4-1-3必修2中化学反应原理知识的组织和呈现

必修2中化学反应原理知识的组织和呈现选自：高中新课程必修课教与学·化学，北京大学出版社2.1化学反应原理的教学内容必修化学中关于化学反应原理的教学将在初中化学的基础上进一步发展学生对化学反应的认识。通过初中化学的学习，学生知道化学反应的特征是生成新物质，在必修化学中，学生认识化学反应中物质变化和能量变化的实质，将从化学反应的快慢和限度这一新的视角研究化学反应，将开始关注化学反应中化学能与其他能量形式间的转化。2.1.1课程标准中内容标准分析《普通高中化学课程标准（实验）》中，关于化学反应与能量主题规定了以下内容：主题2化学反应与能量1．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；2．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化；3．举例说明化学能与电能的转化关系及其应用；4．认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性；5．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。通过对高中化学课程标准中化学反应与能量主题内容的分析，能够发现，涵盖的面较广，但要求较低，并且这些认识的获得强调通过生产、生活中的实例或者实验。此外，与现行课程中的相关领域相比，出现了新的科学概念，如化学反应限度。2.1.2教材内容分析知识与技能教材中包含的核心知识如下表所示：表2-2-1课程标准中的内容标准与教材中相关的核心知识课程标准中的内容标准教材中相关的核心知识化学反应与能量化学反应中能量变化的实质；吸热反应；放热反应；化学能与热能的转化在生产生活中的应用；原电池——将化学能转化成电能的装置；电池的应用；化学反应速率化学反应速率的表示方法；影响化学反应速率的因素；化学平衡可逆反应的概念；化学平衡及其特征；化学平衡的移动图2-2-2摘自山东科技版高中化学教材化学2“化学反应与能量”是课程标准《化学2（必修）》中的第二个主题，它不仅承担着具体化学知识的教学任务，还具有整合、发展学生对化学反应的认识的作用。通过本部分内容的学习，学生将初步能够从宏观与微观、定性与定量、快慢与限度、本质与现象、积极应用与负面影响、能量转化等方面，多角度、多层面的认识化学反应。图2-2-1摘自山东科技版高中化学教材化学2过程与方法本部分许多核心知识的学习都是现通过实验获得感性认识，再利用归纳、演绎等方法上升到理性认识，获得规律。例如，感受化学反应中的能量变化、认识化学反应的快慢及影响因素、外界条件能否改变化学平衡状态等探究活动都是借助化学实验展开的。因此，处理本部分教材过程与方法内容时，要重视化学实验的过程与方法，既包括必要的化学实验技能，也包括科学研究的方法。由于“影响化学反应速率的因素”的研究属于半定量实验，学生还能通过探究活动体验变量控制思想在实验研究中的应用，以及定量实验（或半定量实验）研究与定性实验研究的区别与联系，将在学生已有基础上继续深化、发展其对实验方法的认识，提高学生利用实验研究问题的能力。教材借助“化学反应能量变化的实质的探讨”继续培养学生对数据的分析处理能力。图2-2-3摘自山东科技版高中化学教材化学2STS内容教材采用了两种方式处理具有STS涵义的内容。一种是集中体现。例如，“新世纪版”教材设置了《化学反应的利用》一节，体现化学反应在制造新物质、提供能源方面的作用；“人教版”教材设置了“发展中的化学电源”、“化学反应条件的控制”等三级标题，讨论化学反应在各领域的应用；“苏教版”教材设置了《太阳能、生物质能和氢能的利用》一节。另一种是分散渗透式体现。例如，在化学反应速率这部分教材中，虽然没有设置三级标题专门讨论STS问题，但是，教材通过硫酸工业生产的发展史、溶洞的形成、爆炸、钢铁生锈等素材的展示提出研究课题，在进行实验探究获得结论后，又回到生活中、实验室中的实际问题。教材还通过“科学视野——生物体中的能量转化、神奇的催化剂”，“化学与技术——催化剂与化学工业”等栏目提供了相关的STS素材。图2-2-4摘自山东科技版高中化学教材化学22.1.3相关内容的整体联系化学反应的快慢和限度是认识化学反应的两个视角，学习这些内容一方面能深化学生对《化学1》中学过的化学反应的认识，同时为学习有机化学反应（如酯化反应）奠定了理论基础。通过原电池的学习，不仅能够了解化学能是如何转化成电能的，还能进一步认识氧化还原反应的实质。此外，本部分所涉及的化学反应速率、化学平衡、原电池等内容是非常重要的核心知识，对于一个高中毕业生，仅掌握到必修的层次显然是不能达到要求的，因此，在《化学反应原理》、《化学与生活》、《化学与技术》、《实验化学》等选修模块，将从不同的切入角度、不同的呈现方式继续对这些知识的讨论。具体如下表所示：表2-2-2基本的化学反应原理知识与其他选修模块的相关内容主要内容其他选修模块的相关内容出处相关内容化学反应中的热效应《化学反应原理》模块第一章《化学反应与能量转化》第1节《化学反应中的热效应》介绍了反应热及反应热的测定方法，介绍了化学反应热效应的表示方法——热化学方程式的书写，介绍了反应焓变、反应焓变与反应热的关系及应用盖斯定律计算反应焓变。《化学与技术》模块主题三《矿山资源硫酸与无机材料制造》课题1《“设计”一座硫酸厂》在栏目“知识支持”中介绍了热化学方程式的书写方法。化学能与电能的转化《化学反应原理》模块第一章《化学反应与能量转化》第2节《电能转化为化学能——电解》第3节《化学能转化为电能——原电池》以电解熔融的氯化钠为例介绍了电解的装置、原理及其应用（电解饱和食盐水、铜的电解精练、电镀）。以铜锌原电池为例介绍了原电池的工作原理、化学电源（锌锰干电池、铅蓄电池、氢氧燃料电池）、金属的腐蚀（析氢腐蚀、吸氧腐蚀）及防护。《实验化学》模块主题二《物质性质及反应规律的研究》课题1《研究物质性质的基本方法》课题2《认识发生在盐溶液中的化学反应》在栏目“身边的化学”中通过解释“为什么说锌是铁的忠诚卫士”这一问题，简单介绍了原电池的工作原理及金属的防腐措施。在活动2“研究电解”中，通过对电解饱和食盐水的实验研究，介绍了原电池的工作原理；通过对电解NaCl-NaBr混合溶液、电解NaBr-NaI混合溶液和电解FeSO4-CuCl2混合溶液的实验研究，介绍了碳棒做电极时电解质溶液中离子的放电顺序。《化学与技术》模块主题二《海水资源工业制碱》课题2《氯碱工业》主题三《矿山资源硫酸与无机材料制造》课题3《金属冶炼和金属材料的保护》介绍了电解食盐水的核心技术——电解的原理，以及氯碱生产的基本装置——电解槽。介绍了金属腐蚀的原理（原电池原理）和金属保护的主要方法。《化学与生活》模块主题三《合理利用化学能源》课题1《电池探秘》主题四《认识生活中的材料》课题4《金属制品的防护》以铜锌原电池为例，介绍了原电池的工作原理，介绍了各种实用电池（锌锰干电池、铅酸蓄电池、燃料电池）。介绍了金属腐蚀的原理及防腐措施。化学反应速率《化学反应原理》模块第二章《化学反应的方向快慢与限度》第3节《化学反应速率》在必修化学的基础上，给出了化学反应速率的定量计算方法，介绍了催化剂能提高化学反应速率的原因，介绍了化学反应是怎样进行的、可以通过阿伦尼乌斯公式定量讨论温度对化学反应速率的影响程度、可以通过实验测定反应速率方程定量的研究浓度对反应速率的影响程度。《实验化学》模块主题二《物质性质及反应规律的研究》课题3《反应条件对化学反应的影响》通过对影响双氧水分解速率的实验探究，在必修化学的基础上研究浓度、反应介质（溶液的酸碱性）、温度、催化剂对化学反应速率的影响。《化学与技术》模块主题一《空气资源氨的合成》课题2《氨的工业合成》结合“探索氨的合成条件”这一问题介绍了影响化学反应速率的因素。化学反应平衡《化学反应原理》模块第二章《化学反应的方向快慢与限度》第2节《化学反应的限度》在必修化学的基础上，介绍了定量描述化学反应限度的方法——化学平衡常数和化学平衡状态的表示方法——平衡转化率；通过实验探究了浓度、温度对化学平衡状态的影响，归纳了平衡移动的一般规律。《实验化学》模块主题二《物质性质及反应规律的研究》课题3《反应条件对化学反应的影响》通过实验研究了浓度对化学平衡的影响，介绍了温度、压强对化学平衡的影响。《化学与技术》模块主题一《空气资源氨的合成》课题2《氨的工业合成》结合“探索氨的合成条件”这一问题介绍了化学平衡移动原理。《有机化学基础》模块第二章《官能团与有机化学反应烃的衍生物》在栏目“知识支持”中介绍了浓度对化学平衡的影响，以讨论酯的水解平衡的移动。第4节《羧酸氨基酸和蛋白质》2.1.4典型内容的教材呈现方式样例尽管各版本教材中涵盖的核心知识基本相同，但不同版本教材的内容线索和呈现方式各有特色。“新世纪版”高中化学教材在内容编排上，教材从化学反应的实质、化学反应的快慢和限度、化学反应的利用等视角比较全面地诠释化学反应。教材首先以“化学键”为桥梁，从物质变化和能量变化两个角度认识化学反应的实质。然后从化学反应的快慢和限度这一认识化学反应的必不可少的维度，以“反应条件对化学反应速率的影响”、“化学平衡状态的建立”等为核心问题展开讨论，继续丰富对化学反应的认识。最后以“化学反应的利用”为主题，从制造新物质和提供能量这两方面对化学反应的价值进行概括、整合，在体现化学对提高人类生活质量和促进社会发展的重要作用，深化和提升学生对化学研究的应用价值的认识的同时，对学习过的元素化合物、基本概念和基本理论知识进行回顾、总结。教材框架如下：教材在“利用化学反应制备新物质”这一主题中，在向学生展示化学的创造性的同时，以氯气的实验室制法为例，让学生体会怎样利用化学反应制备新物质、总结曾经学过的常见物质的制备方法。在“化学反应为人类提供能源”这一主题中，在使学生认识化学在能源开发和利用方面的作用的同时，解决了“化学能是如何转化成电能的”这一问题。将STS内容与核心化学知识、核心观念有机的结合在一起，使同一内容具有多重教育教学功能。化学反应与能量利用化学反应制造新物质化学反应为人类提供能量化学反应的利用化学反应速率可逆反应和化学平衡状态化学反应的快慢和限度化学键与物质变化化学键的类型化学键与物质构成化学键与化学反应中的能量变化化学键与化学反应图2-2-5摘自山东科技版高中化学教材化学2此外，教材还非常重视微粒观的建立，不仅借助化学键从微观角度认识了化学反应中物质变化和能量变化的实质，还利用微观图示，分析了化学平衡状态建立的微观过程。“人教版”高中化学教材在内容组织上，教材分别选择了化学反应与能量转化和化学反应的快慢与限度两个视角。在化学反应与能量转化部分，讨论了化学反应中能量变化的实质、化学能与热能的相互转化、化学能转化成电能及其应用——发展中的化学电源。在化学反应的快慢与限度部分，分别讨论的化学反应速率的表示方法、影响化学反应速率的因素，建立了化学平衡状态的概念。教材内容框架如下：化学反应与能量化学反应速率化学反应的限度化学反应的速率和限度化学能与电能的相互转化发展中的化学电源化学能与电能化学键与化学反应中的能量变化的关系化学能与热能的相互转化化学能与热能教材在过程与方法内容处理方面，非常注意对实验方法的培养。教材不仅设置了多个探究活动，通过实验研究、解决问题，如研究化学反应中的热量变化、研究影响化学反应速率的因素、认识化学平衡状态等，还设置了一些探究活动让学生根据所学化学知识、实验技能或实验方法设计实验方案，如设计中和热测定的实验方案、设计一套电池装置等。图2-2-6摘自人教版高中化学教材化学2“苏教版”教材在内容组织上，教材分别选择了化学反应与能量转化和化学反应的快慢与限度两个视角。在化学反应与能量转化部分，讨论了化学反应中能量变化的实质、化学能与热能的相互转化、化学能与电能的相互转化及其应用——化学电源和电解法制备物质，还简单介绍了太阳能/生物质能和氢能的利用。在化学反应的快慢与限度部分，分别讨论的化学反应速率的表示方法、影响化学反应速率的因素，建立了化学平衡状态的概念。与另外两个版本教材相比，苏教版教材在涉及的具体知识点上增加了电解、热化学方程式的