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工科化学 教案 工科化学 教案 课 程 代 码课 程 代 码 06001130 课 程 性 质课 程 性 质 校定必修 适 用 对 象适 用 对 象 全校各专业 理论课学时理论课学时 32 实验课学时实验课学时 8 总学时总学时 40 目目 录录 第一部分第一部分 理论课教案理论课教案 1 绪绪 论论 2 第第 1 章章 化学反应的基本原理化学反应的基本原理 3 1 1 热化学与能量变化 3 1 2 化学反应进行的方向和吉布斯函数变 5 1 3 化学反应进行的程度和化学平衡 7 1 4 化学反应进行的快慢和反应速率 9 第第 2 章章 溶液和离子平衡溶液和离子平衡 11 2 1 溶液的通性 11 2 2 酸碱理论 12 2 3 弱电解质的解离平衡 13 2 4 多相离子平衡与溶度积 15 第第 3 章章 氧化还原与电化学氧化还原与电化学 17 3 1 原电池和电极电势 17 3 2 电池电动势和电池反应的摩尔吉布斯函数变的关系 18 3 3 电极电势和原电池的应用 19 第第 4 章章 物质结构基础物质结构基础 21 4 1 原子结构理论的发展 21 4 2 原子结构的近代概念 21 4 3 化学键和分子结构 23 4 4 晶体结构 25 第第 5 章章 配位化合物配位化合物 26 5 1 配位化合物的定义 组成和命名 26 5 2 配位化合物的价键理论 26 5 3 配位平衡 27 5 4 配合物的应用 28 第二部分第二部分 实验课教案实验课教案 29 实验一 醋酸的解离度和解离常数的测定 30 实验二 水质的检验 30 实验三 氧化还原与电化学 31 实验四 配位化合物 32 第一部分第一部分 理论课教案理论课教案 课程简介课程简介 工科化学课程是高等工程教育中实施素质教育的必备基础课程 是高等工科 学校大多数专业不可缺少的一门基础课 是化学与工程技术间的桥梁 是培养全 面发展的现代工程技术人员知识结构和能力的重要组成部分 是培养 基础扎实 知识面宽 能力强 素质高 的迎接新世纪挑战的高级工程科技人才所必需的课 程 工科化学课程简明地反映了化学学科的一般原理 学生通过学习本课程 能 提高他们对物质世界和人类社会及其相互关系的认识 能用化学观点 即从分子 原子层次出发并深入到电子运动 扩展到聚集状态的观点 来理解宏观物质变化 及其伴随能量变化的原因和规律 以化学在材料 能源 环境 信息和生命等领 域中的应用为实例 来帮助非化学化工类学生明确学习化学原理 应用化学原理 的方法 培养学生正确的科学观 科学的社会观 并突出科学思维方法和创新能 力的培养 把化学的理论 方法与工程技术的观点结合起来 培养迎接新世纪挑 战的高级工程科技人才 逐步树立辩证唯物主义世界观 各章节主要内容及学时分配各章节主要内容及学时分配 章章 节节 主要内容主要内容 学学 时时 绪论 课程的意义及要求 1 第 1 章 化学反应的基本原理化学反应的能量变化 反应方向 进行 的程度 反应的快慢等 9 第 2 章 溶液和离子平衡 溶液的通性 酸碱理论 弱电解质的解 离平衡 多相离子平衡等 6 第 3 章 氧化还原与电化学 原电池和电极电势 电池电动势和电极 电势的应用等 6 第 4 章 物质结构基础 原子结构理论的发展及相关理论 化学 键和分子结构 晶体结构等 8 第 5 章 配位化合物 配位化合物的基本概念 配位平衡及配 合物的应用等 2 建议选用教材建议选用教材 大学化学 非化学化工类 史成武 倪良主编 合肥工业大学出版社 主要参考书目主要参考书目 普通化学 第五版 浙江大学化学教研室编 高等教育出版社 物理化学 天津大学物理化学教研室编 高等教育出版社 工程基础化学 陈林根主编 高等教育出版社 无机化学 上 下册 第三版 武汉大学等主编 高等教育出版社 化学与社会 唐有祺 王夔主编 高等教育出版社 1 绪绪 论论 一 教学目标一 教学目标 知识技能 知识技能 了解化学在素质教育中的重要性 化学的研究对象和化学的分支 以及本课程的主要教学任务和学习 目的等 掌握运算的基本规则 能力培养 能力培养 培养学生在以后的工作实践中能够与本专业结合利用化学的思维去分析和解决问题 科学品质 科学品质 激发学生求知欲 体验学习乐趣 培养学生严谨求实 勤奋刻苦 认真仔细 独立自觉的科学态度 二 重点 难点二 重点 难点 重点 重点 化学学科在自然学科中的重要作用 以及 工科化学 的桥梁作用 难点 难点 运算的基本规则 三 学时 三 学时 1 四 教学过程设计四 教学过程设计 教师活动 学生活动 设计意图 提问 有没有同学能够把化学的定义完整的叙 述出来 回答 引入课题 与中学内容衔接 详细说明化学的定义和研究对象 介绍化学的基 本分支 回忆 使学生对化学有较基本的印象 介绍化学在各领域中的重要作用 工科化学 作为一门非化学化工类专业必修课程的意义 思考 使学生了解学习该课程的重要意 义 明白学习目的 工科化学 的主要教学内容 介绍学习方法和 基本要求 联想 思考 使学生大致了解本课程的主要内 容 掌握学习方法 介绍物理量 单位和量纲的概念 运算的基本方 法 记忆 使学生掌握正确的计算方法 养成 良好的运算习惯 2 第第 1 章章 化学反应的基本原理化学反应的基本原理 1 1 热化学与能量变化热化学与能量变化 一 教学目标一 教学目标 知识技能 知识技能 掌握热化学中的基本概念 热力学第一定律 化学反应的热效应和焓的定义 以及关于化学反应标准 摩尔焓变的计算 能力培养 能力培养 培养学生的化学抽象思维 科学思想 科学思想 通过对热力学第一定律和焓的定义的提出 对学生进行辩证唯物主义教育 科学品质 科学品质 激发学生求知欲 体验学习乐趣 培养学生严谨求实 勤奋刻苦 认真仔细 独立自觉的科学态度 科学方法 科学方法 归纳 演绎和科学抽象 二 重点 难点二 重点 难点 重点 重点 相的概念 由热力学第一定律导出焓的定义 物质的标准摩尔生成焓的定义和反应的标准摩尔焓变的计算 难点 难点 反应的标准摩尔焓变的计算 三 学时 三 学时 3 四 教学过程设计四 教学过程设计 教师活动 学生活动 设计意图 板书 热化学基本概念 系统 相 状态和状态函数 过程和途径 反应进度 思考 引发学生思考 举例 以盐酸和锌粒在烧杯中的反应讲解系统 与环境 系统 与环境的概念 板书 敞开系统 封闭系统 隔离系统 解释 系统属于哪种类型主要看研究对象 系 统 与环境之间有没有物质和能量的交换 思考 归纳 以在不同条件下进行的一个简单 反应为例 分析研究对象与环境之 间进行物质和能量交换的情况 进 而引出系统的三种类型 加深学生 对概念的理解 提出相相的概念 提问 铝块和镁条 铝粉和镁粉 铝粉和镁粉 加热熔化均匀搅拌后冷却三种条件下系统各有 几相 提问 水面上浮一块大冰和水面上浮几块小冰 各有几相 讨论 回答 通过学生的讨论回答 纠正错误的 理解 使学生掌握相的概念 提出状态和状态函数状态和状态函数的概念 举例 如果要确定一个人 需要描述一个人的 身高 体重 衣着 长相等 其实描述一个人的 这些数据就是状态函数 根据状态函数有无加和性 引导学生自主得到系 统的广度和强度性质 讨论 回答 使学生在教师的引导下 自主得到 有关状态和状态函数的性质 提出过程和途径过程和途径的概念 引出过程函数过程函数的定义 计算 思考 得出结论 通过一个具体实例 让学生进行计 3 让学生对比过程函数和状态函数的区别 举例 水从 10 升高到 20 板书 I II III 途径 I 加热 100J 途径 II 加热 50J 做功 50J 途径 III 做功 100J 引导学生计算出三种途径中温度的变化量 热量 和做功的数值 算得出状态函数和过程函数的区 别 板书 B B 0 B 解释该表达式的含义 应特别指出化学计量数的 含义和符号问题 提出反应进度反应进度的概念 板书 10 20 BB n 举例 以合成氨反应为例 演示各物质的反应 进度计算 引导学生得出正确结论 思考 计算 得出结论 通过一个具体实例 让学生进行计 算得出各物质的反应进度 加深对 反应进度的理解 提问 系统和环境之间的能量交换方式有哪几 种 指出常见的能量交换方式有热传递和做功两种 引出热力学第一定律 板书 21 UUUQW 解释 Q 和 W 的取值符号 对于不做非体积功的 系统 功Wp V 回答 记忆 调动学生主动思考的积极性 加深 学生对热力学第一定律的理解 在恒容和恒压条件应用热力学第一定律热力学第一定律进行推 导 板书 恒容条件下 W 0 Q QV 21 V UUUQWQ 恒压条件下 Wp Q Q 21 Vp VV 1 1 P 21 P2 U UUQW Qp VV 21 P2 QUpVUpV 令 H UpV 则 21 P H HHQ 追随老师思路 并思考 纯理论推导 使学生认识到化学不 仅仅只有化学反应的计算 而且还 有理论性的推导 并加深对焓的概 念的理解 必须指出焓和热力学能都无法确定其绝对值 人 们关心的往往只是其变化值 引入热力学标准态 的概念 给出反应的标准摩尔焓变和物质的标准 摩尔生成焓 标准摩尔焓变和物质的标准 摩尔生成焓的定义 理解 记忆 使学生掌握热力学标准态的规定 情况以及相关的基本概念 板书 对于任意的化学反应 B rmfm B B 298 15K 298 15K HH 理解 跟随老师思路 掌握解 题方法 通过具体的解题演示 并故意暴露 出解题过程中的错误 加深学生的 印象 使学生更好的掌握解题技巧 4 解释该公式的含义 即在 298 15K 下 反应的标 准摩尔焓变等于该温度下各物质的标准摩尔生 成焓与其化学计量数乘积的总和 举例 以教材中例 1 1 和 1 2 详细演示反应的 标准摩尔焓变的计算方法和过程 演示计算时 在学生经常容易出错的地方故意出现错误 引导 学生发现错误 最后总结计算特别应注意的地 方 并避免出错 总结复述本节主要内容 强调本节的重点和难 点 布置课后习题 回忆 让学生把已学的知识用一条提示 线条串起来 通过课后习题的练 习 加深对该部分知识的掌握 1 2 化学反应进行的方向和吉布斯函数变化学反应进行的方向和吉布斯函数变 一 教学目标一 教学目标 知识技能 知识技能 掌握影响化学反应方向的两个因素 物质的标准摩尔熵和反应的标准摩尔熵变的概念 学会如何利用 反应的吉布斯函数变判断化学反应的方向 能力培养 能力培养 培养学生的化学抽象思维和综合应用能力 科学思想 科学思想 通过讨论影响化学反应自发性的因素 对学生进行辩证唯物主义教育 科学品质 科学品质 激发学生求知欲 体验学习乐趣 培养学生严谨求实 勤奋刻苦 认真仔细 独立自觉的科学态度 科学方法 科学方法 归纳 演绎和科学抽象 二 重点 难点二 重点 难点 重点 重点 熵的概念 反应的标准摩尔熵变和反应的摩尔吉布斯函数变的计算以及利用反应的摩尔吉布斯函数变判断 反应的方向 难点 难点 利用反应的摩尔吉布斯函数变判断反应的方向 三 学时 三 学时 2 四 教学过程设计四 教学过程设计 教师活动 学生活动 设计意图 介绍物理过程和化学反应自发性自发性的概念 举例 重物下落 水往低处走等一些自发进行 的物理过程 酸碱中和 氧化还原等很多自发的 化学反应也是放热的 提问 刚才的例子表明 系统有着自动取得最 低能量的趋势 但是不是有能量释放的物理过程 或化学反应都可以自发呢 举例 0 以下水自动结冰 硝酸铵溶于水等过 程可以自发进行的 但却是吸热的 板书 引出混乱度和熵的概念 指出系统有着混乱度自 动增大的趋势 从而得到影响化学反应方向的两 个因素 焓变和熵变 思考 讨论 回答 引发学生思考 通过提问和回答引 导学生得出影响化学反应方向的 两个因素 焓变和熵变 滴加墨水 5 提出物质的标准摩尔熵标准摩尔熵的定义 熵的单位 仿照 反应的标准墨尔焓变的计算 得到反应的标准墨 尔熵变 标准墨 尔熵变的计算公式 板书 对于任意的化学反应 B rmm B B 298 15K 298 15K SS 解释该公式的含义 即在 298 15K 下 反应的标 准摩尔熵变等于该温度下各物质的标准摩尔熵与 其化学计量数乘积的总和 思考 理解 记忆 引导学生仿照反应的标准墨尔焓 变的计算 得到反应的标准墨尔熵 变的计算公式 能够做到举一反 三 提出吉布斯函数和吉布斯函数变吉布斯函数和吉布斯函数变的定义 以及吉 布斯等温方程式 吉 布斯等温方程式 板书 GGTS GGT S 0G 时 反应正向非自发 逆向自发 思考 理解 记忆 提出基本概念 对于吉布斯函数和 吉布斯等温方程式的理论由来不 作解释 鼓励学生利用课余时间查 阅资料 反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算 板书 1 标准状态 298 15K 下 B rmfm B B 298 15K 298 15K GG rmrm rm 298 15K 298 15K 298 15K 298 15K GH S i 2 标准状态 任意温度下 rmrmrm K 298 15K 298 15K GTHTS 3 任意状态 任意温度下 rmrm K K lnGTGTRTQ 其中Q为反应商 对于任意的反应 B BB B B pc Q pc 解释该公式的含义 即反应的反应商等于某时刻 各物质的压力 浓度 与标准压力 浓度 的比 值并以其化学计量数为指数的乘积 举例 以教材中例1 3 1 4和1 5详细演示不 同条件下反应的摩尔吉布斯函数变的计算方法和 过程 演示计算时 在学生经常容易出错的地方 故意出现错误 引导学生发现错误 最后总结计 算特别应注意的地方 思考 理解 记忆 计算 让学生掌握不同条件下 反应的摩 尔吉布斯函数变得计算公式 并能 够熟练应用 通过具体的解题演示 并故意暴露 出解题过程中的错误 加深学生的 印象 使学生更好的掌握解题技巧 并避免出错 总结复述本节主要内容 强调本节的重点和难点 布置课后习题 回忆 让学生把已学的知识用一条提示 线条串起来 通过课后习题的练 习 加深对该部分知识的掌握 6 1 3 化学反应进行的程度和化学平衡化学反应进行的程度和化学平衡 一 教学目标一 教学目标 知识技能 知识技能 掌握化学平衡的特点 标准平衡常数的表达式 标准平衡常数与反应的标准摩尔吉布斯函数变的关系 多重平衡规则及其应用 温度对标准平衡常数的影响 化学平衡移动方向的判断 能力培养 能力培养 培养学生的化学抽象思维和综合应用能力 科学思想 科学思想 通过化学平衡的特点以及化学平衡移动方向的判断 对学生进行辩证唯物主义教育 科学品质 科学品质 激发学生求知欲 体验学习乐趣 培养学生严谨求实 勤奋刻苦 认真仔细 独立自觉的科学态度 科学方法 科学方法 归纳 演绎和科学抽象 二 重点 难点二 重点 难点 重点 重点 标准平衡常数的表达式 标准平衡常数与反应的标准摩尔吉布斯函数变的关系 多重平衡规则 化学平衡 移动方向 难点 难点 多重平衡规则及其应用 三 学时 三 学时 2 四 教学过程设计四 教学过程设计 教师活动 学生活动 设计意图 提出化学平衡化学平衡的概念 提问 化学反应达到平衡 是不是表示反应就 停止了 指出化学平衡的特点 宏观上看反应好像停止 了 但是微观上 反应并未停止 只是正逆反应 速率相等 是一种动态的平衡 讨论 回答 引发学生思考 对学生进行辩证唯 物主义教育 板书 rmrm K K lnGTGTRTQ 提问 上一节课我们知道可以利用反应的吉布 斯函数变的符号判断反应的方向 那么当 G 0 时 反应的方向如何 当学生回答处于平衡状态时 指出达到平衡状态 时反应商就是该反应的标准平衡常数标准平衡常数 强调反应 商和标准平衡常数之间的异同之处 板书 rm 0 K lnGTRTK rm K ln GT K RT 式中 eqeq eq B BB B B pc KQ pc 思考 回答 理解 记忆 根据化学反应方向的判断依据 引 导学生通过反应的吉布斯函数变 等于0这一条件 得出标准平衡常 数与反应的标准摩尔吉布斯函数 变的关系 同时掌握标准平衡常数 的表达式写法 举例 以合成氨反应为例 讲解标准平衡常数 表达式 标准平衡常数 表达式的写法 板书 1 N2 g 3H2 g 2NH 3 g 理解 归纳 记忆 以具体的反应实例演示如何根据 化学反应方程式写出标准平衡常 数的表达式 并使学生认识到反应 的标准平衡常数虽然可以由反应 达到平衡时各物质的浓度或者分 压来表示 但是并不依赖于反应的 7 eq eqeq 2 3 1 3 22 NH N H p p K pp pp 2 1 2N2 g 3 2H2 g NH 3 g eq eqeq 3 13 2 2222 NH N H p p K pp pp 显然 有 2 12 KK 归纳 如果方程式 可以由方程式 和 通过一定的运算得到 例如 m n l 则平衡常数有以下关系 23 1 4 mn l KK K K i 这就是多重平衡规则多重平衡规则 请有兴趣的同学课后通过标准平衡常数和标准 摩尔吉布斯函数变之间的关系验证 初始状态和平衡状态 屏衡常数只 与温度有关 并引入下一部份内 容 板书 rm rmrm rmrm K ln K K 298 15K 298 15K GT K RT HTTST RT HS RTR 该式表明 反应的标准平衡常数只是温度的函 数 即平衡 常数只与温度有关 提问 当反应是吸热或者是放热时 温度的升 高以及降低 标准平衡常数如何变化 请学生自学教材中例1 6 掌握多重平衡规则和 标准平衡常数与温度之间关系的综合运用 理解 讨论 回答 通过理论推导出反应的标准平衡 常数与温度之间的关系 以提问的 方式检查学生对该部分内容的掌 握情况 并自学该部分的例题 进 一步加强对知识的掌握 理解 应用 使学生掌握化学平衡移动的概念 以及学会判断平衡移动的方向 化学平衡是一种动态的平衡 是相对和暂时的 当条件改变后 平衡就被破坏 直至在新的条件 下达到新的平衡 这就是化学平衡的移动 平衡 移动的方向可以由吕吕 查德里原理查德里原理来判断 鼓励学生课下由已学的热力学知识验证吕 查德 里原理 总结复述本节主要内容 强调本节的重点和难 点 布置课后习题 回忆 让学生把已学的知识用一条提示 线条串起来 通过课后习题的练 习 加深对该部分知识的掌握 8 1 4 化学反应进行的快慢和反应速率化学反应进行的快慢和反应速率 一 教学目标一 教学目标 知识技能 知识技能 掌握化学反应速率基本概念 影响化学反应速率的的几个因素 化学反应速率方程 质量作用定律 反应级数 阿仑尼乌斯公式 能力培养 能力培养 培养学生的化学抽象思维和综合应用能力 科学思想 科学思想 通过对元反应和反应级数的确定 对学生进行辩证唯物主义教育 科学品质 科学品质 激发学生求知欲 体验学习乐趣 培养学生严谨求实 勤奋刻苦 认真仔细 独立自觉的科学态度 科学方法 科学方法 归纳 演绎和科学抽象 二 重点 难点二 重点 难点 重点 重点 化学反应速率的概念 化学反应速率方程 质量作用定律 反应级数 难点 难点 简单反应和复合反应与化学反应速率方程的表达式 三 学时 三 学时 2 四 教学过程设计四 教学过程设计 教师活动 学生活动 设计意图 化学反应速率化学反应速率的概念 板书 对于任意化学反应 B B 1dc v dt i 化学反应速率的单位是 mol dm 3 s 1 提问 影响化学反应速率的因素有哪些 浓 度 温度 接触面积 催化剂等 思考 讨论 回答 提出化学反应速率的概念及数学表 达式 使学生掌握基本概念 提出 问题 引发学生思考 自然引出下 部分内容 浓度对化学反应速率的影响 板书 对于元反应aA bB yY zZ 其反应速率方 程为 A B ab vkcc i 该表达式称为质量作用定律质量作用定律 反应级数反应级数的概念 简单反应和复合反应简单反应和复合反应的概念 必须强调化学反应速率方程必须通过实验来确 定 只有对于元反应才符合质量作用定律 但是 符合质量作用定律的反应不一定是元反应 实验 是唯一的标准 举例 以教材上的化学反应方程式为例 与学 生一起完成速率方程式 思考 归纳 化学反应速率与反应物的浓度有 关 其关系可由化学反应速率方程 表现 强同时调化学反应速率方程 必须通过实验来确定 并通过对比 不同类型的化学反应方程式的速率 方程 加深学生对质量作用定律 简单反应和复合反应等概念的理 解 并使学生对实验在化学中的重 要作用有进一步的认识 化学反应速率的应用 板书 对于一级反应A yY zZ 根据反应速率的定义 dc v dt 根据质量作用定律 vkc 理解 应用 通过对一级反应的速率分析和应 用 使学生掌握化学反应速率的重 要性 由于这部分内容涉及积分计 算 学生尚未掌握 所以要求不能 过高 9 所以 dc kc dt 对上式积分 有 0 0 t t cdc kc c dt 解得 0 ln t c kt c 当ct 1 2c0时 所需的时间称为半衰期t1 2 带入上式 有 1 2 ln20 693 t kk 举例 以教材上例1 7说明一级反应半衰期的 应用 温度对化学反应速率的影响 范特霍夫经验规律 阿仑尼乌斯公式 板书 a E RT kAe 或 a lnln E kA RT A 指前因子 Ea 活化能 鼓励学生利用阿仑尼乌斯公式验证范特霍夫经 验规律 其中Ea取50kJ mol 1 100kJ mol 1 T取 300K左右 理解 使学生认识到温度主要影响化学反 应速率方程中的反应速率常数 而 反应速率常数又主要由反应的活化 能以及反应温度决定 讨论 理解 简单介绍影响化学反应速率的其他因素 如催化 剂 接触面积 举例 合成氨反应中 有和没有Fe催化时反 应的活化能情况 Zn粒和Zn粉与盐酸反应的情 况对比 使学生对影响化学反应速率的其他 因素有所了解 其中催化剂的作用 主要是降低反应的活化能 总结复述本节主要内容 强调本节的重点和难 点 布置课后习题 回忆 让学生把已学的知识用一条提示线 条串起来 通过课后习题的练习 加深对该部分知识的掌握 10 第第 2 章章 溶液和离子平衡溶液和离子平衡 2 1 溶液的通性溶液的通性 一 教学目标一 教学目标 知识技能 知识技能 掌握溶液的组成 分类 非电解质溶液的通性和电解质溶液的通性 溶液的蒸气压下降 沸点上升 凝固点下降 渗透压等 能力培养 能力培养 培养学生的化学抽象思维和综合应用能力 科学思想 科学思想 通过溶液的通性学习 对学生进行辩证唯物主义教育 科学品质 科学品质 激发学生求知欲 体验学习乐趣 培养学生严谨求实 勤奋刻苦 认真仔细 独立自觉的科学态度 科学方法 科学方法 由实验到科学 归纳 演绎和科学抽象 二 重点 难点二 重点 难点 重点 重点 溶液的蒸气压下降 水的三相点 难点 难点 水的三相点 三 学时 三 学时 1 四 教学过程设计四 教学过程设计 教师活动 学生活动 设计意图 介绍溶液的组成和分类 思考 讨论 回答 饱和蒸气压饱和蒸气压的概念 水的三相图水的三相图 板书 解释溶液的蒸气压下降原因 引导学生从水的三 相图中发现溶液的凝固点下降和沸点上升现象 举例 在水箱中加入乙二醇或甘油可使凝固点 下降防止结冰 沸点升高得到高沸点的溶液 介绍非电解质稀溶液的依数性 利用图形形象的解释溶液的蒸气 压下降 沸点上升 凝固点下降和 渗透压等概念 学生比较容易接 受 介绍半透膜半透膜的概念以及渗透压渗透压产生的原因 反渗透反渗透的概念 思考 理解 应用 利用图形形象的解释渗透压和反 渗透产生的原因 使学生掌握渗透 和反渗透的实质是物质的扩散原 来 了解渗透作用和反渗透作用的 应用 T K a Tf 273 16 373 15 Tb Tf Tb a b c b 0 61 P kPa 101 32 11 举例 渗透和反渗透的作用及应用 电解质溶液的通性 电解质溶液同样也具有蒸气压下降 沸点上升 凝固点下降 渗透压等现象 但是其上升和下降 的数值比相应的非电解质溶液更大 鼓励学生通过讨论寻找其中的原因和应用 理解 讨论 对比 应用 透过对比使学生对电解质溶液的 通性有所了解 总结复述本节主要内容 强调本节的重点和难 点 回忆 让学生把已学的知识用一条提示 线条串起来 2 2 酸碱理论酸碱理论 一 教学目标一 教学目标 知识技能 知识技能 掌握酸碱质子理论 了解酸碱电子理论和软硬酸碱理论 能力培养 能力培养 培养学生的化学抽象思维和综合应用能力 科学思想 科学思想 通过酸碱理论的介绍 对学生进行辩证唯物主义教育 科学品质 科学品质 激发学生求知欲 体验学习乐趣 培养学生严谨求实 勤奋刻苦 认真仔细 独立自觉的科学态度 科学方法 科学方法 归纳 演绎和科学抽象 二 重点 难点二 重点 难点 重点 重点 酸碱质子理论 难点 难点 酸碱质子理论 三 学时 三 学时 0 5 四 教学过程设计四 教学过程设计 教师活动 学生活动 设计意图 提问 什么是酸 什么是碱 纠正回答过程中的错误 提问 NaHSO4是不是酸 学生回答 不是 然后指出 酸碱的概念并不是 唯一的 刚才的回答是基于中学所学的阿仑尼乌 斯电离理论的基础上的酸碱概念 介绍人们对酸碱的认识过程 并提出比较常用的 酸碱理论是酸碱质子理论和酸碱电子理论 回忆 回答 通过提出问题 引发学生对中学所 学知识的回忆 自然引出下部分内 容 介绍酸碱质子理论酸碱质子理论的要点 1 质子是该理论的传递媒介 2 酸碱反应的实质是质子的传递 3 只适用于水溶液 不适用于非水溶液 板书 HCl H Cl HAc H Ac HCO3 H CO 3 2 理解 记忆 使学生掌握酸碱酸碱质子理论以 及共轭酸碱的概念 12 NH4 H NH 3 通式 酸 H 碱 共轭关系 介绍酸碱电子理论酸碱电子理论的要点 1 电子对是该理论的传递媒介 除了分子外 离子也可以是酸碱 2 酸碱反应的实质是共用电子对 3 适用于水溶液或非水溶液 特别是有机反应 板书 NH3 g HCl g NH 4Cl s 其中 NH3的N给出电子对 HCl中的H接受电子 对 理解 记忆 使学生掌握酸碱电子理论 鼓励学生课后查阅参考书籍了解软硬酸碱理论 总结复述本节主要内容 强调本节的重点和难 点 回忆 让学生把已学的知识用一条提示 线条串起来 2 3 弱电解质的解离平衡弱电解质的解离平衡 一 教学目标一 教学目标 知识技能 知识技能 掌握水的离子积和pH值 一元弱酸 碱 的解离平衡和pH值的计算方法 多元弱电解质的解离平衡 和pH及相关离子浓度的计算 同离子效应 缓冲溶液的有关计算等 能力培养 能力培养 培养学生的化学抽象思维和综合应用能力 科学思想 科学思想 通过对一元和多元弱电解质解离平衡的学习 对学生进行辩证唯物主义教育 科学品质 科学品质 激发学生求知欲 体验学习乐趣 培养学生严谨求实 勤奋刻苦 认真仔细 独立自觉的科学态度 科学方法 科学方法 归纳 演绎和科学抽象 二 重点 难点二 重点 难点 重点 重点 pH值的含义 一元和多元弱电解质的解离平衡的有关计算 同离子效应 缓冲溶液的有关计算 难点 难点 一元和多元弱电解质的解离平衡的有关计算和缓冲溶液的有关计算 三 学时 三 学时 2 5 四 教学过程设计四 教学过程设计 教师活动 学生活动 设计意图 水的离子积和水的离子积和 pH 值值的概念 板书 H2O H Cl eqeq W H OH cc K cc i 1 0 10 14 eq H pHlg c c 思考 讨论 回答 使学生掌握水的解离平衡以及pH 值的概念 一元弱酸 碱 的解离平衡 板书 以HAc的解离为例 HAc H Ac 起始浓度 c 0 0 解理浓度 x x x 平衡浓度 c x x x 思考 理解 应用 通过理论推导出一元弱酸的解离 平衡的计算公式 使学生掌握解平 衡问题的一般方法 学会近似处理 的计算方法 13 eqeq 2 eq a H Ac HAc cc x cc K c x c c i 解得 2 aa 4 2 KcKK x a 00 精确解 当时 c x c 可得到 a 4c K a xKc i 近似解 同理可得到一元弱碱的相关离子浓度的计算 举例 以教材上例2 3详细讲解一元弱酸 碱 的有关离子浓度的计算 多元弱酸 碱 的解离平衡 多元弱酸 碱 的解离并不是一步完成的 而是 分级解离分级解离的 以H2S的解离为例 H2S H HS 一级解离 a1 K HS H S2 二级解离 a2 K 由于 所以溶液中的H a1a2 KK 浓度可以近 似认为全部是一级解离得到 举例 以教材上例2 4和2 5详细讲解二元弱 酸的有关离子浓度的计算 思考 理解 应用 使学生明白多元弱电解质的解离 和一元弱电解质的解离是不同的 在掌握多元弱电解质的解离平衡 本质的基础上 学会有关的平衡浓 度的计算方法 同离子效应同离子效应的概念 同离子效应本质就是化学平 衡的移动 举例 以教材上例2 6和2 7详细讲解同离子 效应对弱电解质解离的影响 理解 记忆 掌握同离子效应的概念和本质 缓冲溶液缓冲溶液的概念和特点 缓冲溶液能够抵抗外加 少量强酸 碱 而保持pH值相对稳定的原因 就是因为同离子效应 举例 缓冲溶液在生命活动和生产实践中的具 体应用实例 板书 共轭酸 H 共轭碱 起始浓度 c 酸 0 c 碱 解理浓度 x x x 平衡浓度 c 酸 x x c 碱 x eqeq eq a H cc xcx cc K cx c c i i 酸 酸 碱 碱 因 为 起 始 酸 碱 的 浓 度 都 比 教 大 所 以 c 碱 x c 碱 c 酸 x c 酸 于是上式可简化为 a xcxx c K cxc ii 酸酸 碱碱 解得 a c xK c i 酸 碱 思考 理解 应用 通过具体实例讲解缓冲溶液的重 要作用 提高学生的学习兴趣 然 后从理论上进行分析 并推导出缓 冲溶液的计算公式 14 举例 以教材上例2 8和2 9讲解缓冲溶液H 浓 度和pH值的计算方法 最后在简要介绍缓冲溶液的配制 总结复述本节主要内容 强调本节的重点和难 点 布置课后习题 回忆 让学生把已学的知识用一条提示 线条串起来 通过课后习题的练 习 加深对该部分知识的掌握 2 4 多相离子平衡与溶度积多相离子平衡与溶度积 一 教学目标一 教学目标 知识技能 知识技能 掌握难溶电解质和溶度积的概念 溶度积规则和利用溶度积规则判断沉淀产生与否 沉淀的溶解 转 化和分步沉淀等有关应用计算 能力培养 能力培养 培养学生的化学抽象思维和综合应用能力 科学思想 科学思想 通过对沉淀的生成 溶解 转化 对学生进行辩证唯物主义教育 科学品质 科学品质 激发学生求知欲 体验学习乐趣 培养学生严谨求实 勤奋刻苦 认真仔细 独立自觉的科学态度 科学方法 科学方法 归纳 演绎和科学抽象 二 重点 难点二 重点 难点 重点 重点 溶解度和溶度积之间的关系 溶度积规则及其应用 沉淀的溶解 转化和分步沉淀等有关计算 难点 难点 溶度积规则及其应用 三 学时 三 学时 2 四 教学过程设计四 教学过程设计 教师活动 学生活动 设计意图 溶度积溶度积的概念 溶度积与溶解度溶解度的关系 提问 什么是难溶电解质 难溶电解质在水中 是否没有任何溶解和解离 板书 对于任意的难溶电解质AnB 思考 讨论 回答 B m 在水中有以下平 衡 AnB B m nA mB m n eq eq A B mn sp cc nm K cc i 举例 以教材上例2 11 2 12和2 13讲解溶度 积和溶解度之间的关系和相互换算 通过提问和回答的方式使学生更 深刻地掌握溶度积的概念 并通过 例题使学生掌握溶度积和溶解度 之间的关系 沉淀 溶解平衡本质也是化学平衡的一种 沉淀 溶解平衡本质也是化学平衡的一种 可以 通过化学平衡的移动来判断沉淀产生与否 即溶 度积规则 回想 联系 理解 将沉淀 溶解平衡与第1章所学 的化学平衡联系起来 自然而然使 学生理解溶度积规则 板书 csp QK 过饱和融解 产生沉淀 csp QK 饱和溶液 平衡状态 举例 溶度积规则可以通过教材例2 14 2 15 2 16和2 17讲解其在判断沉淀是否产生或者溶 计算 应用 通过介绍沉淀 溶解平衡在生产 生活中的应用提高学生的学习兴 15 解 分步沉淀和沉淀的转化中的应用 同时结合 实际 说明沉淀 溶解平衡在污水处理 硬水的 软化等方面的应用 趣 同时通过例题展示其基本原 理 使学生掌握有关计算技巧 总结复述本节主要内容 强调本节的重点和难 点 布置课后习题 回忆 让学生把已学的知识用一条提示 线条串起来 通过课后习题的练 习 加深对该部分知识的掌握 16 第第 3 章章 氧化还原与电化学氧化还原与电化学 3 1 原电池和电极电势原电池和电极电势 一 教学目标一 教学目标 知识技能 知识技能 掌握原电池的结构 原电池正负极的规定 原电池图式 原电池的双电层理论 标准氢电极的规定 标准电极电势的定义 能力培养 能力培养 培养学生的化学抽象思维和综合应用能力 科学思想 科学思想 通过介绍人们对电的认识过程 对学生进行辩证唯物主义教育 科学品质 科学品质 激发学生求知欲 体验学习乐趣 培养学生严谨求实 勤奋刻苦 认真仔细 独立自觉的科学态度 科学方法 科学方法 归纳 演绎和科学抽象 二 重点 难点二 重点 难点 重点 重点 原电池的结构 原电池正负极规定 原电池图式的写法 难点 难点 原电池图式的写法 三 学时 三 学时 2 四 教学过程设计四 教学过程设计 教师活动 学生活动 设计意图 介绍原电池的产生以及原电池对整个人类文明 发展的重要作用 听讲 通过介绍提高学生的学习兴趣 原电池的结构 板书 原电池结构图 理解 记忆 使学生对原电池的构造有初步的 认识 学会判断正负极 原电池装置简图固然直观 但是不太方便 人们 规定了简写方法 即原电池图式原电池图式 对于铜锌原电 池 可表示为 板书 Zn s Zn2 c1 Cu2 c2 Cu 介绍书写原电池图式的要点 理解 归纳 使学生掌握原电池图式的写法 原电池产生电流的原因在于原电池的两级存在 电势差 表明原电池的两级均存在一定的电势 介绍双电层理论双电层理论 双电层理论示意图 由于电势的绝对值无法确定 所以选取标准氢电 极 标准氢电 极为电极电势的参考点 标准氢电极示意图 介绍任意状态电极的电极电势的规定 总结复述本节主要内容 强调本节的重点和难 点 回忆 让学生把已学的知识用一条提示 线条串起来 通过课后习题的练 习 加深对该部分知识的掌握 17 3 2 电池电动势和电池反应的摩尔吉布斯函数变的关系电池电动势和电池反应的摩尔吉布斯函数变的关系 一 教学目标一 教学目标 知识技能 知识技能 掌握电动势与反应的摩尔吉布斯函数变之间的数学关系 浓度对电极电势和电动势的影响 能斯特方 程及其应用 能力培养 能力培养 培养学生的化学抽象思维和综合应用能力 科学思想 科学思想 通过对电动势与反应的摩尔吉布斯函数变之间的关系的研究 对学生进行辩证唯物主义教育 科学品质 科学品质 激发学生求知欲 体验学习乐趣 培养学生严谨求实 勤奋刻苦 认真仔细 独立自觉的科学态度 科学方法 科学方法 归纳 演绎和科学抽象 二 重点 难点二 重点 难点 重点 重点 电动势与反应的摩尔吉布斯函数变之间的关系 能斯特方程的应用 难点 难点 原电池反应和原电池半反应的能斯特方程 三 学时 三 学时 2 四 教学过程设计四 教学过程设计 教师活动 学生活动 设计意图 提问 原电池可以产生电流做电功 根据能量 守恒定律 这部分能量从哪儿来 指出原电池产生的能量来自与氧化还原反应的 吉布斯函数变 板书 rm GWE Q i 由于反应进度为1mol时 转移电子总数为nF F 为法拉第常数 n与反应方程式有关 所以有 rm GnF E 当反应处于标准状态时 得到 rm GnFE 举例 通过教材例3 2 3 3 3 4和3 5讲解上 式的应用 讨论 回答 思考 理解 启发学生从能量守恒的原理出发 寻找原电池做功能量的来源 进而 得出原电池电动势与反应的摩尔 吉布斯函数变之间的关系 因为浓度直接影响化学反应的吉布斯函数变 所 以浓度对原电池的电极电势和电动势都有影响 板书 rmrm lnGGRTQnFE 而 所以有 rm GnFE 0 05917V lnlg RT EEQE nFn Q 上式称为电动势的能斯特方程电动势的能斯特方程 其中Q是原电池 反应的反应商 对于原电池的电极电势 设电极反应为 aOx ne bRe 0 05917V Ox lg Re a b cc n cc 或者 思考 理解 应用 计算 从理论和实际应用出发 使学生赵 我浓度对电动势和电极电势的影 响 并学会灵活运用能斯特方程 掌握有关运算技巧 18 0 05917V Re lg Ox b a cc n cc 上式称为电极电势的能斯特方程电极电势的能斯特方程 应用以上公式必须注意 1 Re表示还原态一侧的所有物质 Ox表示氧 化态一侧的所有物质 2 a b分别表示相应物质的化学计量数的绝 对值 H 和OH 离子参与的电极反应必须把其浓 度考虑进去 3 如果有 举例 通过教材例3 2 3 3 3 4和3 5讲解上 述能斯特方程的应用 特别强调有H 和OH 离子 参与的电极反应必须注意的问题 总结复述本节主要内容 强调本节的重点和难 点 布置课后习题 回忆 让学生把已学的知识用一条提示 线条串起来 通过课后习题的练 习 加深对该部分知识的掌握 3 3 电极电势和原电池的应用电极电势和原电池的应用 一 教学目标一 教学目标 知识技能 知识技能 掌握能斯特方程在判断原电池的正负极 判断氧化还原物质的相对强弱 判断氧化还原反应进行的方 向 判断氧化还原反应进行的程度方面的应用以及化学电源等基本知识 能力培养 能力培养 培养学生的化学抽象思维和综合应用能力 科学思想 科学思想 通过能斯特方程的灵活运用 对学生进行辩证唯物主义教育 科学品质 科学品质 激发学生求知欲 体验学习乐趣 培养学生严谨求实 勤奋刻苦 认真仔细 独立自觉的科学态度 科学方法 科学方法 归纳 演绎和科学抽象 二 重点 难点二 重点 难点 重点 重点 电极电势 电动势的能斯特方程的综合应用 难点 难点 电极电势 电动势的能斯特方程的综合应用 三 学时 三 学时 2 四 教学过程设计四 教学过程设计 教师活动 学生活动 设计意图 判断原电池正负极 提问 原电池的正负极可以通过实验来确定 从理论上我们能否进行判断呢 原电池中总是电极电势较小的一极作负极 电极 电势较大的一极作正极 所以可以通过比较电极 电势大小判断正负极 举例 通过教材例3 6讲解电极电势在判断原 电池正负极方面的应用 思考 讨论 回答 使学生掌握电极电势在判断原电 池正负极中的应用 判断氧化还原物质的相对强弱 举例 Ag不能与稀盐酸反应 即H 的氧化性小 于Ag 的氧化性 但是Ag可以与浓盐酸反应 表 思考 讨论 回答 使学生掌握电极电势在判断氧化 还原物质的相对强弱中的应用 19 明H 的氧化性大于Ag 的氧化性 可见离子的浓 度对氧化还原性强弱有很大关系 提问 氧化剂和还原剂的相对强弱能也能从理 论上给出判断呢 电极电势代数值越大 其氧化态物质的氧化性就 越强 反之电极电势代数值越小 其还原态物质 的还原性就越强 判断氧化还原反应的方向 判断一个反应的方向的依据是看反应的摩尔吉 布斯函数变的符号 由于对于氧化还原反应的摩 尔吉布斯函数变与原电池的电动势有着定量的 关系 所以可以通过电动势的符号判断反应的方 向 板书 rm GnF E 0 0 0 rm 0EG 反应正向自发 rm 0EG 反应逆向自发 rm 0EG 反应处于平衡状态 举例 通过教材例3 7讲解电动势在判断氧化 还原方向方面的应用 思考 理解 应用 使学生掌握电动势在判断氧化还 原反应的方向中的应用 判断氧化还原反应进行的程度 把标准平衡常数与电动势结合 便得到以下关系 思考 理解 应用 使学生掌握电动势在氧化还原反 应进行的程度中的应用 rm K ln GT nFE K RT RT 或 lg 0 05917V nE K 必须强调 这里与标准平衡常数对应的是原电池 的标准电动势 举例 通过教材例3 8简单说明标准电动势在 判断氧化还原反应进行程度方面的应用 简单介绍常见的几种化学电源 如干电池 蓄电 池 燃料电池的结构 成分等 了解 使学生了解有关化学电源方面的 基本知识 总结复述本节主要内容 强调本节的重点和难 点 布置课后习题 回忆 让学生把已学的知识用一条提示 线条串起来 通过课后习题的练 习 加深对该部分知识的掌握 20 第第 4 章章 物质结构基础物质结构基础 4 1 原子结构理论的发展原子结构理论的发展 一 教学目标一 教学目标 知识技能 知识技能 了解原子结构理论的发展过程 原子线状光谱的概念 玻尔理论解释原子光谱成功性和局限性 微观 粒子的运动形式 微观粒子运动的波粒二象性 能力培养 能力培养 培养学生的化学抽象思维 科学思想 科学思想 通过对原子结构理论的发展过程的介绍 对学生进行辩证唯物主义教育 科学品质 科学品质 激发学生求知欲 体验学习乐趣 培养学生严谨求实 勤奋刻苦 认真仔细 独立自觉的科学态度 科学方法 科学方法 归纳 演绎和科学抽象 二 重点 难点二 重点 难点 重点 重点 玻尔理论 微观粒子运动的波粒二象性 难点 难点 玻尔理论 三 学时 三 学时 1 四 教学过程设计四 教学过程设计 教师活动 学生活动 设计意图 提问 物质的由什么构成 物质是否无限可 分 举例 历史上人们对于物质是否无限可分的两 种观点 思考 讨论 回答 提出问题 引起学生思考 提高学 习兴趣 提出原子光谱呈不连续线状这一事实 寻找其本 质 板书 原子光谱图 介绍玻尔理论玻尔理论在解释氢原子光谱的成功之处 同 时指出其局限性 理解 思考 通过介绍玻尔理论 指出其不足之 处 引出下部分内容 介绍微观粒子的波粒二象性微观粒子的波粒二象性 指出微观粒子的运 动不仅具有粒子性 而且还具有波动性以及波粒 二象性的实验依据 板书 电子衍射实验示意图 理解 思考 通过介绍微观粒子运动的波粒二 象性使学生树立微观粒子的运动 与宏观物体的运动有着很大的差 别 引出量子理论在研究微观粒子 运动中的重要作用 总结复述本节主要内容 强调本节的重点和难 点 布置课后习题 回忆 让学生把已学的知识用一条提示 线条串起来 通过课后习题的练 习 加深对该部分知识的掌握 4 2 原子结构的近代概念原子结构的近代概念 一 教学目标一 教学目标 21 知识技能 知识技能 了解量子力学在描述微观粒子运动中的作用 掌握量子力学的一些基本结论 波函数 四个量子数及 其含义 波函数的角度分布和径向分布 电子云的概念 多电子原子的原子轨道的能级 核外电子的分布规律 元素 周期表 能力培养 能力培养 培养学生的化学抽象思维和综合应用能力 科学思想 科学思想 通过原子中电子的运动状态和在核外的分布规律的介绍 对学生进行辩证唯物主义教育 科学品质 科学品质 激发学生求知欲 体验学习乐趣 培养学生严谨求实 勤奋刻苦 认真仔细 独立自觉的科学态度 科学方法 科学方法 归纳 演绎和科学抽象 二 重点 难点二 重点