化学反应与能量转化教材分析资料

《化学反应原理》

模块教材分析第一章化学反应能量转化《超越分子前沿》

（美）21世纪化学科学的挑战委员会著*21世纪化学和化工的研究对象已不限于分子，要超越分子以上的各个层次，直到有组织的化学体系，包括材料、器件、活的细胞，甚至整个器官。*21世纪的化学和化工超越化学科学的传统界面，渗透到化学能起重要作用的生命科学、材料科学、能源科学、信息科学、国防和安全科学等重要领域中。化学要解决的6个基本问题*合成与生产制造——最重要*物质的化学变化和物理变化*分析、分离和控制*计算与理论*化学与生物学、医学的界面*材料的设计和制作《超越分子前沿》

（美）21世纪化学科学的挑战委员会著《超越分子前沿》化学……具有不同寻常的特殊之处。……化学科学涉及发现和创造两部分。*化学家希望发现化学世界的构成——从原子、分子到有组织的体系如材料、器件、活体细胞和整个生物体等——而且他们还希望了解构成之间如何相互作用并随时间改变。*化学家并不仅限于研究业已存在的化学世界的构成，他们也研究那些可能存在的未知分子和物质及相互作用。现代化学的特征1.实验设备的仪器化和计算机化2.从宏观层次到微观层次3.从定性向定量化发展4.从静态研究到动态研究5.开始建立统一的理论6.快速有效的分离纯化方法7.从单一学科发展到综合学科和边缘学科加拿大化学家R．J．吉利斯皮（R.J.Gillespie）1995年在美国化学会的“普通化学中必须包括什么内容”研讨会上提出现代化学基础的

6种化学基本概念：1.原子、分子、离子2.化学键：是什么使原子在分子和晶体中结合在一起？3.分子的几何形状；三维化学4.动力学理论5.化学反应6.能和熵《物质结构与物质性质》：在微观层面上《化学反应原理》：在宏观层面上

反映现代化学最基本的研究思想、方法、结果使部分学生获得学习现代化学所需要的、比较全面的训练。培养符合时代要求的高素质专业人才

《化学反应原理》选修模块的对象：

对化学有兴趣或将升入大学学习理科的学生。教材既应注重基础性，又应注重提高性。学生通过《化学反应原理》的学习能够有效提升对化学反应的认识，能够具有大视野，能够多角度地以高观点分析化学反应。课程标准：通过B4模块教材的学习，

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。《化学反应原理》的内容标准主题1.化学反应与能量主题2.化学反应速率与化学平衡主题3.溶液中的离子平衡课程标准——主题1.化学反应与能量1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2.通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。3.能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4.体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。5.通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。6.能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。课程标准——主题2.化学反应速率与化学平衡１.知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应速率。２.知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。３.通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。４.通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。５.能用焓变和熵变说明化学反应的方向。６.描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。７.通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。８.认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。课程标准——主题3.溶液中的离子平衡1.能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡，了解酸碱电离理论。2.知道水的离子积常数，能进行溶液pH的简单计算。3.初步掌握测定溶液pH的方法，知道溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要应用。4.认识盐类水解的原理，归纳影响盐类水解程度的主要因素，能举例说明盐类水解在生产、生活中的应用。5.能描述沉淀溶解平衡，知道沉淀转化的本质。教材的内容体系课程标准——主题1.化学反应与能量课程标准——

主题2.化学反应速率与化学平衡课程标准——主题3.溶液中的离子平衡化学热力学物理化学化学动力学第一章化学反应与能量转化课程标准1、了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2、通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。3、能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4、体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。5、通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。6、能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。教材内容第1节化学反应的热效应第2节电能转化为化学能

——电解第3节化学能转化为电能

——电池课程标准与教材内容安排焓变概念焓变计算

原理第一章化学反应与能量变化化学能与电能的相互转化

以能量转化为纲化学能转化为热能——反应的热效应

电能转化为化学能——电解

化学能转化为电能

——原电池

应用氧化还原反应感性认识吸热、放热反应定性分析化学反应能量转化伴随感性认识理性认识本质理解热能电能化学能热效应反应热焓变及其简单计算热化学方程式理性分析定量分析电解电解原理电解池装置电极反应氯碱工业铜的电解精炼电镀等应用电池电池工作原理原电池常见化学电源金属电化学腐蚀与防护方法知识发展与基本框架化学反应的热效应热化学方程式

定量测定定量计算

盖斯定律反应热反应的焓变第1节化学反应的热效应等温、等压不做其他功化学能热能反应热Q>0反应吸热Q<0反应放热等温等压不做其他功Qp=△H焓变含义：△H>0

吸热反应△H<0

放热反应单位：kJ·

mol-1定量描述联想·质疑

表达：热化学方程式书写规则交流·研讨

中和反应反应热的测定活动·探究

盖斯定律交流·研讨

内容体系热效应实验获得理论计算定量水平有了“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，Qp＝△H，在其他条件下，（如T、V一定）反应热就不等于Qp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关于“焓”、“焓变”概念的教学

反应焓变的计算是教学的重点。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。化学电源

金属腐蚀（电化学腐蚀）

装置：原电池第3节化学能转化为电能——电池

原电池化学能转化为电能

应用防止产生直流电电极反应：阴极：还原反应阳极：氧化反应正极负极特定的装置使自发的氧化还原反应发生产生电能单液原电池双液原电池锌-硫酸铜反应必修阶段简单了解的铜锌原电池？推动力？装置：原电池

原电池化学能转化为电能

产生直流电电极反应：阴极：还原反应阳极：氧化反应负极正极电子有序流动教材栏目的功能基本要求栏目提高要求栏目联想·质疑方法导引活动·探究观察·思考交流·研讨迁移·应用本章自我评价历史回眸资料在线化学与技术身体内的化学追根寻源拓展视野一般资料较深入更深入身边的化学化学前沿联想·质疑

交流·研讨

活动·探究

精要概括

引入展开总结从生产、生活中提出问题。应用原理解决开始提出的实际问题。方法导引一般资料性栏目较深入分析问题、较全面拓展知识教材的特点B4模块教材的特点注重科学性，并突出新思想、新内容现代科学的发展使一些经典原理的含义或应用发生了质的变化，教材尽量避免内容在科学性上与现代科学脱节，注重科学性，尤其避免为了“浅出”而随意地、错误地解释概念，使教材在科学性上具有相对长的生命力。

B4模块教材的特点重视知识的框架结构，重在介绍学术思想使知识点服从于知识的框架结构，并尽可能使同学们多了解学术思想的形成、演变与发展，从本质上理解这些人类知识结晶的精髓。避免只见树木不见森林B4模块的教材编写特点突出化学是一门实验科学的特点*尽可能给学生提供动手实验的机会*强调实验对于理论产生的重要性突出模型化研究方法的特点介绍知识时避免将理论绝对化

任何理论都不能随意使用，不可能放之四海而皆准。B4模块教材的特点注重知识发展的阶段性与连续性►注重与必修内容的衔接►

注重教材内部内容的衔接►

注重与大学内容的衔接

不是简单地将大学内容搬来，简单下移，而是精心设计、精心选择，遵循螺旋式上升的认识规律，在深入浅出上下功夫，让学生在中学阶段对相关问题有一个正确的概念、基本的了解，更深层次、更全面的理解以及更高水平的把握留待大学阶段解决。必修阶段只要求描述铜锌原电池发生的变化，不要求书写电极反应式选修阶段初期从得失电子的角度知道铜锌原电池的电极反应式的书写，并会写电池的总反应式选修阶段中期能系统地从电极类型、反应类型及得失电子守恒的角度书写电极反应式和总反应式“追根寻源”在书写氢氧燃料电池的电极反应式时，能从反应物质所处的溶液环境等多方面分析第一章化学反应与能量变化第3节化学能转化为电能——电池

B4模块教材的特点突出现代化学正在逐步走向定量化的特征自始至终注意提供定量的信息，设计一定数量的定量计算内容（反应的焓变、平衡常数、平衡转化率等），给学生提供有关化学反应定量研究的基本训练。B4模块教材的特点►根据高中生的认知发展水平和接受能力，尽量从学生熟悉的事实出发，用浅显的语言，分析抽象概念的其物理意义，并注意将概念与实例相联系，以降低抽象概念的学习难度。尽量避免繁杂的数学推导或者不讲过程只端出结论的两种偏颇做法。合理处理抽象概念简单复杂学生熟悉的现象新概念简单复杂固体的溶解熵的概念

物质的三态熵与物质状态熟悉的物理过程自发的物理过程

与熵增的关系具体的化学反应实例熵变与化学反应方向第二章化学反应的方向、限度和速率第1节化学反应的方向反应熵变与反应方向B4模块教材的特点合理处理抽象概念►处理实际问题尽量使学生体会到抽象理论的实用价值从生产、生活中提出问题。应用原理认识自然界中的现象。应用原理解