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文档简介
必修2第一章《物质结构元素周期律》教学设计一、本章在教材中所处的地位和作用通过初三和必修I的学习,学生已经基本具备了一定的无机化学基础知识。例如初三学习的原子的构成、核外电子排布、元素周期表简介等一些基本的物质结构知识,这些为本章的学习奠定了一定的基础。在本章中,这些知识将更加细化,理论性更强,体系更加完整。通过《物质结构元素周期律》的学习,可以使学生对于所学元素化合物等知识进行综合、归纳。同时,作为理论指导,学生能更好的把无机化学知识系统化、网络化。在物质结构的基础上,将元素周期表的学习和元素周期律的学习结合起来,将学生在初中和必修I中所学习的氧化还原反应和许多元素化合物的知识连汇贯通。在第三节,通过化学键的学习,可以为今后有志深入学习化学的同学打下一定的基础。总之,本章内容既是必修的重要理论内容,也是为选修内容的学习打下良好的基础。二、本章内部结构关系本章以物质结构和元素周期律为主要内容和线索,将原子结构、碱金属与卤素的性质、电子层排布、化学键、元素周期表和周期律紧密结合。本章内容划分为三节。第一节为元素周期表:它主要介绍了元素周期表的结构,并且通过碱金属和卤素两个典型的族,引入同一族的元素的性质递变,最后基本了解元素、核素、同位素等几个基本概念;第二节是元素周期律:本节通过核外电子排布的学习,用第三周期为例,通过典型金属和典型非金属的性质递变,引入元素周期律;第三节是化学键:介绍了离子键和共价键,极性键和非极性键,电子式和结构式,本节主要是为了选修内容和化学专业的同学打基础。全章内容的设计,通过实验和同学们比较熟悉的元素化合物,利用探究模式,体现了由感性认识上升到理性认识的科学认知规律。三、本章相关内容的新旧对比分析本章重要知识点分布知识点在旧教材中分布新课标的教学要求旧教材的教学要求元素周期表结构第二节能描述元素周期表的结构,知道金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质变化的递变规律。在学习过原子结构和周期律的基础上比较系统的学习元素周期表同一族的元素性质变化规律在之前的《卤素》和《碱金属》的内容中已经初步了解同一族的元素性质相似通过碱金属、卤素的实验探究同一族元素的性质变化规律,并且能够通过反应的激烈程度、酸碱性的强弱来判断元素活泼性。在已经学习过碱金属和卤素性质的基础上,直接推测同一族元素性质的变化规律碱金属、卤素的性质变化规律在之前的《卤素》和《碱金属》章节中学习过探究并且知道碱金属、卤素的性质变化规律熟悉掌握碱金属和卤素的性质原子结构第一节基本了解原子结构,电子的分层规律新旧教材基本一样元素周期律第一节通过实验和阅读探究第三周期金属与非金属的性质变化规律,讨论元素周期律的发现对化学科学发展的科学重要意义。新旧教材基本一样化学键第四节知道离子化合物和共价化合物的区别,选修分子间作用力和氢键初中已经基本了解离子化合物与共价化合物,不要求分子间作用力和氢键本章重要知识点分布知识点在旧教材中分布新课标的教学要求旧教材的教学要求四、本章课时安排及教学重难点第一节第一课时:“元素周期表”重点:元素周期表的结构难点:原子结构与元素周期表的位置相互推断第二课时:“元素的性质与原子结构”重点:元素的性质与原子结构的关系;碱金属、卤素的原子结构与性质的关系难点:金属族的性质递变和非金属族的性质递变规律的判断;金属活泼性强弱的判断规律第三课时:“核素同位素”重点:核素、同位素的概念理解难点:核素、同位素、元素、原子的概念区分与联系第四课时:“原子核外电子的排布”重点:原子核外电子的排布难点:原子核外电子的排布规律第五课时:“元素周期律”重点:同一周期元素的金属性和非金属性的变化规律难点:同一周期元素的金属性和非金属性的变化规律;元素非金属性强弱判断规律第六课时:“元素周期表和元素周期律的应用”重点:元素周期表和元素周期律的综合应用难点:元素的位、构、性三者之间的关系的应用第七课时:“离子键和离子化合物”重点:离子键和离子化合物的概念理解;电子式的书写难点:离子键的概念理解;电子式的书写第八课时:“共价键和共价化合物”重点:共价键和共价化合物的概念理解;化学反应的的本质理解难点:共用电子对的理解;极性键和非极性键的理解;被破坏的化学键类型判断第九、十课时:组织全章复习(包括单元练习题讲评)重点:元素周期表和周期律的综合应用;碱金属、卤素的性质;原子结构中各种微粒的相互计算难点:元素周期表和周期律的综合应用;原子结构中各种微粒的相互计算;化学键;核素同位素的概念理解五、本章每节课的教学流程及建议第一课时教学流程以门捷列夫发明元素周期表的故事引入T学生学习“原子序数二质子数二核电荷数二电子数”的应用范围T教师带领学生探究元素周期表的结构T学生自主探究元素周期表的应用T教师综合原子结构和元素周期表给学生学案练习。建议:本课时容量不大,课堂时间比较多,但是内容却比较枯燥,教师可以用化学史激发学生兴趣,尽量让学生自主探究周期表的结构和使用。如果学生基础比较好,也可以把第二课时的一部分内容放在本节上。以减轻第二课时的压力。第二课时教学流程实验前学生独立完成第5页碱金属的原子结构表格T学生通过表格预测碱金属的化学性质T实验比较Na和K的化学性质后完成实验报告T教师引导学生进行思考和交流Na和K性质的相似性和不同T小结碱金属族的性质变化规律T引导学生探究卤素的性质变化规律T卤素之间实验验证卤素性质T小结卤素的性质变化规律T探讨金属族与非金属族的性质变化规律的本质T练习巩固。建议:本节课内容较多,学生难以把握重点,因此可以把碱金属和卤素的实验作为复习内容提前布置给学生完成,课堂上学生实验的时间要控制好,必须要注意学生对于非金属的置换的理解,最重要的是要谈论小结金属族和非金属族性质变化的异同以及原因。本节时间比较紧,上课内容可以视学生情况而定,如果讲不完,卤素的内容可以放到下节课。但是一定要小结一个族的元素的化学性质相似性和规律性变化的规律。第三课时教学流程教师通过学案或者练习复习上节课的内容T顺便由初三的金属与盐溶液的置换反应提出金属活泼性的判断方法T提出第11页课本作业第5题的问题T将课本第10页的表格空出来让学生填写T引出核素同位素两个概念T比较元素原子核素同位素四个概念,找出它们的异同点T练习巩固T列举同位素的各种应用T让学生自行小结归纳本节内容。建议:由于本节内容的概念性比较强,所以要多联系初中学过的元素原子两个概念进行对比,多举例子,让学生多一些感性的认识。此外建议在课前进行上一节内容的复习练习,以巩固第一节内容的重点知识。第四课时教学流程学生通过学案复习第一节的内容并且讲评T学生自主阅读课本,完成前18位元素的原子和离子电子排布T教师结合电子排布知识和第一节的知识让学生练习T学生完成第13页下方的表格T电子排布与化合价的相互推导T小结电子排布。建议:本节电子排布的内容并不多,也不难。建议上新内容之前练习巩固第一节的一些重点内容。下一课时的内容比较多,可以根据各个学校的学生实际情况,安排电子排布与化合价的相互推导,先引入部分元素周期律的线索。第五课时教学流程由同一周期元素化合价的变化规律引入T提出问题,同一个族的元素化学性质存在相似性和规律性,同周期的元素是否也存在这样的情况T学生根据原子结构和电子排布推测T实验验证金属的性质变化规律T查找资料验证非金属的性质变化规律T学生自行小结一个周期元素的变化规律以及原因。建议:元素周期律属于化学基础理论知识,教学必须具有严密的逻辑性,从课堂教学的结构上,应当体现出教材本身逻辑系统的要求;要重视理论推理。可以让学生用探究模式自行探究推理,实验验证,教师进行适当的引导,多让学生自主思考和交流。本节内容理论性强,死记硬背十分枯燥,也容易忘记,让学生自己多动手动脑思考探究,这样得到的结论才是记忆最牢固的。当然学生的探究结果不一定十分全面,教师可以进行总结性的归纳和修正。(另:镁与水反应的现象说服力不强,建议改用食盐水。)第六课时教学流程典型例题引入元素周期表和元素周期律之间的内在联系T通过原子结构推导同一族的元素和同一周期的元素性质变化规律本质T引入“位、构、性”三者之间联系T综合性联系强化三者之间的综合应用。建议:本节内容主要是让学生把元素周期表、元素周期律、原子结构三者结合起来,必须通过综合性的联系让学生有感性的认识,所以这节课的例题要精心准备,可以是分阶段的大题,让学生从练习中体会到“位、构、性”三者之间的联系。第七课时教学流程动画引入T学生直观了解原子内部结构以及电子的排布T展示各种实物后提出问题物质如何由各种元素组成T引入课题化学键T动画离子键的形成过程T认识离子化合物T学会写电子式T练习T教师当堂随机批改T学生自主总结离子化合物的电子式书写注意事项T小结建议:本节内容比较抽象,刚开始学,能够用动画课件实物等,让学生有一个直观感性的认识非常重要。学生有了探索微观世界的兴趣时,再接受离子键、离子化合物、电子式等枯燥内容时会比较容易。电子式的书写不必要求太难。第八课时教学流程复习引入T设问“分子是什么”T分子是共价化合物T引出共价的概念T通过结构模型解释共用电子对T对比练习离子化合物与共价化合物的电子式T说文解字“极”的意义T引出极性键非极性键T归纳什么是化学键T引出化学反应的本质(可以通过石墨变成金刚石是什么变化来理解)T小结本节内容建议:第三节的内容比较抽象微观,概念性比较强,用探究的模式似乎超过学生的能力,可以采用直接切入或者旁敲侧击的方法让学生理解,尽量多举一些实物事例让学生了解,让他们感到高深的化学其实就在身边。本节内容重要为了化学专业选修的同学铺垫基础,不必过于深入。有能力的学生老师可以辅导其学习分子间作用力和氢键。六、本章综合活动的建议安排本章一共要安排3个活动,都是以学生分组实验的活动方式呈现,包括探究“Na、K燃烧和与水反应的比较,卤素之间的置换”、“Na、Mg、Al与水、酸反应的比较”、“Na与Cl的2反应”。每个探究活动都要求学生做好充分的预习,把握知识原理和活动要求。现将具体活动的建议安排分述如下:1・Na、K燃烧和与水反应的比较,卤素之间的置换:实验前教师先准备好学生的实验报告,要求学生在预习时完成“实验名称、实验目的、实验所需药品和装置、实验操作步骤”,讨论该实探究的要点和目的。该实验有一定危险性必须要注意安全问题。2・Na、Mg、Al与水、酸反应的比较:实验前教师先准备好学生的实验报告,要求学生在预习时完成“实验名称、实验目的、实验所需药品和装置、实验操作步骤”,讨论该实探究的要点和目的。该实验中Mg与水的反应用酚酞显红色验证生成了碱,说服力不强,建议用食盐水代替水反应,学生可以看到明显的白色沉淀,再用酚酞检验,更有说服力。3・Na与CI的反应:此实验比较简单,但是学生仍难以从中理解离子键,建议同时用动2画等多媒体来让学生更加直观的认识离子键的本质。七、本章知识线索图八、本章课堂教学效果评价检测:第一课时:1.几个概念:原子序数二==,这个关系只能用于情况周期:与行是什么关按照什么原则划分?族:与列是什么关系?按照什么原则划分?写出Al、C、0三种原子的结构示意图,在分别找出它们在元素周期表中的位置,发现什么规律了吗?请你整理好之后用文字表达出来。写出K、Na与水反应的方程式(思考)两者性质有什么相似之处和不同之处?是哪一个比较活泼?与原子结构有关吗?(2004年全国)下列离子中,所带电荷数与该离子的核外电子层数相等的是()A.Al3+B.Mg2+C.Be2+D.H+已知某元素R原子的质量数是A,其阴离子Rn-含有x个电子,则mgRn冲含有中子的物质的量是mol。第二课时:通过课本的演示实验,总结整个碱金属的性质规律有哪些?⑴(2)(3)如何比较元素金属性的强弱写出铁与硫酸铜溶液反应的离子方程式写出铜与硝酸银溶液反应的离子方程式你认为,金属活泼性应该是FeCuAg下列那个选项不能说明金属A比金属B活泼()A常温下可以与水反应,B不与水反应。B.B不能从任何含A的盐中置换出金属AC.用氨水可以制取B对应的碱,却不能制取A对应的碱D.A在空气中比B耐腐蚀下列对铯的性质预测正确的是()它的熔点很高B.它只存在一种氧化物C.它的碳酸盐不易溶于水D.氯化铯易溶于水随着电子层数的增加,碱金属元素的原子核对外层电子的吸引力,原子的TOC\o"1-5"\h\z电子能力增强,元素的还原性,金属活泼性。通过碱金属性质相似性和规律性的总结,请你推测卤素的相似性和规律性随着电子层数的增加,原子核对于外层电子的吸引力,原子的电子能力减弱,元素的氧化性,卤族元素的化学性质。6.钾的金属活动性比钠强,根本原因是()钾的密度比钠的小B.钾原子的电子层比钠原子多一层钾与水反应比钠与水反应更剧烈D.加热时,钾比钠更易汽化下列关于卤化氢的说法不正确的是()A.卤素原子半径越大,氢化物越稳定B.卤素原子半径越大,氢化物越不稳定C.稳定性为HF>HCl>HBr>HID.卤素单质与氢气反应越难,生成物越不稳定将下列物质加入溴水中,溴水颜色不变浅的是()A.KCl晶体B.KI晶体C.CClD.Mg4第三课时:1氢元素有氢H、重氢D、超重氢T三种氢原子,他们的相对原子质量分别是1、2、3。H、D、T三种原子的都是1,相同所以它们属于同一种元素;由于相对原子质量不同,所以不同,所以它们是不同的;但是由于它们又都属于氢元素的不同原子,所以它们又可以相互称为下列说法正确的是()A.金刚石和石墨是同位素B.H和D互为同位素22某物质只有一种元素,该物质一定是纯净物D.C和0是不同的核素(04年全国高考)3He可以作为核聚变材料。下列关于3He的叙述正确的是()22A.3He和3H互为同位素B.3He原子核内中子数为2C.3He原子核外电子数为221223He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子2中国科学院兰州物理研究所合成新核素135Gd。下列有关135Gd的说法正确的是()6464A.它是一种新元素B.其原子核内有135个中子C.它是元素钆(Gd)的一种同位素D.它的相对原子质量是135中国科学家首次在世界上发现铂的一种新原子202Pt,下列说法不正确的是78A.质量数202B.核外电子数202C.原子序数78D.核内有124个中子有六种微粒,它们分别是40X,40Y,40Z,1°Q+,20比+,40M,它们隶属元素的种类19201820A.2种B.3种C.4种D.5种1mol的H、D、T分别燃烧后,消耗的氧气n之比,生成的水质量比为;222相同质量的H、D、T分子个数比为,中子个数比为222第四课时:一.原子核外电子的排布1写出Li、S、K、Cl-、Ca2+的原子结构示意图LiSKCl-Ca2+2.填空题(阅读课本12页之后完成)能量的电子在离核远的区域内运动,能量的电子在离核近的区域内运动,按照把原子核外分成七个运动区域,又叫电子层,分别用n=1、…表示,分别称为K、…,n值越大,说明电子离核越,能量也就越。电子排布的规律是:最外层电子不能超过个(第—层不能超过_个);每层最多容纳的电子数量公式为,比如第二层最多容纳个电子,第三层最多容纳个电子。画出S2-离子的结构示意图,并且从示意图判断S元素属于周期,族,表现TOC\o"1-5"\h\z为S原子易电子,化合价最低为价,最高正价为价。原子核外有10个电子的原子是,分子有共六种,阳离子有,阴离子有。短周期中,原子的最外层电子数是次外层电子数2倍的是,3倍的是,4倍的是,1/2倍的是,1/4倍的是;原子最外层电子数等于次外层电子数的有;原子各电子层都满足2n2的有。第五课时:1.请在右侧空位画出Na、Mg、Al的原子结构示意图Na、Mg、Al的化合价分别是,推测:它们的失电子能力逐渐,金属活泼性逐渐Na与冷水反应的方程式为Mg与热水反应的方程式为能够证明Mg与热水反应放出的气泡是氢气的方法是TOC\o"1-5"\h\z能够证明Mg与热水反应生成了碱的方法是,现象是。证明NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)碱性强弱的现象是从以上实验得知,三种金属化学活泼性顺序为请画出Si、P、S、Cl四种非金属的原子结构示意图,它们的主要化合价是,根据推测金属活动性的经验,可以推测这四种非金属原子的得电子能力逐渐。写出Si、P、S、Cl四种氢化物的化学式,它们的稳定性依次—可以从非金属与反应,生成的难易程度,或者的热稳定性,或者非金属之间的反应,推测非金属之间的活泼程度。Si、P、S、Cl的活泼性顺序为,或者说非金属性逐渐。综合第三周期的8种元素性质变化规律的例子,我们可以得出以下的规律:同一个周期的元素,相同,但是逐渐递增,电子能力逐渐,电子能力逐渐,从宏观方面看来,就是性逐渐减弱,性逐渐增强。这种元素的性质随着原子序数的递增而呈规律性的变化,称之为。5.第四周期某主族元素的原子,它的最外电子层上有2个电子,下列关于此元素的叙述正确的是A、原子半径比钾的原子半径大B、氯化物难溶于水C、原子半径比镁的原子半径大D、碳酸盐易溶于水某元素X的气态氢化物的分子式为HX,则X的最高正价含氧酸的分子式为2A、HXOB、HXOC、HXOD、HXO232434X、Y是元素周期表VIIA族中的两种元素。下列叙述中不能说明X的非金属性比丫强的是X原子的电子层数比丫原子的电子层数少酸性:HXO>HYO44X的气态氢化物比丫的气态氢化物稳定丫的单质能将X从NaX的溶液中置换出来第六课时:X、丫是元素周期表VIA族中的两种元素。下列叙述中不能说明X的非金属性比丫强的是A.X原子的电子层数比丫原子的电子层数少B.酸性:HXO>HYO44C.X的气态氢化物比丫的气态氢化物稳定D.丫的单质能将X从NaX的溶液置换出来下列有关碱金属铷(Rb)的叙述中,正确的是A.铷不与水反应B.硝酸铷是离子化合物,易溶于水C.在钠、钾、铷三种单质中,铷的熔点最高D.氢氧化铷是弱碱下表标出的是元素周期表的一部分元素,回答下列问题:表中用字母标出的14种元素中,化学性质最不活泼的是(用元素符号表示,.下同),金属性最强的是,非金属性最强的,常温下单质为液态的非金属元素是,属于过渡元素的是(该空用字母表示)。B,F,C气态氢化物的化学式分别为,,,其中以最不稳定。第三周期中原子半径最小的是。X、Y、Z均为短周期元素,它们在周期表中的相对位置如图,已知X、Y、Z的质子数之和为31。2222丫丫ZX的最高价氧化物的化学式,电子;X元素的气态氢化物的分子式,Z的最高价氧化物•是(两性、酸性、碱性)氧化物。丫与水反应的化学方程式第七课时:1画出Na和Cl、Na+和Cl-的原子结构示意图,比较两种离子和原子的活泼性。从电子排布可以看出Na原子的_电子能力比较强,Cl原子的电子能力比较强,但是两种离子的外层都达到了结构,所以性质非常稳定。这种带相反电荷的阳离子和阴离子,通过结合在一起,形成了稳定的化合物。人们把这种的相互作用称为离子键。象NaCI这样由离子键构成的化合物叫做。2.判断下列四句话的对错,并且说出理由离子键只存在于离子化合物中离子化合物一定含离子键离子化合物中一定不存在分子离子化合物不一定含有金属元素3.写出Mg、C、A®、CI-、Ne等的电子式4.写出NaCI的电子式;KS的电子式2用电子式表示:CaCI的形成过程2KF的形成过程第八课时1原子间通过所形成的相互作用,叫做。象HCI这样以形成分子的化合物叫做。你能举例哪些物质是这样••的化合物吗?,通过观察,你可以发现,这样的化合物都是由元素组成的。一般说来,共价化合物由非金属元素组成,但是也有一些物质是由非金属元素组成,却是离子化合物,它是。请写出NH、CO的电子式32用电子式写出CO、HO的形成过程4.按照共用电子的偏向与否,我们可以将共价化合物分类,共用电子对不偏向任何一个原子的,比如类似X—X结构,这样的共价键我们可以成为共价键,简称,举例;当共用电子对偏向一方原子时,比如类似X—Y结构,我们称这样的共价键为,简称,举例。5.我们学习过,在化学反应中,原子不变,只是有新的分子形成的过程,其实在这个过程中,分子被破坏的过程中,就有被破坏,生成新的分子的过程中,就有生成。所以化学反应的过程不单是新物质新分子生成的过程,其中也包含了化学键的破坏与生成。在干冰中,CO分子之间存在的作用是,C和0原子之间的作用2是。干冰汽化的过程是被破坏的过程,这是变化。请分析下列变化中是化学键或者分子作用力有怎样的变化?A.碘升华B.NO被木炭吸收C.HCl溶于水D.NaCl溶解E.NaCl熔化2F.电解水G.NHCI受热分解H.用石墨制人造金刚石I.天然气燃烧4请判断下列说法正确与否,错误的进行分析并且改正。A.离子化合物不可能含有共价键B.共价化合物可能含有离子键离子化合物不可能含有分子间作用力离子化合物不可能含有氢键—种物质有了极性键就不可能有非极性键离子化合物中不可能含有非极性键某元素的原子最外层只有一个电子,它跟卤素结合时,生成的化学键()A.一定是离子键B.—定是共价键C.两者都有可能D.以上说法都不对(04全国)下列分子含有的电子数与HF相同,且只有两个极性共价键的是()A.COB.NOC.HOD.CH2224在化合物YX和ZX中,已知X、Y、Z都是前三周期的元素,X与丫同周期,丫与Z同22主族。丫原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍;X原子最外层有6个电子。(1)X的原子结构示意图(2)ZX的化学式2(3)YX的电子式,分子内的键是(极性键或非极性键)2九、本章典型课教学设计案例《元素周期表》教学设计(第2课时)教学目标:知道同一主族元素原子结构及性质的相似性和递变性规律。了解碱金属元素、卤族元素的有关知识,能够依据有关数据和实验现象归纳、总结同主族元素的性质递变规律。初步学会依据元素在周期表中的位置推断和解释其原子结构特点和相关性质。使学生了解原子结构及该元素在元素周期表中的位置,初步学会运用元素周期表。重点:
1.原子结构与性质的相似性和递变性。2.碱金属和卤素的性质。难点:1.原子结构和元素性质的相关性。教学过程设计教师活动学生活动目标预测引入练习:完成第五页,碱金属原子结构的表格,从中找到什么变化规律?完成表格,相互讨论发现电子层数增加,而最外层电子数不变。知道一个族的原子结构变化规律。请学生从原子结构和电子排布思考,K和Na哪种元素比较活泼?讨论各自有自己的选择让学生独自通过实验探究K、Na活泼性(教师必须要求学生注意安全)进行实验,完成实验报告了解Na、K哪个更加活泼让学生深入思考,为什么是K比Na活泼,实验现象有什么相似性和不同之处?阅读实验,小组进行思考讨论交流,小组发言金属活泼性的本质学生学会合作学习,通过叙述实验操作锻炼学科语言表达能力。从原子结构上能够独立判断K的金属活泼性为什么比Na强。要求学生阅读课本,了解碱金属族性质的相似性和规律性的本质。阅读课本,完成相关学案练习能够独立从原子结构上判断金属族的性质变化规律。引入问题,卤素是否也如同碱金属族有相同的性质变化规律?请同样用实验的方法加以验证。分组探究,利用碱金属的分析方法同样对卤素的原子结构做出大胆预测。实验验证。独立完成实验,对实验结果与自己的预测结果可能不吻合。引导学生从金属活泼性与非金属的活泼性本质是否相同进行思考学生阅读课本材料,讨论、思考、分析非金属的活泼性本质,找出自己探究上的错误之处。学会对探究进行简单的自我评价,能够进行反思。知道非金属活泼性指的是得电子能力,即氧化性。指导学生讨论为什么碱金属与卤素表现出相反的活泼性变化规律从原子结构的变化规律上找出碱金属与卤素的性质变化相反的原因学会实事求是的分析问题,从多个角度探讨问题,而不是一概而论。师生共同交流讨论:一个族的性质变化规律,能够从碱金属与卤素两个典型的族拓展到其他的族。能够从原子结构的变化规律来判断一个族的性质相似性和规律性。碱金属和卤素的性质通过思考,基本掌握了如何从原子结构分析一个族元素的性质变化规律。知道卤素之间的置换反应,知道非金属也可以相互置换。布置课后练习反馈课堂学习效果十、本章教学资源链接1.元素周期律和元素周期表的重要意义(1)在哲学方面:元素周期律揭示了元素原子核电荷数递增引起元素性质发生周期性变化的事实,有力的论证了事物变化的量变引起质变的规律性。通过元素周期律和周期表的学习,可以加深对物质世界对立统一规律的认识。(2)在自然科学方面:周期表为发展物质结构理论提供了客观依据。元素周期表和元素周期律在自然科学的许多部门,首先是化学、物理学、生物学、地球化学等方面,都是重要工具。(3)在生产中的某些应用:由于在周期表中位置靠近的元素性质相似,这就启发人们在周期表中一定的区域内寻找新的物质。比如说农药的制造,半导体材料的寻找,催化剂的选择,耐高温、耐腐蚀特种合金材料的制取,矿物的寻找等等。2.元素周期表的重点在哪里1869年俄国科学家门捷列夫将当时已经发现的63种元素列成元素周期表,并留下一些空格,预示着这些元素的存在。在元素周期表的指导下,人们“按因索骥”找出了这些元素。元素的种类到底是否有限?周期表是否有终点?20世纪30—40年代,人们发现了92号元素,就有人提出92号是否是周期表的最后一种元素。然而从1937年起,人们用人工合成法在近50年时间又合成近20种元素,元素周期表的尾巴增长了。这时又有人预言,105号元素该是周期表的尽头了,其理由是核电荷越来越大,核内质子数也越来越大,质子间的排斥力将远远超过核子间作用力,导致它发生蜕变,然而不久,又陆续合成了106—109号元素。这些元素存在的时间很短,照此推算元素周期表是否到尽头了?1969年起,理论物理学家从理论上探索“超重元素”存在的可能性,他们认为具有2,8,14,28,50,82,114,126,184等这些“幻数”的质子和中子,其原子核比较稳定,这大批元素,这样,第七周期32号元素将会憋填满,第八周期也将填满(按理论计算可,第八周期元素共50种,其中7种主族元素,1种惰性元素,10种过渡元素或副族元素,还有32种超锕系元素,列在元素周期表锕系元素的下方)。然而理论的唯一检验标准是实践,能否不断合成新元素至今还是一个迷,科学家将上天(如到月球)入地(如海底)或反复在粒子加速器中进行实验,企图合成新元素,其结果将会如何可,人们正拭目以待。更为有趣的是,有些科学家还提出元素周期表可以向负方向发展,这是由于科学上发现了正电子、负电子(反质子),在其他星球上是否存在由这些反质子和正电子以及中子组成的反原子呢?这种观点若有一朝被实践证实,元素周期表当然可以出现核电荷数为负数的反元素,向负向发展也就顺理成章了。3.化学键理论发展简介化学键理论应该回答原子怎么形成分子(或晶体),以及分子为什么可以稳定存在等问题。历史上曾出现各种理论,从贝采里乌斯的二元学说起,到热拉尔的类型论、凯库勒何布特列洛夫的结构理论、维尔纳的配位理论、路易斯等的电子理论等,经过了一个多世纪的努力,终于逐渐形成现代的化学键理论。1812年,贝采里乌斯发表了二元学说。当时已知道水经电解后,氢气从负极析出,氧气从正极析出。他从电解现象中得到启发,认为每种化合物都是由电性相反的两部分组成。电解时,正的部分在负极析出,负的部分则在正极析出。它们靠正电性何负电性两部分以静电吸引结合而成稳定分子。二元学说较好地结实无机化合物,解释有机化合物则遇到了困难。热拉尔完全抛弃了二元学说,提出类型论,他八化合物分为四类:(1)氢类型(2)氯化氢类型(3)氨类型(4)水类型这四个母体化合物种的氢被各种基团所取代,可得到各种各样的化合物。如(1)乙烷(2)氯代乙烷(3)乙胺(4)乙醇类型论只能总结实验结果,使有机化合物初步系统化,但没有遇见性。1857年,凯库勒提出碳是四价,并注意到碳的原子价布分正负,因而碳与碳原子可以结合形成链状。后来,凯库勒又提出在芳香族化合物里,碳具有环状结构,对于苯分子提出了凯库勒结构式,并指出原子间可以单键、双键和三键联结。凯库拉的理论对有机化学的发展起了很大的推动作用。1861年,布特列洛夫提出了化学结构理论。他认为分子布是原子的简单堆积,而是原子按一定顺序排列的化学结合;这样结合起来的每个原子之间又复杂的化学力相互作用。这种化学力的分配叫做物质的化学结构,或称分子中原子间的相互作用。分子中原子间的相互作用包含相邻原子间直接的相互作用和不相临邻原子间的间接相互作用。他还认为每以个分子只能有一个确定的结构,物质的化学性质决定于它的化学结构。1893年,维尔纳提出了配位理论来解释络合物的结构。认为金属有两种原子价,即主价合副价,后者称为配位数。每一种金属有一定副价。主价必须由负离子来满足,而副价则可由负离子或者中性分子来满足。副价有方向性,如副价为6时,指向正八面体的六个顶点。副价为4时有两种情况,可以指向正方形的四个角,或指向正四面体的四个顶点。以上是19世纪发展起来的经典结构理论,它们是概括了大量化学事实而提出来的,又能解释许多事实,但限于当时的科学水平,对许多问题还搞不清楚。进入20世纪后,随着电子、放射性的发现,在量子论和原子模型上出现了原子结构理论,这些为创立化学反应键的电子理论打下基础。必修II第二章《化学反应和能量》教学设计普宁二中化学教研组一、本章在教材中所处的地位和作用本章内容是在学习了“物质结构元素周期律”之后,应用物质结构理论来指导化学反应原理的学习,是对第一章内容知识的深化。其中化学反应中的能量变化,化学反应速率和限度是中学化学重要的理论部分,该部分内容在初中化学、高中必修模块和选修模块中均有安排,既有学习的阶段性,又有必修、选修的层次性,在具体内容上前后还有交叉和重叠,学生概念的形成和发展呈现一种螺旋式上升的形态。化学反应中物质释放的化学能量是现代能量的主要来源,控制反应条件,可降低生产成本,提高经济效益。这一章知识在工农业生产科学技术研究和日常生活中都有广泛的应用,与我们每个人息息相关。本章内容既是对初中化学相关内容的提升和拓展,又是为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。因此,本章教材在全书中占有重要地位,是整个高中化学的重点内容之一。二、本章内部结构关系本章内容按其知识结构可分为两大部分。第一部分包括第一节和第二节,系统介绍了化学能与热能的相互转化,化学能与电能及与其他形式的能量之间相互转化的现实意义。第二部分为第三节内容,介绍了化学反应速率和限度及控制化学反应条件的意义。化学能与热能、电能的相互转化,侧重讨论化学能向热能或电能的转化,以及化学能直接转化为电能的装置——化学电池,通过原电池和传统干电池(锌锰电池)初步认识化学电池的化学原理和结构,通过介绍新型电池(如锂电池)体现化学电池的改进和创新。
化学反应速率及其影响因素,教材通过实例和实验使学生形成初步的认识,反应限度则通过实验和化学史(炼铁高炉尾气之谜)感性地说明其存在。在此基础上让学生认识控制反应条件对生产、生活及科学研究的意义,初步认识提高燃料燃烧效率的重要性和途径。三、本章相关内容的新旧对比分析本章重要知识点分布知识点在旧教材中分布新课标的教学要求旧教材的教学要求化学反应中能量变化初中教材高中教材第三册知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。笼统地将反应中吸收或放出能量归结为反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低与新课标基本相同。化学能与热能的相互转化初中教材高中教材第三册通过生产、生活中的实例了解吸热反应和放热反应。要求掌握反应热和热化学反应方程式,能利用燃烧热进行计算。化学能与电能的转化关系高中教材第二册能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。通过原电池和传统干电池(锌锰电池)初步认识化学电池的化学原理和结构。能用生活中的材料制作简易电池。通过介绍新型电池(如锂离子电池、燃料电池等)体现化学电池的改进与创新,初步形成科学技术的发展观。掌握化学电池的化学原理和结构,要求上升为规律性的知识。掌握金属的电化学腐蚀。化学电源的要求基本相同。化学反应的速率及其影响因素高中教材第二册通过实例和实验使学生形成初步的认识,要求对反应速率进行定量计算或同一反应中不同物质间反应速率的相互换算化学反应的限度高中教材第二册通过实验和化学史实(炼铁高炉尾气之谜)感性地说明其存在。从原理、定义的高度予以重点讨论。反应条件的控制初中“燃料的燃烧”选取了“燃料的燃烧效率”这一常见的典型例子进行综合分析,从中了解控制反应条件的重要性,训练分析问题的思路与方法。应用化学反应的速率和化学平衡原理,探讨合成氨条件的选择问题。四、本章课时安排及教学重难点第一节化学能与热能2课时第一课时:教学重点:1.化学键与化学反应中能量变化的关系。2.吸热反应和放热反应两个概念教学难点:从微观角度理解化学反应中能量的变化,掌握化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。第二课时:教学重点:知道生物体内生命活动过程中的能量转化,能源与人类社会发展的密切关系,拓宽了学生的科学视野,建立正确的能量观。第二节化学能与电能2课时第一课时:教学重点:1.化学能可以转化成其它形式的能量。2.原电池的原理,构成条件、电极名称和电极反应。教学难点:通过对原电池实验的探究,从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。第二课时:教学重点:介绍技术产品,了解各种化学电源的设计、工作原理和应用,感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题,初步形成较为客观、正确的能源观。第三节化学反应的速率和限度2课时第一课时:教学重点:1.化学反应速率的概念2.影响化学反应速率的因素。教学难点:对化学反应速率进行定性、定量分析,形成概念。第二课时:教学重点:1.化学反应限度的概念2.知道在生产、生活和科研中控制反应条件,可以促进反应的完成程度以提高原料的利用率或转化率。教学难点:化学反应限度的本质原因及外部特征。复习、测验、讲评3课时五、本章每节课的教学流程及建议第一节化学能与热能第一课时:第一课时讲述化学键与能量之间的密切联系,揭示化学反应中能量变化的主要原因。通过三个实验,说明化学反应中能量变化主要表现为热量的形式,提出吸热反应和放热反应的概念。本节课可采用科学探究进行教学。即以实验探究教学作为切入点,从日常生活中煤气或液化石油气的燃烧入手,启发学生理解物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化,而这些能量变化又通常表现为热能变化,提出化学能与热能之间是怎样转化的?为什么有的化学反应吸热,而有的化学反应放热?进入实验探究教学,通过实验1、实验2、实验3,抽象出吸热反应,放热反应的概念,在实验探究过程中学生可以感受研究化学反应中热量变化的过程和方法。从实验探究引发理论思考,化学反应中能量变化的本质是什么?学生已经掌握物质结构初步知识,能从微观结构进行分析。断开化学键,吸收能量;形成化学键,放出能量。揭示化学反应中能量变化的主要原因,从而认识宏观表现,反应物总能量大于生成量总能量,化学反应放出能量;反应物总能量小于生成物总能量,化学反应吸收能量。这部分教学内容可帮助学生理解化学知识的学科价值。第二课时:教材图文并茂地说明了生物体内生命活动过程中的能量转化,能源与人类社会发展的密切关系,拓宽了学生的科学视野,建立正确的能量观。本课时是在理论思考教学之后,提出人类如何利用化学反应产生的热量问题,进入实际应用教学。较多地渗透化学社会学的观点,知识比较浅显但涉及的知识面广,例如生物体内的能量转化,不同时期人均耗能量比较,人类利用能源的三个阶段,化学能源引起的环境问题,全球能源枯竭危机,未来人类对能源的利用率,未来人类对新能源的开发。侧重于调动学生的学习兴趣和学习热情,充分利用课外教学资源进行学习,使学生充分认识化学反应作为能源动力的社会应用及其正、负面影响。第二节化学能与电能第一课时:本节课介绍火力发电,认识燃烧发电的原理及利弊分析;进行原电池实验探究,理解原电池的工作原理、组成及创造性应用。本节教学可以创设情景,分析火力发电体系中的各种要素,从分析“燃烧取暖,烧火煮饭”的能量转化关系为切入点,利用学生的“化学能与热能的相互转化”背景知识启发学生理解火力发电的原理。提出新的研究任务,研究“化学能直接转化为电能”的原理。挖掘学生已有的氧化还原反应知识来分析氧化剂和还原剂之间电子转移中的能量转化,积极引导学生思考将氧化反应和还原反应拆开的有关问题,考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境,化学物质的选择,在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子流动等。向学生提供几种电极材料,电解质和非电解质溶液,启发学生进行实验探究,使学生初步掌握原电池实验的操作方法和观察实验现象的方法。通过实验探究、归纳、概括形成原电池概念,总结归纳原电池的构成条件,抽象出原电池化学反应本质。在这个过程中,要给学生陈述自己观点的机会,完成感性认识到理性认识的转变。第二课时:本节课介绍技术产品,了解各种化学电源的设计、工作原理和应用,感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题,初步形成较为客观、正确的能源观。通过对原电池实验的探究,学生已经能从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。本节课可采用图片、录像等直观的内容呈现形式,让学生了解干电池、充电电池、燃烧电池等各种化学电源,了解化学电源的应用和发展,介绍新型电池体现改进与创新,使学生初步形成科学技术的发展观。第三节化学反应的速率和限度第一课时:教材从日常生活中学生熟悉的大量化学现象和化学实验入手,引出反应速率的概念。通过实验探究,总结影响化学反应速率的因素。本节课教学可通过创设情景,从学生熟悉的日常生活中的化学现象和化学实验,引导学生发现有的化学反应进行得快,有的化学反应进行得慢,提出化学反应速率的概念。通过学生小组讨论、举例、收集并总结在日常生活中和化学实验过程观察化学反应进行得快慢的方法,归纳化学反应速率的定性观察法,例如:①冒气泡快慢;②颜色变化;③固体量减少;④浑浊程度;⑤温度变化等。引导学生交流有关物理中定量描述物体的运动快慢的方法,分析化学反应过程中物质量的变化情况,对化学反应速率进行定量表示,归纳出化学反应速率的定义,通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加量来表示。对化学反应速率的概念进行定性、定量分析后,再继续探讨外界条件对化学反应速率的影响,以实验探讨形式进行课堂教学(实验2-5和实验2-6),通过分析归纳影响因素有温度、溶液的浓度、固体的表面积、催化剂、反应物的状态等。在此基础上,进行实际应用教学,控制反应条件,提高那些对人类有利的反应速率,降低那些对人类不利的反应速率。第二课时:本节课教材设置实验探究,让学生发现化学反应限度问题,讨论化学平衡状态的本质、外部特征、影响反应限度的因素,以及人类如何利用和控制化学反应,促进有利的化学反应抑制有害的化学反应。教学可从学生实验2-7入手,引导学生发现某些化学反应的反应物并不是按化学方程式中相应物质的计量关系完全转变为生成物。从而提出化学反应的限度的概念。然后讨论反应平衡状态的宏观特征和平衡状态的微观本质,使学生知道在生产、生活和科研中控制反应条件,促进反应的完成程度以提高原料的利用率或转化率。六、本章综合探究活动的建议安排本章一共安排六个探究活动,以学生查阅资料、市场调查、分组实验的活动方式呈现,每个探究活动都要求学生做好充分的预习,把握知识原理和活动要求。现将具体活动的建议安排分述如下:查阅资料:化学能转化为热能、电能在生产、生活中的应用。实验:中和反应与中和热的测定。实验:用生活中的材料制作简易电池。市场调查:不同种类电池的特点、性能与用途。实验探究:温度、催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响。设计实验:证明某些化学反应的可逆性。七、本章知识线索图1、化学反应与能量转化途径变化原因释放生成物中化学键的形成:r呂量燃烧吸收反应物中化学键的断裂:吸收能量物质中的化学能转化途径变化原因释放生成物中化学键的形成:r呂量燃烧吸收反应物中化学键的断裂:吸收能量物质中的化学能转化形式电能—其他反应火力直接利用化学能源生活:燃烧(或燃柴、燃气)做饭、烧水等生产:煅烧石灰、冶炼金属等其他:化学能源等2、化学反应的速率与限度.化学反应速率的含义:单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量.你对化学反应限度的认识:可逆反应的转化率在一定条件下达到最大时的平衡状态。平衡状态具有“逆、等、动、定、变的特点,平衡标志主要是速率标志和浓度标志。•控制化学反应条件的意义:提高有利于人类的化学反应速率、效率和转化率:降低有害于人类的化学反应速率;控制特定环境中的特殊反应,进行定向爆破、火箭发射等。八、本章课堂教学效果评价检测:第一节化学能与热能第一课时:1•氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中,破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为QkJ,破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为QkJ,形成1mol氯化氢中的化学键释放的12TOC\o"1-5"\h\z能量为QkJ。下列关系式中,正确的是()3Q+Q>QB.Q+Q>2Q123123C.Q+QVQD.Q+QV2Q123123已知某反应是放热反应,下列说法正确的是()该反应发生时,一定不需要加热该反应中反应物的总能量小于生成物的总能量该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量如果该反应开始后停止加热,反应一定能继续进行第二课时铝热剂是把铝粉和氧化铁粉末按一定比例配成的混合物,当用引燃剂点燃,在高温下反应猛烈进行,得到氧化铝和单质铁,放出大量的热。⑴请写出该反应的化学方程式(2)铁路工人经常利用这种方法来焊接钢轨,你能解释其中的原因吗?参考答案:1、D2、C3、(1)2Al+FeO=AlO+2Fe2323(2)该反应放出大量的热,能使生成的铁熔化,达到焊接钢轨的目的第二节化学能与电能第一课时:1、原电池产生电流的本质原因是()A、原电池中溶液能电离出自由移动的离子B、有两根导线将两个活动性不同的电极连接C、电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子D、电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移2、把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀HSO4中,用导线两两相连可以组成各种原电池:若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,c为负极;a、c相连时,c为正极;b、d相连时,b为正极。则这四种金属的活动性顺序由大到小为()A.a>b>c>dB.b>d>c>aC.c>a>b>dD.a>c>d>b第二课时:1、随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是()利用电池外壳的金属材料防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源造成污染不使电池中渗透的电解液腐蚀其他物品回收其中石墨电极2•有A、B两种金属分别与盐酸反应,产生氢气的速率相近。怎样设计一个实验证明A、B两种金属的活动性?(画出实验装置图)参考答案:1、D2、D3、B3、将A、B金属片用导线连接放入盐酸中组成原电池,有气泡冒出的是较不活泼金属,另一极即是活泼金属。(图略)第三节化学反应的速率和限度第一课时:决定某化学反应的反应速率的主要因素是()A.反应物的浓度B.反应温度C.使用催化剂D.反应物的性质2•在一定温度下,能够说明可逆反应A(g)+3B(g)・2C(g)达到了平衡状态的是C生成的速率与C分解的速率相等单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolBA、B、C的浓度不再变化D.A、B、C的分子数比为1:3:2使用冰箱的主要目白4•请利用所学知识回答问题:消防队员救火时,开门都很小心。因为有时门一打开就有可能发生爆炸,请解释其中的原因。参考答案:1、D2、AC3、通过降温减缓食物的变质速率,防止腐烂。4、当门打开时,外界的空气进入火场(增加反应物的浓度)使燃烧更剧烈,从而引起爆炸。九、本章典型课教学设计案例《化学反应的速率和限度》(第一课时)一、教材分析与处理.本节内容是对前两节内容的拓展和完善。通过学习使学生对化学反应特征的认识更深
入,更全面,建立起一个有关化学反应能量的完善而又合理的知识体系。第一课时内容从日常生活中学生熟悉的大量化学现象和化学实验入手,引出反应速率的概念。在此基础上通过实验探究,总结影响化学反应速率的因素。这部分内容是后面学习化学反应限度概念的基础。教学设计思路:(对教材进行重新整合)1、简单引入,提出探讨化学反应进行的快慢问题。2、直接切入实验,组织探究学习活动,收集信息,并且关注实验前的思维活动。(有助于知识的形成)3、第一个探究内容:通过实验一,引导学生发现化学反应进行有快有慢;并且探索问题:如何观察一个化学反应的快慢;知道决定化学反应进行快慢的因素是反应物本身的性质。4、第二个探究内容:通过实验二、实验三、实验四,知道影响化学反应快慢的其他条件。5、在以上探究活动中,将生活中、生产中、化学实验中的例子及应用糅合在一起;例子来自于生活,回归到生活,能帮助解决生活中的实际问题,能提高学生学习化学的兴趣,会使学生深刻体会到化学知识与生活的密切联系,对培养学生正确的科学价值观十分有利。6、通过探究,学生已经接受化学反应的快慢与我们的生活息息相关;在此基础上,提出如何定量表示反应的快慢。师生一起讨论,形成化学反应的速率的概念、表示方法、单位,并且进行概念的辨析。7、进行简单的计算。8、布置一个课外研究学习内容,扩大学生的知识面。重点:化学反应速率的概念;影响化学反应速率的因素。难点:化学反应速率概念的形成。二.教学目标①②③④⑤1.知识与技能:通过实验探究认识化学反应的速率以及影响化学反应速率的因素。知道化学反应速率的表示方法。了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。通过实验,培养学生逐渐形成良好的实验工作习惯。培养学生能够独立或与同学合作完成实验,记录实验现象和数据,完成实验报告,并能主动进行交流。①②③④⑤过程与方法:通过实验探究,总结影响化学反应速率的因素。通过实验探究和讨论,自然形成化学反应速率的概念。情感态度和价值观将学生熟知的化学现象和实例引入课堂学习之中,能使学生深刻体会对化学知识与生活的密切联系,有利于培养学生正确的科学价值观.认识控制化学反应条件对生产、生活及科学研究的意义。三、教学手段学生小组讨论,分组实验探究与多媒体相结合.四、教学过程[引入]前面我们主要讨论了化学反应中的物质变化及伴随发生的能量变化,这节课我们来讨论化学反应进行的快慢问题。下面我们通过实验探究来认识这个问题。[学生活动](学案)实验一[师生互动、生生互动][板书]三、化学反应进行的快慢[问题]如何观察一个化学反应的快慢。[讨论]小组讨论,举例,收集并总结在日常生活中和化学实验过程中观察化学反应进行快慢的方法[归纳]①冒气泡快慢②颜色变化固体量减少混浊程度温度变化等[板书]1、影响因素①内因:反应物本身的性质②外因:[过渡]下面通过实验探究来认识影响化学反应进行快慢的其他因素。[学生活动](学案)实验二[师生互动、生生互动][小结]其他条件不变时,升高温度,化学反应进行快;降低温度,化学反应进行慢。[板书]温度.催化剂.浓度.固体表面积.反应物的状态、光、溶剂的性质等(逐渐完成板书内容)[学生活动](学案)实验三[师生互动、生生互动][小结]催化剂能极大的加快双氧水分解[学生活动](学案)实验四[师生互动、生生互动][小结]其他条件不变时,增大反应物浓度,化学反应进行快;减小反应物浓度,化学反应进行慢。[思考与交流]课本43页。分析影响化学反应进行快慢的其他因素。[问题]化学反应进行的快慢与我们的生活息息相关,那么,如何定量表示化学反应进行的快慢呢?[学生活动]小组讨论,交流有关物理学中定量描述物体的运动快慢的方法。分析化学反应过程中物质的量的变化情况。[板书]1.定义:通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示V=AC/At单位:mol/(L・min)或mol/(L・S)[讨论]概念辨析注意:①化学反应速率表示的是平均反应速率。②同一反应的反应速率可以用不同的物质表示,其数值可能不同。[投影]简单计算某反应的反应物浓度在5min内由6mol/L变成了2mol/L,则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率是多少?[板书]解:V二AC/At二(6一2)mol/L/5min=0.8mol/(L・min)[小结]本节课我们从日常生活中的化学现象和实验中抽象出化学反应速率的概念;又通过实验探究总结出影响化学反应速率的因素,知道如何通过控制反应条件使化学反应按照人们的期望去完成[巩固练习]课本47页第2题、.双基85页第4题等[作业]课本P48第1、7题了解家里存放各种食物的方法,比较其优点和不足,分析可能存在的问题,与家长讨论可行的改进措施并付诸实施.查阅资料:人们是如何通过控制外界条件来抑制或促进化学反应的快慢,使化学反应按照人们的期望去完成。提高那些对人类有利的反应速率,提高原料的利用率;降低那些对人类不利的反应速率,减少资源的浪费和危害。《化学反应速率》的学案实验一:1、用砂纸磨去一颗铁钉和一小段镁带表面的氧化物薄膜。2、取2支大小相同的试管,分别装入铁钉和镁带。(注意:先把试管横放,把药品放入试管口,再把试管慢慢地竖立起来)3、分别装入2~3毫升稀盐酸(注意:标签向着手心,试剂瓶口紧挨试管口)。对比观察现象。现象铁和稀盐酸镁和稀盐酸思考与交流:什么决定化学反应进行的快慢?结论:实验二1、在一个250mL烧杯中倒入半杯热水,在另一个装有冰的烧杯中加入自来水至半杯。2、在2支大小相同的试管中,各装入2~3毫升约5%的H2O2溶液,分别滴入1~2滴1mol/LFeCl3溶液(注意:滴管悬空放在试管的上方)。3、待试管中均有适量气泡出现时,将一支试管放入盛有热水的烧杯中,将另一支试管放入盛有冷水的烧杯中,对比观察现象。4、用带火星的火柴梗检验放出的气体。5、填表结论:。思考与交流:请你谈谈温度对化学反应进行快慢的影响在生活中有什么例子、有什么应用?实验三:1、在3支大小相同的试管中,各装入2~3毫升约5%的H2O2溶液。2、向其中1支试管中滴入1~2滴1mol/LFeCl3溶液;向另一支试管中加入少量MnO2粉末(注意:用纸槽将药品送入试管底部);对比观察现象。3、填表现象加入MnO?加入FeCl3不加其他试剂思考与交流:什么因素影响化学反应进行的快慢?结论:。思考与交流:你能说出催化剂对化学反应进行快慢的影响在生活中、生产中和化学实验中有什么例子、应用吗?实验四:1、取2支大小相同的试管,各装入一颗锌粒。(注意:先把试管横放,把药品放入试管口再把试管慢慢地竖立起来)2、分别装入23毫升稀盐酸和浓盐酸(注意:标签向着手心,试剂瓶口紧挨试管口)°对比观察现象。现象锌和稀盐酸锌和浓盐酸结论:。简单计某反应的反应物浓度在5min内由6mol/L变成了2mol/L,则以该反应物浓度表示的该反应在这段时间内的平均反应速率是多少?十、本章教学资源链接1、未来的几种新能源为缓解能源供应紧张的矛盾,各国科学家都在努力研究,积极寻找新能源。本世纪,波能、可燃冰、煤成气、微生物、绿藻将成为人类广泛应用的新能源。波能即海洋波浪能。这是一种取之不尽,用之不竭的无污染再生能源。据科学家推测,地球上海洋波浪蕴藏的电能高达90万亿千瓦。近年来,在各国开发新能源的计划中,波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高,需要进一步完善,但目前的进展表明了这种新能源潜在的商业价值。日本的一座海洋波能发电厂已运转8年,电厂的发电成本虽高于其它发电方式,但对于边远岛屿来说,可节省电力传输等费用。目前,美、英、印度等国家已建成几十座波能发电站,从目前看,均运行良好。可燃冰这是一种与水结合在一起的团体化合物,它的外型与冰相似,故称“可燃冰”。可燃冰在低温高压下呈稳定状态,主冰体融化所释放的可燃气体相当于原来固体化合物体积的100倍。据测算:可燃冰的蕴藏量比地球上的煤、石油和天然气的总和还多。煤成气煤在形成过程中由于温度及压力增加,要释放出可燃性气体。从泥炭到褐煤,每吨煤产生130立方米气;从泥炭到无烟煤,每吨煤产生400立方米气。科学家估计,地球上煤成气可达2000万亿立方米。微生物世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等,科学家利用微生物发酵,可将它们制成酒精。酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等优点,用其稀释汽油所配制的“乙醇汽油”,功效可提高15%左右。据报道,巴西已改装“乙醇汽油”或酒精为燃料的汽车几十万辆,减少了大气污染。绿藻当石油和天然气耗尽时,氢也许是一种理想的燃料,但问题在于是否找到一个廉价生产氢燃料的方法。如今,科学家们已经发现新方法,可以迫使绿藻按要求生产氢气,这种技术可能会无限量地为人类提供燃料。目前,一升绿藻培养液每小时可以生产出3毫升氢气。研究人员认为,绿藻生产氢气的效率至少可以提高100倍。2、学生实践活动设计自制水果、蔬菜电池同学们、朋友们,你们自己做过水果电池和蔬菜电池吗?如果没有做过,不妨现在动手来做一个吧。实验材料非常简单,取一片铜片(或者把一根粗的裸铜丝,也可以用绞在一起的细铜丝,长约4厘米)和一条锌皮(可从废干电池上剪下,跟铜片或铜丝等长,宽为数毫米)插入一只苹果中,就做成了苹果电池。如果将它们插入番茄中、桔子中、土豆中或者新鲜的蔬菜茎中,也就做成了番茄电池、桔子电池、桔子电池、土豆电池或者是蔬菜电池了。这时铜皮(铜丝)、锌皮分别为水果电池(蔬菜电池)的正极和负极。如果手边有一只电流表的话,就可用导线把自制的电池的两极和电流表的正、负接线柱触接,这时可根据电流表指针偏转的大小,就可知道该电池的瞬间短路电流的大小了。如果没有电流表,那也无妨。可用导线接通电池两极,再把导线的另外两个头放在自己的舌尖上,就可亲自感受一下"触电"的滋味了。如果想进一步研究水果电池、蔬菜电池供电的大小的话,就可以设计一个研究方案:如改变铜片、锌片插入的深度(也就是插入的面积),观察电流的大小;如改变铜片、锌片间的距离,观察电流的大小;如改变水果的品种,观察电流的大小;。有条件的话,可以把若干个水果电池串联起来,作为一个电池组,给袖珍式收音机供电看看能否使收音机工作。朋友们、同学们,动手吧!做一只电池,试一试自己的动手能力!。必修2第三章《有机化合物》教学设计广州市七十五中学刘青一、本章在教材中所处的地位和作用必修模块的有机化学具有双重功能,即要满足公民基本科学素养的要求,提供有机化学中最基本的核心知识,使学生从熟悉的有机化合物入手,了解有机化学研究的对象、目的、内容和方法,认识到有机化学已经渗透到生活的各个方面,能用所学的知识,解释和说明一些常见的生活现象和物质用途;另一方面为进一步学习有机化学的学生,打好最基本的知识基础、帮助他们了解有机化学的概况和主要研究方法,激发他们深入学习的欲望。二、本章内部结构关系1、本单元结构关系烃(甲烷、乙烯、苯)T烃的衍生物(乙醇、乙酸)T糖类、油脂、蛋白质)教材基本采用了从生活实际或者探究实验入手,研究物质的性质和用途,再上升到从结构的角度去深化认识,体现结构决定性质的观点。2、知识点及要求了解甲烷、乙烯、苯的主要化学性质及化工生产中的作用,了解乙醇、乙酸、糖类、油脂蛋白质的组成和主要性质。重点认识典型的化学反应(取代、加成)的他点。通过对典型有机物分子结构的认识,体会分子结构的特点对性质的影响在有机化学中的重要性。结合生活经验和化学实验,加深认识一些物质对于人类日常生活,身体健康的重要性。通过对集中典型有机物结构和性质的学习,感受有机化学和无机化学的区别和联系,初步学会研究有机物的思维方式和思路,形成对有机化学的学习兴趣。三、本章相关内容的新旧对比分析1、新旧课程标准的对比新课程标准内容现行课程标准内容1.认识化石燃料综合利用的意义,了解甲烷、乙烯、苯等的主要性质,认识乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。查阅资料:利用石油裂解产物乙烯制取重要的化工产品。理解和应用甲烷、乙烯、苯、乙炔的主要性质。掌握乙烯的实验室制法。了解石油的分馏、裂化、裂解及产品的利用。煤的干馏和综合利用。2•知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质,认识其在日常生活中的应用。实验探究:乙烯、乙醇、乙酸的主要化学性质;设计由乙烯制备乙酸的合成路线实验;尿液中葡萄糖的检测;淀粉的水解和水解产物的检验。理解掌握乙醇、苯酚、乙醛、乙酸的只要性质。了解醇类、羧酸的概念、了解酯的水解。知道糖类(分类及水解)、油脂(氢化及水解)、蛋白质(盐析、变性、水解)的组成和主要性质。3.通过简单实例了解常见高分子材料的合成反应,能举例说明高分子材料在生活等领域中的应用。了解常见高分子材料的合成反应,能举例说明高分子材料在生活等领域中的应用。4.以海水资源、金属矿物的综合利用为例,了解化学方法在实现物质间转化中的作用。认识化学在自然资源综合利用方面的重要价值5.以酸雨的防治和无磷洗涤剂的使用为例,体会化学对环境保护的意义。6.能说明合成新物质对人类生活的影响,讨论在化学合成中遵循“绿色化学思想”的重要性2、新旧教材内容的对比从新教材的篇幅内容上看,精简了以下内容(1)烷烃的命名烯烃的性质。(2)乙烯的实验室制法、乙炔的性质。(3)乙醇的消去反应、苯酚的性质。(4)乙醛和甲醛的性质。(5)蛋白质的盐析和变性。(6)对蔗糖、麦芽糖和油脂的结构要求降低了要求。(7)对淀粉、纤维素、油脂的水解降低了要求。(8)对高分子合成材料只做了简单的介绍。(9)增加了海水资源的开发利用的专题介绍四、本章课时安排及教学重难点第一节最简单的有机化合物甲烷教学重点:(第一课时)甲烷的结构特点和甲烷的取代反应;(第二课时)同分异构体和同系物。教学难点:(第一课时)如何在学生心中建立立体结构模型,将甲烷和从实物模型转换为学生的思维模型,帮助学生从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。(第二课时)烷烃的结构特点、有机物的成键特点。第二节来自石油和煤的两种基本化工原料教学重点:(第一课时)乙烯的加成反应,让学生从实验了解有机反应类型。(第二课时)苯的取代与加成反应。形成对有机反应特殊性的认识,开始认识从结构推测性质的特点。教学难点:(第一课时)有机物结构和性质的关系。(第二课时)苯的取代与烷烃的取代的区别。第三节生活中常见的有机物教学重点:(第一课时)官能团的概念、乙醇的组成结构、乙醇的取代反应与氧化反应。(第二课时)乙酸的组成和结构、乙酸的酸性和酯化反应。教学难点:(第一课时)使学生建立乙醇分子的立体结构模型,并能从结构的角度初步认识乙醇的氧化反应。(第二课时)建立乙酸分子的立体结构模型,并能从结构的角度初步认识乙酸的酯化反应。第四节基本营养物质教学重点:(第一课时)糖类、油脂和蛋白质的特点;糖类、油脂和蛋白质的主要性质。教学难点:(第一课时)葡萄糖与弱氧化剂氢氧化铜的反应;(第二课时)油脂的水解反应。五、本章每节课的教学流程及建议第一节最简单的有机化合物甲烷第一节最简单的有机化合物甲烷设计一:第一课时(提出问题)甲烷的分子式、电子式、结构式?T甲烷的结构(探究活动:制作模型)T烷烃的结构特点和概念T探究活动(烷烃中碳原子的连接方式)T同分异构体和同系物的概念T有机物的成键特点。第二课时:推测甲烷的性质T探究实验(甲烷与氯气的反应)T探究活动(动画模拟或者制作模型、书写化学方程式)T取代反应概念。设计二:第一课时(提出问题)除了燃烧外甲烷还有那些性质?T探究实验T甲烷与氯气如何反应?T甲烷的结构T实践活动(制作模型、书写化学方程式)T取代反应概念。第二课时:实践活动(碳原子的可能连接方式)T烷烃、同分异构体和同系物T有机物的成键特点。两种设计的不同主要体现在从结构出发推测性质再验证性质;还是从探究实验出发归纳性质再上升到结构的问题。无论运用哪种方法都要充分体现学生的参与意识,注意重点、难点的突出。第二节来自石油和煤的两种基本化工原料设计一:(第一课时)情景创建(投影资料、展示实践活动成果)T引出乙烯T给出分子式T实践活动(用球棍模型制作乙烯的分子空间结构)T得出乙烯分子结构的特点(书写结构式、结构简式)T提出问题:这样的结构有什么特殊的性质T实验探究T小结乙烯的性质、对比与烷烃性质的区别T加成反应概念、与取代反应的区别。设计二:(第一课时)提出问题(播放乙烯工业的发展、各种乙烯制品)T探究实验T得出乙烯的性质跟烷烃不同,回归到结构也不相同T给出分子式推导出结构,比较与烷烃结构的差异T对比性质上的不同T加成反应、加成反应与取代反应的区别。设计三:(第二课时)给出苯的分子式T提出问题(可能的结构是什么?)T探究活动(根据已学的有机物的结构推测苯的结构)T探究实验(与酸性高锰酸钾溶液和溴水的反应)T分析与烷烃、乙烯性质的差异T给出实际的结构T用多媒体演示苯的性质T得出苯容易取代难加成。上述设计的流程不外乎从结构推测性质再实验验证性质或者从实验探究出性质再推导结构。无论哪种方法都有利弊,要根据实际情况决定,并能有自己的创新。第三节生活中常见的有机物设计一:(第一课时)设计问题,展示实物(引出乙醇的物理性质)T探究实验(金属钠分别与水、乙醇反应)T动画分析反应原理(乙醇分子的结构、关键指出断键位置和氢原子的活性)T小结T探究实验乙醇的氧化T动画分析氧化原理,断键位置T讨论小结官能团的性质对化合物的影响。设计二:(第一课时)回忆乙醇分子的组成T探究实践(讨论乙醇分子中原子的连接情况,提出可能的假设)T讨论所提出的假设结构的相同点和不同点T实验验证乙醇和钠的反应、乙醇的氧化T从断键的方式探讨乙醇分子的结构。T总结乙醇的结构性质。上述设计的各有特点,都突出学生的自主学习的能力,但对于学生程度一般的学校建议采用设计一,设计二的假设法对学生要求比较高,特别是基础知识和综合素质,否则达不到预期的效果。设计三:(第二课时)回忆初中有关乙酸的内容,展示醋和乙酸样品,归纳物理性质T小组讨论乙酸的酸性T探究实验乙酸的酯化反应T动画模拟实验原理(断键位置)T酯化反应的概念及反应原理T小结官能团在有机物性质的作用T资料阅读乙酸在生活中的用途。第四节基本营养物质设计一:(第一课时)放映有关内容的录象,让学生了解糖类、油脂和蛋白质在生产生活中的应用(也可以课前布置学生分组查阅资料,上课时向其他同学介绍)T探究实验糖类蛋白质的特征反应T联系结构组成简单解释某些特征反应T归纳小结。(第二课时)探究实验,阅读有关水解的材料T列表比较三类物质水解的异同点(反应条件、水解产物等方面)T归纳小结。设计二:(第一课时)投影课本的表3,归纳糖类、油脂和蛋白质的组成特点T展示葡萄糖、果糖的结构图片或者模型,分析结构差异和特点T探究实验,总结糖类蛋白质的特征反应。(第二课时)探究实验蔗糖水解T列表比较各物质水解的异同T采用各种形式对糖类、油脂、蛋白质的性质应用进行认识。两种设计仍然是殊途同归,无论从什么角度出发都是以学生为本,体现参与意识。六、本章综合探究活动的建议安排第一节最简单的有机化合物甲烷1、实践活动:甲烷的模型制作如果有球棍模型效果更好,或者用折叠纸模型的方法。有关同分异构体可以通过分组实践活动,让学生自己动手用球棍模型制作丁烷或者戊烷的各种可能结构,教师一边观察一边指导、讲解。这样可以加深学生对空间结构的认识。2、实验探究:有条件的学校可以按照教材的要求演示甲烷与氯气的反应,建议注意以下几点:、注意反应条件的控制对实验结果的影响,从而得出反应发生的重要因素。从安全的角度出发不建议用点燃镁条获取光源。、注意引导学生对实验现象的观察。、教材没有设计尾气处理装置,要事先准备稀的氢氧化钠溶液或者浸湿了氢氧化钠溶液的棉花,以便有效的处理尾气,为学生树立安全环保意识。没有条件的学校也可以利用播放实验录象再利用多媒体动画模拟实验原理同样能达到很好的效果。第二节来自石油和煤的两种基本化工原料一、实践活动:1、推导乙烯的结构建议提供球棍模型,先让学生制作乙烷的模型然后提出乙烯分子少2个氢原子,那么为了每个碳原子仍满足4个共价键应如何解决呢?这样可以引起兴趣激发创作欲望并且能直观的展示乙烯分子的空间构型,与乙烷的不同。2、水果的催熟建议还是进行家庭小实验。但是要提前3到4天布置,选用不同的水果,上课时分组展示,然后再投影资料说明,这样对乙烯的这种用途有水到渠成的效果。3、苯的结构推导可以让学生查阅苯分子的发现和苯分子结构发现的过程,让他们从科学家严谨严肃的科学态度和对真理的执着追求中反思自己的学习做人的态度。二、实验探究:1、乙烯的制取和性质的实验建议采用录象的形式向学生展出。因为课程标准(必修)规定乙烯的制法原理不要求掌握,很多学校没有条件完成石蜡油分解制乙烯的实验,而且乙烯与酸性高锰酸钾溶液和溴水的反应的褪色现象很明显,也就无须分组实验了。这样既节省时间,把时间留在对乙烯的结构推导和与烷烃结构对比上,学生也能通过录象清晰的观察实验现象。2、苯的取代和加成反应建议采用多媒体动画展示,这样可以降低学生认识的难度。第三节生活中常见的有机物1、实践活动:(!)、可以布置学生设计如何证明家用的醋是酸性的,从而也就复习的酸的性质。(2)、设计实验证明醋酸比碳酸强。要求学生设计方案及解释。2、探究实验:(1)、乙醇与纳的实验可改为分组实验,采用对比的方法,实验前要提示学生对现象的观察,通过现象可以得出什么结论,进行对比分析总结出有关乙醇的性质及反应原理。(2)、乙酸的酯化反应反应现象不明显建议用分组实验或者动画模拟更为直观。注意
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