化學反應原理的教學思考與實踐

1、一、清晰模塊要求一、清晰模塊要求知識結構知識結構化學化學熱力學熱力學化學化學動力學動力學化學反應反應類型方式焓變、蓋斯定律能量原電池、電解池限度反應速率溶液中的離子平衡弱電解質(zhì)弱酸根弱堿陽離子難溶電解質(zhì)化學反應原理化學反應原理化學平衡快慢自發(fā)性反應方向初中課程初中課程必修課程必修課程選修課程選修課程化學反應過程中會發(fā)生能量變化和物質(zhì)變化，其變化學反應過程中會發(fā)生能量變化和物質(zhì)變化，其變化的實質(zhì)是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成、化化的實質(zhì)是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成、化學反應的快慢和限度（感性認識）、化學能與熱能學反應的快慢和限度（感性認識）、化學能與熱能的轉(zhuǎn)化（定性分析）、化學能與電能的轉(zhuǎn)

2、化（感性的轉(zhuǎn)化（定性分析）、化學能與電能的轉(zhuǎn)化（感性認識）認識）化學反應過程中會發(fā)生物質(zhì)變化、物質(zhì)變化的實質(zhì)化學反應過程中會發(fā)生物質(zhì)變化、物質(zhì)變化的實質(zhì)是原子的重新組合是原子的重新組合化學反應的方向、化學反應的快慢和限度（理性分化學反應的方向、化學反應的快慢和限度（理性分析）、化學與熱能的轉(zhuǎn)化（定量計算）、化學能與析）、化學與熱能的轉(zhuǎn)化（定量計算）、化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化（理性分析）電能的相互轉(zhuǎn)化（理性分析）物質(zhì)物質(zhì)能量能量方向、速率、限度方向、速率、限度類型類型化學反應化學反應原子原子的的重新組合重新組合感受感受到反應有快慢到反應有快慢到反應中有到反應中有吸熱、放熱現(xiàn)象吸熱、放熱現(xiàn)象基本反應

3、類型基本反應類型初中初中反應歷程反應歷程基元基元反應反應 理性分析理性分析化學反應的化學反應的方向、快慢和限度方向、快慢和限度化學能化學能熱能（熱能（定量定量計算計算 ）電能（電能（理性理性分析）分析）更加本質(zhì)更加本質(zhì)的認識的認識氧化還原反應、離子反應氧化還原反應、離子反應選修選修必修必修舊舊鍵鍵的斷裂的斷裂新新鍵鍵的生成的生成感性認識感性認識化學反應化學反應的快慢和限度的快慢和限度氧化還原反應的氧化還原反應的實質(zhì)實質(zhì)感性認識感性認識離子反應離子反應化學能化學能熱能（熱能（定性定性認識）認識）電能電能（感性感性）本章知識結構本章知識結構引言化學反應中能量變化的形式熱能、電能、光能等本章基 能量

4、釋放、吸收以變化的物質(zhì)為基礎本思想 能量的多少以反應物、產(chǎn)物的質(zhì)量為基礎 懸念至今沒有觀察到能量直接轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的事例以熟悉的事例重點說明12 認識焓與焓變。認識焓與焓變。物質(zhì)俱有一定的能量?？梢杂渺饰镔|(zhì)俱有一定的能量。可以用焓H（ H=U（體系內(nèi)能）+PV）這這一一物理量來衡量物質(zhì)所含有的能量；焓的物理量來衡量物質(zhì)所含有的能量；焓的大小決定于物質(zhì)的本性、物質(zhì)的量、狀態(tài)和所處環(huán)境條大小決定于物質(zhì)的本性、物質(zhì)的量、狀態(tài)和所處環(huán)境條件。件。焓可理解為焓是與反應熱有關的那部分能量。焓可理解為焓是與反應熱有關的那部分能量。 焓變焓變H-H-衡量物質(zhì)在變化前后所含能量的改變。衡量物質(zhì)在變化前后所含能量的改

5、變。 了解反應熱了解反應熱Q Qp p與焓變與焓變H H的的關系關系。 反應熱是反應熱是在一定條件下在一定條件下化學反應放出或吸收的熱量。化學反應放出或吸收的熱量。反應熱與反應條件有關反應熱與反應條件有關: : 在恒容條件下，在恒容條件下，Q QV V=U. 在等壓條件下進行的反應，不做非體積功，則在等壓條件下進行的反應，不做非體積功，則Q Qp p= = H H（單位（單位kJkJ molmol-1 -1 ）。）。 該條件下，封閉系統(tǒng)從環(huán)境所吸收的熱該條件下，封閉系統(tǒng)從環(huán)境所吸收的熱等于系統(tǒng)焓的增加。等于系統(tǒng)焓的增加。化學反應的焓變僅與反應的始總終化學反應的焓變僅與反應的始總終態(tài)有關與反應路

6、徑無關。態(tài)有關與反應路徑無關。本章知識結構本章知識結構化學反應速率影響化學反應速率的因素化學反應進行的方向化學平衡研究的一般方法定量表示方法測量的方法反應的可逆不可逆化學平衡狀態(tài)特點化學平衡常數(shù)影響因素及平衡移動原理焓、熵判據(jù)濃度、壓強溫度催化劑本課程重心活化分子、活化能化化學學熱熱力力學學化學反應化學反應判據(jù)：反應焓變（判據(jù)：反應焓變（H H） 反應熵變（反應熵變（S S）影響規(guī)律：影響規(guī)律：H TH TS S 認認識識化化學學反反應應化化學學反反應應條條件件的的優(yōu)優(yōu)化化工工業(yè)業(yè)合合成成氨氨共共同同影影響響化化學學動動力力學學限限度度速速率率定量描述：化學平衡常數(shù)定量描述：化學平衡常數(shù) 平衡

7、轉(zhuǎn)化率平衡轉(zhuǎn)化率影響因素：影響因素：T T 、c c 、P P 化學反應速率有差別：化學反應速率有差別： 反應歷程、基元反應反應歷程、基元反應定量描述：化學反應速率定量描述：化學反應速率影響因素：影響因素： c c 、T、催化劑催化劑 方方向向 G = HTS G0 自發(fā)， G0 不自發(fā)， G=0，平衡狀態(tài)本章重點內(nèi)容本章重點內(nèi)容化學反應限度：化學反應限度： 一個可逆反應在一定條件（溫度）下只有一個平衡常數(shù)，但平衡轉(zhuǎn)化率可以有多種。反應物A的轉(zhuǎn)化率未必等于反應物B的轉(zhuǎn)化率。條件一定，反應物按化學計量數(shù)比進料，平衡轉(zhuǎn)化率最高。平衡常數(shù)不變反應限度就不變，但是表征這個反應限度的某種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率是可

8、變的。一個具體反應，平衡常數(shù)與反應限度是一一對應的，而平衡轉(zhuǎn)化率是針對某個具體反應物來說明反應限度的。 平衡常數(shù)是對反應限度最本質(zhì)的表述平衡常數(shù)是對反應限度最本質(zhì)的表述 平衡轉(zhuǎn)化率是反應限度的形象的直觀的表述平衡轉(zhuǎn)化率是反應限度的形象的直觀的表述平衡常數(shù)與化學平衡移動方向的判斷：平衡常數(shù)與化學平衡移動方向的判斷： 本章知識結構化學平衡理論1 弱電解質(zhì)的電離電解質(zhì)有強弱弱電解質(zhì)電離為可逆電離平衡電離常數(shù)4 難溶電解質(zhì)的溶解平衡 難溶不溶溶解平衡應用生成溶解轉(zhuǎn)移溶度積2 水的電離和溶液的酸堿性水是極弱電解質(zhì)水(稀溶液)離子積為常數(shù)稀溶液酸堿性及表示方法pHpH應用3 鹽類的水解 水的電離平衡 弱電

9、解質(zhì)的生成鹽類水解水 解的應用(平衡移動)實踐活動：測定酸堿反應曲線滴定實驗操作圖示反應曲線紅色字為新知識點楷體字為選學內(nèi)容深入綜合運用本章重點內(nèi)容對溶液中離子平衡限度的認識本章重點內(nèi)容鹽橋的作用教材引入帶鹽橋電池的目的教材引入帶鹽橋電池的目的第四章第四章 電化學基礎電化學基礎第一節(jié)第一節(jié) 原電池原電池必修回顧必修回顧Zn-2e-=Zn2+Cu2+2e-=Cu 請將請將 Zn+Cu2+=Zn2+Cu 設計成原電池。設計成原電池。并寫出相應的電極反應。并寫出相應的電極反應。必修回顧必修回顧從微觀分析，這兩個體系有什么不同？從微觀分析，這兩個體系有什么不同？必修回顧必修回顧 溶液中存在哪些離子？這

10、些離子存在怎樣溶液中存在哪些離子？這些離子存在怎樣的運動趨勢？的運動趨勢？II外外電電路路內(nèi)內(nèi)電電路路G(-)(+)必修回顧必修回顧這個裝置能否構成原電池？為什么？這個裝置能否構成原電池？為什么？鹽橋電池KCl請寫出對應的電極反應。Zn-2e-=Zn2+Cu2+2e-=Cu你認為利用鹽橋能否解決問題？雙液電池 該體系能否構成原電池？如果能，請寫出電極反應；如果不能請解釋原因？Zn-2e-=Zn2+Cu2+2e-=Cu思考交流Zn-2e-=Zn2+Cu2+2e-=CuZn-2e-=Zn2+Cu2+2e-=Cu通過對比你認為雙液電池有哪些優(yōu)點？原電池的電流產(chǎn)生的原因是什么？ 現(xiàn)象：隨著時間的延續(xù)，

11、電流計指針偏轉(zhuǎn)的角度逐漸減小，直至無電流通過。同時鋅片表面逐漸被銅全部覆蓋 。 電池兩電池兩極物質(zhì)的極物質(zhì)的活性（得活性（得失電子能失電子能力）不同力）不同 兩極兩極形成電形成電勢差勢差電子定電子定向移動向移動發(fā)生氧發(fā)生氧還反應還反應 保持電保持電勢差勢差深入思考你認為該裝置能否產(chǎn)生電流？外電路外電路內(nèi)電路內(nèi)電路二、把握高考動向二、把握高考動向近幾年高考高頻知識點例1：高考對反應熱的考查視角例2：高考對原電池的考查視角高考對原電池的考查視角氧化反應丹尼爾電池根據(jù)反應設計裝置根據(jù)裝置判斷反應化學能電能電池的電極反應式的書寫訓練電池的電極反應式的書寫訓練案例：化學平衡計算的思想和方法案例：化學平衡

12、計算的思想和方法化學平衡常數(shù)K表達式意義影響因素計算N2O4（g）的平衡常數(shù)）的平衡常數(shù)K?；瘜W平衡計算的思想和方法化學平衡計算的思想和方法可逆反應限度化學平衡極限思想等效思想三量法差量法一定一定條件條件轉(zhuǎn)化率K方法明確概念清晰運算無誤平衡常數(shù)在在T1下，反應物的起始濃度分別為：下，反應物的起始濃度分別為：(CO)=1.0 molL-1，c(H2O)=3.0 molL-1；達到平衡后，；達到平衡后，CO的轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化率為率為75%， c(CO2)=； 若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為：若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為： c(CO)=2.0 molL-1，c(H2O)=6.0molL-

13、1；達到平衡后，；達到平衡后，c(CO2)=molL-1； 在在T2溫度溫度2.0L的密閉容器中，將一定量的的密閉容器中，將一定量的CO和和0.2 molH2O混合，反應達到平衡后，將反應后的氣體混合，反應達到平衡后，將反應后的氣體通過濃硫酸，氣體體積減少通過濃硫酸，氣體體積減少1.12L(己折成標況），再通己折成標況），再通過灼熱的氧化銅，通入澄清石灰水，得到沉淀過灼熱的氧化銅，通入澄清石灰水，得到沉淀30g。通。通過計算能否確定過計算能否確定T2與與T1的大小關系？的大小關系？ 某溫度下，在某溫度下，在2.0L的密閉容器中加入的密閉容器中加入2 .0molC和和2.0mol H2O 發(fā)生下

14、列反應：發(fā)生下列反應：C和和H2O(氣氣)在密閉容器中在密閉容器中發(fā)生下列反應：發(fā)生下列反應：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ；CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)；反應達到平衡時，；反應達到平衡時，測得測得n(H2) =1.2mol ，n(CO2)=0.40 mol ，求反應的化，求反應的化學平衡常數(shù)。學平衡常數(shù)。 )()()()(222HcCOcOHcCOc化學平衡計算的思想和方法化學平衡計算的思想和方法可逆反應限度化學平衡極限思想等效思想三量法差量法一定一定條件條件轉(zhuǎn)化率K方法明確概念清晰運算無誤平衡常數(shù)在在100mL中加入適量中加入適量CaSO4固體，剛好

15、飽和，溶液固體，剛好飽和，溶液中中c(Ca2+)= ； 三、重視觀念建構三、重視觀念建構理解概念的理解概念的內(nèi)涵外延內(nèi)涵外延將概念納入將概念納入認知結構認知結構應用概念應用概念分析解決問題分析解決問題促進化學促進化學認識發(fā)展認識發(fā)展明確核心概念的本質(zhì)和作用明確核心概念的本質(zhì)和作用對象以及使用范圍對象以及使用范圍明確化學核心概念和其他化明確化學核心概念和其他化學概念以及其他化學知識之學概念以及其他化學知識之間的關系，可以將這些內(nèi)容間的關系，可以將這些內(nèi)容形成知識體系，納入認知結形成知識體系，納入認知結構中構中利用這些化學核心概念解決利用這些化學核心概念解決一些化學問題和解釋分析現(xiàn)一些化學問題和解

16、釋分析現(xiàn)象象促進認識物質(zhì)和化學變化的促進認識物質(zhì)和化學變化的水平，促進化學思維和認識水平，促進化學思維和認識方式的發(fā)展方式的發(fā)展第一層次第一層次第二層次第二層次第三層次第三層次第四層次第四層次四、加強思維訓練四、加強思維訓練發(fā)展學生思維能力的過程發(fā)展學生思維能力的過程1、知識的掌握 有效教學有效教學2NaCl = 2Na + Cl2 電解電解陽極陰極熔融的NaCl一、電解池還原反應電解飽和食鹽水（滴有酚酞）電解飽和食鹽水陽極陰極NaCl溶液H+ OH-Na+ Cl-家用次氯酸鈉消毒液發(fā)生器原理家用次氯酸鈉消毒液發(fā)生器原理+ +- -學生實驗：制取次氯酸鈉消毒液132+ +- -氯堿工業(yè)2NaC

17、l+2H2O = 2NaOH +H2 + Cl2 陰陰 極極 陽極陽極電解金屬鈉的冶煉2NaCl = 2Na + Cl2 電解電解練習鞏固課后作業(yè)案例：電解的教學設計2、經(jīng)驗積累、經(jīng)驗積累 知識建構知識建構基于“基本經(jīng)驗積累”的教學模式積累感悟體會理解總結升華積累感悟體會理解總結升華熱化學反應方程式的教學設計熱化學反應方程式的教學設計 25C，101kPa時：時：1molH2燃燒生成液態(tài)水，放出燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ熱熱量，用化學方程式表示該反應的物質(zhì)變化和能量變化。量，用化學方程式表示該反應的物質(zhì)變化和能量變化。2H2+1O2= 2H2O H=571.6 kJmol2H2+1O

18、2= 2H2O H=571.6 kJmol 2H2(g)+1O2(g) = 2H2O(l) H=571.6 kJmol H2(g)+1/2O2(g) = H2O(l) H=285.8 kJmolH2(g)+1/2O2(g) = H2O(g) H=241.8 kJmol學生利用自制的量熱裝置進行實驗3、思維的訓練、思維的訓練 問題驅(qū)動問題驅(qū)動問題問題解釋解釋結論結論證據(jù)證據(jù)對探究教學的理解對探究教學的理解學習活動學習活動驅(qū)動活動計算Ac-的水解百分率問題線索問題線索解決問題證據(jù)解決問題證據(jù)5、在下列鹽溶液能否發(fā)生水解？溶液的酸堿性如何？（1）寫出上述鹽的水解反應的離子方程式。（2）總結能發(fā)生水解反應的離子有何特點？（3）鹽的組成與其溶液酸堿性有何關系？ 請你思考：在下列四支燒杯中，你能看到哪些微粒？你又能看