内容组织与教学设计讨论

1、内容组织与教学设计讨论 内容组织与教学设计讨论 p 化学反应原理模块的内容组织化学反应原理模块的内容组织 l与原有课程或其他版本教材相比，化学反与原有课程或其他版本教材相比，化学反 应原理模块内容组织的变化应原理模块内容组织的变化 l教材编写的基本理念教材编写的基本理念 l结合具体内容的分析结合具体内容的分析 内容组织与教学设计讨论 p 内容组织的变化内容组织的变化 l电化学部分：电解在原电池之前电化学部分：电解在原电池之前 电解池模型选取电解池模型选取 l化学反应的方向、快慢与限度：化学反应的方向、快慢与限度： 章节编排顺序：方向章节编排顺序：方向限度限度快慢快慢 化学平衡常数及平衡移动规律

2、的处理化学平衡常数及平衡移动规律的处理 影响化学反应速率的因素的分析影响化学反应速率的因素的分析 l水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡 章节编排顺序章节编排顺序 内容组织与教学设计讨论 p 教材编写的基本理念教材编写的基本理念 l化学学科核心思想方法的形成化学学科核心思想方法的形成 分析化学现象、解决化学问题的角度和思分析化学现象、解决化学问题的角度和思 路路 例：分析能量转化问题、分析化学反应、分例：分析能量转化问题、分析化学反应、分 析水溶液问题的一级思路的建立析水溶液问题的一级思路的建立 内容组织与教学设计讨论 定 量 测 定定 量 测 定 、 表 示 和、 表 示 和 计 算 反 应

3、计 算 反 应 热效应热效应 原理原理 第一章第一章 化学反应与能量变化化学反应与能量变化 化学能与电能化学能与电能 的相互转化的相互转化 能量转化能量转化 化学能转化为热能化学能转化为热能 反应反应的热效应的热效应 电能转化为化学能电能转化为化学能 电解电解 化学能转化为电能化学能转化为电能 原电池原电池 应用应用 能量转化 内容组织与教学设计讨论 电解食电解食 盐水盐水 电电 解解 熔熔 融融 氯氯 化化 钠钠 电 解 精电 解 精 炼铜炼铜 电镀电镀 外加直外加直 流电流电 装置：装置： 电解池电解池 电极反应：电极反应： 阴极：还原反应阴极：还原反应 阳极：氧化反应阳极：氧化反应 电解

4、电解 电能转化为化学能电能转化为化学能 第第2节节 电能转化成化学能电能转化成化学能电解电解 简单体系简单体系 离子放电顺序离子放电顺序 水的电离与电解水的电离与电解 外加电能、特定的装置外加电能、特定的装置 使不自发的氧化还原反应发生使不自发的氧化还原反应发生 复杂体系复杂体系 内容组织与教学设计讨论 化学电源化学电源 金属腐蚀金属腐蚀 （电化学腐蚀）（电化学腐蚀） 装置：装置： 原电池原电池 产生直流电产生直流电 电极反应：电极反应： 阴极：还原反应阴极：还原反应 阳极：氧化反应阳极：氧化反应 原电池原电池 化学能转化为电能化学能转化为电能 第第3节节 化学能转化成电能化学能转化成电能电池

5、电池 特定的装置特定的装置 使自发的氧化还原反应发生使自发的氧化还原反应发生 产生电能产生电能 铜铜 锌锌 原原 电电 池池 内容组织与教学设计讨论 化化 学学 热热 力力 学学 化学反应化学反应 判据：反应焓变（判据：反应焓变（H H） 反应熵变（反应熵变（S S） 影响规律：影响规律：H H T TS S 认认 识识 化化 学学 反反 应应 化化 学学 反反 应应 条条 件件 的的 优优 化化 工工 业业 合合 成成 氨氨 共共 同同 影影 响响 化化 学学 动动 力力 学学 限限 度度 速速 率率 定量描述：化学平衡常数定量描述：化学平衡常数 平衡转化率平衡转化率 影响因素：影响因素：T

6、 T 、c c 、P P 化学反应速率有差别：化学反应速率有差别： 反应历程、基元反应反应历程、基元反应 定量描述：化学反应速率定量描述：化学反应速率 影响因素：影响因素： c c 、T、催化剂催化剂 方方 向向 化学反应 内容组织与教学设计讨论 溶剂溶剂 认识认识 物质物质 在水在水 溶液溶液 中的中的 行为行为 加入多种加入多种 电解质电解质 加入一种加入一种 电解质电解质 自身电离自身电离 水水 水溶液水溶液 物质的存在形态物质的存在形态 电离、水解平衡电离、水解平衡 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 水溶液水溶液 离子反应离子反应 水溶液 内容组织与教学设计讨论 p 教材编写的基本理念教材编写

7、的基本理念 l化学学科核心思想方法的形成化学学科核心思想方法的形成 分析化学现象、解决化学问题的角度和思分析化学现象、解决化学问题的角度和思 路路 例：分析能量转化问题、分析化学反应、分例：分析能量转化问题、分析化学反应、分 析水溶液问题的一级思路的建立析水溶液问题的一级思路的建立 分析具体问题的二级思路（与具体内容分析具体问题的二级思路（与具体内容 和观念结合）和观念结合） 内容组织与教学设计讨论 p 教材编写的基本理念教材编写的基本理念 l化学学科核心思想方法的形成化学学科核心思想方法的形成 分析化学现象、解决化学问题的角度和思分析化学现象、解决化学问题的角度和思 路路 l核心观念的建构核

8、心观念的建构 微粒观微粒观 动态观动态观 定量观定量观 转化观转化观 内容组织与教学设计讨论 p 教材编写的基本理念教材编写的基本理念 l核心观念的建构核心观念的建构 微粒观：微粒观：看见微粒、关注其看见微粒、关注其“来龙去脉来龙去脉” 动态观：动态观：微粒的运动；微粒间的相互作用（溶剂微粒的运动；微粒间的相互作用（溶剂 化作用、离子间相互作用、离子与电子间相互化作用、离子间相互作用、离子与电子间相互 作用等）；平衡移动作用等）；平衡移动 内容组织与教学设计讨论 p 教材编写的基本理念教材编写的基本理念 l核心观念的建构核心观念的建构 微粒观：微粒观： 动态观：动态观： 定量观：定量观：定量的

9、分析问题的意识定量的分析问题的意识 面对一个定量关系，形成分析问题的思面对一个定量关系，形成分析问题的思 路路关注单一物理量、关注物理量间的相互关注单一物理量、关注物理量间的相互 关系、与具体问题（或情景）对应进行分析得关系、与具体问题（或情景）对应进行分析得 出结论出结论 内容组织与教学设计讨论 平衡状态 平衡移动 影响因素 移动规律 由反应、由反应、 温度定温度定 可变可变 其它平衡其它平衡 体系体系 分析具体问题的二级思路分析具体问题的二级思路 内容组织与教学设计讨论 引入引入 问题问题1：某反应某时刻各组分浓：某反应某时刻各组分浓 度，问此时是否达平衡状态？度，问此时是否达平衡状态？

10、若没有达平衡状态，反应在向若没有达平衡状态，反应在向 哪个方向进行？哪个方向进行？ 小结：可以利用小结：可以利用Q、K的相对大的相对大 小关系判断平衡移动问题小关系判断平衡移动问题 内容组织与教学设计讨论 初始状态：初始状态： (2.9410-4)2 (2.510-2)(4.0010-3) =8.610-4 K 反应向逆反应方向进行，达到平衡状态反应向逆反应方向进行，达到平衡状态 Q 0 温度（温度（）400600800 K0.4412.25 反应：反应：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) H0自发自发 2NH4Cl(s)+Ba(OH)2(s)= BaCl2(s)+ 2NH3(g)

11、+2H2O(l) 0自发自发 NaOH(s) = Na+ + OH-0自发自发 提示：从反应前后物质的存在状态及微粒的运动角度考虑提示：从反应前后物质的存在状态及微粒的运动角度考虑 发现“熵变”对反应方向的影响 内容组织与教学设计讨论 熵变能否替代焓变，成为决定反应能否自发进行熵变能否替代焓变，成为决定反应能否自发进行 的唯一因素？的唯一因素？ 反应反应熵变熵变 是否是否 自发自发 NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)= CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) 熵增加熵增加自发自发 2H2O2(aq) = 2H2O(l) + O2(g)熵增加熵增加自发自发 4Fe(OH

12、)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)熵减小熵减小自发自发 2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3 (s)+2Fe(s)熵减小熵减小自发自发 内容组织与教学设计讨论 H - TS0不自发不自发 内容组织与教学设计讨论 方向判据的价值和功能？方向判据的价值和功能？ 内容组织与教学设计讨论 TiO2(s)+2Cl2(g) + 2C(石墨石墨) =TiCl4(l)+2CO(g) H=-59.1kJmol-1 S=141.0J mol-1K-1 内容组织与教学设计讨论 p 教学案例：化学反应方向教学案例：化学反应方向 l启示启示 1.1.知识脉络的梳理并不困难，关键是对知识

13、知识脉络的梳理并不困难，关键是对知识 本体的理解和知识的功能与价值（促进学本体的理解和知识的功能与价值（促进学 生认识发展）的分析；生认识发展）的分析； 2.2.学生认识发展脉络的分析是教学设计的核学生认识发展脉络的分析是教学设计的核 心；心； 3.3.问题线索的设计、素材的选取是达成目标问题线索的设计、素材的选取是达成目标 的桥梁的桥梁 内容组织与教学设计讨论 p 教学案例：原电池工作原理教学案例：原电池工作原理 l知识脉络知识脉络 疑问疑问1 1：必修原电池工作原理与选修原电：必修原电池工作原理与选修原电 池工作原理有什么不同？池工作原理有什么不同？ 疑问疑问2 2：双液原电池的作用是什么

14、？：双液原电池的作用是什么？ 内容组织与教学设计讨论 内容组织与教学设计讨论 p 突破学生对于原电池工作原理的错误认识突破学生对于原电池工作原理的错误认识 双液原电池模型对于学生认识原电池工作原理的双液原电池模型对于学生认识原电池工作原理的 价值是什么？价值是什么？ （1 1）学生认为是直接接触的氧化还原反应的发生引发）学生认为是直接接触的氧化还原反应的发生引发 了电极上的电子得失反应。（设计及吸氧腐蚀）了电极上的电子得失反应。（设计及吸氧腐蚀） （2 2）学生对）学生对“活性不同的两种金属做电极活性不同的两种金属做电极”的认识是的认识是 “机械机械”的，缺少发展和变通。例如，认为只有金属的，

15、缺少发展和变通。例如，认为只有金属 才能做电极。才能做电极。 （3 3）学生将电极与电极材料混为一谈，这导致学生）学生将电极与电极材料混为一谈，这导致学生 认识燃料电池时产生了新的障碍点。认识燃料电池时产生了新的障碍点。 化学反应原理模块化学反应原理模块 内容组织与教学设计讨论 p 有助于学生认识原电池装置产生电流的本质有助于学生认识原电池装置产生电流的本质 双液原电池模型对于学生认识原电池工作原理的双液原电池模型对于学生认识原电池工作原理的 价值是什么？价值是什么？ （1 1）原电池装置的作用在于让氧化反应和还原反应在）原电池装置的作用在于让氧化反应和还原反应在 分别在两极进行。分别在两极进

16、行。 （2 2）产生电流的本质原因是电势差的存在。）产生电流的本质原因是电势差的存在。 p 有助于学生在今后学习中不断发展对原电池工作原理及其有助于学生在今后学习中不断发展对原电池工作原理及其 应用的认识。应用的认识。 化学反应原理模块化学反应原理模块 内容组织与教学设计讨论 p 教学案例：原电池工作原理教学案例：原电池工作原理 l认识脉络认识脉络 设计电池的基本思路设计电池的基本思路 电流产生的本质、构成原电池的要素电流产生的本质、构成原电池的要素 关于原电池构成条件的朴素认识关于原电池构成条件的朴素认识 原电池原电池装置装置氧还反应、释放能量氧还反应、释放能量 内容组织与教学设计讨论 激发

17、学生对原电池的原有认识：激发学生对原电池的原有认识： 1.1.在下列化学反应中，哪些反应可能将化学能直接转在下列化学反应中，哪些反应可能将化学能直接转 化成电能？这些反应有什么共同特点？化成电能？这些反应有什么共同特点？ 化学反应化学反应反应中的能量变化反应中的能量变化 HCl + NaOH = NaCl + H2O 放出能量放出能量 Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 放出能量放出能量 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 放出能量放出能量 2NaCl = 2Na + Cl2 吸收能量吸收能量 通电通电 内容组织与教学设计讨论 ZnCu CuSO4 装置装置1 装置装置2 请你思

18、考：对于反应对于反应Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，哪一哪一 套装置能将化学能直接转化为电能？若能产生电流，电套装置能将化学能直接转化为电能？若能产生电流，电 流是怎样产生的？电池的正、负极是什么？若不能产生流是怎样产生的？电池的正、负极是什么？若不能产生 电流，请说明理由。电流，请说明理由。 内容组织与教学设计讨论 ZnCu CuSO4 装置装置1 Zn与与Cu2+发生氧化还原反应发生氧化还原反应 Zn 2e- = Zn2+ 电子沿导线到铜片上电子沿导线到铜片上 Cu2+2e- =Cu 负极负极 正极正极 内容组织与教学设计讨论 装置装置2 内容组织与教学设计讨论 发展学生对原电

19、池工作原理的认识：发展学生对原电池工作原理的认识： 装置装置2 2进行如下改造后，能否产生电流？为什么？进行如下改造后，能否产生电流？为什么？ KK+ +KK+ + KK+ + KK+ + KK+ + ClCl- - ClCl- - ClCl- - ClCl- - ClCl- - 离子在盐桥中能够定向离子在盐桥中能够定向 移动，通过盐桥将两个隔离移动，通过盐桥将两个隔离 的电解质溶液连接起来，使的电解质溶液连接起来，使 电流传导。电流传导。 内容组织与教学设计讨论 KK+ + KK+ + KK+ + KK+ + KK+ + ClCl- - ClCl- -ClCl- - ClCl- - ClCl

20、- - e- Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ e- e- e- e- e- e- e- Cu2+ Cu2+ e- e- e- e- ClCl- - ClCl- - KK+ + KK+ + Cu2+Cu 内容组织与教学设计讨论 1.该装置能否产生电流？说明理由。若能产 生电流，正极、负极是什么？ 石墨石墨石墨石墨 H2 O2 K2SO4 负极：负极：2H2 4e- = 4H+ 正极：正极： O2+4e-+2H2O =4OH- 2H2+O2 = 2H2O 内容组织与教学设计讨论 请你结合上述装置分析：构成电池的基本条请你结合上述装置分析：构成电池的基本条 件是什么？件是什么？ 石墨石墨石墨

21、石墨 H2 （负极）（负极） K2SO4 O2 （正极）（正极） ZnCu CuSO4 A 内容组织与教学设计讨论 电池电池正极正极负极负极电解质电解质 溶液溶液 工作时发生的化学反应工作时发生的化学反应 锌锰锌锰 干电池干电池 MnO2 (石墨石墨 棒棒) 锌片锌片氯化铵氯化铵Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+ Mn2O3+2NH3+H2O 铅蓄电池铅蓄电池 PbO2Pb硫酸硫酸Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4 +2H2O 氢氢 氧氧 燃燃 料料 电电 池池 O2(石石 墨）墨） H2 (石墨石墨) 氢氧化氢氧化 钾钾 2H2 + O2= 2H2O 内容组织与教学设计讨论 1.

22、请你利用反应Cu + 2Fe3+= Cu2+ + 2Fe2+，设计 原电池将化学能直接转化成电能，并记录你设 计原电池的思路。 2.这是唯一装置吗？正极、负极、电解质溶液可 以怎样改变？ 形成设计思路：形成设计思路： 内容组织与教学设计讨论 “以促进学生认识发展为本以促进学生认识发展为本”的的 教学策略及建议教学策略及建议 内容组织与教学设计讨论 内容组织与教学设计讨论 p 例证素材的选修例证素材的选修 l支持认识发展功能（激发学生原有认识，支持认识发展功能（激发学生原有认识， 引发、实现认识发展）；引发、实现认识发展）； l例证的来源：实验、数据、图片、事实等例证的来源：实验、数据、图片、事实等 内容组织与教学设计讨论 p 促进学生认识发展的教学是长线教促进学生认识发展的教学是长线教 学，要有整体设计与思考学，要有整体设计与思考 l案例：物质在水溶液中的行为案例：物质在水溶液中的行为 内容组织与教学设计讨论 案例案例1：弱电解质电离平衡：弱电解质电离平衡 内容组织与教学设计讨论 思考：思考： 两支烧杯中分别盛装同浓度的盐酸和醋酸，请你分两支烧杯中分别盛装同浓度的盐酸和醋酸，请你分 别分析：别分析： 1. 1. 溶液中分别存在哪些微粒？溶液中分别存在哪些微粒？ 2.