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文档简介

湖北省教研室孙旭2012.7

本模块包括3个主题主题1化学反应与能量主题2化学反应速率和化学平衡主题3溶液中的离子平衡化学反应的快慢、限度、方向和能量与传统教科书相比较新增加的主要知识点如下:利用盖斯定律计算反应焓变用焓变和熵变说明化学反应的方向定量计算和测定化学反应速率,用碰撞和活化等理论解释外界因素对速率的影响。利用平衡常数计算反应物的转化率酸碱电离理论PH酸度计的使用和滴定曲线的绘制沉淀溶解平衡教师需新增共七个方面的知识储备主要内容绪言

第一章化学反应与能量

第二章化学反应速率和化学反应平衡第三章水溶液中的离子平衡第四章电化学基础化学能与热能、电能的转化平衡理论及其应用

(有效碰撞模型)将其分开安排,一方面是从内容的难易上考虑:反应热的内容相对简单,初中和高中必修中都有涉及,放在第一章学生较容易接受;电化学中的电极反应、电池反应较复杂,相对较难掌握,所以置后。其次,从知识的逻辑顺序上考虑:电化学相关内容涉及弱电解质的电离、离子反应等,放在最后一章,有利于学生逐步掌握。从学生的认知规律上考虑,符合最近发展区理论。整体特征1.整体编辑体现了继承与创新的思想继承:主干知识与原教科书(如后两章与原教科书电解质溶液的相关内容)基本一致。

创新:

内容变化:增加了熵与熵变、化学反应的方向性、电离常数、沉淀溶解平衡、双液(盐桥)原电池等知识;

要求变化:某些知识的教学要求有所提高,例如,盖斯定律从“阅读”提高到“能用盖斯定律进行计算”,化学平衡常数从“了解”提高到“知道化学平衡常数的涵义,提高到能利用化学平衡常数计算反应的转化率”等等;呈现方式变化:增设了很多栏目引导学生探究、分析、比较、归纳,更加关注化学与社会的联系,突出化学的应用价值。全书编写特点注意教学方式的继承与创新2.注重知识发展的阶段性与连续性

1.注重与必修内容的衔接;

(原电池、电解池、化学反应速率和限度)

2.注重与大学内容的衔接;

(焓变、熵变、化学反应的方向、沉淀溶解平衡)

3.注重模块内部内容的衔接

(反应焓变→反应方向的判据→化学平衡移动→溶液中的离子平衡,如电离平衡、水解平衡、溶解平衡等)

瞻前顾后自成体系3.内容编排有助于发展学生对化学反应的认识。

从定性到定量从宏观到微观从现象到本质从静态到动态遵循规律循序渐进4.内容的呈现有利于学生自主学习如P3热化学方程式的书写引导自学注重方法5.多种形式的栏目有助于改进教与学的方式师生活动性栏目比例高:思考与交流、学与问、实验、科学探究、实践活动等比例高达57%注重探究发展思维绪言内容课程内容概述有效碰撞理论简介纷繁复杂的化学反应有规律可循化学反应原理的基本内容化学反应原理的学习方法有效碰撞理论活化分子与活化能催化剂作用简介有效碰撞理论的内容:

1.有效碰撞的概念

2.活化分子的概念

3.活化能概念(新)

4.能量与反应过程图(p3、新)特别注意:

1.让学生分析能量与反应过程图(翻山图),讨论反应热与什么有关?

2.利用图示讨论放热反应和吸热反应,能写出反应热的表达式。

3.体会同一反应活化能可能会有高低、但是不影响反应热数值。

4.知道无机催化剂和酶对化工生产意义重大。第一节化学反应与能量的变化第二节燃烧热能源第三节化学反应热的计算章引言的特性:提纲挈领画龙点睛指导学法激发兴趣1

32

由一般到具体由定性到定量本章知识结构第二节燃烧热是第一节反应热的具体实例,第三节反应热的计算是第一节概念的定量描述。从第一节到第二节是从一般到具体,从第一节到第三节是从定性认识上升为定量认识。

由一般到具体

由定性到定量课标要求知道物质发生化学变化时伴随有能量变化,了解通过化学反应获得能量的重要性认识燃料燃烧的重要性知道化石燃料是人类社会重要的自然资源了解我国能源短缺的国情,认识新能源开发的重要意义初中知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因

(教材设计:知道化学反应放热或吸热与反应物和生成物的总能量相对大小有关)了解化学能与热能的互相转化高中化学2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(教材设计:从微观角度说明能量变化的原因)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、提高能量利用率的实际意义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高中选修4一、比新旧变化:份量(比率)增,水平升(焓,反应热计算)二、B4与化学2、初中的衔接第一节化学反应与能量变化知识要点一、焓变反应热要点:

1.焓变→简化后的意义恒压下的反应热=

H2.反应热的微观解释(键能→断键吸热、成键放热)

3.规定对体系而言,放热时体系能量降低H为“-”吸热时体系能量升高

H为“+”

资料——体系与环境二、热化学方程式要点:

1.注明反应时的温度、压强,反应物、产物的状态

2.化学方程式中的计量数可以是分数实践活动——中和反应反应热的测定:体验反应热,了解相关科学实验的过程和方法焓是新增概念,教材简化处理以降低难度。第一节化学反应与能量知识解析1.焓变(新)涉及到:焓:

是物质的一种状态函数(一定状态下的宏观性质)是与内能有关的物理量H=U+pV(定义式)焓变:生成物与反应物的焓之差值△H内能:物质内部所有分子动能和分子势能之和热效应:

化学反应时所放出或吸收的热叫做反应的热效应,简称热效应或反应热,符号单位和数值△HkJ/mol、+、-2.焓变与反应热(

H=恒压下的反应热

)要点解析为什么恒压热效应等于焓变?

热和功是能量转化的两种基本形式。化学反应通常都是在等压条件下进行的,如果一个体系只做体积功而不做其他功,那么,根据热力学第一定律,则有:

△U=Qp+W

Qp

=△U-W

Qp

=△U-p△V

Qp

=(U2

+pV2)–(U1

+pV1)

∵H=U+pV(定义式)

∴Qp=H2–H1

Qp=△H

在等压且体系只做体积功的条件下,反应热就等于反应前后体系焓的改变。焓的综述焓H是一个状态函数:

H=U(体系内能)+PV

焓具有能量的量纲焓的值只与体系所处状态有关,与达此状态的途径无关在体系只作体积功的等压过程中,从状态1到状态2时,体系的焓变数值正好等于该过程中的热效应焓变受温度及压强的影响。在热化学方程式中的热效应一般并不注明温度与压强,这是特指在298K、101kPa条件下的焓变。1.反应焓变的计算是教学的重点。(在第三节)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。教学建议2.注意关于焓变与“生成物的总能量和反应物的总能量差”的关系、焓变与反应物化学键断裂和生成物化学键形成的能量差值的关系。

要注意“总能量”的提法既是清晰的(又是模糊的),绝对值是未知的!

由于对键能的表达多种多样,有键能、平均键能、键解能等,数据来源不同,计算误差很大,在研究中只有估算的作用。3.热化学方程式的书写是教学的重点,是学生学习的易错点。教师提出课题→学生自学教材→用对比的方法找出与化学方程式的异同点→归纳整理→交流汇报教师还可提出一些问题以强化正确规范的书写:①书写热化学方程式是否需要注明反应的温度和压强?②对于相同的物质的反应,当物质的聚集状态不同时,其△H是否相同?③热化学方程式各物质前的化学计量数是否表示分子个数?当化学计量数不同时,其△H是否相同?④放热反应、吸热反应与△H的“+”与“-”的表示是如何对应的?教材中热化学方程式的书写“变化”

(1)方程中取消了“;”(2)热化学方程式中条件可写可不写?要求写温度和压强(写的:p3例1;没写:

p6.T3习题答案、p14.T6题及答案等)

(3)可逆符号可写可不写?

(没写:p3例1、p14.T6、p6.T3(1);写的:p28两个反应、p30例2、p32.T4)测定中和热实验中的两个关键问题(1)隔热,尽量较少热量损失

▲要求小烧杯与大烧杯之间的碎泡沫塑料或碎纸条要填满,小烧杯杯口与大烧杯杯口要相平,大烧杯杯口的泡沫塑料或硬纸盖板要盖得严,盖板上的两孔正好使温度计和环形玻璃棒通过。

▲要求倒入NaOH溶液要迅速,尽可能减少实验过程中热量的散失。(2)准确

配制盐酸溶液和氢氧化钠溶液的浓度要准确。NaOH溶液最好新制,因久置的NaOH溶液可能变质导致测定中和热有误差。

▲量取溶液的体积要准确。

▲反应前的温度和反应后的最高温度的读数要准确。

4.关于中和反应反应热(中和热)测定的教学中和热的测定(与原教材相比加强了实验数据的处理)

(1)碱液稍过量,保证盐酸完全反应(盐酸为50mL、0.50mol/L;

氢氧化钠为50mL、

0.55mol/L,

计算时以盐酸的数据进行)(2)热量计算公式:Q=mc△t(kJ)

m:溶液质量50+50=100gc:溶液比热容溶液极稀,此时比热容即为水的比热容;4.18J/(g·℃)或0.418kJ/(g·℃)

△t:反应前后温度差

(℃)(3)生成水的物质的量即盐酸的物质的量:

0.05×0.5=0.025mol

(4)

最后折算成生成1mol水时放出的热量,从而得到此时的中和热为57.1kJ/mol△H=-57.1kJ/mol化学反应伴随着能量变化从化学键的断裂和生成说明化学反应中能量变化的原因

初中高中必修高中选修给出反应热概念(焓变)从化学键的断裂和生成过程中能量变化的计算定量说明反应热产生的原因5.注意反应热与初、高中的衔接第二节燃烧热能源以燃烧热为例给出一种具体的反应热(定义)在初中、高中必修的基础上进一步了解能源与人类的关系,及当前的能源问题实践活动——自查资料并论述能源与人类生存、化学与能源危机等问题

教材设计

1.燃烧热各种反应热中的一种定义及表示方式一些物质燃烧热数据燃料的选择(燃烧热的应用)知识内容知识的价值表格思考与交流2.能源涵义及重要性我国能源状况储量与消费利用率危机应对思路资料新能源介绍化学的作用实践活动科学视野关于燃烧热教科书中对燃烧热的定义为“101kPa时,1mol纯物质燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量”,将燃烧产物由通常“稳定的物质”限定为“稳定的氧化物”,主要是考虑完全燃烧通常是指有机物燃烧生成二氧化碳和水的过程。另外,对于学生来说,燃烧生成的稳定氧化物比较容易理解,燃烧生成的稳定物质则需要特别记忆,如氯→氯化氢,氮→氮气。教学建议

1.要注意将“燃烧热”的概念融入到反应热的知识体系中,避免孤立的处理概念。2.关于能源利用的讨论要在深广度上与必修模块拉开层次(考虑问题要更加全面、更有深度)。第三节化学反应热的计算盖斯定律——图示、比喻说明,明确涵义了解实际意义反应热的计算——例题

掌握方法

盖斯定律是本章中唯一比旧教材提高的内容,但并不难。盖斯定律:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。或反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应的途径无关。意义:可以间接地计算反应热。看登山图帮助理解盖斯定律某人从山下A到达山顶B,无论是翻山越岭攀登而上,还是坐缆车直奔山顶,其所处的海拔都高了300m即山的高度与A、B点的海拔有关,而与由A点到达B点的途径无关这里的A相当于反应体系的始态,B相当于反应体系的终态.山的高度相当于化学反应的反应热教材解读(强调海拔相当于内能,

海拔差相当于反应热)看循环图,用能量守恒定律论证盖斯定律先从始态S变化到到终态L,体系放出热量(△H1<0),然后从L到S,体系吸收热量(△H2>0)。经过一个循环,体系仍处于S态,因为物质没有发生变化,所以就不能引发能量变化,即△H1+△H2≡0化学变化是原因,能量变化是结果即化学变化可以引起能量的变化

补充案例图解盖斯定律(1)对比①、③,你能从中找到时什么规律?(2)③放出的热量为什么比④多?你能否据此估计水液化所放出的热量?反应热的计算利用反应热的概念和摩尔质量进行计算利用燃烧热的概念和摩尔质量进行计算利用盖斯定律进行计算虚拟路径加合计算法难点解析——有关盖斯定律的计算基本步骤:

1.

写新根据题意确定或写出新的化学反应方程式。

2.

调数根据新化学方程式调整已知方程式的系数和△H的值。

3.

变向根据新化学方程式调整已知方程式的方向并改变△H的符号。

4.

求和求出调整好的已知方程式的△H之和即可。概念的理解和热化学方程式的正确书写是计算的前提。要注意引导学生准确理解反应热、燃烧热、盖斯定律等理论概念,熟悉热化学方程式的书写。学生在初次进行反应热的计算时,学生只关注数的计算,反应热的单位和正负号容易丢掉或写错。可适当补充一些不同类型的习题作为课堂练习,发现问题并及时解决。发挥书后习题的教学功能,不仅巩固、落实知识和计算技能,还要唤起学生资源利用和环境保护的意识和责任感。

利用盖斯定律的计算,是教学的重点也是难点,学生容易掌握方法,但经常容易出错。注意计算的过程性,帮助学生提高计算的准确性。教学建议(本章易忽略的教学细节)1.第一章的引言中提及化学反应常伴随能量的变化。(注意,该能量变化应包括热能、光能、电能等能量形式的变化,可让学生举例,有助于拓宽学生对能量的了解,避免思维僵化)2.第一节的实践活动“中和反应反应热测定”重在实验,必修2第二章第一节的“思考与交流”中提及的“中和热”重在理解。3.注意辨析第一节第一段中“焓变”、“内能”的关系(恒压下的热效应是指焓变,而恒容下的热效应是指内能的变化量。)

第一节化学反应速率第二节影响化学反应速率的因素第三节化学平衡第四节化学反应进行的方向化学反应速率影响化学反应速率的因素化学反应进行的方向化学平衡测量的方法反应的可逆不可逆化学平衡状态特点化学平衡常数反应物的转化率影响因素及平衡移动原理焓判据、熵判据浓度、压强温度催化剂本课程重心定量表示方法本章知识结构研究的一般方法1234本课程新增难点课标要求通过实验认识化学反应的速率和化学反应的限度,了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。化学21.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.通过实验探究浓度、压强、温度和催化剂对化学反应速率的影响,认识一般规律。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、生产和科学领域中的重要作用。选修4一、比新旧变化:份量(比率)增,水平升(红)二、B4与化学2的衔接关于活化能课标表述:知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。教科书分别在绪言和第二章出现,要求学生理解催化剂影响化学反应速率的的原因——改变反应途径,降低活化能。值得一提的是:①活化能为0的反应是存在的?如离子反应等;②化学反应的活化能可以用实验方法测定,但目前为止人们还没有完全掌握计算或推测化学反应活化能的理论方法。第一节化学反应速率通过实例给出化学反应速率的表示方法通过实验测定化学反应速率在必修2定性认识化学反应速率的基础上,通过定量及实验的手段来进一步认识化学反应速率。教学建议将实验2-1设计为探究性实验。通过问题驱动使学生在实验探究过程中实现知识与能力的提升。锌与稀硫酸反应速率的测定问题引导一、判断化学反应快慢的方法有哪些?产生气泡的快慢、固体质量的变化、温度的变化、颜色的变化、浑浊程度的不同。(用气球看多少气体、各用一纸片放在瓶口看哪个先弹起、组成原电池根据灯泡量度,将气体通入装有水的U型管看液面变化高度,用指示剂判断反应的情况,用原电池的原理等等)二、如何从定量的角度来表示化学反应快慢?产生气泡的快慢:测定气体的体积或体系的压强、测定物质的质量变化、测定物质的物质的量的变化温度的变化:测定体系的温度或测定反应的热量变化颜色的变化:测定物质或离子的浓度变化、测定溶液的导电能力的不同三、如何收集和测量生成的气体?①当体系的温度恢复到室温后,对于图一,要调节量筒的高度,使量筒内外的液面相平;对于图二,要上下移动量筒,使量筒内的液面与广口瓶中的液面相平;对于图三,要上下移动右边的玻璃管,使左右两管中的液面相平。②读数时,眼睛要平视量筒内(或量气管内)液面的最低点。观察收集10mLH2所用的时间或1分钟收集到的H2的体积在讨论的基础上进行实验,观察收集10mLH2所用的时间或1分钟收集到的H2的体积四、本实验还有哪些测定锌和稀硫酸反应速率的方法?(思维方法)1、测量溶液中的H+的浓度的变化

1)用pH计测定溶液的pH,然后进行换算

2)加入过量的Na2SiO3,使H+完成转化为沉淀,然后过滤、洗涤、干燥,称量沉淀的质量,再把沉淀的质量换算成H+浓度。

3)加入一定量(过量)的石灰石,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,称量剩余的石灰石。进行换算。

4)取出锌粒,向剩余溶液中加入几滴酚酞试液,然后滴加一定浓度的NaOH溶液,当溶液由红色变为无色时,记下NaOH溶液的体积。2、测量溶液中的Zn2+的浓度变化3、测量氢气的体积或氢气的质量的变化

1)测量氢气的体积

2)测量氢气的质量①用气球收集氢气,称量前后的质量②称量整套装置反应前后的质量4、测量体系的压强的变化5、测量锌粒的质量的变化6、测量溶液的导电能力的变化7、测量反应体系的热量变化8、用密度计测定反应前后溶液的密度。第二节影响化学反应速率的因素●通过实验或科学探究让学生理解浓度、压强、温度和催化剂对化学反应速率的影响增大反应速率加催化剂升高温度加大压强增大浓度影响因素增大活化分子数增大活化分子数增大活化分子百分数降低活化能增大活化分子百分数与化学2比较,要求注重探究深化理解1、增加了实验的数量。【实验2-2】高锰酸钾与草酸反应褪色【实验2-3】硫代硫酸钠与硫酸混合出现浑浊【实验2-4】【科学探究】过氧化氢催化分解碘离子被氧气氧化

3、注重学习过程强化科学探究教材解读2、通过科学探究强化催化剂对化学反应速率影响的学习。【科学探究1】氯化铁和硫酸铜对双氧水分解的催化作用比较【科学探究2】硫酸锰对高锰酸钾和草酸反应的催化作用【科学探究3】唾液对淀粉水解(碘指示剂)的催化作用第二节影响化学反应速率的因素,从结论上看,学生在学习必修2时已经很清楚,现在学习选修4①建议将必修2时的验证性实验改为探究性实验,让学生熟练掌握控制实验变量的方法,并且学会书写探究性实验的实验报告。②增加必修里面并未涉及的压强对有气体参加的化学反应的速率的影响;增加等温等容和等温等压条件下,体系中有无关(或惰性)气体的通入对速率的影响。以便掌握各种情况下化学平衡移动的规律。

教学建议③引入一点外界因素对可逆反应中正逆反应速率的影响,如N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)反应,当容积恒定时,升高温度,正逆反应速率都增大;当温度恒定时,增大容器体积,正逆反应速率都减小,为化学平衡的学习打下基础。④现在学习影响化学反应速率的因素,不能再只是结论,而应该利用书本绪言中建立的有效碰撞模型来让学生深层次的理解速率变化的本质。如升高温度,既使分子获得了更高的能量,提高了单位体积活化分子的百分数,又提高了分子间的碰撞频率,使化学反应速率增大。第三节化学平衡可逆反应与不可逆反应化学平衡状态平衡状态的特征、平衡移动原理化学平衡常数化学平衡常数是从定量角度对化学平衡状态的描述。化学平衡常数的影响因素是温度。浓度、压强、催化剂等条件改变时,平衡常数不变。关于平衡常数的问题关于平衡常数的单位中学的化学平衡常数是实验平衡常数,常常用浓度商(Kc)或压力商(Kp)来表示,是通过实验数据得到的。当反应物计量数之和等于生成物计量数之和时,其单位为一;当反应物计量数之和不等于生成物计量数之和时,其单位不为一。在实际运用中,实验平衡常数Kc表达式中的c可以看成是相对浓度c/cΘ,由于cΘ=1mol·L-1,所以c/cΘ与c(c以mol·L-1为单位)在数值上相等,Kc的单位可以看成一。同理,实验平衡常数Kp表达式中的p可以看成是相对压力p/pΘ,由于pΘ=1bar,所以p/pΘ与p(p以bar为单位)在数值上相等,Kp的单位也可以看成一。在实际应用中,常常将实验平衡常数作为单位为一的物理量来处理。关于标准平衡常数,则不必引入。教学建议把握化学平衡常数的深广度课标要求

知道化学平衡常数的含义,能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。考纲要求

理解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单的计算。同一化学反应,将化学计量数扩大或缩小,

K值相应改变。

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)K1K2K3请指出K1、K2、K3之间的关系不适合多重平衡规则:若干方程式相加(减),则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)

2NO(g)+O2(g)2NO2

K1

2NO2(g)N2O4

(g)

K2

2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K3K3=?难度大

勒夏特列原理,是化学平衡问题中的重难点,是教学的难点、但却是是化学思维方法培养中最重要的部分之一,是培养学生思维能力的重要契机。这个课题的教学长期存在着以下问题:(1)教学中将复杂问题更加复杂化,还没有找到特别恰当的教学方式和教学程序,所以,在灵活多变的问题中,理论基础并不扎实的学生逐渐迷失;(2)习题的选择容易一步到位,过早将综合性很强的问题抛给学生,一开始就把学生吓怕了,以至于高三一轮复习难以实现学生能力的提升;(3)学生自主思考太少。这真是一个需要我们每位教师反思与探索的重要课题。我想,越是复杂问题,越是要把最基本的概念弄清楚,越是要让学生自己想明白。关于勒夏特列原理的问题在本节开始学习化学平衡状态时,应该将必修2所学的化学平衡状态的标志进行复习与丰富,因为必修时学生对于化学平衡状态的判断基本上比较肤浅,停留于物质的百分含量是否变化、正逆反应速率是否相等的层面。学生对于混合气体的总压、总体积、总物质的量、各气体的分压、各气体的体积、体积分数的理解常常是含糊的,若不弄清楚,也将成为学习化学平衡移动、等效平衡的障碍。对各种类型的反应做好系统分析和研究。教学建议高考对平衡的建立、平衡浓度的计算、控制变量使平衡移动、转化率的升降等要求提高了,题目经常以图表、图像的形式出现,考察学生的综合能力。2011全国卷理综28,2011全国课标卷理综27,

2011四川13,2011安徽9,2011天津6等等,几乎每年、每个地方的平衡题都是这方面内容。第四节化学反应进行的方向焓、焓判据熵、熵判据自由能、自由能判据(科学视野)化学反应的方向反应熵变反应焓变共同影响焓减焓增熵增熵减策略:把握整体思路不在概念细节上纠缠课标要求:用焓变和熵变说明化学反应方向。教材处理:首先举例说明焓减的反应趋向于自发,接着又用反例说明焓减的反应并不都能自发进行,从而引出与方向有关的另一因素——熵变。其次同样用正反两类实例说明熵增的反应趋向于自发,但并非都能自发进行,进而说明焓变、熵变都不能独立地用于判断反应的自发性,需要综合考虑。最后,通过科学视野栏目,拓展介绍化学反应自发性的综合判据——自由能判据,即可供有兴趣同学一看,又不会提高教学要求。

用焓变、温度和熵变

综合判断反应的方向类型

H

S

G=

H-T

S反应实例1-焓减+熵增-,(任何温度)均自发2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)2+焓增-熵减+,(任何温度)均不自发3O2(g)=2O3(g)3+焓增+熵增+,(常温)不自发-,(高温)自发N2O4(g)=2NO2(g)4-焓减-熵减-,(常温)自发+,(高温)不自发N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)

教材处理,简要给出熵的意义2010年江苏高考题8对自发反应认识自发反应:在一定条件下,无需光、电等外界帮助就能自动进行的反应请注意:一定条件!若认为条件是常温,这就可能导致判断的错误,如认为(1)锌和硫酸铜的反应是自发反应。(2)氧气与氢气的反应是非自发反应。(3)碳酸钙的分解是非自发反应。事实上,三者都是自发反应,只不过(1)是常温下的自发反应,(2)也是常温下的自发反应,只不过常温下反应极慢,而(3)是高温下的自发反应。【本章易忽略的教学细节】1.第一节中“实验2-1”还缺少哪些用品?(秒表)2.“实验2-1”的反应速率的表示方法是学生陌生的“mL·min-1”(注意学生的定势思维的影响,很多学生在实际计算中,可能会千方百计地用“mol·min-1”来表示化学反应速率,所以需进行梳理与分析,包括需深化反应速率的表示方法,同时,强调该环境不是标准状况,不能使用22.4L/mol进行计算等。)3.第二节有三个重要的相关实验的化学反应方程式。(注意:应让学生熟悉这三个方程式,并可顺便复习氧化还原反应中产物的分析及配平的问题。)

4.平衡常数的单位问题?第一节弱电解质的电离第二节水的电离和溶液的酸碱性第三节盐类的水解第四节难溶电解质的溶解平衡

内容标准

活动与探究建议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。知道水的离子积常数,能进行溶液pH的简单计算。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的重要应用。认识盐类水解的原因,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。能描述沉淀溶解平衡,知道沉淀转化的本质。①实验:用pH计测定中和反应过程中溶液曲线。②实验:测定不同盐溶液的pH,说明这些盐溶液呈酸性、中性或碱性的原因。③实验探究:促进或抑制氯化铁的水解。④实验:沉淀的转化。⑤查阅资料并交流:含氟牙膏预防龋齿的化学原理,提出加氟预防龋齿需要注意的问题。课标要求化学平衡理论§1弱电解质的电离电解质有强弱→弱电解质电离为可逆→电离平衡→电离常数

§4难溶电解质的溶解平衡难溶≠不溶→溶解平衡应用生成溶解转移溶度积

§2水的电离和溶液的酸碱性水是极弱电解质→水(稀溶液)离子积为常数→稀溶液酸碱性

及表示方法pH→pH

应用(中和滴定)§3盐类的水解水的电离平衡+弱电解质的生成→盐类水解→水解的应用(平衡移动)盐的水解常数实践活动:测定酸碱反应曲线滴定实验操作图示反应曲线红色字为核心知识楷体字为选学内容深入综合运用本章知识结构内容特点注意与初中、高中必修及前一章内容的衔接,知识的逻辑性较强.适当控制正文内容的深广度和分量,增加适当拓展性内容,体现选择性.理论分析与实验探究并重,重视学习过程.注意理论联系实际,体现化学知识的社会价值.教材解读注重知识的衔接,体现层次性衔接知识引出新知识衔接方式初中酸、碱、盐是电解质,电解质电离强电解质、弱电解质→弱电解质的电离平衡问题情景:不同电解质的电离程度是否有区别前章化学平衡电离平衡直接迁移初中pH,酸碱度pH的计算pH与浓度的关系化学1离子反应,离子方程式难溶电解质的溶解平衡阅读思考:沉淀反应能否完全?→与固体的溶解类比初中固体溶解平衡教材解读注重学习过程与方法,体现探究性1.盐溶液的酸碱性2.盐溶液呈酸碱性的原因3.盐水解的影响因素如:学习内容实验探究+引导分析引导思考、分析科学探究思考与交流、学与问分析、实验探究、思考应用科学探究、思考与交流呈现方式三盐类的水解注重理论联系实际教材中位置相关知识联系实际的内容一节引言电解质有强弱之分从生活中盐酸、醋酸的应用引出二节pHpH的应用(涉及人体健康、环保、农业生产等)三节引言第三部分盐呈中、酸、碱性

水解平衡某些盐在生活中称“碱”【家庭小实验】测生活中一些盐的酸、碱性生活、生产、科研中的应用四节二部分沉淀溶解平衡从沉淀的生成、溶解、转化三角度介绍应用,【资料】氟化物防治龋齿的化学原理注重知识的逻辑联系,体现系统性电离常数、水解常数、溶度积常数安排为拓展内容,既可以大幅降低学习的量和难度,控制基本教学要求的深广度,又可以为确实学有余力的学生提供进一步学习发展的空间。通过这几个常数的学习,使学生更好地认识平衡常数的意义、几个离子平衡的特点。把握好深度,在满足基础教育的要求基础上发展。第一节弱电解质的电离

教材思路:

电解质有强弱之分弱电解质的电离是可逆的

深入探讨(知识迁移):

弱电解质在一定条件下的电离过程处于动态平衡状态

电离常数及其意义(选学?)教材设计严谨1.原有知识基础上提问(学与问):电解质电离程度相同否?2.生活经验基础上提问:醋酸的去水垢能力因何不如盐酸?问题引导实验探究:试验等体积、等浓度醋酸和盐酸与镁的反应及pH2.

电解质有强弱之分·弱电解质的电离是可逆的,存在动态平衡思考与交流弱酸、弱碱电离过程中体系各粒子浓度的变化分析理论运用电离常数大小的意义(实验)多元弱酸的分步电离科学视野实验探究分析知识迁移

注重构建微粒观、动态观教学建议“实验探究、问题引领、观念建构”

实验探究:学生分组实验,创设情景,引发学生认知冲突,激发学生探索的兴趣和产生进一步学习的动力。问题引领:设置一系列驱动性问题,层层深入,在探索新知的过程中,培养学生的思维能力。观念建构:采取进入到微观世界研究微观粒子行为的方式,揭示弱电解质电离的微观本质。用微粒观、动态观认识弱电解质电离平衡。用弱电解质电离平衡深化对化学反应的认识,将电离平衡纳入到平衡体系即系统观。实验探究教学补充实验教学设计电解质在水溶液中的行为电解质溶于水后会如何变化?电解质在水溶液中的各粒子之间存在相互作用吗?电解质在水溶液中以哪些粒子存在?电离离子分子离子分子碰撞破坏化学键可逆弱电解质在水溶液中的各离子之间存在相互作用吗?问题引领教学第二节水的电离和溶液的酸碱性知识要点:水和稀溶液中的Kw,pH与溶液的酸碱性实践活动:练习使用pH计,学习图示处理实验数据,探究酸碱反应中pH变化,体会定量实验的作用

说明:无滴定实验基础,仪器操作要求较高教材思路水是极弱电解质·水离子积常数·适用于稀电解质水溶液介绍应用离子积常数,思考、推理明确酸性溶液中有OH-,碱性溶液中有H+介绍思考交流·溶液酸碱性与pH的关系·pH试纸与pH计pH的应用(测试、调控的意义)·中和滴定及其过程中pH的变化和意义·中和滴定计算例实验测定酸碱滴定曲线)应用一例实践活动推理1.纯水能电离吗?3.温度改变会对水的电离产生怎样的影响?2.怎样定量描述纯水的电离程度?“水的电离”教学设计思路

——以问题引导教学4.加入某种溶质时会对水的电离产生怎样的影响?物质进入水中后会发生怎样的变化?会对水的电离平衡产生怎样的影响?用pH计测量溶液的pH本栏目中用了较大篇幅对实验测定酸碱反应曲线要用到的仪器进行介绍、对实验预习提出具体而明确的要求、对操作和记录给出必要的提示。原因有三:一是实验原理比较复杂;二是实验仪器目前在中学少见;三是本实验在中学是为数不多的定量实验操作之一,要求较高,有一定难度。一方面应要求学生做好预习,另一方面需要教师指导学生进行必要的基本实验操作练习,并通过对实验误差分析帮助学生了解实验操作中应注意的事项。实践活动——实验测定酸碱滴定曲线第三节盐类的水解思路:盐溶液有酸碱性

酸碱性与盐类型的相关性

相关性原因深化必修中离子反应的条件影响水解的因素

与中和反应、热效应挂勾应用特点:问题探究思考、分析

循环深入利用已有知识探得新知识,深化已有知识。1.探究盐溶液的酸碱性问题引导→科学探究不同类型的盐溶液酸碱性不同循环1(P54)2.盐溶液呈现不同酸碱性的原因进一步的问题→思考与交流与盐所含离子与水能否形成弱电解质有关循环2(P55~56)分析讲解盐的水解学与问3.盐类水解的影响因素和利用描述分析→科学探究思考与交流科学视野盐的水解常数教材思路溶质在水中的行为溶质在水中的变化溶质与水的相互作用弱电解质的电离平衡盐的水解弱电解质在水溶液中的行为盐在水溶液中的行为电离平衡移动电离平衡常数水解平衡移动水解原理应用水解原理教学建议与弱电解质的电离相呼应,建立微粒观和动态观第四节难溶电解质的溶解平衡

1.难溶电解质的溶解平衡设问,Ag+和Cl+的反应真的能进行到底吗?2.沉淀反应的应用1沉淀的生成2沉淀的溶解3沉淀的转化利用固体的溶解平衡和电离平衡进行知识迁移溶度积溶解度与电离平衡的进一步应用本节特点知识特点:主要是已有知识的应用、迁移编写特点:以四个“思考与交流”为线索,辅助以必要的“资料”查询、“废水处理——化学沉淀法工艺流程”介绍和“实验”活动,突出学生的主动参与,调动学生的思维教学建议

1.把握住知识的深度,注重语言的科学性。(1)难溶电解质的溶解平衡和难电离物质(弱电解质)的电离平衡不能混为一谈。首先从物质类别方面看,难溶电解质可以是强电解质也可以是弱电解质[如BaSO4是强电解质,而Al(OH)3是弱电解质],而难电离物质只能是弱电解质。再从变化的过程来看,溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成的沉淀与溶解的平衡状态;而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化达到平衡状态。在难电离物质的溶解平衡问题上的讨论宜粗不宜细。实质: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使反应达平衡时c(CO32-)=1mol·L-1(容易实现)可使c(SO42-)=0.045mol·L-1

平衡时:c(SO42-)/c(CO32-)=1/221L1mol·L-1Na2CO3可将0.045molBaSO4转化成BaCO3(2)“难溶物转化成更难溶的物质”这种说法对吗?

2.密切关注高考及考纲对此部分要求了解难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质。2010北京卷D这一部分内容是新增的,目前课改区的高考题每年都有此内容。用图像考查沉淀溶解平衡、溶度积常数、沉淀溶解平衡的应用(阅读量大,问题多,难度较大)。2008广东9,2009广东10,2008山东15,2010山东15,2010浙江26等。【易忽略的教学细节】1.注意挖掘“平衡”的共性,让学生的知识融会贯通。(1)可逆性。(2)K常数的表达式,包括化学平衡常数、电离常数、水的离子积常数、盐的水解常数、溶度积常数等的表达式。(3)影响平衡移动共同因素:浓度与温度。2.难溶电解质的溶解平衡方程式与弱电解质的电离平衡方程式的对比表示。3.盐类水解反应的产物不一定是氢氧化物,如TiCl4水解的产物是对应氧化物的结晶水合物。(P58方程式特殊要注意)(2010年天津理综化学9)4.注意辨析“水解反应”不等于“与水反应”。5.纠结的P63实验3-3,氢氧化镁沉淀可以溶在氯化铵溶液中。

第一节原电池第二节化学电源第三节电解池第四节金属的电化腐蚀与防护

1.举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。2.认识研制新型电池的重要性化学23.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。4.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。5.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。选修4课标要求由现象到本质,由宏观到微观§1原电池§2化学电源§4金属的电化学腐蚀与防护电化学基础§3电解池氧化还原反应化学能转化为电能自发进行电能转化为化学能,外界能量推动本章知识结构本章特点与必修化学内容衔接紧密(原电池、化学电源等)体现微粒观、动态观、定量观理论深度适当

(不涉及技术细节和电极电势、分解电压等定量概念,所以本章内容还是比较容易掌握的)

衔接内容已学内容本章中新内容原电池无盐桥(单液)原电池,电极反应有盐桥(双液)原电池,半电池化学电源干电池,充电电池、燃料电池比能量、比功率、记忆效应等金属腐蚀化学腐蚀及防护方法电化腐蚀及防护方法教材思路:直接从带盐桥的原电池实验引出问题(?)——学习原电池工作原理通过对原电池中闭合电路形成过程的分析,引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念

重点在工作原理上,盐桥的作用要在教学中设计实验让学生体会,盐桥不是重点,但确是个难点第一节原电池教学建议补充探究实验,突出盐桥的作用。从原有知识基础上逐步深化对原电池工作原理的认识现象:铜片表面明显有铜析出,锌片逐渐溶解,电流计指示无电流通过。

判断、假设:有原电池中电极反应的特点;电流计指针不动的原因可能与锌片与铜片直接接触有关。补充实验2现象1:电流计的指针发生偏移,并指示电子是由锌片流向铜片,在铜片表面有红色的铜析出。

结论1:发生了原电池反应,且其中锌为原电池的负极,铜为正极

现象2:随着时间的延续,电流计指针偏转的角度逐渐减小,直至无电流通过。同时锌片表面逐渐被铜全部覆盖

分析:溶液中的Cu2+在锌片表面被直接还原,析出的铜在锌片表面构成原电池,逐渐使向外输出的电流强度减弱直至无电流再产生设想:阻止溶液中的Cu2+在负极(锌)表面还原,可提高电池效率

实验4-1●电极反应:负极Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)

正极Cu2++2e-=Cu(还原反应)

总反应式:Cu2++Zn=Cu+Zn2+●反应进行一定时间后,溶液会因带电离子的积累(ZnSO4溶液中的Zn2+过多而带正电,CuSO4溶液中的SO42-过多而带负电)而阻碍电子的转移。但有盐桥存在时,盐桥中的Cl-会移向ZnSO4溶液,K+移向CuSO4溶液,使ZnSO4溶液和CuSO4溶液继续保持电中性。于是,锌和CuSO4的氧化还原反应将继续进行,从而不断产生电流。同时能使两个烧杯中的溶液形成一个通路。此装置优点:能稳定长时间放电盐桥的制作将盛有3g琼脂和97mL水的烧瓶置于水浴中加热,直至琼脂完全溶解,然后加入30gKCl,充分搅拌,等氯化钾完全溶解后,趁热用滴管将此溶液装入U形管中,静置,待琼脂凝结后即可使用。多余的琼脂—氯化钾用磨口塞塞好,使用时重新加热。若无琼脂,也可以用棉花将内装有氯化钾饱和溶液的U形管两端塞住来代替。若无U形管,也可以用棉布或滤纸用氯化钾饱和溶液润湿后代替(实验4-1)第二节化学电源教科书概要性地介绍了电池的分类、优点以及质量优劣的判断标准,并以三大类型电池——一次电池、二次电池、燃料电池的相关知识为主线,以碱性锌锰电池、铅蓄电池和氢氧燃料电池为代表,简要介绍了电池的基本构造、工作原理、性能和适用范围,引出了“比能量”、“比功率”、“自放电率”、“记忆效应”、“活性物质”、以及“绿色”环保等概念。内容:介绍范围和角度与必修类似,名称上略有不同,原理上稍有深化,出现一些衡量电池质量的量概念特点:注意体现时代性——新的、实用的

注重学生资料收集、信息处理能力的培养

教材解读锂离子电池真实反映实际中的事物和现象教学的重点一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理、性能及其应用。其他各类电池的内部构造、各类电池电极反应的实际过程比较复杂,不便

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