《化学反应与能量转化》教材分析资料.ppt

1、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

2、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RJ吉利斯皮（R. J. Gillespie）

3、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

4、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

5、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

6、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,. 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。 . 知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。 . 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。 . 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。 . 能用焓变和熵变说明化学反应的方向。 . 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。 . 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。 . 认识化学反应速率和化学

7、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

8、力学,第一章 化学反应与能量转化,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,感性认识,理性认识,本质理解,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,知识发展与基本框架,第1节 化学反应的热效应,等温、等压 不做其他功,反应热,含义： H0 吸热反应 H0 放热反应 单位：kJ mol-1,内容体系,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

9、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，QpH，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。,第3节 化学能转化为电能电池,应用,防止,？,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

10、源,拓展视野,一般 资料,较深入,更深入,身边的化学,化学前沿,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

11、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

12、。,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,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,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。,应用原理解决生活中的问题。,应用原理解决开始提出的实际问题。,B4模块教材的特点,重视学习者的参与性 尽可能地在启发同学开动脑筋、动手实践的基础上自己构建概念体系。避免填鸭式的