化学反应与能量转化教材分析资料

1、第一章 化学反应能量转化* 21世纪化学和化工的研究对象已不限于分子，要超越分子以上的各个层次已不限于分子，要超越分子以上的各个层次，直到有组织的化学体系，包括材料、器件、活的细胞，甚至整个器官。* 21世纪的化学和化工超越化学科学的传统界面超越化学科学的传统界面，渗透到化学能起重要作用的生命科学、材料科学、能源科学、信息科学、国防和安全科学等重要领域中。化学要解决的6个基本问题*合成与生产制造 最重要*物质的化学变化和物理变化*分析、分离和控制*计算与理论*化学与生物学、医学的界面*材料的设计和制作化学具有不同寻常的特殊之处。化学科学涉及发现发现和创造创造两部分。*化学家希望发现化学世界的构

2、成从原子、分子到有组织的体系如材料、器件、活体细胞和整个生物体等而且他们还希望了解构成之间如何相互作用并随时间改变。*化学家并不仅限于研究业已存在业已存在的化学世界的构成，他们也研究那些可能存在可能存在的未知分子和物质及相互作用。现代化学的特征1. 实验设备的仪器化和计算机化实验设备的仪器化和计算机化2. 从宏观层次到微观层次从宏观层次到微观层次3. 从定性向定量化发展从定性向定量化发展4. 从静态研究到动态研究从静态研究到动态研究5. 开始建立统一的理论开始建立统一的理论6. 快速有效的分离纯化方法快速有效的分离纯化方法7. 从单一学科发展到综合学科和边缘学科从单一学科发展到综合学科和边缘学

3、科加拿大化学家RJ吉利斯皮（R. J. Gillespie）1995年在美国化学会的“普通化学中必须包括什么内容”研讨会上提出现代化学基础的 6种化学基本概念：1. 原子、分子、离子2. 化学键： 是什么使原子在分子和晶体中结合在一起？3. 分子的几何形状；三维化学4. 动力学理论5. 化学反应6. 能和熵物质结构与物质性质：在微观层面上化学反应原理：在宏观层面上 反映现代化学最基本最基本的 研究思想、方法、结果 使部分学生获得学习现代化学所需要的、比较全面的训练。 培养符合时代要求的高素质人才 化学反应原理化学反应原理选修模块的对象：选修模块的对象： 学生通过学生通过化学反应原理化学反应原理

4、的学习的学习能够有效提升对化能够有效提升对化学反应的认识，能够具有大视野，能够多角度地以高观学反应的认识，能够具有大视野，能够多角度地以高观点分析化学反应。点分析化学反应。课程标准：通过B4模块教材的学习，学生应主要在以下几个方面得到发展1. 认识化学变化所遵循的基本原理，初步形成关于物质变化的正确观认识化学变化所遵循的基本原理，初步形成关于物质变化的正确观念；念；2. 了解化学反应中能量转化所遵循的规律，知道化学反应原理在生产、了解化学反应中能量转化所遵循的规律，知道化学反应原理在生产、生活和科学研究中的应用；生活和科学研究中的应用；3. 赞赏运用化学反应原理合成新物质对科学技术和人类社会文

5、明所起赞赏运用化学反应原理合成新物质对科学技术和人类社会文明所起的重要作用，能对生产、生活和自然界中的有关化学变化现象进行合的重要作用，能对生产、生活和自然界中的有关化学变化现象进行合理的解释；理的解释；4. 增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。化学反应原理的内容标准主题1. 化学反应与能量主题2. 化学反应速率与化学平衡主题3. 溶液中的离子平衡课程标准课程标准1. 了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2. 通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的

6、重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。提高能量利用效率的实际意义。3. 能举例说明化学能与热能的相互转化，了解能举例说明化学能与热能的相互转化，了解的涵义，能用的涵义，能用进行有关反应热的简单计算。进行有关反应热的简单计算。4. 体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解，能写出，能写出。5. 通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。通过查阅资料了解常见化

7、学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。6. 能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。 课程标准课程标准. 知道化学反应知道化学反应方法，通过方法，通过某些化学反应速率。某些化学反应速率。. 知道知道及其对化学反应速率的及其对化学反应速率的影响影响。. 通过实验探究通过实验探究对化学反应速率的对化学反应速率的，认识其一般规律。，认识其一般规律。. 通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。通过催化剂实际应

8、用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。. 能能。. 描述化学平衡建立的过程，知道描述化学平衡建立的过程，知道的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的。. 通过实验探究通过实验探究对化学平衡的对化学平衡的，并能用，并能用加以解释。加以解释。. 认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。课程标准课程标准1. 能描述能描述，了解酸碱电离理论。，了解酸碱电离理论。2. 知道知道，能进行溶液，能进行溶液。3. 初步掌握测定溶液初步掌握测定溶液pH的方

9、法，知道溶液的方法，知道溶液pH的调控在工农业生产和的调控在工农业生产和科学研究中的重要应用。科学研究中的重要应用。4. 认识认识，归纳，归纳盐类水解程度的盐类水解程度的，能举例，能举例说明盐类水解在生产、生活中的应用。说明盐类水解在生产、生活中的应用。5. 能描述能描述，知道，知道。 课程标准课程标准 课程标准化学热力学化学热力学物理化学物理化学化学动力学化学动力学第一章第一章化学反应与能量转化化学反应与能量转化课程标准课程标准1 1、了解化学反应中能量转化的原因，能说、了解化学反应中能量转化的原因，能说 出常出常见的能量转化形式。见的能量转化形式。2 2、通过查阅资料说明能源是人类生存和发

10、、通过查阅资料说明能源是人类生存和发 展的重要基展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。约能源、提高能量利用效率的实际意义。3 3、能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和、能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计焓变的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。算。4 4、体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池、体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方和电解池的工作原理，能写出电

11、极反应和电池反应方程式。程式。5 5、通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，、通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。6 6、能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的、能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。 教材内容教材内容第第1 1节节 化学反应的热效应化学反应的热效应第第2 2节节 电能转化为化学能电能转化为化学能 电解电解第第3 3节节 化学能转化为电能化学能转化为电能 电池电池课程标准

12、与教材内容安排课程标准与教材内容安排焓变概念焓变概念焓变计算焓变计算 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的相互化学能与电能的相互转化转化 以能量转化为纲以能量转化为纲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 应用应用氧化还原反应氧化还原反应感性认识感性认识吸热、放热反应吸热、放热反应定性分析定性分析化学反应化学反应能量转化能量转化伴随伴随感性认识感性认识理性认识理性认识本质理解本质理解热能热能电能电能化学能化学能热效应热效应反应热反应热焓变及其简单计算焓变

13、及其简单计算热化学方程式热化学方程式理性分析理性分析定量分析定量分析电解电解电解原理电解原理电解池装置电解池装置电极反应电极反应氯碱工业氯碱工业 铜的铜的电解精炼电解精炼 电镀等电镀等应用应用电池电池电池工作原理电池工作原理原电池原电池常见化学电源常见化学电源金属电化学腐蚀与防护金属电化学腐蚀与防护方法方法知识发展与基本框架知识发展与基本框架化学反应的热效化学反应的热效应应热化学方程式热化学方程式 定量测定定量测定定量计算定量计算 盖斯定律盖斯定律反应热反应热反应的焓变反应的焓变第第1 1节节 化学反应的热效应化学反应的热效应等温、等压等温、等压不做其他功不做其他功 化学能化学能热能热能反应热

14、反应热Q0反应吸热反应吸热Q0 吸热反应吸热反应 H0 放热反应放热反应单位：单位：kJ mol-1定量描述定量描述联想联想质疑质疑 表达：表达：热化学方程式热化学方程式 书写规则书写规则交流交流研讨研讨 中和反应反应热的测定中和反应反应热的测定活动活动探究探究 盖斯定律盖斯定律交流交流研讨研讨 内容体系内容体系热效应热效应实验获得实验获得理论计算理论计算定量水平定量水平 反应热与反应焓变都属于化学反应能量变化，但焓变的科学意义反应热与反应焓变都属于化学反应能量变化，但焓变的科学意义层次更高。层次更高。 焓是状态函数，焓变仅决定于始终态，而反应热不是状态函数。焓是状态函数，焓变仅决定于始终态，

15、而反应热不是状态函数。 在等温等压条件下，在等温等压条件下，QpH，在其他条件下，（如，在其他条件下，（如T、V一定）反一定）反应热就不等于应热就不等于Qp了，此时仍然存在焓变。了，此时仍然存在焓变。焓变是比反应热更普遍的反应能量变化的表述焓变是比反应热更普遍的反应能量变化的表述 反应焓变的计算是教学的重点。反应焓变的计算是教学的重点。不回避概念，但不在不回避概念，但不在“焓焓”、“焓变焓变”的概念上纠缠，不要的概念上纠缠，不要求学生进行概念辨析。求学生进行概念辨析。 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：原电池原电池第第3 3节节 化学能转化为电能化学能

16、转化为电能电池电池 原电池原电池化学能转化为电能化学能转化为电能 应用应用防止防止产产生生直直流流电电电极反应：电极反应：阴极：还原反应阴极：还原反应阳极：氧化反应阳极：氧化反应正极正极负极负极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单液原电池单液原电池双液原电池双液原电池锌锌-硫酸铜反应硫酸铜反应必修阶段简单了解的铜必修阶段简单了解的铜锌原电池锌原电池推动力？推动力？装置：装置：原电池原电池 原电池原电池化学能转化为电能化学能转化为电能 产产生生直直流流电电电极反应：电极反应：阴极：还原反应阴极：还原反应阳极：氧化反应阳极：氧化反应负极负极正极正极

17、电子电子有序有序流动流动教材栏目的功能教材栏目的功能基基本本要要求求栏栏目目提提高高要要求求栏栏目目联想联想质疑质疑方法导引方法导引活动活动探究探究观察观察思考思考交流交流研讨研讨迁移迁移应用应用本章自我评价本章自我评价历史回眸历史回眸资料在线资料在线化学与技术化学与技术身体内的化学身体内的化学追根寻源追根寻源拓展视野拓展视野一一般般资资料料较深入较深入更深入更深入身边的化学身边的化学化学前沿化学前沿联想联想质疑质疑 交流交流研讨研讨 活动活动探究探究 精要概括精要概括 引入引入展开展开总结总结从生产、生从生产、生活中提出问活中提出问题。题。应用原理解决应用原理解决开始提出的实开始提出的实际问

18、题。际问题。方法导引方法导引一般资料性栏目一般资料性栏目较深入分析问题、较全面拓展知识较深入分析问题、较全面拓展知识教材的特点教材的特点注重科学性，并突出新思想、新内容现代科学的发展使一些经典原理的含义或应用发生了质的变化，教材尽量避免内容在科学性上与现代科学脱节，注重科学性，尤其避免为了“浅出”而随意地、错误地解释概念，使教材在科学性上具有相对长的生命力。 重视知识的框架结构，重在介绍学术思想使知识点服从于知识的框架结构，并尽可能使同学们多了解学术思想的形成、演变与发展，从本质上理解这些人类知识结晶的精髓。 避免只见树木不见森林 突出化学是一门实验科学的特点*尽可能给学生提供动手实验的机会*

19、强调实验对于理论产生的重要性突出模型化研究方法的特点突出模型化研究方法的特点介绍知识时避免将理论绝对化介绍知识时避免将理论绝对化 任何理论都不能随意使用，不可能放之四海而皆准。任何理论都不能随意使用，不可能放之四海而皆准。注重知识发展的阶段性与连续性 注重与必修内容的衔接注重与必修内容的衔接 注重教材内部内容的衔接注重教材内部内容的衔接 注重与大学内容的衔接注重与大学内容的衔接 不是简单地将大学内容搬来，简单下移，而是精心设计、不是简单地将大学内容搬来，简单下移，而是精心设计、精心选择，遵循精心选择，遵循螺旋式上升的认识规律，在深入浅出上下功夫，在深入浅出上下功夫，让学生在中学阶段对相关问题有

20、一个正确的概念、基本的了解，让学生在中学阶段对相关问题有一个正确的概念、基本的了解，更深层次、更全面的理解以及更高水平的把握留待大学阶段解更深层次、更全面的理解以及更高水平的把握留待大学阶段解决。决。必修阶段必修阶段只要求描述铜锌原电池发生的变化，只要求描述铜锌原电池发生的变化，不要不要求求书写电极反应式书写电极反应式选修阶段初期选修阶段初期从得失电子的角度知道从得失电子的角度知道铜锌原电铜锌原电池池的电极反应式的书写，并会写的电极反应式的书写，并会写电池的总反应式电池的总反应式选修阶段中期选修阶段中期能系统地从能系统地从电极类型、反应类型电极类型、反应类型及得失电子守恒及得失电子守恒的角度书

21、写电极的角度书写电极反应式和总反应式反应式和总反应式“追根寻源追根寻源”在书写氢氧燃料电池的电极反应在书写氢氧燃料电池的电极反应式时，能从反应物质所处的式时，能从反应物质所处的溶液溶液环境环境等多方面分析等多方面分析第一章第一章 化学反应与能量变化化学反应与能量变化第第3 3节节化学能转化为电能化学能转化为电能电池电池 突出现代化学正在逐步走向定量化的特征自始至终注意提供定量的信息，设计一定数量的定量计算内容（反应的焓变、平衡常数、平衡转化率等），给学生提供有关化学反应定量研究的基本训练。 根据高中生的认知发展水平和接受能力，尽量从学生熟根据高中生的认知发展水平和接受能力，尽量从学生熟悉的事实

22、出发，用浅显的语言，分析抽象概念的其物理意悉的事实出发，用浅显的语言，分析抽象概念的其物理意义，并注意将概念与实例相联系，以降低抽象概念的学习义，并注意将概念与实例相联系，以降低抽象概念的学习难度。难度。 尽量避免繁杂的数学推导或者不讲过程只端出结论的两尽量避免繁杂的数学推导或者不讲过程只端出结论的两种偏颇做法。种偏颇做法。合理处理抽象概念简单简单复杂复杂学生熟悉的现象学生熟悉的现象新概念新概念简单简单复杂复杂固体的溶解固体的溶解熵的概念熵的概念 物质的三态物质的三态熵与物质状态熵与物质状态熟悉的熟悉的物理过程物理过程自发的物理过程自发的物理过程与熵增的关系与熵增的关系具体的具体的化学反应实例

23、化学反应实例熵变与熵变与化学反应方向化学反应方向第二章第二章 化学反应的方向、限度和速率化学反应的方向、限度和速率第第1 1节节 化学反应的方向化学反应的方向反应熵变与反应方向反应熵变与反应方向合理处理抽象概念 处理实际问题处理实际问题尽量使学生体会到抽象理论的实用价值尽量使学生体会到抽象理论的实用价值从生产、生从生产、生活中提出问活中提出问题。题。应用原理认识应用原理认识自然界中的现自然界中的现象。象。应用原理解决应用原理解决生活中的问题。生活中的问题。应用原理解决应用原理解决开始提出的实开始提出的实际问题。际问题。重视学习者的参与性重视学习者的参与性尽可能地在启发同学开动脑筋、动手实践的基

24、础上尽可能地在启发同学开动脑筋、动手实践的基础上自己自己构建概念体系构建概念体系。避免填鸭式的知识罗列，。避免填鸭式的知识罗列，开拓了教与学开拓了教与学的发展空间的发展空间。富有张力，适于教师因材施教教材主体内容保持在普通高中课程标准的基本要求范围内，使教材适用于学生的主体部分。在基本要求之上，以提高性栏目形式设计提高内容，以满足部分学生的高要求。与过去教材对比与过去教材对比知识深、广度有所增加知识深、广度有所增加盖斯定律盖斯定律盐桥盐桥焓变、熵、熵变焓变、熵、熵变平衡常数平衡常数浓度商浓度商平衡转化率平衡转化率基元反应基元反应反应速率常数反应速率常数活化能活化能沉淀溶解平衡与沉淀溶解平衡与K

25、sp把握好度把握好度课程标准课程标准. 知道化学反应知道化学反应方法，通过方法，通过某些化学反应速率。某些化学反应速率。. 知道知道及其对化学反应速率的及其对化学反应速率的影响影响。. 通过实验探究通过实验探究对化学反应速率的对化学反应速率的，认识其一般规律。，认识其一般规律。. 通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。. 能能。. 描述化学平衡建立的过程，知道描述化学平衡建立的过程，知道的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的。. 通过实验探究通过实验探究对化学平衡的对化学平衡的，并能用，并能用加以解释。加以解释。. 认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。化学热力学化学热力学物理化学物理化学化学动力学化学动力学氧化还原反应氧化还原反应感性认识感性认识吸热、放热反应吸热、放热反应定性分析定性分析化学反应化学反应能量转化能量转化伴随伴随感性认识感性认识理性认识理性认识本质理解本质理解热能热能电能电能化学能化学能热效应热效应反应热反应热焓变及其简单