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文檔簡介
湖北省教研室孫旭2012.7
本模塊包括3個(gè)主題主題1化學(xué)反應(yīng)與能量主題2化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡主題3溶液中的離子平衡化學(xué)反應(yīng)的快慢、限度、方向和能量與傳統(tǒng)教科書相比較新增加的主要知識(shí)點(diǎn)如下:利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)焓變用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)的方向定量計(jì)算和測定化學(xué)反應(yīng)速率,用碰撞和活化等理論解釋外界因素對(duì)速率的影響。利用平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率酸堿電離理論P(yáng)H酸度計(jì)的使用和滴定曲線的繪制沉淀溶解平衡教師需新增共七個(gè)方面的知識(shí)儲(chǔ)備主要內(nèi)容緒言
第一章化學(xué)反應(yīng)與能量
第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)反應(yīng)平衡第三章水溶液中的離子平衡第四章電化學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)能與熱能、電能的轉(zhuǎn)化平衡理論及其應(yīng)用
(有效碰撞模型)將其分開安排,一方面是從內(nèi)容的難易上考慮:反應(yīng)熱的內(nèi)容相對(duì)簡單,初中和高中必修中都有涉及,放在第一章學(xué)生較容易接受;電化學(xué)中的電極反應(yīng)、電池反應(yīng)較復(fù)雜,相對(duì)較難掌握,所以置后。其次,從知識(shí)的邏輯順序上考慮:電化學(xué)相關(guān)內(nèi)容涉及弱電解質(zhì)的電離、離子反應(yīng)等,放在最后一章,有利于學(xué)生逐步掌握。從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律上考慮,符合最近發(fā)展區(qū)理論。整體特征1.整體編輯體現(xiàn)了繼承與創(chuàng)新的思想繼承:主干知識(shí)與原教科書(如后兩章與原教科書電解質(zhì)溶液的相關(guān)內(nèi)容)基本一致。
創(chuàng)新:
內(nèi)容變化:增加了熵與熵變、化學(xué)反應(yīng)的方向性、電離常數(shù)、沉淀溶解平衡、雙液(鹽橋)原電池等知識(shí);
要求變化:某些知識(shí)的教學(xué)要求有所提高,例如,蓋斯定律從“閱讀”提高到“能用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算”,化學(xué)平衡常數(shù)從“了解”提高到“知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義,提高到能利用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率”等等;呈現(xiàn)方式變化:增設(shè)了很多欄目引導(dǎo)學(xué)生探究、分析、比較、歸納,更加關(guān)注化學(xué)與社會(huì)的聯(lián)系,突出化學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。全書編寫特點(diǎn)注意教學(xué)方式的繼承與創(chuàng)新2.注重知識(shí)發(fā)展的階段性與連續(xù)性
1.注重與必修內(nèi)容的銜接;
(原電池、電解池、化學(xué)反應(yīng)速率和限度)
2.注重與大學(xué)內(nèi)容的銜接;
(焓變、熵變、化學(xué)反應(yīng)的方向、沉淀溶解平衡)
3.注重模塊內(nèi)部內(nèi)容的銜接
(反應(yīng)焓變→反應(yīng)方向的判據(jù)→化學(xué)平衡移動(dòng)→溶液中的離子平衡,如電離平衡、水解平衡、溶解平衡等)
瞻前顧后自成體系3.內(nèi)容編排有助于發(fā)展學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)。
從定性到定量從宏觀到微觀從現(xiàn)象到本質(zhì)從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)遵循規(guī)律循序漸進(jìn)4.內(nèi)容的呈現(xiàn)有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)如P3熱化學(xué)方程式的書寫引導(dǎo)自學(xué)注重方法5.多種形式的欄目有助于改進(jìn)教與學(xué)的方式師生活動(dòng)性欄目比例高:思考與交流、學(xué)與問、實(shí)驗(yàn)、科學(xué)探究、實(shí)踐活動(dòng)等比例高達(dá)57%注重探究發(fā)展思維緒言內(nèi)容課程內(nèi)容概述有效碰撞理論簡介紛繁復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)有規(guī)律可循化學(xué)反應(yīng)原理的基本內(nèi)容化學(xué)反應(yīng)原理的學(xué)習(xí)方法有效碰撞理論活化分子與活化能催化劑作用簡介有效碰撞理論的內(nèi)容:
1.有效碰撞的概念
2.活化分子的概念
3.活化能概念(新)
4.能量與反應(yīng)過程圖(p3、新)特別注意:
1.讓學(xué)生分析能量與反應(yīng)過程圖(翻山圖),討論反應(yīng)熱與什么有關(guān)?
2.利用圖示討論放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng),能寫出反應(yīng)熱的表達(dá)式。
3.體會(huì)同一反應(yīng)活化能可能會(huì)有高低、但是不影響反應(yīng)熱數(shù)值。
4.知道無機(jī)催化劑和酶對(duì)化工生產(chǎn)意義重大。第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化第二節(jié)燃燒熱能源第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算章引言的特性:提綱挈領(lǐng)畫龍點(diǎn)睛指導(dǎo)學(xué)法激發(fā)興趣1
32
由一般到具體由定性到定量本章知識(shí)結(jié)構(gòu)第二節(jié)燃燒熱是第一節(jié)反應(yīng)熱的具體實(shí)例,第三節(jié)反應(yīng)熱的計(jì)算是第一節(jié)概念的定量描述。從第一節(jié)到第二節(jié)是從一般到具體,從第一節(jié)到第三節(jié)是從定性認(rèn)識(shí)上升為定量認(rèn)識(shí)。
由一般到具體
由定性到定量課標(biāo)要求知道物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí)伴隨有能量變化,了解通過化學(xué)反應(yīng)獲得能量的重要性認(rèn)識(shí)燃料燃燒的重要性知道化石燃料是人類社會(huì)重要的自然資源了解我國能源短缺的國情,認(rèn)識(shí)新能源開發(fā)的重要意義初中知道化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因
(教材設(shè)計(jì):知道化學(xué)反應(yīng)放熱或吸熱與反應(yīng)物和生成物的總能量相對(duì)大小有關(guān))了解化學(xué)能與熱能的互相轉(zhuǎn)化高中化學(xué)2了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因,能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式(教材設(shè)計(jì):從微觀角度說明能量變化的原因)說明能源是人類生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ),了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。知道節(jié)約能源、提高能量利用率的實(shí)際意義能舉例說明化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化,了解反應(yīng)熱和焓變的涵義,能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計(jì)算高中選修4一、比新舊變化:份量(比率)增,水平升(焓,反應(yīng)熱計(jì)算)二、B4與化學(xué)2、初中的銜接第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化知識(shí)要點(diǎn)一、焓變反應(yīng)熱要點(diǎn):
1.焓變→簡化后的意義恒壓下的反應(yīng)熱=
H2.反應(yīng)熱的微觀解釋(鍵能→斷鍵吸熱、成鍵放熱)
3.規(guī)定對(duì)體系而言,放熱時(shí)體系能量降低H為“-”吸熱時(shí)體系能量升高
H為“+”
資料——體系與環(huán)境二、熱化學(xué)方程式要點(diǎn):
1.注明反應(yīng)時(shí)的溫度、壓強(qiáng),反應(yīng)物、產(chǎn)物的狀態(tài)
2.化學(xué)方程式中的計(jì)量數(shù)可以是分?jǐn)?shù)實(shí)踐活動(dòng)——中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定:體驗(yàn)反應(yīng)熱,了解相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程和方法焓是新增概念,教材簡化處理以降低難度。第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量知識(shí)解析1.焓變(新)涉及到:焓:
是物質(zhì)的一種狀態(tài)函數(shù)(一定狀態(tài)下的宏觀性質(zhì))是與內(nèi)能有關(guān)的物理量H=U+pV(定義式)焓變:生成物與反應(yīng)物的焓之差值△H內(nèi)能:物質(zhì)內(nèi)部所有分子動(dòng)能和分子勢能之和熱效應(yīng):
化學(xué)反應(yīng)時(shí)所放出或吸收的熱叫做反應(yīng)的熱效應(yīng),簡稱熱效應(yīng)或反應(yīng)熱,符號(hào)單位和數(shù)值△HkJ/mol、+、-2.焓變與反應(yīng)熱(
H=恒壓下的反應(yīng)熱
)要點(diǎn)解析為什么恒壓熱效應(yīng)等于焓變?
熱和功是能量轉(zhuǎn)化的兩種基本形式?;瘜W(xué)反應(yīng)通常都是在等壓條件下進(jìn)行的,如果一個(gè)體系只做體積功而不做其他功,那么,根據(jù)熱力學(xué)第一定律,則有:
△U=Qp+W
Qp
=△U-W
Qp
=△U-p△V
Qp
=(U2
+pV2)–(U1
+pV1)
∵H=U+pV(定義式)
∴Qp=H2–H1
Qp=△H
在等壓且體系只做體積功的條件下,反應(yīng)熱就等于反應(yīng)前后體系焓的改變。焓的綜述焓H是一個(gè)狀態(tài)函數(shù):
H=U(體系內(nèi)能)+PV
焓具有能量的量綱焓的值只與體系所處狀態(tài)有關(guān),與達(dá)此狀態(tài)的途徑無關(guān)在體系只作體積功的等壓過程中,從狀態(tài)1到狀態(tài)2時(shí),體系的焓變數(shù)值正好等于該過程中的熱效應(yīng)焓變受溫度及壓強(qiáng)的影響。在熱化學(xué)方程式中的熱效應(yīng)一般并不注明溫度與壓強(qiáng),這是特指在298K、101kPa條件下的焓變。1.反應(yīng)焓變的計(jì)算是教學(xué)的重點(diǎn)。(在第三節(jié))不回避概念,但不在“焓”、“焓變”的概念上糾纏,不要求學(xué)生進(jìn)行概念辨析。教學(xué)建議2.注意關(guān)于焓變與“生成物的總能量和反應(yīng)物的總能量差”的關(guān)系、焓變與反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂和生成物化學(xué)鍵形成的能量差值的關(guān)系。
要注意“總能量”的提法既是清晰的(又是模糊的),絕對(duì)值是未知的!
由于對(duì)鍵能的表達(dá)多種多樣,有鍵能、平均鍵能、鍵解能等,數(shù)據(jù)來源不同,計(jì)算誤差很大,在研究中只有估算的作用。3.熱化學(xué)方程式的書寫是教學(xué)的重點(diǎn),是學(xué)生學(xué)習(xí)的易錯(cuò)點(diǎn)。教師提出課題→學(xué)生自學(xué)教材→用對(duì)比的方法找出與化學(xué)方程式的異同點(diǎn)→歸納整理→交流匯報(bào)教師還可提出一些問題以強(qiáng)化正確規(guī)范的書寫:①書寫熱化學(xué)方程式是否需要注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)?②對(duì)于相同的物質(zhì)的反應(yīng),當(dāng)物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同時(shí),其△H是否相同?③熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)是否表示分子個(gè)數(shù)?當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí),其△H是否相同?④放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)與△H的“+”與“-”的表示是如何對(duì)應(yīng)的?教材中熱化學(xué)方程式的書寫“變化”
(1)方程中取消了“;”(2)熱化學(xué)方程式中條件可寫可不寫?要求寫溫度和壓強(qiáng)(寫的:p3例1;沒寫:
p6.T3習(xí)題答案、p14.T6題及答案等)
(3)可逆符號(hào)可寫可不寫?
(沒寫:p3例1、p14.T6、p6.T3(1);寫的:p28兩個(gè)反應(yīng)、p30例2、p32.T4)測定中和熱實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)關(guān)鍵問題(1)隔熱,盡量較少熱量損失
▲要求小燒杯與大燒杯之間的碎泡沫塑料或碎紙條要填滿,小燒杯杯口與大燒杯杯口要相平,大燒杯杯口的泡沫塑料或硬紙蓋板要蓋得嚴(yán),蓋板上的兩孔正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃棒通過。
▲要求倒入NaOH溶液要迅速,盡可能減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的散失。(2)準(zhǔn)確
▲
配制鹽酸溶液和氫氧化鈉溶液的濃度要準(zhǔn)確。NaOH溶液最好新制,因久置的NaOH溶液可能變質(zhì)導(dǎo)致測定中和熱有誤差。
▲量取溶液的體積要準(zhǔn)確。
▲反應(yīng)前的溫度和反應(yīng)后的最高溫度的讀數(shù)要準(zhǔn)確。
4.關(guān)于中和反應(yīng)反應(yīng)熱(中和熱)測定的教學(xué)中和熱的測定(與原教材相比加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理)
(1)堿液稍過量,保證鹽酸完全反應(yīng)(鹽酸為50mL、0.50mol/L;
氫氧化鈉為50mL、
0.55mol/L,
計(jì)算時(shí)以鹽酸的數(shù)據(jù)進(jìn)行)(2)熱量計(jì)算公式:Q=mc△t(kJ)
m:溶液質(zhì)量50+50=100gc:溶液比熱容溶液極稀,此時(shí)比熱容即為水的比熱容;4.18J/(g·℃)或0.418kJ/(g·℃)
△t:反應(yīng)前后溫度差
(℃)(3)生成水的物質(zhì)的量即鹽酸的物質(zhì)的量:
0.05×0.5=0.025mol
(4)
最后折算成生成1mol水時(shí)放出的熱量,從而得到此時(shí)的中和熱為57.1kJ/mol△H=-57.1kJ/mol化學(xué)反應(yīng)伴隨著能量變化從化學(xué)鍵的斷裂和生成說明化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因
初中高中必修高中選修給出反應(yīng)熱概念(焓變)從化學(xué)鍵的斷裂和生成過程中能量變化的計(jì)算定量說明反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因5.注意反應(yīng)熱與初、高中的銜接第二節(jié)燃燒熱能源以燃燒熱為例給出一種具體的反應(yīng)熱(定義)在初中、高中必修的基礎(chǔ)上進(jìn)一步了解能源與人類的關(guān)系,及當(dāng)前的能源問題實(shí)踐活動(dòng)——自查資料并論述能源與人類生存、化學(xué)與能源危機(jī)等問題
教材設(shè)計(jì)
1.燃燒熱各種反應(yīng)熱中的一種定義及表示方式一些物質(zhì)燃燒熱數(shù)據(jù)燃料的選擇(燃燒熱的應(yīng)用)知識(shí)內(nèi)容知識(shí)的價(jià)值表格思考與交流2.能源涵義及重要性我國能源狀況儲(chǔ)量與消費(fèi)利用率危機(jī)應(yīng)對(duì)思路資料新能源介紹化學(xué)的作用實(shí)踐活動(dòng)科學(xué)視野關(guān)于燃燒熱教科書中對(duì)燃燒熱的定義為“101kPa時(shí),1mol純物質(zhì)燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量”,將燃燒產(chǎn)物由通?!胺€(wěn)定的物質(zhì)”限定為“穩(wěn)定的氧化物”,主要是考慮完全燃燒通常是指有機(jī)物燃燒生成二氧化碳和水的過程。另外,對(duì)于學(xué)生來說,燃燒生成的穩(wěn)定氧化物比較容易理解,燃燒生成的穩(wěn)定物質(zhì)則需要特別記憶,如氯→氯化氫,氮→氮?dú)狻=虒W(xué)建議
1.要注意將“燃燒熱”的概念融入到反應(yīng)熱的知識(shí)體系中,避免孤立的處理概念。2.關(guān)于能源利用的討論要在深廣度上與必修模塊拉開層次(考慮問題要更加全面、更有深度)。第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算蓋斯定律——圖示、比喻說明,明確涵義了解實(shí)際意義反應(yīng)熱的計(jì)算——例題
掌握方法
蓋斯定律是本章中唯一比舊教材提高的內(nèi)容,但并不難。蓋斯定律:不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的?;蚍磻?yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與反應(yīng)的途徑無關(guān)。意義:可以間接地計(jì)算反應(yīng)熱??吹巧綀D幫助理解蓋斯定律某人從山下A到達(dá)山頂B,無論是翻山越嶺攀登而上,還是坐纜車直奔山頂,其所處的海拔都高了300m即山的高度與A、B點(diǎn)的海拔有關(guān),而與由A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)的途徑無關(guān)這里的A相當(dāng)于反應(yīng)體系的始態(tài),B相當(dāng)于反應(yīng)體系的終態(tài).山的高度相當(dāng)于化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱教材解讀(強(qiáng)調(diào)海拔相當(dāng)于內(nèi)能,
海拔差相當(dāng)于反應(yīng)熱)看循環(huán)圖,用能量守恒定律論證蓋斯定律先從始態(tài)S變化到到終態(tài)L,體系放出熱量(△H1<0),然后從L到S,體系吸收熱量(△H2>0)。經(jīng)過一個(gè)循環(huán),體系仍處于S態(tài),因?yàn)槲镔|(zhì)沒有發(fā)生變化,所以就不能引發(fā)能量變化,即△H1+△H2≡0化學(xué)變化是原因,能量變化是結(jié)果即化學(xué)變化可以引起能量的變化
補(bǔ)充案例圖解蓋斯定律(1)對(duì)比①、③,你能從中找到時(shí)什么規(guī)律?(2)③放出的熱量為什么比④多?你能否據(jù)此估計(jì)水液化所放出的熱量?反應(yīng)熱的計(jì)算利用反應(yīng)熱的概念和摩爾質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算利用燃燒熱的概念和摩爾質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算利用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算虛擬路徑加合計(jì)算法難點(diǎn)解析——有關(guān)蓋斯定律的計(jì)算基本步驟:
1.
寫新根據(jù)題意確定或?qū)懗鲂碌幕瘜W(xué)反應(yīng)方程式。
2.
調(diào)數(shù)根據(jù)新化學(xué)方程式調(diào)整已知方程式的系數(shù)和△H的值。
3.
變向根據(jù)新化學(xué)方程式調(diào)整已知方程式的方向并改變△H的符號(hào)。
4.
求和求出調(diào)整好的已知方程式的△H之和即可。概念的理解和熱化學(xué)方程式的正確書寫是計(jì)算的前提。要注意引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確理解反應(yīng)熱、燃燒熱、蓋斯定律等理論概念,熟悉熱化學(xué)方程式的書寫。學(xué)生在初次進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算時(shí),學(xué)生只關(guān)注數(shù)的計(jì)算,反應(yīng)熱的單位和正負(fù)號(hào)容易丟掉或?qū)戝e(cuò)??蛇m當(dāng)補(bǔ)充一些不同類型的習(xí)題作為課堂練習(xí),發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)解決。發(fā)揮書后習(xí)題的教學(xué)功能,不僅鞏固、落實(shí)知識(shí)和計(jì)算技能,還要喚起學(xué)生資源利用和環(huán)境保護(hù)的意識(shí)和責(zé)任感。
利用蓋斯定律的計(jì)算,是教學(xué)的重點(diǎn)也是難點(diǎn),學(xué)生容易掌握方法,但經(jīng)常容易出錯(cuò)。注意計(jì)算的過程性,幫助學(xué)生提高計(jì)算的準(zhǔn)確性。教學(xué)建議(本章易忽略的教學(xué)細(xì)節(jié))1.第一章的引言中提及化學(xué)反應(yīng)常伴隨能量的變化。(注意,該能量變化應(yīng)包括熱能、光能、電能等能量形式的變化,可讓學(xué)生舉例,有助于拓寬學(xué)生對(duì)能量的了解,避免思維僵化)2.第一節(jié)的實(shí)踐活動(dòng)“中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定”重在實(shí)驗(yàn),必修2第二章第一節(jié)的“思考與交流”中提及的“中和熱”重在理解。3.注意辨析第一節(jié)第一段中“焓變”、“內(nèi)能”的關(guān)系(恒壓下的熱效應(yīng)是指焓變,而恒容下的熱效應(yīng)是指內(nèi)能的變化量。)
第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素第三節(jié)化學(xué)平衡第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)反應(yīng)速率影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向化學(xué)平衡測量的方法反應(yīng)的可逆不可逆化學(xué)平衡狀態(tài)特點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率影響因素及平衡移動(dòng)原理焓判據(jù)、熵判據(jù)濃度、壓強(qiáng)溫度催化劑本課程重心定量表示方法本章知識(shí)結(jié)構(gòu)研究的一般方法1234本課程新增難點(diǎn)課標(biāo)要求通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的速率和化學(xué)反應(yīng)的限度,了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的作用?;瘜W(xué)21.知道化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示方法,通過實(shí)驗(yàn)測定某些化學(xué)反應(yīng)速率。2.知道活化能的涵義及其對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。3.通過實(shí)驗(yàn)探究濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,認(rèn)識(shí)一般規(guī)律。4.通過催化劑實(shí)際應(yīng)用的事例,認(rèn)識(shí)其在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。5.能用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)的方向。6.描述化學(xué)平衡建立的過程,知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義,能利用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。7.通過實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度和壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響,并能用相關(guān)理論加以解釋。8.認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域中的重要作用。選修4一、比新舊變化:份量(比率)增,水平升(紅)二、B4與化學(xué)2的銜接關(guān)于活化能課標(biāo)表述:知道活化能的涵義及其對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。教科書分別在緒言和第二章出現(xiàn),要求學(xué)生理解催化劑影響化學(xué)反應(yīng)速率的的原因——改變反應(yīng)途徑,降低活化能。值得一提的是:①活化能為0的反應(yīng)是存在的?如離子反應(yīng)等;②化學(xué)反應(yīng)的活化能可以用實(shí)驗(yàn)方法測定,但目前為止人們還沒有完全掌握計(jì)算或推測化學(xué)反應(yīng)活化能的理論方法。第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率通過實(shí)例給出化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法通過實(shí)驗(yàn)測定化學(xué)反應(yīng)速率在必修2定性認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率的基礎(chǔ)上,通過定量及實(shí)驗(yàn)的手段來進(jìn)一步認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率。教學(xué)建議將實(shí)驗(yàn)2-1設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn)。通過問題驅(qū)動(dòng)使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過程中實(shí)現(xiàn)知識(shí)與能力的提升。鋅與稀硫酸反應(yīng)速率的測定問題引導(dǎo)一、判斷化學(xué)反應(yīng)快慢的方法有哪些?產(chǎn)生氣泡的快慢、固體質(zhì)量的變化、溫度的變化、顏色的變化、渾濁程度的不同。(用氣球看多少氣體、各用一紙片放在瓶口看哪個(gè)先彈起、組成原電池根據(jù)燈泡量度,將氣體通入裝有水的U型管看液面變化高度,用指示劑判斷反應(yīng)的情況,用原電池的原理等等)二、如何從定量的角度來表示化學(xué)反應(yīng)快慢?產(chǎn)生氣泡的快慢:測定氣體的體積或體系的壓強(qiáng)、測定物質(zhì)的質(zhì)量變化、測定物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化溫度的變化:測定體系的溫度或測定反應(yīng)的熱量變化顏色的變化:測定物質(zhì)或離子的濃度變化、測定溶液的導(dǎo)電能力的不同三、如何收集和測量生成的氣體?①當(dāng)體系的溫度恢復(fù)到室溫后,對(duì)于圖一,要調(diào)節(jié)量筒的高度,使量筒內(nèi)外的液面相平;對(duì)于圖二,要上下移動(dòng)量筒,使量筒內(nèi)的液面與廣口瓶中的液面相平;對(duì)于圖三,要上下移動(dòng)右邊的玻璃管,使左右兩管中的液面相平。②讀數(shù)時(shí),眼睛要平視量筒內(nèi)(或量氣管內(nèi))液面的最低點(diǎn)。觀察收集10mLH2所用的時(shí)間或1分鐘收集到的H2的體積在討論的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察收集10mLH2所用的時(shí)間或1分鐘收集到的H2的體積四、本實(shí)驗(yàn)還有哪些測定鋅和稀硫酸反應(yīng)速率的方法?(思維方法)1、測量溶液中的H+的濃度的變化
1)用pH計(jì)測定溶液的pH,然后進(jìn)行換算
2)加入過量的Na2SiO3,使H+完成轉(zhuǎn)化為沉淀,然后過濾、洗滌、干燥,稱量沉淀的質(zhì)量,再把沉淀的質(zhì)量換算成H+濃度。
3)加入一定量(過量)的石灰石,充分反應(yīng)后,過濾、洗滌、干燥,稱量剩余的石灰石。進(jìn)行換算。
4)取出鋅粒,向剩余溶液中加入幾滴酚酞試液,然后滴加一定濃度的NaOH溶液,當(dāng)溶液由紅色變?yōu)闊o色時(shí),記下NaOH溶液的體積。2、測量溶液中的Zn2+的濃度變化3、測量氫氣的體積或氫氣的質(zhì)量的變化
1)測量氫氣的體積
2)測量氫氣的質(zhì)量①用氣球收集氫氣,稱量前后的質(zhì)量②稱量整套裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量4、測量體系的壓強(qiáng)的變化5、測量鋅粒的質(zhì)量的變化6、測量溶液的導(dǎo)電能力的變化7、測量反應(yīng)體系的熱量變化8、用密度計(jì)測定反應(yīng)前后溶液的密度。第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素●通過實(shí)驗(yàn)或科學(xué)探究讓學(xué)生理解濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響增大反應(yīng)速率加催化劑升高溫度加大壓強(qiáng)增大濃度影響因素增大活化分子數(shù)增大活化分子數(shù)增大活化分子百分?jǐn)?shù)降低活化能增大活化分子百分?jǐn)?shù)與化學(xué)2比較,要求注重探究深化理解1、增加了實(shí)驗(yàn)的數(shù)量?!緦?shí)驗(yàn)2-2】高錳酸鉀與草酸反應(yīng)褪色【實(shí)驗(yàn)2-3】硫代硫酸鈉與硫酸混合出現(xiàn)渾濁【實(shí)驗(yàn)2-4】【科學(xué)探究】過氧化氫催化分解碘離子被氧氣氧化
3、注重學(xué)習(xí)過程強(qiáng)化科學(xué)探究教材解讀2、通過科學(xué)探究強(qiáng)化催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的學(xué)習(xí)?!究茖W(xué)探究1】氯化鐵和硫酸銅對(duì)雙氧水分解的催化作用比較【科學(xué)探究2】硫酸錳對(duì)高錳酸鉀和草酸反應(yīng)的催化作用【科學(xué)探究3】唾液對(duì)淀粉水解(碘指示劑)的催化作用第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,從結(jié)論上看,學(xué)生在學(xué)習(xí)必修2時(shí)已經(jīng)很清楚,現(xiàn)在學(xué)習(xí)選修4①建議將必修2時(shí)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生熟練掌握控制實(shí)驗(yàn)變量的方法,并且學(xué)會(huì)書寫探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。②增加必修里面并未涉及的壓強(qiáng)對(duì)有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)的速率的影響;增加等溫等容和等溫等壓條件下,體系中有無關(guān)(或惰性)氣體的通入對(duì)速率的影響。以便掌握各種情況下化學(xué)平衡移動(dòng)的規(guī)律。
教學(xué)建議③引入一點(diǎn)外界因素對(duì)可逆反應(yīng)中正逆反應(yīng)速率的影響,如N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)反應(yīng),當(dāng)容積恒定時(shí),升高溫度,正逆反應(yīng)速率都增大;當(dāng)溫度恒定時(shí),增大容器體積,正逆反應(yīng)速率都減小,為化學(xué)平衡的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。④現(xiàn)在學(xué)習(xí)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,不能再只是結(jié)論,而應(yīng)該利用書本緒言中建立的有效碰撞模型來讓學(xué)生深層次的理解速率變化的本質(zhì)。如升高溫度,既使分子獲得了更高的能量,提高了單位體積活化分子的百分?jǐn)?shù),又提高了分子間的碰撞頻率,使化學(xué)反應(yīng)速率增大。第三節(jié)化學(xué)平衡可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)化學(xué)平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)的特征、平衡移動(dòng)原理化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)是從定量角度對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)的描述?;瘜W(xué)平衡常數(shù)的影響因素是溫度。濃度、壓強(qiáng)、催化劑等條件改變時(shí),平衡常數(shù)不變。關(guān)于平衡常數(shù)的問題關(guān)于平衡常數(shù)的單位中學(xué)的化學(xué)平衡常數(shù)是實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù),常常用濃度商(Kc)或壓力商(Kp)來表示,是通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的。當(dāng)反應(yīng)物計(jì)量數(shù)之和等于生成物計(jì)量數(shù)之和時(shí),其單位為一;當(dāng)反應(yīng)物計(jì)量數(shù)之和不等于生成物計(jì)量數(shù)之和時(shí),其單位不為一。在實(shí)際運(yùn)用中,實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)Kc表達(dá)式中的c可以看成是相對(duì)濃度c/cΘ,由于cΘ=1mol·L-1,所以c/cΘ與c(c以mol·L-1為單位)在數(shù)值上相等,Kc的單位可以看成一。同理,實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)Kp表達(dá)式中的p可以看成是相對(duì)壓力p/pΘ,由于pΘ=1bar,所以p/pΘ與p(p以bar為單位)在數(shù)值上相等,Kp的單位也可以看成一。在實(shí)際應(yīng)用中,常常將實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)作為單位為一的物理量來處理。關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù),則不必引入。教學(xué)建議把握化學(xué)平衡常數(shù)的深廣度課標(biāo)要求
知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義,能利用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率??季V要求
理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義,能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡單的計(jì)算。同一化學(xué)反應(yīng),將化學(xué)計(jì)量數(shù)擴(kuò)大或縮小,
K值相應(yīng)改變。
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)K1K2K3請指出K1、K2、K3之間的關(guān)系不適合多重平衡規(guī)則:若干方程式相加(減),則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)
2NO(g)+O2(g)2NO2
K1
2NO2(g)N2O4
(g)
K2
2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K3K3=?難度大
勒夏特列原理,是化學(xué)平衡問題中的重難點(diǎn),是教學(xué)的難點(diǎn)、但卻是是化學(xué)思維方法培養(yǎng)中最重要的部分之一,是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要契機(jī)。這個(gè)課題的教學(xué)長期存在著以下問題:(1)教學(xué)中將復(fù)雜問題更加復(fù)雜化,還沒有找到特別恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式和教學(xué)程序,所以,在靈活多變的問題中,理論基礎(chǔ)并不扎實(shí)的學(xué)生逐漸迷失;(2)習(xí)題的選擇容易一步到位,過早將綜合性很強(qiáng)的問題拋給學(xué)生,一開始就把學(xué)生嚇怕了,以至于高三一輪復(fù)習(xí)難以實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力的提升;(3)學(xué)生自主思考太少。這真是一個(gè)需要我們每位教師反思與探索的重要課題。我想,越是復(fù)雜問題,越是要把最基本的概念弄清楚,越是要讓學(xué)生自己想明白。關(guān)于勒夏特列原理的問題在本節(jié)開始學(xué)習(xí)化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),應(yīng)該將必修2所學(xué)的化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志進(jìn)行復(fù)習(xí)與豐富,因?yàn)楸匦迺r(shí)學(xué)生對(duì)于化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷基本上比較膚淺,停留于物質(zhì)的百分含量是否變化、正逆反應(yīng)速率是否相等的層面。學(xué)生對(duì)于混合氣體的總壓、總體積、總物質(zhì)的量、各氣體的分壓、各氣體的體積、體積分?jǐn)?shù)的理解常常是含糊的,若不弄清楚,也將成為學(xué)習(xí)化學(xué)平衡移動(dòng)、等效平衡的障礙。對(duì)各種類型的反應(yīng)做好系統(tǒng)分析和研究。教學(xué)建議高考對(duì)平衡的建立、平衡濃度的計(jì)算、控制變量使平衡移動(dòng)、轉(zhuǎn)化率的升降等要求提高了,題目經(jīng)常以圖表、圖像的形式出現(xiàn),考察學(xué)生的綜合能力。2011全國卷理綜28,2011全國課標(biāo)卷理綜27,
2011四川13,2011安徽9,2011天津6等等,幾乎每年、每個(gè)地方的平衡題都是這方面內(nèi)容。第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向焓、焓判據(jù)熵、熵判據(jù)自由能、自由能判據(jù)(科學(xué)視野)化學(xué)反應(yīng)的方向反應(yīng)熵變反應(yīng)焓變共同影響焓減焓增熵增熵減策略:把握整體思路不在概念細(xì)節(jié)上糾纏課標(biāo)要求:用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)方向。教材處理:首先舉例說明焓減的反應(yīng)趨向于自發(fā),接著又用反例說明焓減的反應(yīng)并不都能自發(fā)進(jìn)行,從而引出與方向有關(guān)的另一因素——熵變。其次同樣用正反兩類實(shí)例說明熵增的反應(yīng)趨向于自發(fā),但并非都能自發(fā)進(jìn)行,進(jìn)而說明焓變、熵變都不能獨(dú)立地用于判斷反應(yīng)的自發(fā)性,需要綜合考慮。最后,通過科學(xué)視野欄目,拓展介紹化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的綜合判據(jù)——自由能判據(jù),即可供有興趣同學(xué)一看,又不會(huì)提高教學(xué)要求。
用焓變、溫度和熵變
綜合判斷反應(yīng)的方向類型
H
S
G=
H-T
S反應(yīng)實(shí)例1-焓減+熵增-,(任何溫度)均自發(fā)2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)2+焓增-熵減+,(任何溫度)均不自發(fā)3O2(g)=2O3(g)3+焓增+熵增+,(常溫)不自發(fā)-,(高溫)自發(fā)N2O4(g)=2NO2(g)4-焓減-熵減-,(常溫)自發(fā)+,(高溫)不自發(fā)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
教材處理,簡要給出熵的意義2010年江蘇高考題8對(duì)自發(fā)反應(yīng)認(rèn)識(shí)自發(fā)反應(yīng):在一定條件下,無需光、電等外界幫助就能自動(dòng)進(jìn)行的反應(yīng)請注意:一定條件!若認(rèn)為條件是常溫,這就可能導(dǎo)致判斷的錯(cuò)誤,如認(rèn)為(1)鋅和硫酸銅的反應(yīng)是自發(fā)反應(yīng)。(2)氧氣與氫氣的反應(yīng)是非自發(fā)反應(yīng)。(3)碳酸鈣的分解是非自發(fā)反應(yīng)。事實(shí)上,三者都是自發(fā)反應(yīng),只不過(1)是常溫下的自發(fā)反應(yīng),(2)也是常溫下的自發(fā)反應(yīng),只不過常溫下反應(yīng)極慢,而(3)是高溫下的自發(fā)反應(yīng)?!颈菊乱缀雎缘慕虒W(xué)細(xì)節(jié)】1.第一節(jié)中“實(shí)驗(yàn)2-1”還缺少哪些用品?(秒表)2.“實(shí)驗(yàn)2-1”的反應(yīng)速率的表示方法是學(xué)生陌生的“mL·min-1”(注意學(xué)生的定勢思維的影響,很多學(xué)生在實(shí)際計(jì)算中,可能會(huì)千方百計(jì)地用“mol·min-1”來表示化學(xué)反應(yīng)速率,所以需進(jìn)行梳理與分析,包括需深化反應(yīng)速率的表示方法,同時(shí),強(qiáng)調(diào)該環(huán)境不是標(biāo)準(zhǔn)狀況,不能使用22.4L/mol進(jìn)行計(jì)算等。)3.第二節(jié)有三個(gè)重要的相關(guān)實(shí)驗(yàn)的化學(xué)反應(yīng)方程式。(注意:應(yīng)讓學(xué)生熟悉這三個(gè)方程式,并可順便復(fù)習(xí)氧化還原反應(yīng)中產(chǎn)物的分析及配平的問題。)
4.平衡常數(shù)的單位問題?第一節(jié)弱電解質(zhì)的電離第二節(jié)水的電離和溶液的酸堿性第三節(jié)鹽類的水解第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡
內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)
活動(dòng)與探究建議能描述弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,了解酸堿電離理論。知道水的離子積常數(shù),能進(jìn)行溶液pH的簡單計(jì)算。初步掌握測定溶液pH的方法,知道溶液pH的調(diào)控在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究的重要應(yīng)用。認(rèn)識(shí)鹽類水解的原因,歸納影響鹽類水解程度的主要因素,能舉例說明鹽類水解在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。能描述沉淀溶解平衡,知道沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。①實(shí)驗(yàn):用pH計(jì)測定中和反應(yīng)過程中溶液曲線。②實(shí)驗(yàn):測定不同鹽溶液的pH,說明這些鹽溶液呈酸性、中性或堿性的原因。③實(shí)驗(yàn)探究:促進(jìn)或抑制氯化鐵的水解。④實(shí)驗(yàn):沉淀的轉(zhuǎn)化。⑤查閱資料并交流:含氟牙膏預(yù)防齲齒的化學(xué)原理,提出加氟預(yù)防齲齒需要注意的問題。課標(biāo)要求化學(xué)平衡理論§1弱電解質(zhì)的電離電解質(zhì)有強(qiáng)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(yīng)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pH→pH
應(yīng)用(中和滴定)§3鹽類的水解水的電離平衡+弱電解質(zhì)的生成→鹽類水解→水解的應(yīng)用(平衡移動(dòng))鹽的水解常數(shù)實(shí)踐活動(dòng):測定酸堿反應(yīng)曲線滴定實(shí)驗(yàn)操作圖示反應(yīng)曲線紅色字為核心知識(shí)楷體字為選學(xué)內(nèi)容深入綜合運(yùn)用本章知識(shí)結(jié)構(gòu)內(nèi)容特點(diǎn)注意與初中、高中必修及前一章內(nèi)容的銜接,知識(shí)的邏輯性較強(qiáng).適當(dāng)控制正文內(nèi)容的深廣度和分量,增加適當(dāng)拓展性內(nèi)容,體現(xiàn)選擇性.理論分析與實(shí)驗(yàn)探究并重,重視學(xué)習(xí)過程.注意理論聯(lián)系實(shí)際,體現(xiàn)化學(xué)知識(shí)的社會(huì)價(jià)值.教材解讀注重知識(shí)的銜接,體現(xiàn)層次性銜接知識(shí)引出新知識(shí)銜接方式初中酸、堿、鹽是電解質(zhì),電解質(zhì)電離強(qiáng)電解質(zhì)、弱電解質(zhì)→弱電解質(zhì)的電離平衡問題情景:不同電解質(zhì)的電離程度是否有區(qū)別前章化學(xué)平衡電離平衡直接遷移初中pH,酸堿度pH的計(jì)算pH與濃度的關(guān)系化學(xué)1離子反應(yīng),離子方程式難溶電解質(zhì)的溶解平衡閱讀思考:沉淀反應(yīng)能否完全?→與固體的溶解類比初中固體溶解平衡教材解讀注重學(xué)習(xí)過程與方法,體現(xiàn)探究性1.鹽溶液的酸堿性2.鹽溶液呈酸堿性的原因3.鹽水解的影響因素如:學(xué)習(xí)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)探究+引導(dǎo)分析引導(dǎo)思考、分析科學(xué)探究思考與交流、學(xué)與問分析、實(shí)驗(yàn)探究、思考應(yīng)用科學(xué)探究、思考與交流呈現(xiàn)方式三鹽類的水解注重理論聯(lián)系實(shí)際教材中位置相關(guān)知識(shí)聯(lián)系實(shí)際的內(nèi)容一節(jié)引言電解質(zhì)有強(qiáng)弱之分從生活中鹽酸、醋酸的應(yīng)用引出二節(jié)pHpH的應(yīng)用(涉及人體健康、環(huán)保、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等)三節(jié)引言第三部分鹽呈中、酸、堿性
水解平衡某些鹽在生活中稱“堿”【家庭小實(shí)驗(yàn)】測生活中一些鹽的酸、堿性生活、生產(chǎn)、科研中的應(yīng)用四節(jié)二部分沉淀溶解平衡從沉淀的生成、溶解、轉(zhuǎn)化三角度介紹應(yīng)用,【資料】氟化物防治齲齒的化學(xué)原理注重知識(shí)的邏輯聯(lián)系,體現(xiàn)系統(tǒng)性電離常數(shù)、水解常數(shù)、溶度積常數(shù)安排為拓展內(nèi)容,既可以大幅降低學(xué)習(xí)的量和難度,控制基本教學(xué)要求的深廣度,又可以為確實(shí)學(xué)有余力的學(xué)生提供進(jìn)一步學(xué)習(xí)發(fā)展的空間。通過這幾個(gè)常數(shù)的學(xué)習(xí),使學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)平衡常數(shù)的意義、幾個(gè)離子平衡的特點(diǎn)。把握好深度,在滿足基礎(chǔ)教育的要求基礎(chǔ)上發(fā)展。第一節(jié)弱電解質(zhì)的電離
教材思路:
電解質(zhì)有強(qiáng)弱之分弱電解質(zhì)的電離是可逆的
深入探討(知識(shí)遷移):
弱電解質(zhì)在一定條件下的電離過程處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)
電離常數(shù)及其意義(選學(xué)?)教材設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)1.原有知識(shí)基礎(chǔ)上提問(學(xué)與問):電解質(zhì)電離程度相同否?2.生活經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上提問:醋酸的去水垢能力因何不如鹽酸?問題引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)探究:試驗(yàn)等體積、等濃度醋酸和鹽酸與鎂的反應(yīng)及pH2.
電解質(zhì)有強(qiáng)弱之分·弱電解質(zhì)的電離是可逆的,存在動(dòng)態(tài)平衡思考與交流弱酸、弱堿電離過程中體系各粒子濃度的變化分析理論運(yùn)用電離常數(shù)大小的意義(實(shí)驗(yàn))多元弱酸的分步電離科學(xué)視野實(shí)驗(yàn)探究分析知識(shí)遷移
注重構(gòu)建微粒觀、動(dòng)態(tài)觀教學(xué)建議“實(shí)驗(yàn)探究、問題引領(lǐng)、觀念建構(gòu)”
實(shí)驗(yàn)探究:學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),創(chuàng)設(shè)情景,引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突,激發(fā)學(xué)生探索的興趣和產(chǎn)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的動(dòng)力。問題引領(lǐng):設(shè)置一系列驅(qū)動(dòng)性問題,層層深入,在探索新知的過程中,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。觀念建構(gòu):采取進(jìn)入到微觀世界研究微觀粒子行為的方式,揭示弱電解質(zhì)電離的微觀本質(zhì)。用微粒觀、動(dòng)態(tài)觀認(rèn)識(shí)弱電解質(zhì)電離平衡。用弱電解質(zhì)電離平衡深化對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí),將電離平衡納入到平衡體系即系統(tǒng)觀。實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)電解質(zhì)在水溶液中的行為電解質(zhì)溶于水后會(huì)如何變化?電解質(zhì)在水溶液中的各粒子之間存在相互作用嗎?電解質(zhì)在水溶液中以哪些粒子存在?電離離子分子離子分子碰撞破壞化學(xué)鍵可逆弱電解質(zhì)在水溶液中的各離子之間存在相互作用嗎?問題引領(lǐng)教學(xué)第二節(jié)水的電離和溶液的酸堿性知識(shí)要點(diǎn):水和稀溶液中的Kw,pH與溶液的酸堿性實(shí)踐活動(dòng):練習(xí)使用pH計(jì),學(xué)習(xí)圖示處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),探究酸堿反應(yīng)中pH變化,體會(huì)定量實(shí)驗(yàn)的作用
說明:無滴定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),儀器操作要求較高教材思路水是極弱電解質(zhì)·水離子積常數(shù)·適用于稀電解質(zhì)水溶液介紹應(yīng)用離子積常數(shù),思考、推理明確酸性溶液中有OH-,堿性溶液中有H+介紹思考交流·溶液酸堿性與pH的關(guān)系·pH試紙與pH計(jì)pH的應(yīng)用(測試、調(diào)控的意義)·中和滴定及其過程中pH的變化和意義·中和滴定計(jì)算例實(shí)驗(yàn)測定酸堿滴定曲線)應(yīng)用一例實(shí)踐活動(dòng)推理1.純水能電離嗎?3.溫度改變會(huì)對(duì)水的電離產(chǎn)生怎樣的影響?2.怎樣定量描述純水的電離程度?“水的電離”教學(xué)設(shè)計(jì)思路
——以問題引導(dǎo)教學(xué)4.加入某種溶質(zhì)時(shí)會(huì)對(duì)水的電離產(chǎn)生怎樣的影響?物質(zhì)進(jìn)入水中后會(huì)發(fā)生怎樣的變化?會(huì)對(duì)水的電離平衡產(chǎn)生怎樣的影響?用pH計(jì)測量溶液的pH本欄目中用了較大篇幅對(duì)實(shí)驗(yàn)測定酸堿反應(yīng)曲線要用到的儀器進(jìn)行介紹、對(duì)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)提出具體而明確的要求、對(duì)操作和記錄給出必要的提示。原因有三:一是實(shí)驗(yàn)原理比較復(fù)雜;二是實(shí)驗(yàn)儀器目前在中學(xué)少見;三是本實(shí)驗(yàn)在中學(xué)是為數(shù)不多的定量實(shí)驗(yàn)操作之一,要求較高,有一定難度。一方面應(yīng)要求學(xué)生做好預(yù)習(xí),另一方面需要教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行必要的基本實(shí)驗(yàn)操作練習(xí),并通過對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差分析幫助學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)注意的事項(xiàng)。實(shí)踐活動(dòng)——實(shí)驗(yàn)測定酸堿滴定曲線第三節(jié)鹽類的水解思路:鹽溶液有酸堿性
酸堿性與鹽類型的相關(guān)性
相關(guān)性原因深化必修中離子反應(yīng)的條件影響水解的因素
與中和反應(yīng)、熱效應(yīng)掛勾應(yīng)用特點(diǎn):問題探究思考、分析
循環(huán)深入利用已有知識(shí)探得新知識(shí),深化已有知識(shí)。1.探究鹽溶液的酸堿性問題引導(dǎo)→科學(xué)探究不同類型的鹽溶液酸堿性不同循環(huán)1(P54)2.鹽溶液呈現(xiàn)不同酸堿性的原因進(jìn)一步的問題→思考與交流與鹽所含離子與水能否形成弱電解質(zhì)有關(guān)循環(huán)2(P55~56)分析講解鹽的水解學(xué)與問3.鹽類水解的影響因素和利用描述分析→科學(xué)探究思考與交流科學(xué)視野鹽的水解常數(shù)教材思路溶質(zhì)在水中的行為溶質(zhì)在水中的變化溶質(zhì)與水的相互作用弱電解質(zhì)的電離平衡鹽的水解弱電解質(zhì)在水溶液中的行為鹽在水溶液中的行為電離平衡移動(dòng)電離平衡常數(shù)水解平衡移動(dòng)水解原理應(yīng)用水解原理教學(xué)建議與弱電解質(zhì)的電離相呼應(yīng),建立微粒觀和動(dòng)態(tài)觀第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡
1.難溶電解質(zhì)的溶解平衡設(shè)問,Ag+和Cl+的反應(yīng)真的能進(jìn)行到底嗎?2.沉淀反應(yīng)的應(yīng)用1沉淀的生成2沉淀的溶解3沉淀的轉(zhuǎn)化利用固體的溶解平衡和電離平衡進(jìn)行知識(shí)遷移溶度積溶解度與電離平衡的進(jìn)一步應(yīng)用本節(jié)特點(diǎn)知識(shí)特點(diǎn):主要是已有知識(shí)的應(yīng)用、遷移編寫特點(diǎn):以四個(gè)“思考與交流”為線索,輔助以必要的“資料”查詢、“廢水處理——化學(xué)沉淀法工藝流程”介紹和“實(shí)驗(yàn)”活動(dòng),突出學(xué)生的主動(dòng)參與,調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維教學(xué)建議
1.把握住知識(shí)的深度,注重語言的科學(xué)性。(1)難溶電解質(zhì)的溶解平衡和難電離物質(zhì)(弱電解質(zhì))的電離平衡不能混為一談。首先從物質(zhì)類別方面看,難溶電解質(zhì)可以是強(qiáng)電解質(zhì)也可以是弱電解質(zhì)[如BaSO4是強(qiáng)電解質(zhì),而Al(OH)3是弱電解質(zhì)],而難電離物質(zhì)只能是弱電解質(zhì)。再從變化的過程來看,溶解平衡是指已溶解的溶質(zhì)與未溶解的溶質(zhì)之間形成的沉淀與溶解的平衡狀態(tài);而電離平衡則是指已經(jīng)溶解在溶液中的弱電解質(zhì)分子與離子之間的轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡狀態(tài)。在難電離物質(zhì)的溶解平衡問題上的討論宜粗不宜細(xì)。實(shí)質(zhì):BaSO4+CO32-=BaCO3+SO42-Kr=c(SO42-)/c(CO32-)=Ksp(BaSO4)/Ksp(BaCO3)
=1.1
10-10
/5.1
10-9=2.2
10-2例:BaSO4+Na2CO3=BaCO3+Na2SO4使反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(CO32-)=1mol·L-1(容易實(shí)現(xiàn))可使c(SO42-)=0.045mol·L-1
平衡時(shí):c(SO42-)/c(CO32-)=1/221L1mol·L-1Na2CO3可將0.045molBaSO4轉(zhuǎn)化成BaCO3(2)“難溶物轉(zhuǎn)化成更難溶的物質(zhì)”這種說法對(duì)嗎?
2.密切關(guān)注高考及考綱對(duì)此部分要求了解難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。2010北京卷D這一部分內(nèi)容是新增的,目前課改區(qū)的高考題每年都有此內(nèi)容。用圖像考查沉淀溶解平衡、溶度積常數(shù)、沉淀溶解平衡的應(yīng)用(閱讀量大,問題多,難度較大)。2008廣東9,2009廣東10,2008山東15,2010山東15,2010浙江26等?!疽缀雎缘慕虒W(xué)細(xì)節(jié)】1.注意挖掘“平衡”的共性,讓學(xué)生的知識(shí)融會(huì)貫通。(1)可逆性。(2)K常數(shù)的表達(dá)式,包括化學(xué)平衡常數(shù)、電離常數(shù)、水的離子積常數(shù)、鹽的水解常數(shù)、溶度積常數(shù)等的表達(dá)式。(3)影響平衡移動(dòng)共同因素:濃度與溫度。2.難溶電解質(zhì)的溶解平衡方程式與弱電解質(zhì)的電離平衡方程式的對(duì)比表示。3.鹽類水解反應(yīng)的產(chǎn)物不一定是氫氧化物,如TiCl4水解的產(chǎn)物是對(duì)應(yīng)氧化物的結(jié)晶水合物。(P58方程式特殊要注意)(2010年天津理綜化學(xué)9)4.注意辨析“水解反應(yīng)”不等于“與水反應(yīng)”。5.糾結(jié)的P63實(shí)驗(yàn)3-3,氫氧化鎂沉淀可以溶在氯化銨溶液中。
第一節(jié)原電池第二節(jié)化學(xué)電源第三節(jié)電解池第四節(jié)金屬的電化腐蝕與防護(hù)
1.舉例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用。2.認(rèn)識(shí)研制新型電池的重要性化學(xué)23.體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程,了解原電池和電解池的工作原理,能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。4.通過查閱資料了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理,認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用。5.能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因,認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害,通過實(shí)驗(yàn)探究防止金屬腐蝕的措施。選修4課標(biāo)要求由現(xiàn)象到本質(zhì),由宏觀到微觀§1原電池§2化學(xué)電源§4金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)電化學(xué)基礎(chǔ)§3電解池氧化還原反應(yīng)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能自發(fā)進(jìn)行電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,外界能量推動(dòng)本章知識(shí)結(jié)構(gòu)本章特點(diǎn)與必修化學(xué)內(nèi)容銜接緊密(原電池、化學(xué)電源等)體現(xiàn)微粒觀、動(dòng)態(tài)觀、定量觀理論深度適當(dāng)
(不涉及技術(shù)細(xì)節(jié)和電極電勢、分解電壓等定量概念,所以本章內(nèi)容還是比較容易掌握的)
銜接內(nèi)容已學(xué)內(nèi)容本章中新內(nèi)容原電池?zé)o鹽橋(單液)原電池,電極反應(yīng)有鹽橋(雙液)原電池,半電池化學(xué)電源干電池,充電電池、燃料電池比能量、比功率、記憶效應(yīng)等金屬腐蝕化學(xué)腐蝕及防護(hù)方法電化腐蝕及防護(hù)方法教材思路:直接從帶鹽橋的原電池實(shí)驗(yàn)引出問題(?)——學(xué)習(xí)原電池工作原理通過對(duì)原電池中閉合電路形成過程的分析,引出半電池、鹽橋、內(nèi)電路、外電路等概念
重點(diǎn)在工作原理上,鹽橋的作用要在教學(xué)中設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體會(huì),鹽橋不是重點(diǎn),但確是個(gè)難點(diǎn)第一節(jié)原電池教學(xué)建議補(bǔ)充探究實(shí)驗(yàn),突出鹽橋的作用。從原有知識(shí)基礎(chǔ)上逐步深化對(duì)原電池工作原理的認(rèn)識(shí)現(xiàn)象:銅片表面明顯有銅析出,鋅片逐漸溶解,電流計(jì)指示無電流通過。
判斷、假設(shè):有原電池中電極反應(yīng)的特點(diǎn);電流計(jì)指針不動(dòng)的原因可能與鋅片與銅片直接接觸有關(guān)。補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)2現(xiàn)象1:電流計(jì)的指針發(fā)生偏移,并指示電子是由鋅片流向銅片,在銅片表面有紅色的銅析出。
結(jié)論1:發(fā)生了原電池反應(yīng),且其中鋅為原電池的負(fù)極,銅為正極
現(xiàn)象2:隨著時(shí)間的延續(xù),電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的角度逐漸減小,直至無電流通過。同時(shí)鋅片表面逐漸被銅全部覆蓋
分析:溶液中的Cu2+在鋅片表面被直接還原,析出的銅在鋅片表面構(gòu)成原電池,逐漸使向外輸出的電流強(qiáng)度減弱直至無電流再產(chǎn)生設(shè)想:阻止溶液中的Cu2+在負(fù)極(鋅)表面還原,可提高電池效率
實(shí)驗(yàn)4-1●電極反應(yīng):負(fù)極Zn-2e-=Zn2+(氧化反應(yīng))
正極Cu2++2e-=Cu(還原反應(yīng))
總反應(yīng)式:Cu2++Zn=Cu+Zn2+●反應(yīng)進(jìn)行一定時(shí)間后,溶液會(huì)因帶電離子的積累(ZnSO4溶液中的Zn2+過多而帶正電,CuSO4溶液中的SO42-過多而帶負(fù)電)而阻礙電子的轉(zhuǎn)移。但有鹽橋存在時(shí),鹽橋中的Cl-會(huì)移向ZnSO4溶液,K+移向CuSO4溶液,使ZnSO4溶液和CuSO4溶液繼續(xù)保持電中性。于是,鋅和CuSO4的氧化還原反應(yīng)將繼續(xù)進(jìn)行,從而不斷產(chǎn)生電流。同時(shí)能使兩個(gè)燒杯中的溶液形成一個(gè)通路。此裝置優(yōu)點(diǎn):能穩(wěn)定長時(shí)間放電鹽橋的制作將盛有3g瓊脂和97mL水的燒瓶置于水浴中加熱,直至瓊脂完全溶解,然后加入30gKCl,充分?jǐn)嚢?,等氯化鉀完全溶解后,趁熱用滴管將此溶液裝入U(xiǎn)形管中,靜置,待瓊脂凝結(jié)后即可使用。多余的瓊脂—氯化鉀用磨口塞塞好,使用時(shí)重新加熱。若無瓊脂,也可以用棉花將內(nèi)裝有氯化鉀飽和溶液的U形管兩端塞住來代替。若無U形管,也可以用棉布或?yàn)V紙用氯化鉀飽和溶液潤濕后代替(實(shí)驗(yàn)4-1)第二節(jié)化學(xué)電源教科書概要性地介紹了電池的分類、優(yōu)點(diǎn)以及質(zhì)量優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn),并以三大類型電池——一次電池、二次電池、燃料電池的相關(guān)知識(shí)為主線,以堿性鋅錳電池、鉛蓄電池和氫氧燃料電池為代表,簡要介紹了電池的基本構(gòu)造、工作原理、性能和適用范圍,引出了“比能量”、“比功率”、“自放電率”、“記憶效應(yīng)”、“活性物質(zhì)”、以及“綠色”環(huán)保等概念。內(nèi)容:介紹范圍和角度與必修類似,名稱上略有不同,原理上稍有深化,出現(xiàn)一些衡量電池質(zhì)量的量概念特點(diǎn):注意體現(xiàn)時(shí)代性——新的、實(shí)用的
注重學(xué)生資料收集、信息處理能力的培養(yǎng)
教材解讀鋰離子電池真實(shí)反映實(shí)際中的事物和現(xiàn)象教學(xué)的重點(diǎn)一次電池、二次電池和燃料電池的反應(yīng)原理、性能及其應(yīng)用。其他各類電池的內(nèi)部構(gòu)造、各類電池電極反應(yīng)的實(shí)際過程比較復(fù)雜,不便
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