资源简介

化学反应原理
浙江省温岭中学 孙银河
一、课程标准：通过B4模块的学习，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。
5．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，能够从化学反应的本质多角度分析化学反应。
二、模块特点
1.着力挖掘和体现化学学科的核心观念、知识结构、思想方法
核心观念:
化学反应中的能量变化
化学反应速率和方向、限度
化学反应中的微粒观
核心知识结构：
化学反应与能量变化：
化学反应的热效应、化学能与电能的转化、金属的腐蚀与防护
反应速率与化学平衡：
化学反应的速率、化学反应的方向和限度、化学平衡的移动
溶液中的离子反应：
弱电解质的电离平衡、溶液酸碱性、盐类的水解、沉淀溶解平衡
2.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，应尽量避免 内容在科学性上与现代科学脱节；
例：化学平衡常数的引入
避免为了“浅出”而随意地、错误地解释概念，使教材、教学在科学性上具有相对长的生命力。
例：熵、熵变的引入
3.定性与定量、现象与本质相统一
例：定性与定量相统一——化学反应的焓变与盖斯定律
化学反应限度与化学平衡常数
沉淀溶解平衡与溶度积
现象与本质相统一——弱电解质的电离平衡
盐类水解平衡、沉淀溶解平衡
都与化学平衡移动原理相统一
4.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
——共有21个实验，其中活动与探究实验有19个
强调实验对于理论产生的重要性
——实验活动的分布：
专题1 共6个实验，其中活动与探究 5
专题2 共7个实验，其中活动与探究 6
专题3 共8个实验，其中活动与探究 8
5.注重知识发展的阶段性与连续性
1).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）
2).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）
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）
6.关注核心知识与STS内容的整合
化学反应中的热效应
能源的充分利用
化学能与电能的转化
化学电源（钮扣式电池、干电池、铅蓄电池、使用燃料电池的汽车等）
电解池（氯碱工业、电镀等）
溶液中的离子反应
纯碱去污、泡沫灭火器、溶洞的形成等
三、本模块新增加的内容
1.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.
2.知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响
3.能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
4.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。
5.能描述沉淀溶解平衡，知道沉淀转化的本质。
各专题教学要求
专题1 化学反应与能量变化
（一）知识结构与地位
1. 与《化学1》《化学2》的关系
例：从《化学2》中的“化学反应中的热量”到《化学反应原理》中的“化学反应中的热效应”
例：从《化学2》中的“化学能与电能的转化”到《化学反应原理》中的“化学能与电能的转化”
2.本专题在模块中的地位
本专题在模块中处于最基础的地位，化学反应中的焓变和熵变是判断化学反应方向的依据，温度对化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡移动的影响。
（二）教学内容与要求
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。了解反应热和焓变的涵义，明确焓变与键能的关系。认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。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。了解标准燃烧热的概念，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。 解读：①《化学2》燃料燃烧放出的热量反应热的本质。本专题在《化学2》基础上理解化学反应过程中能量变化的本质是化学键断裂和形成。②只要求从“焓变”这个物理量和符号（△H）来表示反应热，不宜拓展“焓”“焓变”的严格的定义。③只要求中和热的实验测定，反应热测定的其他方法不做要求。④按课标要求：知道盖斯定律，用盖斯定律进行有关焓变的简单计算，《指导意见》则只要求简单了解，属于“只教不考”的范畴。⑤标准燃烧热为基本要求，而热值为发展要求⑥体现能源与人类生存和发展的关系
发展要求 了解常见的节能措施，通过调查认识节能的重要意义。了解热值的概念。
第二单元 化学能与电能的转化
基本要求 通过实验探究体验化学反应及其能量转化。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。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。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。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。 解读：①根据常见的氧化还原反应设计原电池，书写电极反应式和电池反应方程式。②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。③惰性电极阳极产物只限于氯气和氧气，阴离子放电顺序可以不拓展。④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展开，只要求能写电极反应式或电解的总方程式，以及阴阳极材料的特点、电子转移和氧化还原反应的关系
发展要求 了解盐桥的作用知道银锌钮扣电池、铅蓄电池、燃料电池的工作原理及其应用价值。
第三单元 金属腐蚀与防护
基本要求 认识金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的意义。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，理解钢铁电化学腐蚀发生的条件。了解防止金属腐蚀的措施和原理。 解读：《化学2》钢铁的电化学腐蚀是因为发生了原电池反应而被腐蚀，不要求书写电极反应式等。本单元还要求知道钢铁的两种电化腐蚀的原理和环境条件，能书写有关的电极反应式和总反应式。
发展要求
（三）教学建议
1、注意概念的内涵、形成与发展----------焓、焓变、反应热
2、以观念建构为本的教学
例：原电池的知识网络
原电池的认知脉络
原电池的问题线索
解决问题的证据：
电流是怎样产生的？
专题2 化学反应速率和化学平衡
（一）知识结构与地位
1、与《化学1》《化学2》的联系
例：从《化学2》中的“化学反应速率和反应限度”到《化学反应原理》中的“化学反应速率和化学平衡”
能用平衡
2.本专题在模块中的地位
本专题在模块中处于中介和桥梁的作用。化学反应中焓变，以及与熵变一起是判断化学反应方向的依据，化学反应的快慢、方向和限度又是溶液中离子反应（电离平衡、水解平衡、溶解平衡等）的基础。
（二）教学内容与要求：
第一单元 化学反应速率
基本要求 知道化学反应速率的概念及定量表示方法。初步学会测定某些化学反应速率的方法。理解浓度、压强、温度和催化剂等因素对化学反应速率的影响，认识其一般规律。知道活化分子、活化能、有效碰撞等概念。认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。初步学会实验数据的记录与处理。 解读：①碰撞理论和过度状态理论不要深入阐述；
发展要求 了解碰撞理论，能用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响
第二单元 化学反应的方向和限度
基本要求 知道自发反应的概念。知道熵变的概念。能用反应焓变、熵变说明化学反应的方向。了解化学平衡的建立和平衡状态的涵义。知道化学平衡常数的涵义和表示方法，知道某一反应物的转化率的涵义。 解读：①不宜对熵下定义，不宜对熵和熵变的概念做过多拓展；只要求学生知道熵是判断化学反应方向的重要依据。②不宜拓展自由能的概念和公式、及通过自由能的计算来判断反应方向。③本单元以定性讨论为主，知道化学平衡常数和转化率的涵义，不宜过多进行化学平衡常数、转化率的定量计算，不涉及化学平衡常数的高次计算。
发展要求 认识化学平衡常数与反应限度、转化率的关系。
第三单元 化学平衡移动
基本要求 知道化学平衡移动的概念，理解温度、浓度、压强等因素对化学平衡的影响，并能够判断平衡移动的方向。理解化学平衡移动原理，并能用平衡移动的观点解释有关的化学现象。以合成氨为例，应用化学平衡移动的原理来选择和确定合成氨的生产条件。 解读：不要求学生独立书写本单元活动与探究栏目中出现的两个离子反应方程式。合成氨的工艺流程不做要求。
发展要求 利用化学平衡常数判断化学平衡移动的方向及化学反应的程度。
（三）教学建议
精心设置实验
注重化学原理在生产生活中的应用
运用多种直观手段
研究教材，突出核心知识主线
例：各种因素对化学反应速率的影响：
例：化学反应的方向
专题3 溶液中的离子反应
（一）知识结构
1. 与《化学1》《化学2》的关系
《化学1》专题1“物质的分散系”中提出了电解质和非电解质和电离方程式的概念；
《化学1》专题2“离子反应”中涉及了强电解质和弱电解质的概念，以及弱电解质不完全电离的情况和氨水醋酸溶液的电离方程式。
本专题是在次基础上运用化学平衡移动的原理、运用定性和定量的方法学习弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡和沉淀溶解平衡等内容。
（二）教学内容与要求：
第一单元 弱电解质的电离平衡
基本要求 了解强、弱电解质在水溶液中电离程度的差异及原因，能正确书写电离方程式，了解酸碱电离理论。理解电离平衡的概念。了解电离度的概念及其简单的计算。能运用化学移动原理解释弱电解质在水溶液中的电离情况。知道水的离子积常数，知道电离平衡常数与弱酸、弱碱的酸碱性强弱之间的关系。知道几种常见的弱电解质，并能知道多元弱酸的分步电离。 解读：①对于强、弱电解质与化合物结构的关系，教学中只要将常见的化合物，如酸、碱、盐、氧化物等与电解质强弱建立联系即可,明确离子化合物、共价化合物中常见的强电解质和弱电解质。②外界条件（浓度、温度、同离子效应、离子反应效应等）对弱电解质电离平衡的影响。③关于水的离子积常数，一是知道其影响因素，二是知道溶液酸碱性判断的标准，三是在有关溶液的pH计算中将会运用到水的离子积常数。④知道电离平衡常数和电离度概念，利用电离平衡常数计算弱电解质的电离度不做要求。⑤知道多元弱酸的分步电离和电离平衡常数的关系，只要求会书写一些常见多元酸的分步电离方程式；
发展要求 知道多元弱酸的分步电离和电离平衡常数的关系。
第二单元 溶液酸碱性
基本要求 了解溶液的酸碱性与溶液中氢离子、氢氧根离子浓度的大小关系。了解pH的概念及其简单的计算，知道pH的大小与溶液酸碱性的关系。了解测定溶液酸碱性的方法，学会能用pH试纸测定溶液的pH，了解用pH计测定溶液酸碱性的方法。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。知道酸碱中和滴定的原理，掌握使用酸、碱滴定管进行酸碱中和滴定的实验操作，了解酸碱中和滴定过程中pH的变化规律，并能绘制滴定过程中的pH变化曲线。 解读：①有关pH计算只限于强酸溶液、强碱溶液，以及两者反应后的混合溶液。利用电离平衡常数或电离度计算弱酸、弱碱的pH不做要求。②pH试纸要求会熟练使用，pH计的使用只作一般了解。③酸碱中和滴定只限于强酸和强碱之间的滴定，中和滴定突变范围的计算不做要求。④滴定误差分析只限于常见的操作不当引起的误差。
发展要求 知道酸碱指示剂的作用原理。知道几种常见酸碱指示剂的变色范围。
第三单元 盐类的水解
基本要求 认识盐类水解的原理，能解释强酸弱碱盐和强碱弱酸盐的水解实质。了解盐类水解的规律，并能运用其规律判断盐溶液的酸碱性，会正确书写盐类水解的化学方程式和离子方程式。以碳酸钠溶液为例，了解多元弱酸盐的分步水解。以碳酸氢钠溶液为例，说明酸式盐溶液显酸碱性的原因。了解影响盐类水解的因素，知道盐类水解在生产、生活和科学研究中的应用。 解读：①影响水解的因素（盐的性质、温度、浓度、溶液酸碱性等）。②以碳酸钠溶液为例，了解多元弱酸盐的分步水解，其他多元弱酸盐的分步水解不宜过多拓展。③以碳酸氢钠溶液为例，说明酸式盐溶液显酸碱性的原因，只要求能用电离和水解理论解释常见酸式盐的酸碱性，不要过多拓展。④弱酸弱碱盐的水解不做要求。⑤泡沫灭火器的反应原理只作一般了解不要求书写较复杂的这一类型的离子方程式。
发展要求 用实验测得常见酸式盐溶液的酸碱性，能用电离理论和水解理论解释原因。
第四单元 沉淀溶解平衡
基本要求 了解难溶物在水中的溶解情况，认识沉淀溶解平衡的建立过程。了解溶度积的概念，理解溶度积和物质溶解性的关系。了解沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用。 解读：①标准对于沉淀溶解平衡仅仅要求定性地描述，知道沉淀转化的本质，建立难容物质不等于不溶这样的观念。②只要求利用溶度积对沉淀的生成、转化作简单的判断，不要求作复杂的计算。③只要求利用溶度积判断单一溶质的溶液中沉淀是否生成。对沉淀的转化、沉淀的生成和溶解等内容也只要求定性判断。④不宜介绍影响沉淀生成及沉淀完全与否的因素如酸效应、同离子效应、盐效应等。
发展要求 能用溶度积规则判断沉淀的产生、溶解与转化。
（三）教学建议
1.实验引路。在教学过程中应注意通过实验促使学生了解沉淀溶解平衡，理解沉淀转化的本质是沉淀溶解平衡的移动。
2.问题为本。抓住问题的核心，便于学生学会“物质在水溶液中的行为”这一问题的分析方法，建立分析水溶液相关问题的思路；
3.观念建构。帮助学生建立微粒观，并能用微粒观分析问题
例：常见弱电解质教学设计思路——以问题学习为本的教学
1、纯水能电离吗？
2、怎样定量描述纯水的电离程度
3、温度改变会对水的电离产生怎样的影响？
4、加入某种溶质时会对水的电离产生怎样的影响？
1）物质进入水中后会发生怎样的变化
2）会对水的电离平衡产生怎样的影响？
例：《沉淀溶解平衡》教学设计的核心思路——以观念建构为本的教学
用微粒观、动态观、定量观认识沉淀溶解平衡
用沉淀溶解平衡深化对化学反应的认识
反思：
1.化学反应原理概念教学中，最值得深入思考、研究的问题是什么？
学生对于概念的学习存在哪些错误认识？
如何探查和转变学生的个人概念？
2.化学反应原理概念教学中，让学生获得什么最有价值？
对概念的认识方式、对问题的分析方法
解决问题的证据
认知脉络
知识线索
问题线索
在恒温恒压的条件下，用焓变（△H）表示反应放出或吸收的热量
用△H表示反应热（放出或吸收的热量）
等温
等温、等压
化学反应中的热量（等温）：反应热；放热反应和吸热反应
等温、等压
等温
反应的焓变
反应热
化学反应的热效应
根据盖斯定律
定量计算
热化学方程式
定量测定
热化学方程式书写及其简单计算
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
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
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
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考虑
原电池装置中，电流是怎样产生的？（产生电势差→发生氧化还原反应→形成持续电流）
原电池工作原理（电极反应）
原电池装置
如何将化学能转化成电能？
原电池中，正、负极是什么？在铜片和锌片表面发生了哪些反应？
你认为构成原电池需要哪些条件？
下列装置能构成原电池吗？
你对构成原电池的条件有哪些新的认识？
电流是怎样产生的？
关于原电池的核心问题：
电极与电极材料；
电流的产生：产生电势差—发生反应—持续电流
电池（原电池）是将化学能转化成电能的装置
电解质溶液中发生氧化还原反应，才可能形成原电池；
电极材料要参与电极反应；
形成原电池后会发生氧化还原反应；
电极材料不一定参加电极反应
电流是怎样产生的？
保持电势差
发生氧还反应
电子定向移动
两极形成电势差
电池两极物质的活性（得失电子能力）不同
定量描述化学反应的限度，化学平衡的特征，会用平衡移动规律解决相关问题
速率
化学反应速率有差别：
定量描述：化学反应速率
影响因素： c 、T、催化剂
定量描述：化学平衡常数
平衡转化率
影响因素：T 、c 、P
限度
方向
只要求理解化学反应有一定的限度，即达到化学平衡状态，不要求化学平衡状态的特征和平衡移动规律
化学反应条件的优化
工业合成氨
认识化学反应
判据：反应焓变（△H）
反应熵变（△S）
影响规律：△H — T△S
能用化学平衡移动原理分析水溶液中的平衡体系
移动规律认识化学反应规律、解释某些电化学问题
升温
增加总碰撞次数
增加浓度或加压
增加总分子数
升温或使用催化剂
增加活化分子的百分含量
增加单位体积内反应物的活化分子数
增加有效碰撞次数
加快反应速率
化学反应能否自发进行受哪些因素的影响？
放热反应一定可以自发进行，吸热反应一定不能自发进行，对吗？
还有什么因素会影响某一变化能否自发进行？
熵增反应一定可以自发进行，熵减反应一定不能自发进行，是吗？
熵变和焓变共同影响化学反应的方向
综合运用
深入
化学平衡理论解释溶液中的离子反应
4．沉淀溶解平衡：
沉淀溶解平衡，
溶度积
沉淀溶解平衡的应用：沉淀的生成、溶解、转化
实践活动：测定中和反应曲线
滴定实验操作
pH计测量pH
绘制滴定曲线
3．盐类的水解：
盐类水解规律
影响盐类的水解的因素
盐类的水解应用
2．溶液酸碱性：
水的离子积常数
稀溶液酸碱性及pH
pH简单计算
酸碱中和滴定
1．弱电解质的电离：
强、弱电解质
弱电解质电离平衡
常见弱电解质
电离常数
多种溶质
弱电解质
盐
强酸、强碱
水溶液

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