)能量變化的實(shí)質(zhì),知道化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化是化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的主要形式,能舉例說明化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用。了解反應(yīng)熱和焓變的涵義,明確反應(yīng)熱與焓變的關(guān)系,明確焓變與鍵能的關(guān)系。認(rèn)識熱化學(xué)方程式的意義并能正確書寫熱化學(xué)方程式。通過測定中和熱的實(shí)驗(yàn)測定,理解測定反應(yīng)熱的基本原理,初步學(xué)會測定反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)方法。知道蓋斯定律,并能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焓變的簡單計(jì)算。了解標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱和熱質(zhì)的概念,認(rèn)識節(jié)約能源、充分利用能源的實(shí)際意義,了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用及常用的節(jié)能方法。發(fā)展要求1 了解反應(yīng)熱和焓變的涵義,了解焓變與鍵能的關(guān)系。2 認(rèn)識熱化學(xué)方程式的意義并能正確書寫熱化學(xué)方程式。3 通過測定中和熱的實(shí)驗(yàn),理解測定反應(yīng)熱的基本原理,初步學(xué)會測定反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)方法。4了解燃燒熱的概念,認(rèn)識節(jié)約能源、充分利用能源的實(shí)際意義,了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用及常用的節(jié)能方法。了解糖類、油脂等營養(yǎng)物質(zhì)在人體代謝過程中釋放的能量。了解常見的節(jié)能措施,通過調(diào)查認(rèn)識節(jié)能的重要意義。5了解熱值的概念。6知道蓋斯定律,初步掌握應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焓變的簡單計(jì)算。說明1 不宜拓展“焓”的概念。2 反應(yīng)熱測定的其他方法不作要求。3 知道蓋斯定律,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焓變的計(jì)算只作簡單了解。第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化基本要求通過銅鋅原電池實(shí)驗(yàn)探究,了解體驗(yàn)化學(xué)反應(yīng)及其能與電能的量轉(zhuǎn)化。了解原電池的構(gòu)造特點(diǎn)和工作原理,會判斷、設(shè)計(jì)簡單的原電池,能夠正確書寫電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。知道常見化學(xué)電源的種類。知道銀鋅扭鈕扣電池、鉛蓄電池、燃料電池的工作原理及其應(yīng)用價(jià)值。能根據(jù)已知的電池總反應(yīng)式,判斷電池的正負(fù)極,書寫電極反應(yīng)式。了解電解池的構(gòu)造特點(diǎn)和工作原理,能正確書寫電解池的電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)式。了解電解原理在金屬冶煉、氯堿工業(yè)和電鍍等生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。發(fā)展要求1 了解原電池的構(gòu)造特點(diǎn)和工作原理,會判斷、設(shè)計(jì)簡單的原電池,能夠正確書寫電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。2 知道常見化學(xué)電源的種類。能根據(jù)已知的電池總反應(yīng)式,判斷電池的正負(fù)極,書寫電極反應(yīng)式。3 了解電解池的構(gòu)造特點(diǎn)和工作原理,能正確書寫電解池的電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)式。4了解電解原理在金屬冶煉、氯堿工業(yè)和電鍍等生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。51 初步了解鹽橋的作用62知道銀鋅鈕扣電池、鉛蓄電池、燃料電池的工作原理及其應(yīng)用價(jià)值。了解鋅錳干電池的工作原理說明1鋅錳干電池的工作原理只作簡單介紹,不要求學(xué)生獨(dú)立書寫電極反應(yīng)式。2.電解冶煉鋁、電解精煉銅、電鍍、氯堿工業(yè)等方面的細(xì)節(jié)問題不作過多的展開要求。32不宜介紹離子交換膜的作用機(jī)理。43惰性電極的陽極電解產(chǎn)物只限于氯氣和氧氣,不宜進(jìn)行拓展。離子放電順序不宜過多介紹。第三單元 金屬的腐蝕與防護(hù)基本要求1 認(rèn)識金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的意義。2 知道化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的區(qū)別,了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理,理解鋼鐵電化學(xué)腐蝕發(fā)生的條件。了解防止金屬腐蝕的措施和原理。發(fā)展要求1 了解鋼鐵電化腐蝕發(fā)生的條件,了解防止金屬腐蝕的措施和原理。2 了解金屬腐蝕原理的應(yīng)用。說明金屬的腐蝕在化學(xué)2中已有涉及,處理本單元內(nèi)容時(shí)可更突出重點(diǎn)。三、本專題教學(xué)建議1課時(shí)分配建議單元名稱內(nèi)容建議課時(shí)第一單元化學(xué)反應(yīng)中熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的焓變2反應(yīng)熱的測量與計(jì)算1能源的充分利用1第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化原電池的工作原理2化學(xué)電源1電解池的工作原理及其應(yīng)用2第三單元金屬的腐蝕與防護(hù)金屬的電化學(xué)腐蝕1金屬的電化學(xué)防護(hù)合計(jì)專題回顧與小結(jié)10合計(jì)112教學(xué)方法建議(1)能量與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。要緊緊回繞通過初中化學(xué)和必修模塊化學(xué)2的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)了解了化學(xué)反應(yīng)中能量變化的實(shí)質(zhì)就是化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成,化學(xué)反應(yīng)可以伴隨釋放能量,也可以伴隨吸收能量,化學(xué)反應(yīng)的能量變化可以與其它形式的能量相互轉(zhuǎn)化等基本知識。本專題將在此基礎(chǔ)上引領(lǐng)學(xué)生在定量的層次上討論化學(xué)反應(yīng)的能量變化問題,使學(xué)生對該問題的認(rèn)識水平產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)的飛躍,以適應(yīng)現(xiàn)代化學(xué)研究的要求。具體教學(xué)方法建議如下:(1) 本專題以“能量轉(zhuǎn)化”為綱,要緊緊回繞這個(gè)主題,引導(dǎo)讓學(xué)生樹逐步建立化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化;能量有不同的形式,且可以互相轉(zhuǎn)化;化學(xué)反應(yīng)中的能量也是守恒的;能量與人們的生活、生產(chǎn)息息相關(guān),節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境等等觀念。(2) (2)本專題的教學(xué)可采用要充分調(diào)動學(xué)生利用已有知識來學(xué)習(xí)新的內(nèi)容,可采用將講授與討論相結(jié)合的方法進(jìn)行,注意啟發(fā)和問題驅(qū)動,。(3) 充分利用教科書中的圖示和多媒體教學(xué)手段進(jìn)行形象化教學(xué),以利于學(xué)生理解焓變的意涵義。(4) (3)充分利用實(shí)驗(yàn)手段,啟發(fā)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)、觀察、思考、探索,獲得感性認(rèn)識,再在利用歸納、演繹等方法上升到理性認(rèn)識,獲得規(guī)律。(5) (4)教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施中應(yīng)注意的問題:教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要關(guān)注概念的形成和發(fā)展的過程,找到學(xué)生認(rèn)識的增長點(diǎn),通過設(shè)置問題情境、探究活動引導(dǎo)學(xué)生逐步突破原有認(rèn)識,形成新的認(rèn)識;在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),要合理處理抽象概念,做到不死摳概念,但也不回避概念。例如對于“焓”的教學(xué),既不要引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)熱力學(xué)的嚴(yán)格定義上了解“焓”的概念,但也不能避而不談,而是讓學(xué)生知道“焓”是科學(xué)家為了便于計(jì)算反應(yīng)熱而定義的一個(gè)物理量,它的數(shù)值與物質(zhì)具有的能量有關(guān)。為了提高課堂教學(xué)效率,教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)可以將課堂教學(xué)與研究性學(xué)習(xí)整合。例如“化學(xué)電源”的教學(xué)可分為課內(nèi)、課外兩部分??梢韵仍O(shè)計(jì)幾個(gè)研究性課題:化學(xué)電源的種類、一次性電池、蓄電池、燃料電池、電池與環(huán)境,由各有小組認(rèn)領(lǐng)課題,利用研究性學(xué)習(xí)時(shí)間查閱資料、實(shí)驗(yàn)探究;然后讓各小組在課堂上進(jìn)行展示;教師在各小組展示后,將零散的知識歸納、整理,將各種化學(xué)電源的工作原理與原電池工作原理進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)其相同點(diǎn),深化學(xué)生原電池工作原理的認(rèn)識;在利用原理解決一些實(shí)際問題,達(dá)到學(xué)以致用的目的。(6) 學(xué)生已經(jīng)了解了化學(xué)反應(yīng)中能量變化的實(shí)質(zhì)就是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成,化學(xué)反應(yīng)可能釋放能量,也可能吸收能量,化學(xué)反應(yīng)的能量可以與其它形式的能量相互轉(zhuǎn)化等基本知識。本專題將在此基礎(chǔ)上引領(lǐng)學(xué)生在定的層次上討論化學(xué)反應(yīng)的能量變化問題,使學(xué)生對該問題的認(rèn)識水平產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)的飛躍,以適應(yīng)現(xiàn)代化學(xué)研究的要求。 3實(shí)驗(yàn)教學(xué)建議 實(shí)驗(yàn)的方法依然是本專題教材中的重點(diǎn)之一,這是因?yàn)椋阂环矫?,許多核心知識的學(xué)習(xí)是通過實(shí)驗(yàn)獲得感性知識,再在利用歸納、演繹等方法上升到理性認(rèn)識,獲得規(guī)律的。例如,電解氯化銅溶液的探究,原電池工作原理的探究;另一方面,通過中和熱測定等實(shí)驗(yàn)活動,讓學(xué)生體會到定量實(shí)驗(yàn)研究方法對研究和學(xué)習(xí)化學(xué)的重要作用。通過實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)施等活動,培養(yǎng)學(xué)生動手、動腦的能力,以及分析、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。本專題共安排6個(gè)實(shí)驗(yàn),其中1個(gè)是觀察與思考,5個(gè)是活動與探究。(1) 測定“中和反應(yīng)的反應(yīng)熱”時(shí),應(yīng)注意:在活動結(jié)束后,可以組織學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),針對“如何提高測定結(jié)果的準(zhǔn)確性”這一問題展開討論,使學(xué)生進(jìn)一步明確實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題;同時(shí)使學(xué)生體會定量實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)及其與定性實(shí)驗(yàn)的區(qū)別。為了使中和反應(yīng)進(jìn)行完全,可以讓酸或堿略微過量;宜使用0.1分刻度的溫度計(jì)。教師可以將學(xué)生分成小組,分組承擔(dān)不同的任務(wù),提高課堂效率。(2) 由兩個(gè)半電池構(gòu)成的原電池實(shí)驗(yàn)(圖1-8),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)提醒學(xué)生注意觀察兩個(gè)電極表面的變化,可以用溫度計(jì)或數(shù)字傳感器測量兩個(gè)燒杯中溶液溫度的變化。(3) 建議補(bǔ)充如圖1-22所示的裝置電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn),要求設(shè)法檢驗(yàn)兩極附近溶液組成的變化并判斷氣體產(chǎn)物。(4) 可如圖1-26所示電鍍實(shí)驗(yàn),建議讓學(xué)生根據(jù)電解原理,設(shè)計(jì)一個(gè)給鐵釘鍍銀的實(shí)驗(yàn)方案,并討論有關(guān)問題。(5) 建議安排學(xué)生實(shí)驗(yàn), 實(shí)驗(yàn)化學(xué)模塊中“專題5 電化學(xué)問題研究”課題1、課題2。(6) 可安排“綜合實(shí)驗(yàn)1 原電池 金屬的電化學(xué)腐蝕”。專題2 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡一、課程標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容1知道化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示方法,通過實(shí)驗(yàn)測定某些化學(xué)反應(yīng)速率。2知道活化能的涵義及其對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。3通過實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,認(rèn)識其一般規(guī)律。4通過催化劑實(shí)際應(yīng)用的事例,認(rèn)識其在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。5能用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)的方向。6描述化學(xué)平衡建立的過程,知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義,能利用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。7通過實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度和壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響,并能用相關(guān)理論加以解釋。8認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。二、教學(xué)要求第一單元 化學(xué)反應(yīng)速率基本要求知道化學(xué)反應(yīng)速率的概念及定量表示方法。初步學(xué)會測定某些化學(xué)反應(yīng)速率的方法。理解濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,認(rèn)識其一般規(guī)律。知道活化分子、活化能、有效碰撞等概念。認(rèn)識催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。初步學(xué)會實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理。 發(fā)展要求1 初步學(xué)會測定某些化學(xué)反應(yīng)速率的方法。2 理解濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,認(rèn)識其一般規(guī)律。3 知道活化分子、活化能、有效碰撞等概念。了解碰撞理論,能用碰撞理論解釋外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。4 認(rèn)識催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。5初步學(xué)會實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理。 初步了解化學(xué)動力學(xué)的發(fā)展。能用了解碰撞理論,應(yīng)用有效碰撞理論解釋外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。了解酶的催化作用說明1.對影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素只要求掌握一般規(guī)律,不要求作過多的理論解釋。1.對影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素只要求掌握一般規(guī)律,不要求作過多的理論解釋。2.酶的催化原理不宜拓展。第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度基本要求認(rèn)識可逆反應(yīng)的進(jìn)行有一定的限度,知道化學(xué)平衡狀態(tài)的概念和特征。知道自發(fā)反應(yīng)的概念。知道熵變的概念。能用反應(yīng)焓變、熵變說明化學(xué)反應(yīng)的方向。知道熵、熵變的概念。了解化學(xué)平衡的建立和平衡狀態(tài)的涵義。知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義和表示方法,知道某一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率的涵義,并能利用平衡常數(shù)計(jì)算某一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。發(fā)展要求1 知道自發(fā)反應(yīng)的概念。2 知道熵變的概念。3 能用反應(yīng)焓變、熵變說明化學(xué)反應(yīng)的方向。4 了解化學(xué)平衡的建立和平衡狀態(tài)的涵義。5知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義和表示方法,知道某一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率的涵義。6初步了解反應(yīng)焓變和熵變在等溫等壓條件下共同影響反應(yīng)方向的定量關(guān)系式:HTS,并以此關(guān)系式作為反應(yīng)方向的判據(jù)。認(rèn)識化學(xué)平衡常數(shù)與反應(yīng)限度、轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。說明1 對熵、熵變不宜過多拓展。2 本單元內(nèi)容以定性討論為主,不宜過多進(jìn)行化學(xué)平衡常數(shù)的定量計(jì)算。本單元內(nèi)容以定性討論為主,不宜過多進(jìn)行定量計(jì)算。第三單元 化學(xué)平衡的移動基本要求知道化學(xué)平衡移動的概念, 理解溫度、濃度、壓強(qiáng)等因素對化學(xué)平衡的影響,并能夠判斷平衡移動的方向。理解化學(xué)平衡移動原理,并能用平衡移動的觀點(diǎn)解釋有關(guān)的化學(xué)現(xiàn)象。以合成氨為例,應(yīng)用化學(xué)平衡移動的原理來選擇和確定合成氨的生產(chǎn)工藝條件。發(fā)展要求1 理解溫度、濃度、壓強(qiáng)等因素對化學(xué)平衡的影響,并能夠判斷平衡移動的方向。2 理解化學(xué)平衡移動原理,并能用平衡移動的觀點(diǎn)解釋有關(guān)的化學(xué)現(xiàn)象。3以合成氨為例,應(yīng)用化學(xué)平衡移動的原理來選擇和確定合成氨的生產(chǎn)條件。4利用濃度商、化學(xué)平衡常數(shù)的相對大小來判斷化學(xué)平衡移動的方向及。根據(jù)平衡常數(shù)確定化學(xué)反應(yīng)平衡移動的程度。說明1 可以利用圖表的形式幫助學(xué)生理解化學(xué)平衡的移動。2 不要求學(xué)生獨(dú)立書寫本單元“活動與探究”欄目中出現(xiàn)的兩個(gè)離子反應(yīng)反應(yīng)方程式,該反應(yīng)不要求學(xué)生獨(dú)立書寫反應(yīng)式書寫不作要求。3 合成氨的工藝流程不作要求三、本專題教學(xué)建議1課時(shí)分配建議單元名稱內(nèi)容課時(shí)建議第一單元化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法3影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向和限度化學(xué)反應(yīng)的方向判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)211化學(xué)平衡狀態(tài)1化學(xué)平衡常數(shù)1第三單元化學(xué)平衡的移動濃度變化對化學(xué)平衡的影響1113壓強(qiáng)變化對化學(xué)平衡的影響溫度變化對化學(xué)平衡的影響專題回顧與小結(jié)1合計(jì)1012教學(xué)方法建議本專題圍繞化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向、快慢和限度組織教學(xué)內(nèi)容,共包含三個(gè)單元:“化學(xué)反應(yīng)速率”、“化學(xué)反應(yīng)的方向和限度”、“化學(xué)平衡的移動”。本專題內(nèi)容涉及的基本概念和基本理論都是比較抽象、概括性的知識,學(xué)生較難理解。但是,教師應(yīng)該認(rèn)識到這些原理的形成是由特殊到一般、由具體到抽象、由現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)識過程,是在這種感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的不斷循環(huán)所進(jìn)行的歸納、演繹等邏輯推理過程中逐漸產(chǎn)生的。因此,在教學(xué)中應(yīng)抓住本專題內(nèi)容的基本特征定性分析和定量計(jì)算相結(jié)合、感性認(rèn)識和理性分析相結(jié)合,充分運(yùn)用邏輯推理,重視創(chuàng)設(shè)歸納化學(xué)反應(yīng)原理的過程以及運(yùn)用相關(guān)原理解決問題的演繹過程。具體策略方法建議如下:(1)重視運(yùn)用直觀手段,創(chuàng)設(shè)良好學(xué)習(xí)情景。本專題內(nèi)容比較抽象,因此在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意將有關(guān)理論具體化、形象化、直觀化,有利于啟發(fā)學(xué)生思維,完成由感性認(rèn)識向理性認(rèn)識的飛躍。常見的直觀教學(xué)手段有:采用實(shí)驗(yàn)等手段進(jìn)行教學(xué)的實(shí)物直觀,有采用圖像、數(shù)據(jù)、多媒體課件、錄像等直觀手段進(jìn)行教學(xué)的模像象直觀。如“探究溫度對化學(xué)平衡的影響”屬于實(shí)驗(yàn)直觀,“探究壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響”屬于模像象直觀。(2)引導(dǎo)學(xué)生揭示事物的本質(zhì),把握概念的內(nèi)涵。學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)中初步形成的概念往往是朦朧的。有的學(xué)生雖然把概念的定義背得滾瓜爛熟,但理解往往是片面的。要使學(xué)生真正掌握概念,教師在教學(xué)中必須解釋概念所反映的客觀事物的本質(zhì)。例如,在教學(xué)“熵增”的概念時(shí),我們可以用“散開的火柴”為例,也可以選擇學(xué)生同樣熟悉的溶解過程,物質(zhì)的溶解是一個(gè)自發(fā)過程,結(jié)合溶解過程的微觀圖示,不僅能使學(xué)生認(rèn)識到“熵”是科學(xué)家定義的用來描述體系的混亂度的物理量,還能使學(xué)生認(rèn)識到“熵”用來描述有大量粒子組成的微觀體系。(3)教學(xué)處理時(shí)要注意概念的層次性教學(xué)過程中,教師要注意化學(xué)基本概念是由淺入深、由簡單到復(fù)雜逐步深入和完善的,教學(xué)處理時(shí)要注意概念的層次性。那種任意擴(kuò)大要求、不分階段、企圖一次“講深講透講完整”的做法是不可取的,例如焓變、熵變、自發(fā)反應(yīng)概念不必深究。3實(shí)驗(yàn)教學(xué)建議課程標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)過程與方法的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn):(1)通過探究活動,讓學(xué)生體驗(yàn)半定量實(shí)驗(yàn)(濃度、溫度等對化學(xué)平衡的影響)和定量實(shí)驗(yàn)(化學(xué)反應(yīng)速率的測定)在化學(xué)研究中的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)探究的能力。(2)通過對各種數(shù)據(jù)的資料的分析和處理,培養(yǎng)學(xué)生獲取和處理信息的能力和分析推理能力。本專題設(shè)共有7個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn),以幫助學(xué)生認(rèn)識和理解化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)反應(yīng)方向和限度以及化學(xué)平衡的移動,其中觀察與思考實(shí)驗(yàn)1個(gè),活動與探究實(shí)驗(yàn)6個(gè),而且大多是對比實(shí)驗(yàn)。(1)化學(xué)反應(yīng)速率的測定實(shí)驗(yàn)要在學(xué)生了解化學(xué)反應(yīng)速率表示方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先檢查裝置的氣密性,在錐形瓶中加入鹽酸后,要快速塞緊塞子,并及時(shí)記錄相應(yīng)時(shí)間的氣體體積。建議根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),畫出速率-時(shí)間圖像,并與體積-時(shí)間圖象進(jìn)行比較。(2)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是一個(gè)對照實(shí)驗(yàn),教學(xué)時(shí)要強(qiáng)調(diào)控制實(shí)驗(yàn)條件的重要性,如錐形瓶的體積要大致相同,氣球內(nèi)的藥品要同時(shí)加入錐形瓶等,這樣更有利于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,提高實(shí)驗(yàn)的說服力。由于NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)比較劇烈,建議藥品要適量,以免反應(yīng)過于劇烈??山Y(jié)合教學(xué)實(shí)際,做增加或減少NaHCO3固體的量、增加或減少鹽酸的用量對化學(xué)反應(yīng)速率無影響的實(shí)驗(yàn),以加深濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的規(guī)律的理解。(3)溫度對化學(xué)平衡的影響實(shí)驗(yàn),可在分析化學(xué)反應(yīng)原理的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生預(yù)測溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,設(shè)計(jì)、交流各自的實(shí)驗(yàn)方案,匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出結(jié)論。(4)做FeCl3、MnO2及動物肝臟對H2O2分解的影響實(shí)驗(yàn)時(shí),因在MnO2催化作用下,H2O2的分解非常劇烈,故加入的H2O2不宜過多,濃度以3%5%為宜,以防反應(yīng)過于劇烈而使溶液沖出試管。教學(xué)中要向?qū)W生指出,動物肝臟對H2O2分解的促進(jìn)作用主要是由于動物肝臟中含有一種過氧化氫酶的物質(zhì),它是一種蛋白質(zhì)。(5)氫氧化鋇晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)屬于固相反應(yīng),實(shí)驗(yàn)時(shí)要且玻璃棒快速攪拌混合物,使它們充分接觸并反應(yīng)。教學(xué)中除了讓學(xué)生感受該反應(yīng)的熱效應(yīng)外,還應(yīng)讓學(xué)生明白NH3這一具有刺激性氣味的氣體的生成,進(jìn)而認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)方向與反應(yīng)熱效應(yīng)、混亂度的關(guān)系。(6)做CrO與Cr2O72-之間轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn),建議先讓學(xué)生觀察K2CrO4溶液和K2Cr2O7溶液的顏色,但不宜拓展它們的強(qiáng)氧化性等性質(zhì)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的另一種做法是:在試管中加入4 mL 0.1 molL-1K2Cr2O7溶液,再滴加1 molL-1NaOH溶液,當(dāng)?shù)渭又烈欢繒r(shí),觀察溶液顏色的變化。然后將所得溶液分成兩份,再向其中一份中滴加1 molL-1HNO3溶液,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。(7)將CoCl2溶于濃鹽酸,即可在溶液中形成Co2+4Cl-CoCl42-。Co2+在水溶液中以Co(H2O)62+形式存在,顯粉紅色,CoCl42-顯藍(lán)色。教學(xué)時(shí),有關(guān)絡(luò)合離子的性質(zhì)不宜拓展,可通過水浴加熱或水浴冷卻等方法來調(diào)節(jié)溫度的變化,然后引導(dǎo)學(xué)生通過觀察溶液顏色的變化來認(rèn)識溫度變化是如何影響化學(xué)平衡移動的。(8)安排“綜合實(shí)驗(yàn)2 硫代硫酸鈉與硫酸反應(yīng)速率的影響因素”。(1) 圖2-4裝置實(shí)驗(yàn):注意檢驗(yàn)裝置氣密性,酸的濃度要適中;并介紹精確測定化學(xué)反應(yīng)速率的多種實(shí)驗(yàn)方法。采集數(shù)據(jù)后要求制成坐標(biāo)圖,并討論產(chǎn)生誤差的原因,培養(yǎng)學(xué)生利用作圖法處理數(shù)據(jù)的能力;通過繪制出的圖像使學(xué)生直觀地感受到在化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)速率是在不斷變化的,從而認(rèn)識到利用教材中的公式求得的反應(yīng)速率是化學(xué)反應(yīng)在某段時(shí)間內(nèi)的平均速率。(2) 通過實(shí)驗(yàn)事實(shí)讓學(xué)生建立條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響這樣的基本觀念,因此首先要做好濃度、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)。(3) 濃度對化學(xué)平衡的影響實(shí)驗(yàn)可以改為:0.01mol/L FeCl3溶液和0.03mol/L KSCN溶液等體積混合,再加1mol/L FeCl3溶液或1mol/L KSCN溶液觀察。(4) 溫度對化學(xué)平衡的影響實(shí)驗(yàn)可以改為:將兩只充有二氧化氮的密閉燒瓶分別浸入盛有熱水和冷水的燒杯中觀察。(5) 建議增加壓強(qiáng)對化學(xué)平衡影響的實(shí)驗(yàn):三支針筒中均抽入10cm3二氧化氮?dú)怏w,將前端密封。其中一支針筒的活塞推至5cm3處,另一支針筒的活塞拉至20cm3處,第三支作對比用。(6) 有條件的學(xué)??梢杂脻舛取簭?qiáng)對化學(xué)平衡影響的傳感器實(shí)驗(yàn)。(7) 建議安排學(xué)生實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)化學(xué)模塊中“專題4 化學(xué)反應(yīng)條件的控制”,課題1、課題2、課題3。四、教學(xué)設(shè)計(jì)片段l 判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)(1)化學(xué)反應(yīng)的焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一,【問題討論】判斷下列反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行?自發(fā)反應(yīng)與焓變有什么關(guān)系?3Fe(s) + 2O2(g) = Fe3O4(s); H = -1118.4 kJmol-1C(s) + O2(g) = CO2(g); H = -393.509 kJmol-1CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l); H = -890.36 kJmol-1【講解】有人曾試圖以反應(yīng)的焓變(H)作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)。認(rèn)為在等溫等壓條件下,當(dāng)H0時(shí)化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,H0時(shí)化學(xué)反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。實(shí)踐表明,有些吸熱過程(H0)也能自發(fā)進(jìn)行。例如,水的蒸發(fā)、NH4Cl溶于水以及Ag2O的分解等都是吸熱過程:NH4Cl(s) = NH4+(aq) + Cl(aq); H = 14.7 kJmol-1Ag2O(s) = 2Ag(s) + O2(g); H = 31.05 kJmol-1 但在常溫常壓下均能自發(fā)進(jìn)行。又如,CaCO3的分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)(H0) CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g); H = 178.32 kJmol-1 在常溫常壓下反應(yīng)是非自發(fā)的。但當(dāng)溫度升高到約1123K時(shí),CaCO3的分解反應(yīng)就變成自發(fā)過程,而此時(shí)反應(yīng)的焓變?nèi)越频扔?78.32kJmol-1,(溫度對焓變影響甚小)。由此可見,把焓變作為反應(yīng)自發(fā)性的普遍判據(jù)是不準(zhǔn)確、不全面的。因此除了反應(yīng)焓變以外,肯定有其它因素的制約?!締栴}】為什么有些吸熱過程也能自發(fā)進(jìn)行呢?【講解配合多媒體演示】下面以NH4C1的溶解為例說明之。例如,NH4Cl晶體中的NH4+和Cl,在晶體中的排列是整齊、有序的。NH4C1晶體投入水中后,形成水合離子(以aq表示)并在水中擴(kuò)散。在NH4Cl溶液中,無論是NH4+(aq)、Cl(aq)還是水分子,它們的分布情況比NH4C1溶解前要混亂得多。【結(jié)論】體系混亂度的增加和溫度的改變,也是許多化學(xué)和物理過程自發(fā)進(jìn)行的影響因素。由此可見,自然界中的物理和化學(xué)的自發(fā)過程一般都朝著混亂程度(簡稱混亂度)增大的方向進(jìn)行。體系內(nèi)組成物質(zhì)粒子運(yùn)動的混亂程度,在熱力學(xué)中用另一個(gè)物理量“熵”來表示(其符號為“S” )。(2)化學(xué)反應(yīng)的熵變 【講解】一定條件下處于一定狀態(tài)的物質(zhì)及整個(gè)體系都有其各自確定的熵值。因此,熵是描述物質(zhì)混亂度大小的物理量,物質(zhì)(或體系)的混亂度越大,對應(yīng)的熵值就越大,反應(yīng)前后體系熵的變化叫做反應(yīng)的熵變,用S表示?!就卣埂课镔|(zhì)的聚集狀態(tài)不同其熵值不同, 同種物質(zhì)的氣態(tài)熵值大于液態(tài)熵值,液態(tài)熵值大于固態(tài)熵值。物質(zhì)的熵值隨溫度的升高而增大;氣態(tài)物質(zhì)的熵值隨壓強(qiáng)的增大而減小?!局v解】熵與焓一樣,化學(xué)反應(yīng)的熵變(S)與反應(yīng)焓變(H)的計(jì)算原則相同,只取決于反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài),而與變化的途徑無關(guān)。變化前后體系的混亂度增大,此過程S0,S越大,越有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。變化前后體系的混亂度減小,此過程S0,S越小,不利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行?!局v解】如Ag2O的分解過程,從其分解反應(yīng)式表明,反應(yīng)前后對比,不但物質(zhì)的種類和“物質(zhì)的量”增多,更重要的是產(chǎn)生了熱運(yùn)動自由度很大的氣體,整個(gè)物質(zhì)體系的混亂程度增大了。此時(shí)S0【問題討論】下列情況的熵變是增大的還是降低的:A、物質(zhì)從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),再變?yōu)楣虘B(tài);B、反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量增加的反應(yīng);C、反應(yīng)前后氣體的種類增加的反應(yīng);D、晶體溶于水;E、氣體的壓強(qiáng)變大的變化。(3)判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行由此可見,判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,必須從焓變與熵變兩個(gè)角度進(jìn)行分析。結(jié)合課本42頁交流與討論,總結(jié)下表。恒溫恒壓時(shí):各種情況H的符號S 的符號反應(yīng)情況1+任何溫度下均為自發(fā)進(jìn)行2+任何溫度下均為非自發(fā)反應(yīng)3+常溫下為非自發(fā)反應(yīng),高溫下為自發(fā)反應(yīng)4常溫下為自發(fā)反應(yīng),高溫下為非自發(fā)反應(yīng)專題3 溶液中的離子反應(yīng)一、課程標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容1能描述弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,了解酸堿電離理論。2知道水的離子積常數(shù),能進(jìn)行溶液pH的簡單計(jì)算。3初步掌握測定溶液pH的方法,知道溶液pH的調(diào)控在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要應(yīng)用。4認(rèn)識鹽類水解的原理,歸納影響鹽類水解程度的主要因素,能舉例說明鹽類水解在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。5能描述沉淀溶解平衡、知道沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。二、教學(xué)要求 第一單元 弱電解質(zhì)的電離平衡基本要求1 了解強(qiáng)、弱電解質(zhì)和非電解質(zhì)的概論,了解幾種典型的代表物。2 知道弱電解質(zhì)水溶液中存在電離平衡。了解強(qiáng)、弱電解質(zhì)在水溶液中電離程度的差異及原因,能正確書寫電離方程式,了解酸堿電離理論。3 理解電離平衡的概念。了解電離度的概念及其簡單的計(jì)算。能運(yùn)用電離平衡原理解釋弱電解質(zhì)在水溶液中的電離情況。4 知道水的離子積常數(shù),知道電離平衡常數(shù)與弱酸、弱堿的酸堿性強(qiáng)弱之間的關(guān)系。5 知道幾種常見的弱電解質(zhì),并能知道多元弱酸的分步電離。發(fā)展要求1 了解強(qiáng)、弱電解質(zhì)在水溶液中電離程度的差異及原因,能正確書寫電離方程式,了解酸堿電離理論。2 理解電離平衡的概念。了解電離度的概念及其簡單的計(jì)算。能運(yùn)用電離平衡原理解釋弱電解質(zhì)在水溶液中的電離情況。3 知道水的離子積常數(shù),知道電離平衡常數(shù)與弱酸、弱堿的酸堿性強(qiáng)弱之間的關(guān)系。4知道幾種常見的弱電解質(zhì),了解多元弱酸的分步電離與知道多元弱酸的分步電離和電離平衡常數(shù)的關(guān)系。知道有機(jī)弱酸和有機(jī)弱堿說明建議結(jié)合化學(xué)平衡移動原理和化學(xué)平衡常數(shù)的相關(guān)知識指導(dǎo)本單元的學(xué)習(xí),不要求電離常數(shù)的計(jì)算。 第二單元 溶液的酸堿性基本要求1 了解溶液的酸堿性與溶液中氫離子、氫氧根離子濃度的大小關(guān)系,知道氫離子、氫氧根離子濃度大小與酸堿性強(qiáng)弱的關(guān)系。2 了解pH的概念及其簡單的計(jì)算,知道pH的大小與溶液酸堿性的關(guān)系。3 了解測定溶液酸堿性的方法,初步了解測定溶液酸堿性的方法,能學(xué)會能用pH試紙測定溶液的pH。的方法,了解用和pH計(jì)測定溶液酸堿性的方法pH。知道溶液pH的調(diào)控在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要應(yīng)用。4 知道酸堿中和滴定的原理,掌握使用酸、堿滴定管進(jìn)行酸堿中和滴定的實(shí)驗(yàn)操作,了解酸堿中和滴定過程中pH的變化規(guī)律,并能繪制滴定過程中的pH變化曲線。發(fā)展要求1知道酸堿中和滴定的原理,掌握使用酸、堿滴定管進(jìn)行酸堿中和滴定的實(shí)驗(yàn)操作,了解酸堿中和滴定過程中pH的變化規(guī)律,并能繪制滴定過程中的pH變化曲線。2知道酸堿指示劑的作用原理,了解知道幾種常見酸堿指示劑的變色范圍。3了解用pH計(jì)測定溶液酸堿性的方法,了解溶液pH的調(diào)控在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要作用。說明本單元涉及的中和滴定和有關(guān)pH計(jì)算只限于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿。第三單元 鹽類的水解基本要求1 了解鹽類的水解,能簡單判斷常見鹽溶液的酸堿性。2 了解鹽類水解的簡單應(yīng)用。認(rèn)識鹽類水解的原理,能解釋強(qiáng)酸弱堿鹽和強(qiáng)堿弱酸鹽的水解實(shí)質(zhì)。3 了解鹽類水解的規(guī)律,并能運(yùn)用其規(guī)律判斷鹽溶液的酸堿性,會正確書寫鹽類水解的化學(xué)方程式和離子方程式。4 以碳酸鈉溶液為例,了解多元弱酸鹽的分步水解。5 以碳酸氫鈉溶液為例,說明酸式鹽溶液顯酸堿性的原因。6 了解影響鹽類水解的因素,知道鹽類水解在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的應(yīng)用。發(fā)展要求認(rèn)識鹽類水解的原理,能解釋強(qiáng)酸弱堿鹽和強(qiáng)堿弱酸鹽的水解實(shí)質(zhì)。1 了解鹽類水解的規(guī)律,并能運(yùn)用其規(guī)律判斷鹽溶液的酸堿性,會正確書寫鹽類水解的化學(xué)方程式和離子方程式。2 以碳酸鈉溶液為例,了解多元弱酸鹽的分步水解。3 了解影響鹽類水解的因素,知道鹽類水解在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的應(yīng)用。4 能用電離理論和水解理論解釋常見酸式鹽溶液的酸堿性。了解用實(shí)驗(yàn)測得常見酸式鹽溶液的酸、堿性,能用電離理論和水解理論解釋原因。知道泡沫滅火器的反應(yīng)原理。說明1 弱酸弱堿鹽的水解不作要求。2 泡沫滅火器的反應(yīng)原理只作一般了解。弱酸弱堿鹽的水解不作要求。第四單元 沉淀的溶解平衡基本要求1 了解難溶物在水中的溶解情況,認(rèn)識沉淀溶解平衡的建立過程。2 了解溶度積的概念,理解溶度積和物質(zhì)溶解性的關(guān)系。能用溶度積規(guī)則判斷沉淀的產(chǎn)生、溶解與轉(zhuǎn)化。3 了解沉淀溶解平衡在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。發(fā)展要求能用溶度積規(guī)則判斷沉淀的產(chǎn)生、溶解與轉(zhuǎn)化。了解知道溶洞的形成。說明1 只要求利用溶度積對沉淀的生成、轉(zhuǎn)化作簡單的判斷,不要求作復(fù)雜的計(jì)算。2 只要求利用溶度積判斷單一溶質(zhì)的溶液質(zhì)中沉淀是否生成。對沉淀的轉(zhuǎn)化、沉淀的生成和溶解等內(nèi)容也只要求定性判斷。,并從溶解度變化的角度簡單加以了解,而不要求從溶度積加以解釋。3 不宜介紹影響沉淀生成及沉淀完全與否的因素如酸效應(yīng)、同離子效應(yīng)、鹽效應(yīng)等。三、本專題教學(xué)建議1課時(shí)分配建議單元名稱內(nèi)容建議課時(shí)第一單元弱電解質(zhì)的電離平衡強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)1弱電解質(zhì)的電離平衡1常見的弱電解質(zhì)1第二單元溶液的酸堿性溶液的酸堿性1酸堿中和滴定2第三單元鹽類的水解鹽類的水解規(guī)律2影響鹽類水解的因素2合計(jì)1042教學(xué)方法建議本專題從知識內(nèi)容上看,可分為兩塊內(nèi)容,一是以化學(xué)平衡理論為基礎(chǔ),展開了介紹溶液中的三大重要平衡電離平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡。二是介紹了一種重要的確定酸堿溶液濃度的方法酸堿中和滴定法。教材層次分明,重點(diǎn)突出,邏輯性強(qiáng),從化學(xué)平衡引發(fā)對弱電解質(zhì)電離情況的討論、分析,又從對水電離平衡影響因素的分析,引發(fā)對溶液的酸堿性和鹽類水解的討論。這樣的編排既有利于知識的逐漸深化,也有利于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的發(fā)展和科學(xué)方法的培養(yǎng)。教師在教學(xué)過程中要充分領(lǐng)會教科書材的編寫意圖,開展創(chuàng)造性地教學(xué)活動。具體建議如下:(1)充分利用學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗(yàn),層層引導(dǎo),啟發(fā)學(xué)生思考。本專題所介紹的幾種溶液中電離的化學(xué)平衡、水解平衡均為化學(xué)平衡的特殊形式情況。由于學(xué)生對化學(xué)平衡的概念、特征以及各種影響因素已經(jīng)比較熟悉,所以教師在教學(xué)過程中特別要注意引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已掌握的原理對所學(xué)知識進(jìn)行分析,如可通過設(shè)置問題,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)平衡原理分析電離平衡的特征,運(yùn)用電離平衡原理分析鹽類水解產(chǎn)生的原因。,運(yùn)用化學(xué)平衡原理分析沉淀溶解平衡的特征。在引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)已有知識的基礎(chǔ)上,通過討論啟發(fā)學(xué)生思考,并注意層層引導(dǎo),促使學(xué)生通過思考得出相應(yīng)的結(jié)論。(2)密切聯(lián)系生活實(shí)際,激發(fā)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的探究欲望。在現(xiàn)實(shí)生活中,溶液中的化學(xué)平衡可以說無處不在,教科書材中選取了學(xué)生熟悉的一些現(xiàn)象與事例加以介紹,如生活中常見的
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