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1、2023年化学反应原理 教学工作总结(精选多篇) 推荐第1篇:化学反应原理教学总结 2023秋季高二化学备课组教学总结 苏伟波 这学期我们高二化学开设的课程是化学反应原理,这门课程是高考选课程的必考内容。在化学反应原理模块教学中主要存在三方面的困难,一是学科知识的储备上存在欠缺,例如,对如何用化学动力学和化学热力学的思路分析速率和平衡问题还不是很清楚;二是在焓、熵、化学反应方向等新增内容的教学中存在困难;三是深广度的把握,主要是处理不好高中内容与大学内容的关系,有时会超纲越界。经过大量的课例观察我们发现在化学反应原理模块的教学中主要存在以下三方面的问题: 一是不能正确处理必修模块与化学反应原理
2、模块教学的层次性问题。一方面,忽略了必修模块与选修模块的衔接,在进行选修模块内容教学前,常会忽略学生在必修的已有基础;在教学后,又经常会忽略引导学生对“在必修基础上发展了什么?”这一问题的反思。另一方面是深广度把握不到位,经常出现“选修模块教学平庸化”的现象,即在化学反应原理模块教学中,仅关注具体知识的教学,缺乏对学科思想方法的体现。 二是在教学中没有突出化学反应原理模块特点。在化学反应原理模块内容的教学中,要突出定性与定量相结合、实验与理性推理相结合的特点,要关注物理化学基本思想方法的运用。 三是处理不好几个关系。例如,处理不好定量分析与计算的关系,将定量分析问题的思路与复杂的数学计算等同;
3、在教学中死抠概念定义,忽视对概念的整体关系和内涵实质的把握;缺乏多样化教学处理方式。 “化学反应原理”是为了对化学反应原理感兴趣的学生开设的选修模块,以满足不同学生学习和发展的需求。人类在探索自然规律造福社会的历程中,大量利用化学反应获得人类所需要的新物质以及利用化学反应获得能量。化学反应原理就是人类在研究大量化学反应本质的基础上,总结得到的关于化学反应的一般规律。“化学反应原理”模块通过研究化学反应与能量、化学反应速率、化学平衡以及溶液中的离子平衡等内容,探究诸如如何选择燃料、人类如何解决能源危机、如何确定合成氨反应条件等问题。通过本课程模块的学习,学生应主要在以下几个方面得到发展: l.认
4、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。 今后,我们更应该合理安排,合理设计教学内容,化学反应原理是人类总结得到的关于化学反应的一般规律,涉及化学反应的能量转化、方向、限度、速率以及机理等方面的问题,因此“化学反应原理”设置了“化学反应与能量”、“化学反应速率和化学平衡”以及“溶液中的离子平衡”
5、三个主题。“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。“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含义及影响化学反应速率的因素、化学平衡的含义及影响化学平衡的因素、判断化学反应方向的依据等。“溶液中的离子平衡”着重介绍化学平衡原理的一些应用,包括弱电解质的电离平衡、盐类的水解以及沉淀溶解平衡等。把握好本模块的教学要求,学习本模块的主要目的是让学生通过科学探究获得对化学反应所遵循的一般原理即化学反应本质的认识,增进对科学探究的理解,增强探索化学反应原理的兴趣,
6、赞赏运用化学反应原理合成新物质对科学技术和人类文明发挥的重大作用,树立学习和研究化学的志向。 推荐第2篇:化学反应原理教学实践的体会 化学反应原理教学实践的体会 山西省晋城市泽州一中 王素芳 化学反应原理是高中理科的必选模块。选修课程是学生在必修模块中形成基本科学素养的基础上进行的深化与提高。转变学习方式是课程改革的基本要求。因此,在具体的教学中,必须结合选修模块自身特点及学生的实际水平研究教学方法的改革,在化学教学中实施有效的教学策略。 一、课本教材内容的编排注重以学生学习为主 教材注意正确处理知识的逻辑顺序和高中学生的生理、心理发展顺序以及认知规律。语言力求简洁、通俗,既不失科学性,又不感
7、到理论的艰涩和枯燥,可读性很强,有娓娓道来,渐入佳境的感觉。教材每一章起始都有引言,用精炼的语言勾勒出了本章主要内容和学习本章的方法指导。“归纳与整理”放在每一章节的最后,是本章所学内容的标尺,让学生检查自已的学习情况。正文内容的呈现重视追寻概念原理的学科本源,从学生已有的知识入手,走向学生的“最近发展区”。如:化学平衡先从熟悉的溶解和结晶入手,让学生认识限度,然后迁移到化学反应的平衡。通过实验现象分析平衡的移动、归纳移动原理,最后通过分析实验数据得出平衡常数。课后习题的设置突破了以往的简单和单调,“来源于课本,又高于课本,是对课本的补充和拓展”,在编写上既兼顾知识的难度,而且又嫁接在合理的生
8、活载体上,是学生跳一跳就能摘到的“桃子”。如:盐类水解“习题”的设置涵盖了方程式书写、影响因素、离子浓度大小、电荷守衡、有关离子方程式书写中有关量的问题,水解的应用以及对水解理论的应用。这些习题的设置对学生有了更大的挑战,也对我们在教学实践中难度的把握有了导向。真正意义上实现了教科书是一种学习资源。通过学习,引导学生分析、理解并进行思考,在这个过程中帮助学生建构自己的知识体系,并在这一过程中领悟获取知识的方法。课本的问题情景源于生活、社会、科技,问题小而具体,情景设置富有新意、趣味和启发性,通过环环相扣的问题,展现思维形成的过程。 二、注重课本,充分发挥教材栏目的导引功能 化学反应原理教材的栏
9、目设置新颖,适合学生自主学习。如:“关键词”:每一节中都有一个中英文对照的关键词,有助于学生在预习时准确定位学习的核心。“资料卡”:书中共有8处资料卡,资料卡的设置在知识层面上降低了难度,但同时拓宽了学生的知识面。资料卡的设置既达到帮助学生更好理解正文内容的目的,又不增加学生负担。比如:化学平衡比较抽象,教材用资料卡适时的解说固体溶解和结晶,让学生能更好的理解化学反应限度。“科学视野”中提供了一些与正文内容紧密相连的更深入些的知识,如“电离常数”、“盐的水解常数”、“溶度积”。这些定量内容,以前是在大学时出现,现在在高中阶段的呈现,主要以小字呈现。我们在具体的操作中,不要求学生进行定量计算,只
10、要求学生能通过这些公式的算法,来加深对平衡移动的理解以及对平衡的判断。这些栏目互为补充,相辅相成,从不同角度,通过不同的表现方式激发学生学习兴趣、扩大学生视野、促进对教材正文的多角度理解等作用,体现了教材的选择性功能。让“每个学生都能学到更加适合自己的化学”。 三、突出化学学科特征,更好的发挥实验的教育功能 以实验为基础是化学学科的重要特征之一。通过实验使学生体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,培养学生的创新精神和实践能力。化学反应原理中的原理是从学生已有的经验出发,生活中看似平常的事情,我们不以为然。如果我们能再现过程,慢慢从中寻求其原理,会加深学生对原理的认识。如:
11、化学反应中的能量变化,生活中多见的是发光的放热,但不发光的能放热吗?让学生通过体验来认识,设计实验“热敷袋”:向喝牛奶的空塑料袋中放入铁屑、炭粉、木屑和少量NaCl、水等。热敷袋在启用之前密封。启用时,让学生打开塑料袋轻轻揉搓,在学生的揉搓中体验热量的产生,从中认识化学对促进社会进步和提高人类生活质量的重要影响,同时感受化学的魅力。又如:在学到“难溶电解质的溶解平衡”时,学生已有的经验总认为等物质的量的NaCl和AgNO3完全反应后,溶液中不存在Ag+和Cl-。怎样来突破这个难点呢?通过设计实验让学生来感知NaCl饱和溶液中存在着溶解结晶平衡,然后在NaCl和AgNO3完全反应后的溶液中滴加A
12、gI溶液,出现黄色沉淀,证明有Ag+存在。从而实现知识的迁移:绝对不溶的物质是没有的,任何物质的溶解都有度。 走在新课改的路上,我和我的同学在不停的调整我们的步伐,力求我们能更默契。走进新课程既是机遇又是挑战,新课程就是一场“春雨”,我们要在新课程中长得更茁壮。 推荐第3篇:化学反应原理常考考点总结 化学反应原理常考考点总结 总结人:于志新 第一章化学反应与能量 1、常见的吸热放热反应 2、吸热放热反应与反应前后总能量的关系; 3、吸热放热反应与反应物与生成物键能的关系; 4、H=反应物键能-生成物物键能 5、燃烧热的概念理解和燃烧热的热化学方程式的认定,相关计算。必考 6、中和热的概念理解和
13、中和热的实验 7、反应的H的大小比较(系数不同、产物不同、反应物或生成物的状态不同)注意放热反应H是负数。-必考 8、盖斯定律填空必有一道,选择题可能也有一题。 第二章化学反应速率和化学平衡 1、化学反应速率的影响因素以及从活化分子有效碰撞理论解释(选择题) 2、化学反应速率的计算及速率与系数的关系及速率比大小(注意时间是否统一) 3、化学平衡态的标志(速率等、浓度,百分含量定是基本的标志;还可以从化学键、压强、平均分子量、颜色、温度等角度)-必考 4、平衡移动的题(因素、方向、转化率,百分含量的变化、图像)必考 5、平衡的计算(三行) 6、在事实中是否能用移动原理解释 7、平衡常数的意义、影
14、响因素(只与温度有关),表达式(固体和液体不写)和平衡常数的计算值。填空题;平衡常数的改变与平衡移动的关系。 8、化学反应进行的方向(2个判据结合用)-一道选择题 第三章离子平衡 1、电解质的概念及电离条件-选择题;溶液导电性的变化-选择题;电离和水解离子方程式的区别;电离常数的意义、影响因素(只与温度有关) 2、溶液酸碱性的判断、PH计算(稀释、酸酸混合、碱碱混合、酸碱混合酸性先算H+浓度、碱性先算OH-浓度)必考(选择或填空) 3、PH试纸的使用、读数值 4、酸碱中和滴定实验:(滴定终点的认定指示剂变色且半分钟不恢复原来颜色、终点时一定中性吗?眼睛注视的位置(锥形瓶颜色的变化)、滴定管的类
15、型,刻度分布、读数(平视、0.01ML)、使用(水洗、润洗、装夜、排气泡、调液面至0或0以下、记下初始读数)、误差分析。必考 5水解的口诀的理解和应用、水解离子式。 6、酸碱等浓度等体积混合后,溶液的酸碱性;酸碱PH值相当(如3和11)等体积混合后溶液的酸碱性必考(选择或填空) 7、盐中的微粒浓度大小比较以及三个守恒必考(多项选择或填空) 8、酸碱盐对水的电离程度的影响(定性或定量比大小) 9、离子共存(水电离出的H+浓度或OH-浓度都小于10-7,则该溶液有酸性和碱性两种可能注意双水解可以导致不共存)必考(选择) 10、溶解平衡的沉淀转化规则及转化方程式的书写;溶度积的的意义、影响因素(只与
16、温度有关)及简单的计算必考(选择或填空) 第四章电化学 1、原电池的设计图(单液和双液)、电极反应式、电子和电流、离子的移动方向 2、化学电源的放电时电极反应式(氧化还是还原)、电子和电流、离子的移动方向、PH值的变化(电极附近的、整体的);充电时电极反应式是氧化还是还原、PH值的变化及如何充电必考(多项选择)燃料电池中的氢氧重要;二次电池铅蓄电池重要。 4、金属材料的活动性的推断(正负极、电子,电流,离子的流向、电极的变化,反应是氧化还是还原、置换的顺序)必考(选择) 3、氯化钠、硫酸铜、硝酸银的电解重要电极式、总反应、计算(注意一个电极需要写2个电极反应的计算)必考(选择或最后计算) 4、
17、放电序必背电解后PH值的变化及如何恢复必考(选择或填空) 5金属的电化腐蚀(析氢和吸氧,吸氧重要)条件、电极式、总反应。 6、腐蚀的速度和保护效果的好坏(电解池腐蚀阳极,保护阴极;原电池腐蚀负极,保护正极、电解池腐蚀阳极最厉害,阴极保护得最好这是顺序中的最前和最后)必考(选择) 7、精炼铜和电镀装置的电极材料和电解液的选择、电极式。PH值和离子浓度的变化 附加口诀:1升温,全快 2加压,不管平衡是否移动,气体浓度全大 3、增加廉价原料的浓度,提高价贵原料的转化率 4、等倍数改变气体浓度,按照改变压强讨论移动方向 推荐第4篇:化学选修4 化学反应原理 教师教学用书 普通高中课程标准实验教科书 化
18、学选修4 化学反应原理 教师教学用书 说明 目录 绪言 说明 教学建议 教学资源 第一章 化学反应与能量 本章说明 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 教学资源 第二章 化学反应速率和化学平衡 本章介绍 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 教学资源1 教学资源2 第三章 水溶液中的离子平衡 本章说明 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 教学资源 第四章 电化学基础 本章说明 第一节 原电池 第二节 化学电源 第三节 电解池
19、 第四节 金属的电化学腐蚀与防护 1 化学反应原理教师参考书 说明 本书是根据中华人民共和国教育部制订的普通高中化学课程标准(实验)和普通高中课程标准实验教科书化学选修4化学反应原理的内容和要求编写的,供高中化学教师参考。 根据课程标准,化学反应原理课程要求学生学习化学反应与能量、化学反应速率和化学平衡以及溶液中的离子平衡等内容,并要求达到以下学习目标: 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
20、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。化学反应原理课程共36课时,各章的课时分配建议如下: 绪论1课时第一章6课时第二章11课时第三章10课时第四章6课时复习2课时 本书按章编排,每章分为本章说明、教学建议和教学资源三部分。 本章说明包括教学目标、内容分析和课时分配建议等。教学目标反映知识与技能、过程与方法和情感态度与价值观几方面的教学目的要求。内容分析主要说明本章教材的内容及其在教学中的地位和功能、知识间的逻辑关系以及教材的特点。课时分配建议可供教师安排课时参考。 教学建议分节编排,包括本节的教学目标、教学重点、难点、教学设
21、计的思路、活动建议、问题交流和习题参考等部分。活动建议主要是对如何组织实验、科学探究和调查研究等教学活动的建议。问题交流主要介绍学与问、思考与交流的设计意图或对栏目活动的组织提出建议,有些还给出了相应的参考答案。习题参考包括提示、参考答案以及补充习题等。 教学资源主要编入一些本章教材的注释或疑难问题的解答,及与本章内容有关的原理拓展、科技信息、化学史、国内外化学与化工生产中的某些新成就等。这些内容意在帮助教师理解和掌握教材,一般不宜对学生讲授,以免增加学生的负担。 应该指出的是,教参是供教师备课时参考的,而采用什么教学方法,应该由教师根据具体情况决定。 本书编写者:何少华、裴群、金仲呜、冷燕平
22、、黄明建(按编写顺序) 本书审定者:李文鼎、王晶 责任编辑:冷燕平责任绘图:李宏庆 人民教育出版社 课程教材研究所 化学课程教材研究开发中心 2023年4月 目录 绪言 说明 教学建议 教学资源 第一章 化学反应与能量 本章说明 2 教学建议 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 教学资源 第二章 化学反应速率和化学平衡 本章说明 教学建议 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 教学资源 第三章 水溶液中的离子平衡 本章说明 教学建议 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
23、节 盐类的水解 第四节 难溶电解质的溶解平衡 教学资源 第四章电化学基础 本章说明 教学建议 第一节 原电池 3 第二节 化学电源 第三节 电解池 第四节 金属的电化学腐蚀与防护 教学资源 绪言说明 一、教学目标 1.认识物质的各种化学性质是有规律可循的,而这些规律是化学的精髓,需要下功夫学习掌握。2.了解本书的基本内容和学习方法,认识学习概念模型是学习和研究化学反应原理的基础。 3.初步了解有效碰撞、活化分子与活化能的概念模型,认识催化剂对于化学科学研究和化工生产的巨大作用,为其后的学习打下基础。 二、内容分析 1.地位和功能 绪言作为全书的开篇,目的在于让学生从一开头就对本书的基本内容、学
24、习方法有一个初步的了解,并简要地介绍有效碰撞理论、活化分子与活化能的概念模型,以及催化剂对于化学科学和化工生产的巨大作用,以起到提纲挈领、引起学生学习化学反应原理兴趣的作用。 在前面的学习中,学生已经知道了化学反应的发生是由于反应物分子之间发生激烈碰撞,破坏化学键,使得各原子间的组合发生变化形成新的化学键,产生了新的分子,同时也了解了化学键的断裂和形成与化学反应中能量变化的关系。本模块是以学生此前的化学学习为基础,以学生对许多具体化学反应的知识积累为前提,为适应学生的学习心理发展需求而设立的选修课程,旨在帮助学生进一步从理论上认识一些化学反应原理的基础知识和研究问题的方法。教科书中介绍的简化后
25、的有效碰撞模型和活化分子、活化能模型及催化剂的重要作用,将为学生后面的学习打下重要基础。 2.内容结构 绪言在内容上主要可分为两个部分:一是第 一、第二自然段,简要地介绍本模块的基本教学内容。教科书以大量事例说明,化学反应种类繁多,条件极其复杂,但都有规律可循。而这些规律恰好是化学的精髓,是吸引人们学习、钻研化学科学的魅力所在。二是第 三、第四自然段,凸显研究问题的过程与方法,侧重介绍了简化后的有效碰撞模型的构建思路,及活化分子、活化能等概念。培养学生自觉地用辩证的观点看待各种复杂的化学反应,认识事物的存在具有多样性,物质的稳定具有相对性,而化学变化的复杂性和规律性相辅相成。与此同时,还指出了
26、学习化学反应原理的方法: (1)完成书中规定的实验、活动。 (2)观察周围(包括大自然)发生的化学现象,思考或进行模拟实验。 (3)认真学习概念模型,它是学习、研究化学反应原理的基础。 值得注意的是,绪言在论证了有效碰撞模型的合理性之后,坦陈现有理论的缺憾:到目前为止,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。这种客观的科学态度不仅有利于学生对相关理论有一个客观的认识,更对培养学生的情感态度与价值观会起到潜移默化的作用。同时也会激发学生将来进行更深入探究的意识。 绪言的内容结构如下图所示: 4 3.内容特点 绪言中概括地介绍了课程的主要内容和学习方法与思路,同时还简介了有效碰撞理论
27、和活化分子与活化能两个概念模型,对全书起着提纲挈领、画龙点睛的作用。 三、课时分配建议 建议用1课时。 教学建议 一、教学设计 由于本课的理论性较强,概念较为抽象,学生接受相关知识有较大难度,所以绪言教学采取以教师讲授与学生探究活动相结合的方法为宜。教学中对概念模型的表述应尽量简化,对概念模型的认识还需要在后面的学习中逐渐深入,这里更多地是强调研究问题的方法和意识。通过绪言的教学,应使学生在内容上对化学反应原理研究的范围有所了解,在方法上对科学的研究方法概念模型法有所领悟。 教学重点:了解化学反应原理的基本学习方法概念模型法。 教学难点:有效碰撞和活化分子与活化能的概念模型。 教学建议: 根据
28、绪言内容特点,本课可设计成下述教学模式:课前自学查阅资料课上交流讨论师生共同研究。教师在课前布置学生自学,然后将学生分成若干个小组,要求他们通过查阅资料、小组整理资料、先行讨论形成共识,再通过课堂上的汇报、讲解、交流和评价,完成对本课内容的学习。 新课引入首先教师指出,化学研究的核心问题是化学反应。化学中最有创造性的工作是设计和创造新的分子。化学家们通常是利用已发现的原理来进行设计并实现这个过程,如果对化学原理的理解不够清楚则无法做到。化学反应是怎样发生的?为什么有的反应快、有的反应慢?它遵循怎样的规律?如何控制化学反应为人所用?这是我们学习化学反应原理的宗旨。化学反应原理所包含的内容及学习化
29、学反应原理的方法正是本书要探讨的问题。 5 教学中的主要过程可以结合学生汇报交流自学与讨论的成果,围绕下列问题展开: 1.化学反应原理研究的内容可列举学生熟悉的化学反应进行分析。 情景1: 说明:同样都与H2反应,由于O 2、CuO、N2的性质不同,反应的难易程度不同。物质之间能否发生反应,是由物质本身的性质决定的,对于能够发生的化学反应,影响化学反应速率的根本原因也是反应物本身的性质,我们称之为内因。 情景2:将H2+O2混合,在室温条件下可以稳定存在数百年,但点燃后却会发生剧烈的爆炸反应,而且只要配比相当,可以完全转化成生成物。 说明:外界条件可以促使其反应发生。而且在一定的条件下,反应进
30、行得比较彻底。物质之间反应的内因已经具备,外因则是变化的条件。不同的外界条件都能够改变化学反应的速率。 情景3:H2+N2即使在高温、高压、有催化剂的条件下反应,也不能完全转化成生成物。 说明:该反应是有一定限度的。 总结:化学反应速率、方向及限度正是化学反应原理要研究的问题。此时有必要指出:在不同物质体系、不同的环境中,化学反应所遵循的规律是不同的,如在第三单元将介绍水溶液中的离子反应;在第一单元和第四单元将分别介绍化学反应中物质与能量之间的定量关系以及电化学的最基础知识等等,这些都是化学反应原理研究的范围。这些基本原理与我们身边经常发生的化学现象密切相关,只要我们注意观察、研究,大自然将成
31、为无所不在的大课堂。 2.研究化学反应原理的思路与方法概念模型法。 教科书介绍了合理简化的概念模型以及如何运用概念模型学习化学反应原理。对该段内容的处理可分三步进行: (1)建立简化的有效碰撞模型的设想:为了突出化学反应最重要的内涵,忽略其他因素的干扰作用,选择气相反应体系作为研究有效碰撞的基础模型。其优点是:气体分子运动空间远大于自身体积所占有的空间,环境影响因素相对较少。该概念模型最重要的内涵也更加突出,更容易掌握。如在水溶液中的反应,水是较大量的,研究水溶液中的化学反应就不能忽略水分子的作用。 (2)模型的基本构架 模型的建构:在一洁净的容器中,使氢气与氧气按体积比21的比例混合,气体分
32、子因自由运动而不断发生碰撞(互相接触)这是发生化学反应的必要条件。 假设与事实:研究结果表明,从分子的热运动来看,分子发生碰撞的机会很多。如在常温常压下每个氢分子、氧分子自身或它们之间的碰撞几率为2.3551010次/秒。假如每次碰撞都能发生化学反应,则化学变化瞬间即可完成,但事实并非如此。 立论:并不是每次分子间的碰撞都会引发化学反应,只有其中部分的气体分子碰撞是有效的,即有效碰撞这是发生化学反应的充分条件。 (3)活化分子和活化能 对该模型的进一步认识可结合教科书上的图示(图1)。具有足够能量(活化能)的分子活化分子的碰撞是有效碰撞的必要条件,但不充分。只有当活化分子采取适合的取向进行碰撞
33、时才能反应。 活化分子具有较高能量,能够发生有效碰撞的分子。 活化能活化分子高出反应物分子平均能量部分 6 教科书以活化能为0的反应从另一个侧面说明有效碰撞模型的合理性。进一步说明了活化能的大小与化学反应速率的关系。 结论:某一化学反应的速率大小与单位时间内有效碰撞次数有关;而有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关;活化分子的多少又与该反应的活化能的大小有关。活化能的大小是由反应物分子的性质决定的,而反应物分子的性质又与分子的内部结构密切相关,可以说,反应物分子的内部结构是决定化学反应速率的内因。那么,对于一个特定反应,人类如何使用和控制,还需要研究外部条件对它的影响。这将在
34、后面的学习中继续讨论。 最后教科书特别指出:化学反应的活化能可以用实验方法测定,当实验条件不同时,会得出不同的结果,催化剂的应用就是实例之一。人们尚未掌握化学反应活化能的有效的理论推算方法,这种留有缺憾的教学观点值得关注,既有利于学生客观地认识科学规律,也有利于培养学生的科学精神。 关于催化剂,在化学2中已有介绍,这里着重说明催化剂的作用、意义,在第二章中进一步从由于催化剂的参与改变了活化能,从而改变了反应速率来认识催化剂的作用。 3.模型研究的意义 应该说学生根据自身的生活经验,对于简化后的有效碰撞模型接受起来并不难,由于缺乏相关的知识,要达到真正领会该模型的要点是不现实的。这也是教科书采取
35、最简化处理方法的原因。为了便于学生理解模型研究的方法和意义,教师还可以利用学生已有的可燃物燃烧条件的知识,建立下列模型: 可燃物必须有氧气参与并达到着火点才能燃烧,产生新物质的同时有能量的释放;不同的可燃物,其着火点不同;同样道理,反应物分子获得足够的能量(活化能)并具有合理的取向才能发生有效碰撞,产生新物质并伴随有能量的变化。 总结时教师强调:同其他科学研究一样,当我们研究某个问题的时候,需要提取本质的内容而控制其他干扰因素来进行。概念模型是一种比较抽象的模型,需要有意识地忽略事物的某些特征,抽象出关键的因素,使各因素之间的关系更清晰,更利于研究对象的把握,以减少可能引起的偏差。概念模型法是
36、科学认识史上重要的方法之一,学生们通过本课的学习应获得一定的认识。 二、活动建议 7 建议课前以小组为单位活动,对下列内容进行查阅和讨论。 活动设计1:认识化学反应原理 可供讨论的问题和教学设计意图如下: 活动设计2:简化后的有效碰撞模型、活化分子和活化能 要求学生简要回答下列问题: 活动设计3:化学反应原理的重要领域关于催化剂的研究 要求学生填写下表: 教学资源 1.化学反应的活化能 实验证明,只有发生碰撞的分子的能量等于或超过一定的能量Ec(可称为临界能)时,才可能发生有效碰撞。具有能量大于或等于Ec的分子称为活化分子。 在一定温度下,将具有一定能量的分子百分数对分子能量作图,如图1所示。
37、从图中可以看出,理论上来说,反应物分子的能量可以从0到,但是具有很低能量和很高能量的分子都很少,具有平均能量E的分子相当多。这种具有不同能量的分子百分数和能量的对应关系图,叫做一定温度下分子能量分布曲线图。 8 图1 等温下的分子能量分布曲线 图1中,E表示分子的平均能量,Ec是活化分子具有的最低能量,能量等于或高于Ec的分子可能产生有效碰撞。活化分子具有的最低能量Ec与分子的平均能量E之差叫活化能。 不同的反应具有不同的活化能。反应的活化能越低,则在指定温度下活化分子数越多,反应就越快。 图2 不同温度下分子能量分布曲线 不同温度下分子能量分布是不同的。图2是不同温度下分子的能量分布示意图。
38、当温度升高时,气体分子的运动速度增大,不仅使气体分子在单位时间内碰撞的次数增加,更重要的是由于气体分子能量增加,使活化分子百分数增大。图2中曲线t1表示在t1 温度下的分子能量分布,曲线t2表示在t2温度下的分子能量分布(t2t1)。温度为t1时活化分子的多少可由面积A1反映出来;温度为t2时,活化分子的多少可由面积A1+A2反映出来。从图中可以看到,升高温度,可以使活化分子百分数增大,从而使反应速率增大。 一个化学反应体系的活化能Ea,通常是通过温度对反应速率常数的影响来测定的,其关系式为阿累尼乌斯方程,即: 2.为什么活化分子的碰撞不一定都发生有效碰撞 反应物分子之间发生有效碰撞,必须同时
39、满足两个条件,一是反应物分子的能量必须达到某一临界数值,二是反应物分子必须按一定的方向互相碰撞。前者是能量因素,后者是空间因素。现以反应NO2+CONO+CO2为例来说明。 当NO2和CO分子彼此靠近时,它们分子中的价电子云就互相影响,结果,分子的键长和分子的形状都发生变化。NO2与CO分子在发生有效碰撞时,必须同时满足空间因素和能量因素两个条件。 (1)空间因素:NO2与CO分子只有在一定方向上碰撞,即N-O键和C-O键要在一条直线上发生碰撞,才能发生反应,如图3所示。 9 图3 NO2和CO的反应过程 很显然,当N-O与C-O在一条直线时,两个分子之间电子云相互影响最大,才有利于形成中间产
40、物活化络合物。 (2) 能量因素:NO2与CO分子发生有效碰撞,必须克服它们价电子云之间的排斥作用。只有那些能量大的分子,当其平均能量具有或超过活化分子所具有的能量时,才能克服这种电子云间的排斥作用,形成一个处于活化状态的中间产物活化络合物。此时原有的N-O键部分断裂,新的CO键部分地形成。这种活化络合物既可以分解而成反应物NO2和CO,又可以形成生成物NO和CO2。图4反映了上述反应过程中能量的变化情况。 图4 NO2和CO反应过程中能量的变化 图4中,A点表示NO2+CO系统的平均能量,在此条件下,NO2与CO分子发生碰撞时并不发生反应。只有当NO2和CO分子的平均能量达到B处(或高于B处
41、)时,碰撞才能形成活化络合物ONOCO,而后发生反应。C是反应产物NO+CO2系统的平均能量。从图4还可以看到,E1是正反应的活化能,E2是逆反应的活化能。E2和E1之差是化学反应的热效应。正反应是放热反应,逆反应是吸热反应。 从以上分析可知,活化分子虽然具有反应所必需的能量,但如果两活化分子不在特定的相对位置发生碰撞,仍不能发生反应。 第一章 化学反应与能量 本章说明 一、教学目标 1.了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式。2.认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化,而且能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的,能量的多少取决于反应物和生成物的质量。 3.了解反应热和焓变
42、的涵义。 10 4.认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。 5.理解盖斯定律的意义,能用盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的简单计算。 6.理解燃烧热的概念,认识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。 二、内容分析 1.地位和功能 本章包括化学反应与能量的变化燃烧热能源和化学反应热的计算三节,属于热化学基础知识。热化学是研究化学反应热现象的科学,曾为建立热力学第一定律(能量守恒和转换定律)提供了实验依据,反过来,它又是热力学第一定律在化学反应中的具体应用。它主要解决各种热效应的测量和计算问题。 在必修化学2中,
43、学生初步学习了化学能与热能的知识,对于化学键与化学反应中能量变化的关系、化学能与热能的相互转化有了一定的认识,本章是在此基础上的扩展与提高。 能源是人类生存和发展的重要物质基础,本章通过化学能与热能转化规律的研究帮助学生认识热化学原理在生产、生活和科学研究中的应用,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。 2.内容结构 (1)反应热和焓变概念是本章学习的起点,必须让学生对它们有一个初步的认识,为以后的学习打下基础。由于课程标准对它们的要求不高,因此教科书做了简化处理。 (2)热化学方程式是反应热计算的基础,要求学生较好地掌握。为了提高学生学习的积极性,教科书
44、采用启发式的编写方法,让学生自己分析探讨热化学方程式的书写规则,得出结论后再与章末的归纳与整理对照更正,作为自己学习与归纳能力的一次测试。 (3)化学反应热有多种,其中燃烧热与燃料的品质有关,因而也就与能源有关,所以教科书将燃烧热与能源放在一节来讨论。这一节提供的燃烧热数据,是计算反应热的重要依据。教科书中编写的关于能源的资料和科学视野,对于学生了解我国能源发展状况以及如何节约能源和开发新能源均会有一定的帮助。 (4)化学反应热的计算是本章的重点,因为热化学研究的主要内容之一就是反应热效应的计算。反应热的计算对于燃料燃烧和反应条件的控制、热工和化工设备的设计都具有重要意义。 在第三节中,盖斯定律是个难点,为了便于学生理解,教科书以测山高为例,并用能量守恒定律来论证。学生在掌握了热化学方程式和盖斯定律的基础上,利用燃烧热的数据,就可以进行简单的热化学计算。 本章的内容结构如下图所示: 3.内容特点 通过初中和高中必修化学课程的学习,对于化学反应中的能量变化,学生并不陌生,但系统地研究反应热问题,这还是第一次。像焓变、燃烧热、热化学方程式、盖斯定律等热化学理论概念,学生学习起来会觉得抽象、艰深。为了适应学生的认知水平,能让学生初步理解这些理论概念,编者在不影响科