《化学反应原理》模块若干教学问题的思考和实践.ppt

化学反应原理模块若干教学问题的思考和实践,福州八中 杜开颜 ,思考：,新课程的“新”的核心是什么？,是否能够驾轻就熟地进行教学？,是否准确理解教材的内涵？,如何提高自身素质适应新课程的教学需要？,一、关于该模块地位的思考 二、若干教学问题的思考和实践,三、关注教师自身素养的一点感悟,一、关于该模块地位的思考,近三年福建高考试题中的分量,1.在高考中的地位,09年高考题： 选择题：10、11、12 非选择题：23（6）求焓变 24（5）利用Ksp求Mg2+的离子浓度,10年高考题： 选择题：10、11、12 非选择题：23（4） 化学平衡 （5）热化学方程式 24（4）（5）沉淀溶解平衡,11年高考题： 选择题：10、11、12 非选择题：23（5）水解 24（3）平衡常数计算 （4） 热化学方程式,化学反应原理模块在高考中所占分量大约25分左右。,在高考中的分量次于化学1，但比其他选修分量大。,化学反应原理中的每个内容几乎在高考中都会涉及。,结论：从高考的角度，化学反应原理每个章节都很重要，是常考知识点。,化学反应原理的结构特点,1 能量变化,化学反应,2 速率、方向和限度,3 溶液中的电离、水解、沉淀溶解平衡,以深刻理解化学反应为内容线索,2.在中学化学知识体系中的地位,丰富物质的性质,碳酸氢钠溶液与硫酸铝溶液的反应,碳酸钡沉淀转化为硫酸钡,氯化铵有酸性，可以用于清洗铁锈,培养学生的科学素养和学科素养,热力学的基本观点,化学反应动力学的基本理论,新课程的“新”的具体体现,设置化学反应原理模块的教育价值,科学素养和学科素养是可以考查的，也是近年高考的必考点,（2010年福建12 ）.化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物随反应时间变化如下图所示，计算反应48 min间的平均反应速率和推测反应16 min 反应物的浓度，结果应是,A. 2.5,和2.0,B. 2.5,和2.5,C. 3.0,和3.0,D. 5.0,和3.0,3.教学难度较大,难点多,如：原电池的电极方程式,化学实验少，且通常只是作为引入现在的手段,常考、重要、难教,二、若干教学问题的思考,1.三个选修模块中的教学顺序,目前三个选修模块的教学顺序有几种版本,原理结构有机 结构原理有机 有机原理结构 结构有机原理,思考：安排选修模块顺序应考虑的因素是什么？,化学知识的体系,学生的认知水平,教完一次，是否反思自己设置的教学顺序？是否有更优化的顺序？,编排选修模块教学顺序的应考虑的因素,学校的总体课程安排,学生的学习状态,2.选修与必修的衔接,思考,从必修到选修时，学生的基础知识全忘光了吗？,把连贯的知识拆成必修和选修有意义吗？,不要抱怨学生遗忘了必修的知识,教学设计中要充分考虑衔接问题,将必修和选修知识有机结合，形成知识体系，培养学生的学科素养,选修和必修是新课程的亮点，因为针对的学习对象不同。,案例1：弱电解质的电离平衡 （1）电解质和非电解质 （2）电离和电离方程式 （3）强电解质和弱电解质 （4）溶液的导电性与电解质的电离,教学设计1：将必修中出现的知识设置成知识台阶，引导学生思考。,教学设计2：将必修中的知识编成一道试题，让学生在情景中复习。,3.教学方法的选择问题,是否采用一定要探究式教学？,思考,验证式教学可以吗？,讲授式教学就是错误的吗？就是不合时宜的吗？,教学方法的选择首要考虑的因素是学生,案例2：化学平衡的移动,方法1： 探究实验 得出结论（浓度、温度、压强） 勒夏特列原理 化学平衡常数解释练习,适合学习能力强的学生,方法2： 勒夏特列原理练习（浓度、温度、压强）验证实验化学平衡常数解释练习,适合学习能力不强，但渴望学成功的学生,不同的学生使用不同的方法,教师应该具有不断变化教学方法的能力,优秀的教师能在教学过程不断调整自己的教学方法,案例3：,1.沉淀溶解平衡的建立（动态平衡）,设问法： 难溶电解质在水中是否一点都不溶解？如何证明你的推理。 实验法 完成P.87实验探究2，并说明原因,模型法 认识溶解和结晶（沉淀）的动态平衡。 观看视频：溶解的微观视频，结晶（沉淀）的微观视频,教学的关键点（学生必须建立的概念）： 难溶电解质在水中一定会有溶解现象。 难溶电解质在水中存在“沉淀（结晶）-溶解” 平衡。在这一平衡体系中，离子和固体物质共存。 在沉淀溶解平衡中，沉淀和溶解仍然进行，它是动态的平衡。,2.关于Ksp的教学,复习引入法 沉淀溶解平衡也是一种化学平衡，达到化学平衡状态时各组分的浓度有一定的数量关系，沉淀溶解平衡也不例外。,类比法 沉淀溶解平衡的Ksp与水的离子积常数Kw有些类似。在沉淀溶解平衡中加入与平衡组分相同的离子，沉淀溶解平衡会发生移动，但Ksp不变,讨论法 讨论课本P.88“问题解决”,教学关键点 (1)一定温度下，对于难溶电解质AnBm达到沉淀溶解平衡时满足的定量关系是： AnBm nAm+ + mBn- Ksp= cn(Am+)cm(Bn-) (2)影响沉淀溶解平衡的因素和影响溶度积Ksp的因素不同。 (3)对于判断溶液中离子能否相互结合形成沉淀，根据离子的浓度幂的乘积Q值与Ksp比较，如Q Ksp ，则溶液中离子可以形成沉淀；反之，则不能。,3.沉淀溶解平衡的应用 应用所学的化学理论解释一些常见现象，是学生难掌握的内容，学生经常不知从何入手，更不用说语言的组织和规范。 教师在教学时可以帮助学生形成思考问题的基本思路，对于学习有困难的学生甚至可以形成基本的语言表达方式，以帮助学生逐步学会应用化学理论的能力。,(1)定性地解释一些现象 石灰石与盐酸反应 溶洞的形成 钡餐的主要成分是BaSO4而不是BaCO3 含氟牙膏对牙齿的保护作用 误食可溶性钡盐，应尽快用5%的硫酸钠溶液给患者洗胃氢氧化钠 精制食盐水时，可加入适量的氢氧化钠溶液除去氯化钠溶液中的镁离子,讲解示范法 讲解石灰石与盐酸反应的原因，从复分解反应发生的条件入手，解释该反应可以进行的原因，再查阅CaCO3的溶度积常数，找出石灰石溶解的原因,H+,H+,CaCO3,HCO3-,H2CO3,CO2+ H2O,Ca2+CO32-,交流讨论法 完成P.89页的“交流与讨论”,即时小结 通过示范和学生的交流讨论，教师讲评，学生初步了解了应用沉淀溶解平衡解释一些现象，应即使小结应用原来解释现象的一般思路，便于学生更好地掌握。,分析沉淀溶解平衡的方法： “看到”难溶电解质“找到”微粒“想到”平衡联系Ksp,练习讲评法 学生自行完成： P.89页“问题解决 溶洞的形成 钡餐的主要成分是BaSO4而不是BaCO3 教师讲评，帮助学生掌握应用化学原理解释现象的方法。,（2）定量地解释一些现象 沉淀的转化 沉淀条件的控制,这是本单元的重点和难点，很多知识是学生按以前的知识无法理解的，如Fe3+在酸性范围沉淀，一种沉淀可以生成另一种沉淀等，这些现象的解释都与Ksp的计算紧密相关。 用计算结果说明问题，在中学化学并不多见，应引起教师的重视。 因为是用计算结果说明问题，对计算的准确要求较高，教师在教学时应特别注意。,引入时创设情景 提问：盐与盐在溶液中发生复分解反应的条件是什么? 设问：有人认为，盐与盐在溶液中发生复分解反应的条件之一是两种盐均为可溶性盐。真的一定要这样吗？下面我们要观察的演示实验可能会颠覆对这一问题的看法。,实验观察 学生实验或教师演示实验，完成P.90”活动与探究”,交流与讨论 引导学生从沉淀溶解平衡以及Ksp的大小，并进行计算，讨论出现上述现象的原因。,查阅氯化银的Ksp，碘化银的Ksp 计算氯化银饱和溶液中，c(Ag+) 计算加入KI溶液后， c(Ag+)c(I-)碘化银的Ksp,引导学生“看到”难溶电解质“找到”微粒“想到”平衡联系Ksp,学生自主完成P.91页“交流与讨论” 已知：CaSO4的Ksp=7.110-5,由硫酸钡制取碳酸钡是本单元的一大难点。 BaCO3的Ksp=2.610-9 ，BaSO4的Ksp=1.110-10,BaSO4 Ba2+ + SO42- + Na2CO3 CO32- + 2Na+ BaCO3,总反应的离子方程式为： BaSO4+CO32- BaCO3 +SO42-,该反应在科学研究中的作用： 在分析化学中常将难溶强酸盐转化为难溶弱酸盐，然后用酸溶，使阳离子进入溶液。,通过该反应的学习，使学生明确： 盐和盐的复分解反应，并不是像初中学得那样简单 沉淀之间的转化可以是从溶度积减小的方向进行；也可以同控制条件，在溶度积相近的沉淀之间转化。 上述离子方程式中并没有出现沉淀符号,4.难点知识的突破,思考,1.教材某些新增的难点知识为什么给人欲言又止的感觉？,2.传统的内容是否在新教材中有新的教法？,案例4：化学反应方向的判断,引入：自然界中的许多变化具有方向性,推理：化学变化也具有方向性,实证：举例说明上述推理的正确性,提出问题：判断化学反应进行方向的依据 影响自发反应的因素有哪些,探究：反应的焓变和熵变对反应能否自发的影响,结论： H T S是否大于0,案例5：平衡常数的应用,课本只介绍化学平衡常数的概念和表达，以及简单计算，并没有用化学平衡常数判断是否达到平衡。,引入浓度商Qi的概念，帮助学生更加深入地理解化学平衡常数，且这种通过定量计算的方法判断是否平衡是培养学生科学素养的好教材。,案例6：Ksp在沉淀条件的控制上的应用,教材介绍了Ksp的概念和表达式，以及与溶解度的关系。但在应用沉淀溶解平衡解释一些现象时，又抛开了Ksp而用溶解度来解释，给人感觉虎头蛇尾。 在沉淀条件的控制上用Ksp来求精确的pH,对学生理解沉淀条件控制十分有利。,关于控制实验条件分离金属离子(Fe3+和Cu2+) 重要的金属离子分离方法 沉淀溶解平衡原理的重要应用 通过定量计算分析问题的典型代表,提出问题，引出新课,有条件的学习可以用传感器进行实验，无条件学习用录像或阅读课本,教学建议,围绕两种氢氧化物的Ksp展开讨论,可以将问题做这样的假设： 溶液中Cu2+的浓度为0.1mol/L，Fe3+的浓度为0.01 mol/L Cu(OH)2的Ksp =2.210-20，Fe(OH)3的Ksp =2.810-39 计算如下： Cu(OH)2的Ksp =2.210-20，代入c(Cu2+)= 0.1mol/L，则铜离子开始沉淀时的c(OH-)=4.710-10 mol/L， 即pH=4.7。 Fe(OH)3的Ksp =2.810-39，代入c(Fe3+)= 0.01mol/L，则铁离子开始沉淀时的c(OH-)=6.510-13mol/L， 即pH=1.8。,让学生明确“开始沉淀时pH”的含义和计算方法,让学生明确“完全沉淀的pH”的含义及计算方法,分析化学中常将离子浓度小于等于110-5mol/L时，认为该离子已经完全沉淀了。,计算如下： Fe(OH)3的Ksp =2.810-39，代入c(Fe3+)= 110-5mol/L，则铁离子完全沉淀时的c(OH-)=310-11mol/L， 即pH=3.5。,通过计算明确控制一定的pH 可以达到分离金属离子的目的 计算出的pH是一个确定的数值,5.习题的选用及教学,思考：,习题是否多年一成不变？,学生是否只看例题而不用做，教师不用批改？,习题可是否只是就题讲题？,关注每年精彩的高考试题，保留历年精华的高考试题,自觉学习的学生不是大多数，帮助学生养成良好的学习习惯很重要,习题课是学习化学知识的重要环节,用好下列几道高考题：,（2010年重庆）钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域 （1）V2O5是接触法制硫酸的催化剂,一定条件下，,与空气反应t min后，,和,物质的量浓度分别为a mol/L和b mol/L, 则,为 mol/L ；生成,的化学反应速率为 mol/(Lmin) ,起始物质的量浓度,工业制硫酸，尾气,用_吸收,（2）全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现,化学能和电能相互转化的装置，其原理如图所示：,当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为 ,充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由 色变为 色,放电过程中氢离子的作用是 和 ；充电时若转移的电子数为3.01,1023个，左槽溶液中n(H+)的变化量为 ,将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：,08年宁夏,NH4I(s),NH3(g)HI(g)；2HI(g),H2(g)I2(g)。,达到平衡时，c(H2)0.5molL1，c(HI)4molL1，则此温度下反应的平衡常数为( ),A9 B16 C20 D25,已知可逆反应：M(g)N(g),P(g)Q(g)；H0，,请回答下列问题： (1）在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)= 1 molL-1, c(N)=2.4 molL-1，达到平衡后，M的转化率为60，此时N的转化率为 。,(2）若反应温度升高，M的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”）。 (3）若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)= 4 molL-1,c(N)=amolL-1;达到平衡后，c(