鲁科版化学反应原理模块教材分析鲁科版课件

1、化学反应原理模块教材分析超越分子前沿（美）21世纪化学科学的挑战委员会著* 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，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，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*材料的设计和制作超越分子前沿（美）21世纪化学科学的挑战委员会著超越分子前沿化学具有不同寻常的特殊之处。化学科学涉及发现和

2、创造两部分。*化学家希望发现化学世界的构成从原子、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的化学世界的构成，他们也研究那些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2. 从宏观层次到微观层次3. 从定性向定量化发展4. 从静态研究到动态研究5. 开始建立统一的理论6. 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

3、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专业人才 化学反应原理选修模块的对象： 对化学有兴趣或将升入大学学习理科的学生。 教材既应注重基础性，又应注重提高性。 学生通过化学反应原理的学习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点分析化学反应。课程标准：通过B4

4、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、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。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主题1. 化学反应与能量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。2

5、. 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。3. 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算。4. 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程式。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。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。 课程标准主题2.化学反应速率与化学平衡. 知道化学反应速率的定量表示方

6、法，通过实验测定某些化学反应速率。. 知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。. 通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，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。. 能用焓变和熵变说明化学反应的方向。. 描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。. 通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。. 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。课程标准主题3. 溶液中的离子平衡1. 能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡，了解酸碱电离

7、理论。2. 知道水的离子积常数，能进行溶液pH的简单计算。3. 初步掌握测定溶液pH的方法，知道溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要应用。4. 认识盐类水解的原理，归纳影响盐类水解程度的主要因素，能举例说明盐类水解在生产、生活中的应用。5. 能描述沉淀溶解平衡，知道沉淀转化的本质。 教材的内容体系课程标准主题1. 化学反应与能量课程标准 主题2. 化学反应速率与化学平衡课程标准主题3. 溶液中的离子平衡化学热力学物理化学化学动力学第一章化学反应与能量转化课程标准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。2、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

8、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。3、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算。4、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程式。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。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。 教材内容第1节 化学反应的热效应第2节 电能转化为化学能 电解第3节 化学能转化为电能 电池课程标准与教材内容安排焓变概念焓变计算 原理第一

9、章化学反应与能量变化化学能与电能的相互转化 以能量转化为纲化学能转化为热能反应的热效应 电能转化为化学能电解 化学能转化为电能 原电池 应用氧化还原反应感性认识吸热、放热反应定性分析化学反应能量转化伴随感性认识理性认识本质理解热能电能化学能热效应反应热焓变及其简单计算热化学方程式理性分析定量分析电解电解原理电解池装置电极反应氯碱工业 铜的电解精炼 电镀等应用电池电池工作原理原电池常见化学电源金属电化学腐蚀与防护方法知识发展与基本框架化学反应的热效应热化学方程式 定量测定定量计算 盖斯定律反应热反应的焓变第1节 化学反应的热效应等温、等压不做其他功 化学能热能反应热Q0反应吸热Q0 吸热反应 H

10、Sm(l)Sm(s) (2)同类物质，摩尔质量越大，Sm值越大 (3)摩尔质量相同的不同物质 结构越复杂Sm值越大 (4)同一物质随温度升高而熵值增大4. 化学反应熵变的计算第二节 化学反应的限度（反应达平衡状态) 化学反应平衡状态的建立化学反应限度的定量描述反应条件对化学平衡的影响 化学平衡常数 平衡转化率 温度 浓度 压强 用平衡时正、逆反应的速率相等来引入平衡常数概念就不得不套用只适用于基元反应的质量作用定律来处理正、逆反应的速率方程，这与现代化学反应原理相矛盾。 根据实验总结、概括出经验平衡常数概念,顺理成章地引出中学教材要求的经验平衡常数（不是热力学平衡常数），避开了上述矛盾。 不从

11、正、逆反应速率相等的角度引入平衡常数例：气相反应N2 + 3H2 2NH3 Kx=8.33其平衡组成：n(NH3) = n(H2) = 1.00 mol ,n(N2) = 3.00 mol 加入0.10 mol N2 ：按勒夏特列原理n(N2)增加必有利于消耗N2的反应，即平衡正向移动。实际上平衡移动方向相反: x NH3 = xH2 = 1.00 mol / 5.10 mol = 0.196 xN2 = 3.10 mol / 5.10 mol = 0.608 Qx = 8.39 Kx 为使Qx=Kx，应增大xN2及xH2，减少xNH3， 即平衡向左移动，勒夏特列原理失效。原因：反应体系是开放

12、体系不仅仅根据勒夏特列原理讨论化学平衡移动勒夏特列原理成立的条件：均相、封闭体系、只改变一个热力学量例：平衡浓度不同时，各加1molV/L2A + B = 2CK或Q平衡移动方向i/molL-1 (10.0)0.40 0.20 0.405.00各加1mol(13.0)0.39 0.23 0.394.3Q Ki/molL-1 (9.0)0.44 0.22 0.332.56Q K各加1mol(12.0)0.42 0.25 0.332.47移动不明显 在编写“化学平衡移动”这一部分时，从Q与K比较的普遍性定量规律来分析平衡移动的方向问题，保证教材的科学性。 为了使教材具有实用性，也介绍了化学平衡移动

13、的定性规律，用于进行定性判断。 不仅仅根据勒夏特列原理讨论化学平衡移动c、p 对化学平衡的影响与T的影响不同 0 向右自发D G = 0 平衡态 0 向左自发D G = D G+ RTlnQ平衡： D G = 0 D G+ RTlnK 0D G = RTlnK + RTlnQ 0RTln(Q/K) = 0 0定温K不变D H R 1T2( )1T1-ln(K2/K1) =变温K改变第三节化学反应速率 反应历程 化学反应速率的定量描述影响化学反应速率的因素 温度浓度压强催化剂 理论基础 定量研究基础 现存问题：*学生不了解化学反应是如何进行的 *滥用质量作用定律、碰撞理论 *片面解释活化能概念教

14、材安排揭示化学反应复杂性的内容： “ 化学反应是怎样进行的” 提出概念：“反应历程”、“基元反应” 对学生正确理解有关化学反应速率的若干问题 起到提纲挈领的作用。只有在基元反应层面才能直接应用质量作用定律 才有活化能确定的物理意义 才能应用碰撞理论 才能认识催化作用的原理将基元反应的概念作为反应速率教学的平台总反应与基元反应 kJmol-1 K10122例1：2N2+5O2+2H2O 4HNO3 长期共存1. 反应方向及限度常温常压下热力学不稳定2长期共存动力学稳定性 （趋向平衡的速率）3一触即发：烧红的铁丝，铂黑：爆炸反应速率与条件 kJmol-1H2O 例2：H2+2O21例如： H2+C

15、l2反应 H2+Cl2=2HCl 总（包）反应动力学的研究内容说明：化学反应既有热力学问题（方向、限度） 又有动力学问题第四节适宜的合成氨条件化学热力学化学动力学限度速率方向怎样能提高合成氨反应速率？ 怎样能促使化学平衡向合成氨方向移动？ 化学反应条件的优化工业合成氨理论分析提高生产效率高压对设备材质、加工制造的要求温度对催化剂活性的影响 化学工艺学 工艺流程 合成氨反应能否自发进行? 第三章物质在水溶液中的行为主题3溶液中的离子平衡1. 能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡，了解酸碱电离理论。2. 知道水的离子积常数，能进行溶液pH的简单计算。3. 初步掌握测定溶液pH的方法，知道溶液pH的调

16、控在工农业生产和科学研究中的重要应用。4. 认识盐类水解的原理，归纳影响盐类水解程度的主要因素，能举例说明盐类水解在生产、生活中的应用。5. 能描述沉淀溶解平衡，知道沉淀转化的本质。第节水溶液第节弱电解质的电离 盐类的水解第节沉淀溶解平衡第节离子反应课程标准教 材教材与课程标准第三章物质在水溶液中的行为溶剂认识物质在水溶液中的行为加入一种电解质加入多种电解质水溶液水溶液 自电离平衡水物质的存在形态电离、水解平衡沉淀溶解平衡 离子反应化学平衡理论水溶液纯水加入单一 溶质水的电离溶液的酸碱度电解质在水溶液中的存在形态强电解质弱电解质溶剂化作用溶液酸碱性 pH计算水的电离平衡离子积常数溶液中存在H+

17、OH-定量表示电解质溶于水后的变化第1节 水溶液第2节 弱电解质的电离 盐类的水解溶质在水中的行为溶质在水中的变化溶质与水的相互作用弱电解质 的电离平衡盐的水解弱电解质在水溶液中的行为盐在水溶液中的行为电离平衡移动电离平衡常数水解平衡移动水解原理应用水解原理表象溶液的酸碱性研究思路溶液中H+和OH-浓度的关系本质溶质微粒溶剂微粒间的相互作用动态的微粒观 将学生从大量个例的记忆之中解脱出来，避免仅仅停留在判断溶液酸碱性的层面。第2节 弱电解质的电离 盐类的水解盐类水解的本质 溶质对溶剂的自电离产生了影响 由水解产生的一种后果入手，抓住本质，把握分析问题的思想方法。 动态的微粒观盐的水解教学案例1

18、 北京35中学支瑶北京师范大学化学学院胡久华 、陈欣请你思考：在下列四支烧杯中，你能“看到”哪些微粒？你又能“看到”哪些微粒间的相互作用？微粒微粒间的相互作用纯水NaOH溶液醋酸溶液醋酸钠溶液H+、OH-、H2OH2O H+ + OH-Na+、H+、OH-、H2OH2O H+ + OH-NaOH的加入抑制水的电离H+、Ac-、OH-、H2OHAcH2O H+ + OH-HAc H+ + Ac-HAc的加入抑制水的电离Na+、 Ac- 、 H+、OH-H2O 、HAcH2O H+ + OH- Ac-+HAcNaAc的加入促进水的电离1.请你分析：下列盐加入水中后，是否能够改变水的电离平衡？溶液的

19、酸碱性如何？说明理由。（1）Na2CO3（2）NaCl（3）NH4Cl2.通过实验证明你的推论，并将数据记录在笔记本上。3.请你尝试用离子方程式表示上述过程。请你思考：（1）在下列溶液中，你“看到”了什么？它们是怎样形成的？（2）下列溶液的酸碱性如何？（3）写出以下盐的水解反应的离子方程式。 Na2SO4 NaClO FeCl3请你分析所测得溶液的pH，思考：（1）盐的水解程度如何？说明理由。（2）不同的盐水解程度相同吗？盐类水解的程度由什么因素决定？盐类的水解教学案例2 北京35中学支瑶北京师范大学化学学院胡久华 、陈欣硫酸铝溶液碳酸氢钠溶液请你分析：1.碳酸氢钠与硫酸铝溶液混合后，产生了大

20、量无色气体和白色沉淀，无色气体和白色沉淀可能是什么物质？3.碳酸氢钠溶液与硫酸铝溶液混合后，氢氧化铝和二氧化碳是怎样产生的？2.请设计实验证明你的推测。1.现有一瓶碳酸氢钠溶液，请你设计实验证明： HCO3-能结合水电离出的H+。2.现有一瓶硫酸铝溶液，请你设计实验证明： Al3+能结合水电离出的OH-。1.请你思考：在下列盐溶液能否发生水解？ 溶液的酸碱性如何？ 盐能否水解溶液的酸碱性NaAcNa2CO3NaClNH4ClFeCl32.设计实验证明你的分析。 3.写出盐的水解反应的离子方程式。 沉淀的溶解沉淀的生成沉淀的转化第3节 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡平衡常数（溶度积）沉淀溶解平衡的移动

21、沉淀的溶解沉淀的生成沉淀的转化第3节 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡平衡常数（溶度积）沉淀溶解平衡的移动沉淀的溶解沉淀的生成沉淀的转化第3节 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡平衡常数（溶度积）沉淀溶解平衡的移动沉淀的溶解沉淀的生成第3节 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡平衡常数（溶度积）沉淀溶解平衡的移动沉淀的转化离子反应发生的条件离子反应能否进行的理论判据离子反应的应用第4节 离子反应生成沉淀生成弱电解质生成气体发生氧化还原反应焓变与熵变判据平衡常数判据物质检验与含量测定物质制备与纯化在生活中的应用 第四节作为全书的收尾之节，以溶液中的各种离子反应为载体，从热力学角度对本模块教材所涉及的知识进行回顾，启发学生从不

22、同角度分析化学反应问题，概括性很强。 教材栏目的功能基本要求栏目提高要求栏目联想质疑方法导引活动探究观察思考交流研讨迁移应用本章自我评价历史回眸资料在线化学与技术身体内的化学追根寻源拓展视野一般资料较深入更深入身边的化学化学前沿联想质疑 交流研讨 活动探究 精要概括 引入展开总结从生产、生活中提出问题。应用原理解决开始提出的实际问题。方法导引一般资料性栏目较深入分析问题、较全面拓展知识教材的特点B4模块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

23、念，使教材在科学性上具有相对长的生命力。 B4模块教材的特点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 B4模块的教材编写特点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*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。B4模块教材的特点注重知识发展的阶段性与连续性 注重与必修内容的衔接 注重教材内部内容的衔接 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

24、是精心设计、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，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决。必修阶段只要求描述铜锌原电池发生的变化，不要求书写电极反应式选修阶段初期从得失电子的角度知道铜锌原电池的电极反应式的书写，并会写电池的总反应式选修阶段中期能系统地从电极类型、反应类型及得失电子守恒的角度书写电极反应式和总反应式“追根寻源”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溶液环境等多方面分析第一章 化学反应与能量变化第3节化学能转化为电能电池 B4模块教材的特点突出现代化学正在逐步走向定量化的特征

25、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。B4模块教材的特点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种偏颇做法。合理处理抽象概念简单复杂学生熟悉的现象新概念简单复杂固体的溶解熵的概念 物质的三态熵与物质状态熟悉的物理过程自发的物理过程与熵增的关系具体的化学反应实例熵变与化学反应方向第二章 化学反应的方向、限度和速率第1节 化学反应的方向反应

26、熵变与反应方向B4模块教材的特点合理处理抽象概念处理实际问题尽量使学生体会到抽象理论的实用价值从生产、生活中提出问题。应用原理认识自然界中的现象。应用原理解决生活中的问题。应用原理解决开始提出的实际问题。B4模块教材的特点重视学习者的参与性尽可能地在启发同学开动脑筋、动手实践的基础上自己构建概念体系。避免填鸭式的知识罗列，开拓了教与学的发展空间。B4模块教材的特点富有张力，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。与过去教材对比知识深、广度有所增加盖斯定律盐桥焓变、熵、熵

27、变平衡常数浓度商平衡转化率基元反应反应速率常数活化能沉淀溶解平衡与Ksp把握好度！谢谢各位4、教学必须从学习者已有的经验开始。杜威5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。贝尔纳6、学习要注意到细处，不是粗枝大叶的，这样可以逐步学习摸索，找到客观规律。徐特立7、学习文学而懒于记诵是不成的，特别是诗。一个高中文科的学生，与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集，不如仔仔细细地背诵三百首诗。朱自清8、一般青年的任务，尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务，可以用一句话来表示，就是要学习。列宁9、学习和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企图一脚跨上四五步，平地登天，那就必须会摔跤了。华

28、罗庚10、儿童的心灵是敏感的，它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样，鼓励仿效一切好的行为，那末，儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。苏霍姆林斯基11、学会学习的人，是非常幸福的人。米南德12、你们要学习思考，然后再来写作。布瓦罗14、许多年轻人在学习音乐时学会了爱。莱杰15、学习是劳动，是充满思想的劳动。乌申斯基16、我们一定要给自己提出这样的任务：第一，学习，第二是学习，第三还是学习。列宁17、学习的敌人是自己的满足，要认真学习一点东西，必须从不自满开始。对自己，“学而不厌”，对人家，“诲人不倦”，我们应取这种态度。毛泽东18、只要愿意学习，就

29、一定能够学会。列宁19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造，那他的一生永远是模仿和抄袭。列夫托尔斯泰20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。赞科夫21、游手好闲地学习，并不比学习游手好闲好。约翰贝勒斯22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，自然哲学使人精邃，伦理学使人庄重，逻辑学使人善辩。培根23、我们在我们的劳动过程中学习思考，劳动的结果，我们认识了世界的奥妙，于是我们就真正来改变生活了。高尔基24、我们要振作精神，下苦功学习。下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。毛泽东25、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。别林斯基13、在寻求真理的长河中，唯有学习，不断地学习，勤奋地学习，有创造性地学习，才能越重山跨峻岭。华罗庚52、若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。53、希望是厄运的忠实的姐妹。54、辛勤的蜜蜂永没有时间悲哀。55、领导的速度决定团队的效率。56、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。57、任何的限制，都是从自己的内心开始