內(nèi)容組織及教學(xué)設(shè)計(jì)討論

內(nèi)容組織及教學(xué)設(shè)計(jì)討論

化學(xué)反應(yīng)原理模塊的內(nèi)容組織與原有課程或其他版本教材相比，化學(xué)反應(yīng)原理模塊內(nèi)容組織的變化教材編寫的基本理念結(jié)合具體內(nèi)容的分析

內(nèi)容組織的變化電化學(xué)部分：電解在原電池之前電解池模型選取化學(xué)反應(yīng)的方向、快慢與限度：章節(jié)編排順序：方向——限度——快慢化學(xué)平衡常數(shù)和平衡移動(dòng)規(guī)律的處理影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的分析水溶液中的離子平衡章節(jié)編排順序

教材編寫的基本理念化學(xué)學(xué)科核心思想方法的形成分析化學(xué)現(xiàn)象、解決化學(xué)問題的角度和思路例：分析能量轉(zhuǎn)化問題、分析化學(xué)反應(yīng)、分析水溶液問題的一級(jí)思路的建立定量測(cè)定、表示和計(jì)算反應(yīng)熱效應(yīng)

原理第一章化學(xué)反應(yīng)與能量變化化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化

能量轉(zhuǎn)化化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能——反應(yīng)的熱效應(yīng)

電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解

化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

——原電池

應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化電解食鹽水電解熔融氯化鈉電解精煉銅

電鍍

外加直流電裝置：電解池電極反應(yīng)：陰極：還原反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)

電解電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

第2節(jié)電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能——電解簡單體系離子放電順序水的電離與電解外加電能、特定的裝置使不自發(fā)的氧化還原反應(yīng)發(fā)生復(fù)雜體系化學(xué)電源

金屬腐蝕（電化學(xué)腐蝕）

裝置：原電池產(chǎn)生直流電電極反應(yīng)：陰極：還原反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)

原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

第3節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能——電池特定的裝置使自發(fā)的氧化還原反應(yīng)發(fā)生產(chǎn)生電能銅鋅原電池化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)反應(yīng)判據(jù)：反應(yīng)焓變（△H）反應(yīng)熵變（△S）影響規(guī)律：△H—T△S認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化工業(yè)合成氨共同影響化學(xué)動(dòng)力學(xué)限度速率定量描述：化學(xué)平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率影響因素：T、c、P

化學(xué)反應(yīng)速率有差別：反應(yīng)歷程、基元反應(yīng)定量描述：化學(xué)反應(yīng)速率影響因素：c、T、催化劑方向化學(xué)反應(yīng)溶劑認(rèn)識(shí)物質(zhì)在水溶液中的行為加入多種電解質(zhì)加入一種電解質(zhì)

自身電離水水溶液物質(zhì)的存在形態(tài)電離、水解平衡沉淀溶解平衡水溶液

離子反應(yīng)水溶液

教材編寫的基本理念化學(xué)學(xué)科核心思想方法的形成分析化學(xué)現(xiàn)象、解決化學(xué)問題的角度和思路例：分析能量轉(zhuǎn)化問題、分析化學(xué)反應(yīng)、分析水溶液問題的一級(jí)思路的建立分析具體問題的二級(jí)思路（與具體內(nèi)容和觀念結(jié)合）

教材編寫的基本理念化學(xué)學(xué)科核心思想方法的形成分析化學(xué)現(xiàn)象、解決化學(xué)問題的角度和思路核心觀念的建構(gòu)微粒觀動(dòng)態(tài)觀定量觀轉(zhuǎn)化觀

教材編寫的基本理念核心觀念的建構(gòu)微粒觀：看見微粒、關(guān)注其“來龍去脈”動(dòng)態(tài)觀：微粒的運(yùn)動(dòng)；微粒間的相互作用（溶劑化作用、離子間相互作用、離子與電子間相互作用等）；平衡移動(dòng)

教材編寫的基本理念核心觀念的建構(gòu)微粒觀：動(dòng)態(tài)觀：定量觀：定量的分析問題的意識(shí)面對(duì)一個(gè)定量關(guān)系，形成分析問題的思路——關(guān)注單一物理量、關(guān)注物理量間的相互關(guān)系、與具體問題（或情景）對(duì)應(yīng)進(jìn)行分析得出結(jié)論平衡狀態(tài)平衡移動(dòng)影響因素移動(dòng)規(guī)律由反應(yīng)、溫度定可變其它平衡體系——分析具體問題的二級(jí)思路引入問題1：某反應(yīng)某時(shí)刻各組分濃度，問此時(shí)是否達(dá)平衡狀態(tài)？若沒有達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)在向哪個(gè)方向進(jìn)行？小結(jié)：可以利用Q、K的相對(duì)大小關(guān)系判斷平衡移動(dòng)問題初始狀態(tài)：(2.94×10-4)2(2.5×10-2)(4.00×10-3)=8.6×10-4

<K所以，此反應(yīng)的初始狀態(tài)不是化學(xué)平衡狀態(tài)；反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進(jìn)行，以達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。請(qǐng)你思考，并尋找對(duì)應(yīng)關(guān)系，說明你的分析思路Q=K反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)Q>K反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)Q<K已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)引入問題1：某反應(yīng)某時(shí)刻各組分濃度，問此時(shí)是否達(dá)平衡狀態(tài)？若沒有達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)在向哪個(gè)方向進(jìn)行？小結(jié)：可以利用Q、K的相對(duì)大小關(guān)系判斷平衡移動(dòng)問題問題2：哪些條件可以使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)？說明理由。小結(jié)：影響化學(xué)平衡的因素Q=K

平衡移動(dòng)Q≠K

改變Q(限度不變)改變K(限度改變)改變某組份濃度（濃度）改變溫度同時(shí)改變各組分濃度（壓強(qiáng)）濃度的影響預(yù)測(cè)：若增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)平衡如何移動(dòng)？……（利用K、Q相對(duì)大小關(guān)系）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明你的結(jié)論（FeCl3與KSCN反應(yīng)）壓強(qiáng)的影響：討論：以不同反應(yīng)為例，利用K～Q關(guān)系討論壓強(qiáng)改變后化學(xué)平衡如何移動(dòng)（壓強(qiáng)變—濃度變—Q、K是否相等—平衡移動(dòng)方向）獲得結(jié)論討論：溫度對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)的影響1.溫度改變時(shí)，化學(xué)平衡狀態(tài)是否會(huì)發(fā)生移動(dòng)？為什么？討論：溫度對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)的影響1.溫度改變時(shí)，化學(xué)平衡狀態(tài)是否會(huì)發(fā)生移動(dòng)？為什么？2.觀察所給資料，分析：升高溫度時(shí)，各反應(yīng)的化學(xué)平衡狀態(tài)如何移動(dòng)？3.溫度對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)的影響與什么因素有關(guān)？反應(yīng)：H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)△H>0溫度（℃）400600800K0.4412.25反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H<0溫度（℃）400500600K179001400420總結(jié)：平衡移動(dòng)規(guī)律影響因素平衡移動(dòng)規(guī)律濃度增大反應(yīng)物濃度，平衡向

方向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度，平衡向

方向移動(dòng)增大生成物濃度，平衡向

方向移動(dòng)減小生成物濃度，平衡向

方向移動(dòng)壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)，平衡向

方向移動(dòng)減小壓強(qiáng)，平衡向

方向移動(dòng)溫度溫度升高，平衡向

方向移動(dòng)溫度降低，平衡向

方向移動(dòng)形成定量意識(shí)

教材編寫的基本理念化學(xué)學(xué)科核心思想方法的形成分析化學(xué)現(xiàn)象、解決化學(xué)問題的角度和思路核心觀念的建構(gòu)微粒觀動(dòng)態(tài)觀定量觀轉(zhuǎn)化觀：能量轉(zhuǎn)化

教材編寫的基本理念化學(xué)學(xué)科核心思想方法的形成核心觀念的建構(gòu)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展的障礙點(diǎn)

例：電解與原電池順序的處理

化學(xué)反應(yīng)原理模塊的教學(xué)設(shè)計(jì)——以促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展為本的教學(xué)教學(xué)案例：鹽類的水解兩種教學(xué)設(shè)計(jì)范式：以知識(shí)剖解為本的教學(xué)與以促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展為本的教學(xué)

以促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展為本的教學(xué)設(shè)計(jì)思路與方法以促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展為本的教學(xué)策略

教學(xué)設(shè)計(jì)案例“鹽類水解”的兩種教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)設(shè)計(jì)方案1核心活動(dòng)：測(cè)定各種鹽溶液pH值講解鹽類水解的概念討論、歸納鹽類水解的規(guī)律鞏固練習(xí)

教學(xué)設(shè)計(jì)方案2請(qǐng)你思考：在下列四支燒杯中，你能看到哪些微粒？你又能看到哪些微粒間的相互作用？微粒微粒間的相互作用純水NaOH溶液醋酸溶液醋酸鈉溶液H+、OH-、H2OH2OH++OH-Na+、H+、OH-、H2OH2OH++OH-NaOH的加入抑制水的電離H+、Ac-、OH-、H2OHAcH2OH++OH-HAcH++Ac-HAc的加入抑制水的電離Na+、Ac-

、H+、OH-H2O、HAcH2OH++OH-、Ac-+HAcNaAc的加入促進(jìn)水的電離1.請(qǐng)你分析：下列鹽加入水中后，是否能夠改變水的電離平衡？溶液的酸堿性如何？說明理由。（1）Na2CO3（2）NaCl（3）NH4Cl2.通過實(shí)驗(yàn)證明你的推論，并將數(shù)據(jù)記錄在筆記本上。3.請(qǐng)你嘗試用離子方程式表示上述過程。請(qǐng)你思考：（1）在下列溶液中，你看到了什么？它們是怎樣形成的？（2）下列溶液的酸堿性如何？（3）寫出鹽的水解反應(yīng)的離子方程式。

Na2SO4NaClOFeCl3請(qǐng)你分析所測(cè)得溶液的pH，思考：（1）鹽的水解程度如何？說明理由。（2）不同的鹽水解程度相同嗎？鹽類水解的程度由什么因素決定？

兩種教學(xué)設(shè)計(jì)范式的比較“以促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展為本”的教學(xué)設(shè)計(jì)思路與方法教學(xué)設(shè)計(jì)思路問題線索知識(shí)脈絡(luò)認(rèn)知脈絡(luò)解決問題的證據(jù)明確知識(shí)發(fā)展邏輯，確定深廣度；確定需要學(xué)生建立的核心概念，弄清概念間的邏輯關(guān)系概念原理知識(shí)的功能與價(jià)值學(xué)生學(xué)習(xí)的障礙點(diǎn)和發(fā)展點(diǎn)學(xué)生的對(duì)某個(gè)概念的原有認(rèn)識(shí)是什么？學(xué)生將建立怎樣的科學(xué)概念？學(xué)生的認(rèn)識(shí)是怎樣逐步發(fā)展的？其間會(huì)遇到怎樣的障礙？使學(xué)生在解決問題過程中形成概念；學(xué)生在解決問題時(shí)會(huì)遇到怎樣的障礙？包括正例證和反例證知識(shí)脈絡(luò)

教學(xué)案例：化學(xué)反應(yīng)的方向

——知識(shí)脈絡(luò)化學(xué)反應(yīng)方向的定量判據(jù)熵變是影響化學(xué)反應(yīng)方向的因素之一焓變是影響化學(xué)反應(yīng)方向的因素之一化學(xué)反應(yīng)具有方向性學(xué)科知識(shí)本體

自發(fā)反應(yīng)、熵等概念原理內(nèi)容的功能與價(jià)值（主要是對(duì)學(xué)生的認(rèn)識(shí)發(fā)展的促進(jìn)功能）——分析學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展脈絡(luò)的基礎(chǔ)之一

完善學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)初步形成調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的思路：

方向限度速率

教學(xué)案例：化學(xué)反應(yīng)的方向

——知識(shí)脈絡(luò)學(xué)生的認(rèn)識(shí)發(fā)展層級(jí)

定量判斷、調(diào)控化學(xué)反應(yīng)方向化學(xué)反應(yīng)方向與熵變、焓變有關(guān)化學(xué)反應(yīng)存在方向不關(guān)注、不意識(shí)化學(xué)反應(yīng)的方向核心認(rèn)識(shí)問題判斷、調(diào)控化學(xué)反應(yīng)方向

教學(xué)案例：化學(xué)反應(yīng)的方向

——認(rèn)識(shí)脈絡(luò)TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)

TiCl4(l)+Mg(s)=Ti(s)+MgCl2(s)

——意識(shí)到化學(xué)反應(yīng)是有方向的，且研究化學(xué)反應(yīng)方向很重要2H2+O2=2H2OZn+CuSO4=ZnSO4+Cu2H2O2H2+O26CO2+6H2OC6H12O6+6O2CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O

確認(rèn)化學(xué)反應(yīng)具有方向性在一定溫度、壓強(qiáng)下，不借助(光、電能等）外部力量既能進(jìn)行，或具有發(fā)生的可能性的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。

化學(xué)反應(yīng)方向的表征交流﹒研討在一定溫度和壓強(qiáng)下，化學(xué)反應(yīng)朝著怎樣的方向自發(fā)進(jìn)行？CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890KJ/molH+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3KJ/mol4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)△H=-444.3KJ/molNH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)

△H=-176.9KJ/mol……深入思考在一定溫度、壓強(qiáng)下，化學(xué)反應(yīng)一定不能向著吸熱的方向自發(fā)進(jìn)行嗎？2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

△H(1200K)=176.5KJ/molNH4HCO3(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)

△H(389K)=185.6KJ/mol焓變是影響方向的一種因素但不是唯一因素

還有什么因素會(huì)影響一個(gè)過程能否自發(fā)進(jìn)行呢？？反應(yīng)焓變(KJ/mol)是否自發(fā)NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=

CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)>0自發(fā)2NH4Cl(s)+Ba(OH)2(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+2H2O(l)>0自發(fā)NaOH(s)==Na++OH-<0自發(fā)NaCl(s)==Na++Cl-=0自發(fā)NH4NO3(s)==NH4++NO3->0自發(fā)提示：從反應(yīng)前后物質(zhì)的存在狀態(tài)和微粒的運(yùn)動(dòng)角度考慮發(fā)現(xiàn)“熵變”對(duì)反應(yīng)方向的影響

熵變能否替代焓變，成為決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素？？反應(yīng)熵變是否自發(fā)NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)熵增加自發(fā)2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)熵增加自發(fā)4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)熵減小自發(fā)2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3

(s)+2Fe(s)熵減小自發(fā)美國物理化學(xué)家吉布斯△H-T△S<0自發(fā)△H-T△S=0平衡態(tài)△H-T△S>0不自發(fā)H+(aq)+OH-(aq)=H2O

(l)△H=-57.3KJ·mol-1

△S=80.7J·mol-1·K-1

放熱熵增吸熱熵減放熱熵減吸熱熵增TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=161.9KJ·mol-1

NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△H=-176.9KJ·mol-1

△S=-38.4J·mol-1·K-1△S=-284.3J·mol-1·K-1△S=169.6J·mol-1·K-1CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=178.2KJ·mol-1方向判據(jù)的價(jià)值和功能？

TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)

△H=161.9kJmol-1△S=-38.4Jmol-1K-1TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)

△H=-59.1kJmol-1△S=141.0Jmol-1K-12C(石墨）+O2(g)=2CO(g)

△H=-221.0kJmol-1△S=179.4Jmol-1K-1

教學(xué)案例：化學(xué)反應(yīng)方向啟示1.知識(shí)脈絡(luò)的梳理并不困難，關(guān)鍵是對(duì)知識(shí)本體的理解和知識(shí)的功能與價(jià)值（促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展）的分析；2.學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展脈絡(luò)的分析是教學(xué)設(shè)計(jì)的核心；3.問題線索的設(shè)計(jì)、素材的選取是達(dá)成目標(biāo)的橋梁

教學(xué)案例：原電池工作原理知識(shí)脈絡(luò)疑問1：必修原電池工作原理與選修原電池工作原理有什么不同？疑問2：雙液原電池的作用是什么？

突破學(xué)生對(duì)于原電池工作原理的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)雙液原電池模型對(duì)于學(xué)生認(rèn)識(shí)原電池工作原理的價(jià)值是什么？（1）學(xué)生認(rèn)為是直接接觸的氧化還原反應(yīng)的發(fā)生引發(fā)了電極上的電子得失反應(yīng)。（設(shè)計(jì)和吸氧腐蝕）（2）學(xué)生對(duì)“活性不同的兩種金屬做電極”的認(rèn)識(shí)是“機(jī)械”的，缺少發(fā)展和變通。例如，認(rèn)為只有金屬才能做電極。（3）學(xué)生將電極與電極材料混為一談，這導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)識(shí)燃料電池時(shí)產(chǎn)生了新的障礙點(diǎn)?；瘜W(xué)反應(yīng)原理模塊

有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)原電池裝置產(chǎn)生電流的本質(zhì)雙液原電池模型對(duì)于學(xué)生認(rèn)識(shí)原電池工作原理的價(jià)值是什么？（1）原電池裝置的作用在于讓氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在分別在兩極進(jìn)行。（2）產(chǎn)生電流的本質(zhì)原因是電勢(shì)差的存在。

有助于學(xué)生在今后學(xué)習(xí)中不斷發(fā)展對(duì)原電池工作原理和其應(yīng)用的認(rèn)識(shí)。化學(xué)反應(yīng)原理模塊

教學(xué)案例：原電池工作原理認(rèn)識(shí)脈絡(luò)設(shè)計(jì)電池的基本思路電流產(chǎn)生的本質(zhì)、構(gòu)成原電池的要素關(guān)于原電池構(gòu)成條件的樸素認(rèn)識(shí)原電池—裝置—氧還反應(yīng)、釋放能量激發(fā)學(xué)生對(duì)原電池的原有認(rèn)識(shí)：1.在下列化學(xué)反應(yīng)中，哪些反應(yīng)可能將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能？這些反應(yīng)有什么共同特點(diǎn)？化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)中的能量變化HCl+NaOH==NaCl+H2O放出能量Zn+2H+===Zn2++H2↑放出能量Zn+Cu2+===Zn2++Cu放出能量2NaCl===2Na+Cl2↑吸收能量通電ZnCuCuSO4裝置1裝置2請(qǐng)你思考：對(duì)于反應(yīng)Zn+Cu2+===Zn2++Cu，哪一套裝置能將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能？若能產(chǎn)生電流，電流是怎樣產(chǎn)生的？電池的正、負(fù)極是什么？若不能產(chǎn)生電流，請(qǐng)說明理由。ZnCuCuSO4裝置1Zn與Cu2+發(fā)生氧化還原反應(yīng)Zn–2e-=Zn2+電子沿導(dǎo)線到銅片上Cu2++2e-=Cu負(fù)極正極裝置2發(fā)展學(xué)生對(duì)原電池工作原理的認(rèn)識(shí)：裝置2進(jìn)行如下改造后，能否產(chǎn)生電流？為什么？K+K+K+K+K+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-

離子在鹽橋中能夠定向移動(dòng)，通過鹽橋?qū)蓚€(gè)隔離的電解質(zhì)溶液連接起來，使電流傳導(dǎo)。K+K+K+K+K+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-e-Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+e-e-e-e-e-e-e-Cu2+Cu2+e-e-e-e-Cl-Cl-K+K+Cu2+Cu1.該裝置能否產(chǎn)生電流？說明理由。若能產(chǎn)生電流，正極、負(fù)極是什么？石墨石墨H2O2K2SO4負(fù)極：2H2–4e-=4H+正極：O2+4e-+2H2O=4OH-

2H2+O2=2H2O

請(qǐng)你結(jié)合上述裝置分析：構(gòu)成電池的基本條件是什么？石墨石墨H2（負(fù)極）K2SO4O2（正極）ZnCuCuSO4A電池正極負(fù)極電解質(zhì)溶液工作時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)

鋅－錳干電池MnO2(石墨棒)鋅片氯化銨Zn+2MnO2+2NH4+==Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O

鉛蓄電池PbO2Pb硫酸Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H