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1、化学反应原理化学反应原理选修模块的功能定位选修模块的功能定位第第1页页/共共48页页化学反应原理选修模块的对象：化学反应原理选修模块的对象：对化学有兴趣并将升入大学学习理科的对化学有兴趣并将升入大学学习理科的部分学生部分学生 不是面对所有高中学生。不是面对所有高中学生。本模块教材既注重基础性，又注重提高性。本模块教材既注重基础性，又注重提高性。第第2页页/共共48页页化学反应原理化学反应原理选修模块的教材编写特点选修模块的教材编写特点第第3页页/共共48页页注重科学性，并突出新思想、新内容注重科学性，并突出新思想、新内容本教材所介绍的化学反应原理是一些有关化学本教材所介绍的化学反应原理是一些有
2、关化学反应的基本思想和方法，它们不仅具有理论反应的基本思想和方法，它们不仅具有理论意义，而且具有实际价值。意义，而且具有实际价值。现代科学的发展使一些经典原理的含义或应用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，本教材尽量避免内容在科发生了质的变化，本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，尤其学性上与现代科学脱节，注重科学性，尤其避免为了避免为了“浅出浅出”而随意地、错误地解释概而随意地、错误地解释概念，使本教材在科学性上具有相对长的生命念，使本教材在科学性上具有相对长的生命力。力。第第4页页/共共48页页 重视知识的框架结构，重在介绍学术思想重视知识的框架结构，
3、重在介绍学术思想不是为了应试而围绕有限的知识点组织素材，而是使知识不是为了应试而围绕有限的知识点组织素材，而是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学术思想的形成、演变与发展，从本质上理解这些人类知识结晶的精髓。类知识结晶的精髓。第第5页页/共共48页页 注重知识发展的阶段性与连续性注重知识发展的阶段性与连续性*注注重重与与必必修修内内容容的的衔衔接接，尽尽可可能能从从学学生生已已有有的的知知识识出出发发，提提出出问问题题，让让学学生生带带着着问问题题线线索索进进入入到到新新的的学学习内容
4、中去。习内容中去。*注注重重教教材材内内部部内内容容的的衔衔接接，在在前前后后章章的的内内容容、章章内内各各节节内内容容，以以及及各各处处内内容容的的编编写写上上都都特特别别注注意意了了这这一一点。点。*注注重重与与大大学学内内容容的的衔衔接接，不不是是简简单单地地将将大大学学内内容容搬搬来来，简简单单下下移移，而而是是精精心心设设计计、精精心心选选择择，遵遵循循螺螺旋旋式式上上升升的的认认识识规规律律，在在深深入入浅浅出出上上下下功功夫夫，让让学学生生在在中中学学阶阶段段对对相相关关问问题题有有一一个个正正确确的的概概念念、基基本本的的了了解解，更更深深层层次次、更更全全面面的的理理解解以以
5、及及更更高高水水平平的的把把握握留留待待大大学学阶阶段段解解决决。因因此此，本本教教材材在在这这方方面面比比较较好好地解决了中学内容与大学内容的衔接问题。地解决了中学内容与大学内容的衔接问题。第第6页页/共共48页页 突出化学是一门实验科学的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强调实验对于理论产生的重要性 例：平衡常数概念、速率概念都是通过实验数据导出。例：平衡常数概念、速率概念都是通过实验数据导出。*介绍知识时避免将理论绝对化介绍知识时避免将理论绝对化 理理论论的的得得出出无无不不源源自自实实验验事事实
6、实，理理论论的的正正确确性性必必须须经过实验的检验。经过实验的检验。任何理论都存在局限性，都有其应用范围。任何理论都存在局限性，都有其应用范围。任何理论都不能随意使用，不可能放之四海而皆准。任何理论都不能随意使用，不可能放之四海而皆准。第第7页页/共共48页页突出现代化学正在逐步走向定量化的特征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，并设计了一定数量的自始至终注意提供定量的信息，并设计了一定数量的定量计算内容（反应的焓变、平衡常数、平衡转化定量计算内容（反应的焓变、平衡常数、平衡转化率等），给同学们提供有关化学反应定量研究的基率等），给同学们提供有关化学反应定量研究的基
7、本训练。本训练。第第8页页/共共48页页合理处理抽象概念合理处理抽象概念 对对于于一一些些比比较较抽抽象象的的概概念念（例例如如焓焓变变、熵熵等等物物理理函函数数）力力求求从从同同学学熟熟悉悉的的事事实实出出发发，用用浅浅显显的的语语言言，分分析析其其物物理理意意义义。尽尽量量避避免免繁繁杂杂的的数数学学推推导导或或者者不讲过程只端出结论的两种偏颇做法。不讲过程只端出结论的两种偏颇做法。重视学习者的参与性重视学习者的参与性尽可能地启发同学开动脑筋、动手实践，经过理尽可能地启发同学开动脑筋、动手实践，经过理性思考之后，再做出归纳、介绍理论。避免填鸭性思考之后，再做出归纳、介绍理论。避免填鸭式的知
8、识罗列。式的知识罗列。第第9页页/共共48页页 富有张力，适于教师因材施教富有张力，适于教师因材施教教材主体内容保持在普通高中课程标准的基本教材主体内容保持在普通高中课程标准的基本要求范围内，使教材适用于学生的主体部分。要求范围内，使教材适用于学生的主体部分。在基本要求之上，以提高性栏目或符号在基本要求之上，以提高性栏目或符号“*”标标注形式设计了提高内容，以满足部分学生的注形式设计了提高内容，以满足部分学生的高要求。高要求。第第10页页/共共48页页教材内容体系的教材内容体系的创新性设计创新性设计第第11页页/共共48页页化学反应原理的体系结构化学反应原理的体系结构 第第12页页/共共48页
9、页焓变概念焓变概念焓变计算焓变计算 原理原理第一章第一章化学反应与能量变化化学反应与能量变化化学能与电能化学能与电能的相互转化的相互转化 能量转化能量转化化学能转化为热能化学能转化为热能反应反应的热效应的热效应 电能转化为化学能电能转化为化学能电解电解 化学能转化为电能化学能转化为电能 原电池原电池 应用应用第第13页页/共共48页页化学反应的化学反应的热效应热效应热化学方程式热化学方程式 定量测定定量测定定量计算定量计算 根据盖斯定律根据盖斯定律 反应热反应热反应的焓变反应的焓变根根据据生生成成焓焓计计算反应的焓变算反应的焓变 第第1 1节节 化学反应的热效应化学反应的热效应第第14页页/共
10、共48页页电解食电解食盐水盐水电电解解熔熔融融氯化钠氯化钠电电 解解 精精炼铜炼铜 电镀电镀 外加直流电外加直流电装置：装置：电解池电解池电极反应：电极反应：阴极：还原反应阴极：还原反应阳极：氧化反应阳极：氧化反应第第2 2节节 电能转化为化学能电能转化为化学能电解电解 电解电解电能转化为化学能电能转化为化学能 第第15页页/共共48页页化学电源化学电源 金属腐蚀金属腐蚀（电化学腐蚀）（电化学腐蚀）装置：装置：原电池原电池产生直流电产生直流电电极反应：电极反应：阴极：还原反应阴极：还原反应阳极：氧化反应阳极：氧化反应第第3 3节节 化学能转化为电能化学能转化为电能电池电池 电解电解化学能转化为
11、电能化学能转化为电能 第第16页页/共共48页页化化学学热热力力学学化学反应化学反应判据：反应焓变（判据：反应焓变（H H）反应熵变（反应熵变（S S）影响规律：影响规律：H H TS TS 认认识识化化学学反反应应化化学学反反应应条条件件的的优优化化工工业业合合成成氨氨共共同同影影响响第二章化学反应的方向、限度与速率第二章化学反应的方向、限度与速率化化学学动动力力学学限限度度速速率率定量描述：化学平衡常数定量描述：化学平衡常数 平衡转化率平衡转化率影响因素：影响因素：T T、c c、P P 化学反应速率有差别：化学反应速率有差别：反应历程、基元反应反应历程、基元反应定量描述：化学反应速率定量
12、描述：化学反应速率影响因素：影响因素：c c、T、催化剂催化剂 方方向向第第17页页/共共48页页第二章第二章 化学反应的方向、限度和速率化学反应的方向、限度和速率创新性举例创新性举例第第18页页/共共48页页第一节第一节化学反应的方向化学反应的方向反应熵变反应熵变反应焓变反应焓变共同共同 影响影响吸热吸热放热放热熵增熵增熵减熵减把握整体思路把握整体思路不在概念细节上纠缠不在概念细节上纠缠第第19页页/共共48页页第二节第二节 化学反应的限度化学反应的限度（反应达平衡状态（反应达平衡状态)化化学学反反应应平平衡衡状状态态的建立的建立化化学学反反应应限限度度的的定定量描述量描述反反应应条条件件对
13、对化化学学平平衡的影响衡的影响 化学化学平衡常数平衡常数 平衡平衡转化率转化率 温度温度 浓度浓度 压强压强 第第20页页/共共48页页为什么不用正逆反应速率相等的办法引入平衡常数？为什么不用正逆反应速率相等的办法引入平衡常数？1.实验平衡常数与标准平衡常数；实验平衡常数与标准平衡常数；2.KP与与KC的关系；的关系；3.平衡转化率与产率；平衡转化率与产率；4.温度影响平衡常数的定量描述；温度影响平衡常数的定量描述；升高温度，对升高温度，对H0的反应有利；的反应有利；降低温度，对降低温度，对H8.33 反应平衡左移反应平衡左移CaCO3=CaO+CO2只有均相、封闭体系、只改变一个热力学量时，
14、只有均相、封闭体系、只改变一个热力学量时，勒夏特列原理才能成立。勒夏特列原理才能成立。本教材在编写本教材在编写“化学平衡移动化学平衡移动”这一部分时，完这一部分时，完全避开勒夏特原理，从简单的全避开勒夏特原理，从简单的Q Qc c与与K Kc c比较来讨论平衡比较来讨论平衡的方向，既正确又简洁。的方向，既正确又简洁。第第23页页/共共48页页第三节第三节化学反应速率化学反应速率 反应历程反应历程 化化学学反反应应速速率率的的定定量描述量描述影影响响化化学学反反应应速速率率的因素的因素 温度温度浓度浓度压强压强催化剂催化剂 理理论论基基础础定量研究基础定量研究基础 第第24页页/共共48页页将基
15、元反应的概念作为反应速率教学的起点将基元反应的概念作为反应速率教学的起点现存问题：现存问题：*学生不了解化学反应是如何进行的。学生不了解化学反应是如何进行的。*滥用质量作用定律、碰撞理论滥用质量作用定律、碰撞理论 片面解释活化能概念。片面解释活化能概念。本教材特意安排了揭示化学反应复杂性的内容：本教材特意安排了揭示化学反应复杂性的内容：“化学反应是怎样进行的化学反应是怎样进行的”，提出，提出 “反应历程反应历程”和和“基元反应基元反应”的概念。这些概念对学生正确地理解有关化学反应速率的若干的概念。这些概念对学生正确地理解有关化学反应速率的若干问题起到提纲挈领的作用。问题起到提纲挈领的作用。只有
16、基元反应层面只有基元反应层面才能直接应用才能直接应用质量作用定律质量作用定律、才有、才有活活化能化能确定的物理意义、才能应用确定的物理意义、才能应用碰撞理论碰撞理论、才能认识、才能认识催催化作用化作用的原理。的原理。第第25页页/共共48页页 kJmol1 K10122热力学不稳定性，动力学稳定性（亿万年）（没有氧，充满硝酸，没有生命的世界）例二：例二：H H2+化学反应速率的教学必需建立在基元反应的基础上化学反应速率的教学必需建立在基元反应的基础上1.总反应与基元反应速率方程；总反应与基元反应速率方程；例一：例一：2N2N2+5O2+2H2O=4HNO3 长期共存 kJmol11.1.反应方
17、向及限度，常温常压下热力学不稳定反应方向及限度，常温常压下热力学不稳定2长期共存，动力学稳定性（趋向平衡的速率）长期共存，动力学稳定性（趋向平衡的速率）3一触即发：烧红的铁丝，铂黑：爆炸。一触即发：烧红的铁丝，铂黑：爆炸。反应速率与条件反应速率与条件 H2O 第第26页页/共共48页页说明：化学反应既有热力学问题（方向、限度），说明：化学反应既有热力学问题（方向、限度），又有动力学问题：三方面的内容。又有动力学问题：三方面的内容。以H2+Cl2反应为例 H2+Cl2=2HCl 总（包）反应第第27页页/共共48页页2.温度对化学反应速率的影响；温度对化学反应速率的影响；3.阿伦尼乌斯公式提出过
18、程的警示；阿伦尼乌斯公式提出过程的警示；4.进一步认识进一步认识“活化能活化能”第第28页页/共共48页页第四节第四节化化学学热热力力学学合成氨反应合成氨反应能否自发进行能否自发进行?适适宜宜的的合合成成氨氨化化学学动动力力学学限限度度速速率率怎样能促使化学平衡怎样能促使化学平衡向合成氨方向移动？向合成氨方向移动？怎样能提高合成氨怎样能提高合成氨反应速率？反应速率？方方向向工工艺艺流流程程 理理论论分分析析提提高高生生产产效效率率高高压压对对设设备备材材质质、加工制造的要求加工制造的要求温温度度对对催催化化剂剂活活性性的影响的影响 化化学学工工艺艺学学第第29页页/共共48页页为什么为什么N2
19、：H2=1:3时平衡混合物中氨含量最高？时平衡混合物中氨含量最高？为什么适当提高为什么适当提高P(N2)对合成氨反应速率有利？对合成氨反应速率有利？NHNHNHNHHNHNHNHNHHHHHNNHHNNHHHHH第第30页页/共共48页页第三章物质在水溶液中行为第三章物质在水溶液中行为 自身电离自身电离溶剂溶剂认认识识物物质质在在水水溶溶液液中中的的行为行为加入多种加入多种电解质电解质水溶液水溶液加入一种加入一种电解质电解质水溶液水溶液水水物质的存在形态物质的存在形态电离、水解平衡电离、水解平衡沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 离子反应离子反应第第31页页/共共48页页水水溶溶液液纯纯水水加加入入溶溶
20、质质水的电离水的电离溶液的酸碱度溶液的酸碱度电解质在电解质在水溶液中水溶液中的存在形态的存在形态强电解质强电解质弱电解质弱电解质溶剂化作用溶剂化作用溶液酸碱性溶液酸碱性 pH pH计算计算水的电离平衡水的电离平衡离子积常数离子积常数溶液中溶液中存在存在H H+OHOH-定量定量表示表示电解质电解质溶于水溶于水后的变后的变化化第第1 1节节 水溶液水溶液第第32页页/共共48页页第第2 2节节 弱电解质的电离弱电解质的电离 盐类的水解盐类的水解溶溶质质在在水水中中的的行行为为溶溶质质在在水水中中的的变化变化溶溶质质与与水水的的相相互互作作用用弱电解质弱电解质 的的电离平衡电离平衡盐类的盐类的水解
21、水解盐类水解原理盐类水解原理影响电离影响电离平衡因素平衡因素电离平电离平衡常数衡常数弱弱电电解解质质在在水水溶溶液液中的行为中的行为盐盐 在在 水水溶溶 液液 中中的行为的行为水解平衡移动水解平衡移动水解原理应用水解原理应用第第33页页/共共48页页沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡沉淀在水中沉淀在水中建立的一种建立的一种化学平衡化学平衡沉淀的溶解沉淀的溶解沉淀溶解沉淀溶解平衡的移动平衡的移动平衡常数平衡常数（溶度积）（溶度积）沉淀的生成沉淀的生成沉淀的转化沉淀的转化利用化学平衡利用化学平衡移动原理分析移动原理分析沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡问题问题沉淀溶解平沉淀溶解平衡的应用衡的应用第第3 3节节 沉淀溶
22、解平衡沉淀溶解平衡第第34页页/共共48页页离子反应离子反应发生的条件发生的条件离子发应能否离子发应能否进行的理论判据进行的理论判据离子反应的应用离子反应的应用第第4 4节节 离子反应离子反应生生成成沉沉淀淀生生成成弱弱电电解解质质生生成成气气体体发发生生氧氧化化还还原原反反应应焓焓变变与与熵熵变变判判据据平平衡衡常常数数判判据据物物质质检检验验与与含含量量测测定定物物质质制制备备与与纯纯化化在在生生活活中中的的应应用用第第35页页/共共48页页教教 材材 栏栏 目目 介介 绍绍第第36页页/共共48页页多样化的栏目使得教材内容丰富多彩多样化的栏目使得教材内容丰富多彩 基基本本要要求求栏栏目目
23、提提高高要要求求栏栏目目联想联想 质质疑疑方法导引方法导引活动活动 探探究究观察观察 思思考考交流交流 研研讨讨迁移迁移 应应用用本章自我评价本章自我评价历史回眸历史回眸资料在线资料在线化学前沿化学前沿化学与技术化学与技术身体内的化学身体内的化学追根寻源追根寻源拓展视野拓展视野学海无涯学海无涯*内容内容一一般般资资料料较深入较深入更深入更深入第第37页页/共共48页页方法导引方法导引第第38页页/共共48页页一般资料性栏目一般资料性栏目第第39页页/共共48页页较深入分析问题、较全面拓展知识较深入分析问题、较全面拓展知识第第40页页/共共48页页更深入的提高内容更深入的提高内容第第41页页/共
24、共48页页需要教师明确的几点知识需要教师明确的几点知识第第42页页/共共48页页提高对熵的认识提高对熵的认识1.建立有序与无序的概念；建立有序与无序的概念；8枚硬币分布方式：枚硬币分布方式：123456789正876543210反01234567818285670562881第第43页页/共共48页页2.从分子微观运动看熵与混乱度的关系；从分子微观运动看熵与混乱度的关系；水slgSm/(JK-1mol-1)1670189vrt水Sm/(JK-1mol-1)16(8%)54(28%)119(63%)乙烯Sm/(JK-1mol-1)2.6(1%)66.5%(30%)150.5(69%)第第44页页
25、/共共48页页3.摩尔熵变的规律；摩尔熵变的规律；(1)同一物质在不同状态，同一物质在不同状态，Sm(g)Sm(l)Sm(s)(2)同类物质，摩尔质量越大，同类物质，摩尔质量越大，Sm值越大值越大(3)摩尔质量相同的不同物质，结构越复杂摩尔质量相同的不同物质，结构越复杂Sm值越大值越大(4)同一物质随温度升高而熵值增大同一物质随温度升高而熵值增大4.化学反应熵变的计算化学反应熵变的计算第第45页页/共共48页页熵增加原理与反应方向的判据熵增加原理与反应方向的判据1.H T S 0（两种因素的结合）；（两种因素的结合）；2.G=H T S 0(T、P)；3.G与与G判据的关系及条件判据的关系及条件4.由不自发到自发的转变温度由不自发到自发的转变温度第第46页页/共共48页页第第47页页/共共48页页感谢您的观看。感谢您的观看。第第48页页/共共48页页