化学学科教学指导意见《化学反应原理》

1化学反应原理《化学反应原理》是高中化学第三个必修模块，完成本模块的教学需36课时。为方便教师根据教科书内容和学生实际灵活整合相关内容，本模块安排了一定的机动课时。《化学反应原理》设置了“化学反应与能量”、“化学反应速率与化学平衡”以及“溶液中的离子反应”三个专题。“专题1化学反应与能量”研究化学反应中能量转化所遵循的规律，包括化学能与热能、化学能与电能的转化以及化学对解决人类能源问题的重要贡献等内容。“专题2化学反应速率和化学平衡”研究化学反应发生的方向、限度和速率所遵循的规律，包括化学反应速率的涵义及影响化学反应速率的因素、化学平衡的涵义及影响化学平衡的因素、判断化学反应方向的依据等。“专题3溶液中的离子反应”研究化学平衡原理的一些应用，包括弱电解质的电离平衡、盐类的水解等；其中，“化学反应与能量变化”是讨论“化学反应速率与化学平衡”和“溶液中的离子反应”的理论基础。例如，化学反应的热效应（吸热或放热）是讨论温度对化学平衡、弱电解质的电离平衡、水的电离平衡、盐类的水解平衡等的影响的重要依据；化学反应焓变的计算是判断某一化学反应能否自发进行的重要组成部分；电解原理和原电池原理则为学习认识物质在水溶液中的离子反应——离子间的氧化还原反应奠定了基础。通过本模块的学习，学生应注意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．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2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》是理论性较强的选修模块，本模块涉及许多核心概念和核心知识，这些概念和知识虽然大多数在《化学1》、《化学2》中已经出现，但是在《化学1》、《化学2》中要求较低；而在选修模块中又将以不同的呈现方式、不同的角度进一步出现。因此教学中要处理好它们之间的关系。本模块的有关内容与选修模块之间有着密切的联系，例如：电解除本模块外，在《化学与技术》、《实验化学》模块中也涉及了电解的相关内容，但呈现方式不同。例如，在《化学与技术》模块中，以氯碱工业为背景讨论氯碱生产的核心技术问题；利用电解原理讨论金属冶炼、金属表面处理的核心技术问题等。又如，在《实验化学》模块中，通过设计“电镀”等实验探究活动学习电解的原理。原电池原理及金属腐蚀在《化学与生活》模块中，从“废电池的特殊处理”入手了解化学电源；从“钢铁生锈”现象介绍金属腐蚀的原理及防腐措施。在《实验化学》模块中，设计构造原电池高效放电装置、制作氢氧燃料电池、金属的电化学腐蚀等实验探究活动学习原电池的工作原理。化学反应的速率、化学平衡在《化学与技术模块》“氨的合成”、“硫酸工业”中，利用化学平衡移动原理学习选择适宜条件这一核心技术问题。在《实验化学》模块“化学反应条件的控制”中设计实验探究浓度、温度、压强、催化剂等因素对化学反应速率和化学平衡的影响。溶液中的离子反应在《化学与生活》模块“生活用水的净化”，阐述了明矾净水的原理。在《化学与技术》模块中“土壤酸碱性的改良”。在《实验化学》模块中通过中和滴定的原理“测定食醋中总酸含量”的实验。教学中，应注意各阶段教学的深广度、重点及方式的不同。例如学生通过《化学1》的学习，知道了电解质和非电解质、强电解质和弱电解质的概念，初步学会了电离方程式、离子方程式的书写，本模块专题3的学习以化学平衡理论为基础，展开介绍溶液中的各种化学平衡——电离平衡、水解平衡。另外还介绍了一种重要的确定酸碱溶液浓度的方法——酸碱中和滴定法。在进行本模块教学时，应注意充分发挥学生已有知识和经验的作用，在引导学生复习已有知识的基础上进行新知识的学习，同时注意新知识与原有知识的融合，将新知识纳入学生原有知识体系中，使学生的知识结构更加完善。3本模块内容涉及微观的化学过程，理论性强，内容抽象，学生学习存在一定的难度。教学时可首先进行实验，学生在观察实验的基础上形成感性认识，然后引导学生对实验现象进行分析，总结现象产生的原因，并结合多媒体演示等直观手段，形象的方法说明微观过程，从而实现由感性认识到理性认识的升华。例如，在进行原电池以及电解原理的教学时，在做好实验的基础上采用多媒体演示电极上和溶液中微粒的变化以及电子的流动方向，促使学生认识电极上发生的反应以及反应过程中电子转移情况，理解原电池及电解的实质。除了通过精心设计实验之外，教科书还注重运用图表等直观手段，例如，通过描绘过氧化氢分解反应浓度-时间曲线；展示了“混乱程度不同的现象”的图片，直观形象告诉学生自发反应有趋向于最大混乱程度的倾向。教科书还利用比例模型反映弱电解质的电离、盐类水解过程，用图表反映溶液中H+和OH—的浓度与溶液的酸碱性强弱的关系。在教学时要充分利用实验、实物、图表以及多媒体手段，向学生展示化学反应的微观过程、溶液中的微粒运动和反应，展示化学平衡状态、弱电解质电离平衡、盐类水解平衡等的建立过程，促进学生对知识的理解。关于与《化学2》专题2地整合，说明如下：本模块专题1、2基本涵盖了《化学2》专题2的相关教学内容，在组织本模块的教学时，应根据学生实际情况有所侧重。对于侧理的学生，建议以《化学反应原理》模块的教学为主，适当补充《化学2》专题2相关内容；对于侧文的学生，则以《化学2》专题2教学为主，适当整合《化学反应原理》专题1、2中“基本要求”的相关内容。专题1化学反应与能量变化一、课程标准中的内容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4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。二、教学要求第一单元化学反应中的热效应基本要求了解化学反应能量变化的实质，知道化学能与热能的转化是化学反应中能量转化的主要形式，能举例说明化学反应的热效应在生产生活中的广泛应用。发展要求1．了解反应热和焓变的涵义，了解焓变与键能的关系。2．认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。3．通过测定中和热的实验，理解测定反应热的基本原理，初步学会测定反应热的实验方法。4．了解燃烧热的概念，认识节约能源、充分利用能源的实际意义，了解化学在解决能源危机中的重要作用及常用的节能方法。了解常见的节能措施，通过调查认识节能的重要意义。5．了解热值的概念。6．知道盖斯定律，初步掌握应用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。1．不宜拓展“焓”的概念。2．反应热测定的其他方法不作要求。第二单元化学能与电能的转化基本要求通过铜锌原电池实验，了解化学能与电能的转化。发展要求1．了解原电池的构造特点和工作原理，会判断、设计简单的原电池，能够正确书写电极反应式和电池反应方程式。2．知道常见化学电源的种类。能根据已知的电池总反应式，判断电池的正负极，书写电极反应式。53．了解电解池的构造特点和工作原理，能正确书写电解池的电极反应式和电解反应式。4．了解电解原理在金属冶炼、氯碱工业和电镀等生产、生活中的应用。5．了解盐桥的作用6．知道银锌钮扣电池、铅蓄电池、燃料电池的工作原理及其应用价值。说明1．锌锰干电池的工作原理只作简单介绍，不要求学生独立书写电极反应式。2.电解冶炼铝、电解精炼铜、电镀、氯碱工业等方面的细节问题不作过多的展开。3．不宜介绍离子交换膜的作用机理。4．惰性电极的阳极电解产物只限于氯气和氧气，不宜进行拓展。第三单元金属的腐蚀与防护基本要求1．认识金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的意义。2．知道化学腐蚀和电化学腐蚀的区别，了解金属发生电化学腐蚀的原理。发展要求1．了解钢铁电化腐蚀发生的条件，了解防止金属腐蚀的措施和原理。2．了解金属腐蚀原理的应用。三、教学建议1．课时分配建议单元名称内容建议课时第一单元化学反应中热效应化学反应的焓变2反应热的测量与计算1能源的充分利用1第二单元化学能与电能的转化原电池的工作原理2化学电源1电解池的工作原理及其应用2第三单元金属的腐蚀与防护金属的电化学腐蚀1金属的电化学防护合计1062．教学方法建议（1）能量与人们的生产生活息息相关。要紧紧回绕“能量转化”这个主题，引导学生树立节约能源，保护环境等观念。（2）本专题的教学可采用讲授与讨论相结合的方法进行，注意启发和问题驱动，充分利用教科书中的图示和多媒体教学手段进行形象化教学，以利于学生理解焓变的意义。（3）充分利用实验手段，启发学生通过实验、观察、思考、探索，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。（4）教学设计和实施中应注意的问题：①教师在进行教学设计时要关注概念的形成和发展的过程，找到学生认识的增长点，通过设置问题情境、探究活动引导学生逐步突破原有认识，形成新的认识；②在教学设计时，要合理处理抽象概念，做到不死抠概念，但也不回避概念。例如对于“焓”的教学，既不要引导学生从化学热力学的严格定义上了解“焓”的概念，但也不能避而不谈，而是让学生知道“焓”是科学家为了便于计算反应热而定义的一个物理量，它的数值与物质具有的能量有关。③为了提高课堂教学效率，教师在进行教学设计时可以将课堂教学与研究性学习整合。例如“化学电源”的教学可分为课内、课外两部分。可以先设计几个研究性课题：化学电源的种类、一次性电池、蓄电池、燃料电池、电池与环境，由各小组认领课题，利用研究性学习时间查阅资料、实验探究；然后让各小组在课堂上进行展示；教师在各小组展示后，将零散的知识归纳、整理，将各种化学电源的工作原理与原电池工作原理进行比较，发现其相同点，深化学生原电池工作原理的认识；利用原理解决一些实际问题，达到学以致用的目的。学生已经了解了化学反应中能量变化的实质就是旧化学键的断裂和新化学键的生成，化学反应可能释放能量，也可能吸收能量，化学反应的能量可以与其它形式的能量相互转化等基本知识。本专题将在此基础上引领学生在定的层次上讨论化学反应的能量变化问题，使学生对该问题的认识水平产生一个质的飞跃，以适应现代化学研究的要求。3．实验教学建议实验的方法依然是本专题教材中的重点之一，这是因为：一方面，许多核心知识的学习是通过实验获得感性知识，再利用归纳、演绎等方法上升到理性认识，获得规律的。例如，电解氯化铜溶液的探究，原电池工作原理的探究；另一方面，通过中和热测定等实验活动，让学生体会到定量实验研究方法对研究和学习化学的重要作用。通过实验的7设计、实施等活动，培养学生动手、动脑的能力，以及分析、处理实验数据的能力。本专题共安排6个实验，其中1个是观察与思考，5个是活动与探究。（1）测定“中和反应的反应热”时，应注意：①在活动结束后，可以组织学生分析实验数据，针对“如何提高测定结果的准确性”这一问题展开讨论，使学生进一步明确实验中应注意的问题；同时使学生体会定量实验的特点及其与定性实验的区别。②为了使中和反应进行完全，可以让酸或碱略微过量；宜使用0.1分刻度的温度计。③教师可以将学生分成小组，分组承担不同的任务，提高课堂效率。（2）由两个半电池构成的原电池实验，进行实验时提醒学生注意观察两个电极表面的变化，可以用温度计或数字传感器测量两个烧杯中溶液温度的变化。（3）建议补充电解饱和食盐水的实验，要求设法检验两极附近溶液组成的变化并判断气体产物。（4）可让学生根据电解原理，设计一个给铁钉镀银的实验方案，并讨论有关问题。（5）可安排“综合实验1原电池金属的电化学腐蚀”。8专题2化学反应速率和化学平衡一、课程标准中的内容1．知道化学反应速率的定量表示方法，通