h选修4化学反应原理教材分析.ppt

1、1,选修4 化学反应原理第一章化学反应与能量 教材分析,兰州五十一中 周建国,2,3,模块包括3个主题： 主题1 化学反应与能量 主题2 化学反应速率和化学平衡 主题3溶液中的离子平衡,4,整体特征,1. 合理继承，在继承中发展 继承：与原教材有相似之处，与化学2也有相似之处。 发展变： 内容变化了：增加了熵与熵变、化学反应的方向性、电离常数、沉淀溶解平衡、盐桥原电池等知识； 要求变化了：某些知识的教学要求有所提高，例如，盖斯定律从“阅读”提高到“能用盖斯定律进行计算”，化学平衡常数从“了解”提高到“知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应的转化率”等等； 内容组织也发生了很大变化：

2、增设了很多栏目引导学生探究、分析、比较、归纳，更加关注化学与社会的联系，突出化学的应用价值。,编写特点,5,2.注重知识发展的阶段性与连续性,1.注重与大学内容的衔接； （焓变、熵变、化学反应的方向、沉淀溶解平衡） 2.注重与必修内容的衔接； （原电池、电解池、化学反应速率和限度） 3.注重模块内部内容的衔接 （反应焓变反应方向的判据化学平衡移动溶液中的离子平衡，如电离平衡、水解平衡、溶解平衡等）,6,3. 有助于发展学生对化学反应的认识。 发展、完善学生对化学反应的认识角度。 发展学生对化学反应的认识深度。 定性到定量 从宏观到微观(从现象到本质) 静态到动态,7,4. 内容的呈现有利于学生

3、自主学习，有利于三维目标的达成。 教材中活动性栏目：思考与交流、学与问、实验、科学探究、实践活动等比例高达57%,8,课程标准：通过选修4模块的学习，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。,9,化学反应原理选修模块的对象： 面向将来学习理工科专业的学生，

4、以及对化学反应原理感兴趣的学生。 理科学生的限定选修课。,一是为选修该模块的学生提供较为完整和系统的化学反应原理知识，为学生理解和运用化学反应奠定知识基础。 二是充分采用探究的学习方式，让学生经历科学探究过程，为学生进一步提高科学探究能力创设发展平台。 三是向学生提供大量体现化学反应原理对社会发展的贡献的实例，让学生体验科学、社会、技术、环境的关系，促使学生初步树立可持续发展思想。,功能,教材功能,10,绪言内容,课程内容概述,理论、概念模型,纷繁复杂的化学 反应有规律可循,化学反应原理 的基本内容,化学反应原理 的学习方法,有效碰撞理论,活化分子与活化能,催化剂作用简介,11,绪言的特点,提

5、出问题 反应的条件、速率、限 度的不同 概述全书内容 反应速率、限度、反应热、电化学 介绍几个概念 有效碰撞模型、活化分子、活化能、催化剂,已有知识,和经验,提纲挈领,画龙点睛,内容,方法,12,教学目标,认识物质的各种化学性质是有规律可循的，而这些规律是化学的精髓，需要下工夫学习掌握。 初步了解“有效碰撞”、“活化分子与活化能”的概念模型，认识催化剂对于化学科学研究和化工生产的巨大作用，为其后的学习打下基础。,13,第一节 化学反应与能量的变化 第二节 燃烧热 能源 第三节 化学反应热的计算,14,由一般到具体由定性到定量,课标要求,15,1,3,2,由一般到具体 由定性到定量,本章知识结构

6、,16,在必修化学2中，学生初步学习了化学能与热能的知识，对于化学键与化学反应中能量变化的关系、化学能与热能的相互转化有了一定的认识，本章是在此基础上的扩展与提高。 本专题在模块中处于最基础的地位，化学反应中的焓变和熵变是判断化学反应方向的依据，温度对化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡移动的影响。,本章在模块中的地位,17,第一节 化学反应与能量变化,一、焓变 反应热 要点： 1.焓变(H )=恒压条件下反应的热效应 2.从微观角度解释化学反应中的能量变化 二、热化学方程式 要点： 1.注明反应时的温度、压强，反应物、产物的状态 2.化学方程式中的计量数可以是分数 三、实践活动：中和反

7、应 反应热的测定,18,有了“反应热”为什么还要引入“焓变”的概念？,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。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。在等温等压条件下，QpH，在其他条件下，（如T、V一定）反应热就不等于H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 建立化学反应方向的认识 计算反应热,教材解读,19,为什么恒压热效应等于焓变？,化学反应通常都是在等压条件下进行的，如果一个体系只做体积功而不做其他功，那么，根据热力学第一定律，则有： U = Qp + WQp = U - WQp = U - pVQp =(U2 + p

8、V2) (U1 + pV1) H = U + pV Qp = H2 H1 Qp = H 在等压且体系只做体积功的条件下，反应热就等于反应前后体系焓的改变。,20,焓H是一个状态函数： H=U（体系内能）+PV 焓的值只与体系所处状态有关，与达此状态的途径无关 焓具有能量的量纲 在体系只作体积功的等压过程中，从状态1到状态2时，体系的焓变数值正好等于该过程中的热效应,21,1.反应焓变的计算是教学的重点。（在第三节） 不回避概念，但不在“焓”、“焓变”的概念上纠缠，不要求学生进行概念辨析。,教学建议,22,2.关于焓变与“生成物的总能量和反应物的总能量差”的关系、焓变与反应物化学键断裂和生成物化

9、学键形成的能量差值的关系。,“总能量的”提法是含糊的， 由于对键能的表达多种多样，有键能、平均键能、键解能等，数据来源不同，计算误差很大，在研究中只有估算的作用。,23,24,3.热化学方程式的书写是教学的重点，是学生学习的易错点。,教师提出课题学生自学教材用对比的方法找出与化学方程式的异同点归纳整理交流汇报,教师还可提出一些问题以强化正确规范的书写： 书写热化学方程式 是否需要注明反应的温度和压强 ？ 对于相同的物质的反应，当物质的聚集状态不同时，其H 是否相同？ 热化学方程式各物质前的化学计量数是否表示分子个数？当化学计量数不同时，其H 是否相同？ 放热反应、吸热反应与H的“+”与“-”的

10、表示是如何对应的？,25,4.关于中和反应 反应热测定的教学,从实验规范与流程上，突出定量实验的特点和要求，如仪器的选择、方案的设计、数据的记录等； 对测定原理的分析与讨论 与初中物理知识的衔接； 所进行的近似处理； 对测定步骤及注意事项的讨论抓住定量实验的主要特点，围绕着误差产生的原因及减小误差的措施展开讨论；关注变量控制方法在定量实验中的应用。,26,测定中和热实验中的两个关键问题 （1）隔热，尽量较少热量损失 要求小烧杯与大烧杯之间的碎泡沫塑料或碎纸条要填满，小烧杯杯口与大烧杯杯口要相平，大烧杯杯口的泡沫塑料或硬纸盖板要盖得严，盖板上的两孔正好使温度计和环形玻璃棒通过。要求倒入NaOH溶

11、液要迅速，尽可能减少实验过程中热量的散失。 （2）准确 配制的盐酸溶液和氢氧化钠溶液的浓度要准确。NaOH溶液最好是新制，因久置的NaOH溶液可能变质导致测定中和热有误差。 量取溶液的体积要准确。 反应前的温度和反应后的最高温度的读数要准确。,定量实验中的关键问题，准确测定数据,27,总之，本节课的教学突出“定量观”的建立，即 如何利用实验进行定量研究？ 如何从定量的角度解决问题？ 如何利用数据？,中和热的概念？,28,第二节 燃烧热 能源,以燃烧热为例给出一种具体的反应热（定义） 在初中、高中必修的基础上进一步了解能源与人类的关系，及当前的能源问题,29,燃烧热的作用有二： 一是作为反应热的

12、一个具体实例，便于对反应热的理解。 二是燃烧热是化学能利用的重要又常见的形式，通过燃烧热，可从理论上将煤、石油、天然气等能源与化学能的利用联系起来。,这里出现燃烧热，不仅介绍这一概念本身，而是要利用它更好地阐释反应热并说明反应热、化学能利用、能源三者的关系。,教材解读,30,教学建议,1.虽然核心概念是“燃烧热”，但注意“燃烧热”概念的引入的功能与价值，避免孤立的处理概念。,2.关于能源的利用的讨论在深广度上与必修模块拉开层次，体现化学反应原理模块的特点（考虑问题的视角更加全面、更有深度）；,31,思考与交流,应根据什么标准来选择燃料?,物质的燃烧热,燃料的储量,燃料的开采、运输,燃料储存的条

13、件、价格,燃料对生态环境的影响,例：丙烷,燃烧热值高,石油中储量丰富,开采容易,燃烧时污染小,储存、运输不方便,32,能 源,化石燃料煤、石油、天然气,阳光,风力,流水,潮汐,柴草,能提供能量的资源,蕴藏量有限 不能再生 污染严重,开 源 节 流,开发新能源,节约现有能源,提高能源利用率,太阳能 氢能 风能 地热能 海洋能 生物质能,资源丰富 可以再生 污染少,燃料的充分燃烧,33,资源意识 (地大物博 人口众多),我国生产一次性筷子年消耗林木资源500万立方米，约占年林木消耗总量的18%。 日本的森林覆盖率为65%，是我国的5倍，却明令禁止用本国的林木生产一次性筷子。其用量的97%依靠进口，

14、每年从中国进口200多亿双，占其进口总量的99%。 我国仅为向日本出口一次性筷子每年需砍掉250万棵大树。 2006年两会代表提出要限制生产、使用和出口一次性筷子。,低碳经济,低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过 技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等 多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消 耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生 态环境保护双赢的一种经济发展形态。,34,第三节 化学反应热的计算,盖斯定律 反应热的计算,35,看图帮助理解盖斯定律,某人从山下A到达山顶B，无论是翻山越岭攀登而上，还是坐缆车直奔山顶，其所处的海拔都高了300m 即山的高度与A、B点的海拔有关，

15、而与由A点到达B点的途径无关 这里的A相当于反应体系的始态，B相当于反应体系的终态.山的高度相当于化学反应的反应热,教材解读,36,用能量守恒定律论证盖斯定律,先从始态S变化到到终态L，体系放出热量（H10)。 经过一个循环，体系仍处于S态，因为物质没有发生变化，所以就不能引发能量变化，即H1+H20,37,反应热的计算,利用反应热的概念和摩尔质质量进行计算,利用燃烧热的概念和摩尔质质量进行计算,38,利用盖斯定律进行计算,虚拟路径法 加合法,39,概念的理解和热化学方程式的正确书写是计算的前提。要注意引导学生准确理解反应热、燃烧热、盖斯定律等理论概念，熟悉热化学方程式的书写。 学生在初次进行反应热的计算时，学生只关注数的计算，反应热的单位和正负号容易丢掉或写错。可适当补充一些不同类型的习题作为课堂练习，发现问题并及时解决 。 发挥书后习题的教学功能，不仅巩固、落实知识和计算技能，还要唤起学生资源利用和环境保护的意识和责任感。,教学建议,40,41,利用盖斯定律的计算，是教学的重点也是难点，学生容易掌握方法，但经常容易出错。注意计算的过程性，及计算的准确性。,42,注意选择习题的深浅度。,已知25、10