1、第一章 化學反應能量轉化* 21世紀化學和化工的研究對象世紀化學和化工的研究對象已不限于分已不限于分子，要超越分子以上的各個層次子，要超越分子以上的各個層次，直到有，直到有組織的化學體系，包括材料、器件、活的組織的化學體系，包括材料、器件、活的細胞，甚至整個器官。細胞，甚至整個器官。* 21世紀的化學和化工世紀的化學和化工超越化學科學的傳統(tǒng)超越化學科學的傳統(tǒng)界面界面，滲透到化學能起重要作用的生命科，滲透到化學能起重要作用的生命科學、材料科學、能源科學、信息科學、國學、材料科學、能源科學、信息科學、國防和安全科學等重要領域中。防和安全科學等重要領域中?；瘜W要解決的化學要解決的6個基本問題個基本問

2、題*合成與生產(chǎn)制造合成與生產(chǎn)制造 最重要最重要*物質(zhì)的化學變化和物理變化物質(zhì)的化學變化和物理變化*分析、分離和控制分析、分離和控制*計算與理論計算與理論*化學與生物學、醫(yī)學的界面化學與生物學、醫(yī)學的界面*材料的設計和制作材料的設計和制作化學化學具有不同尋常的特殊之處。具有不同尋常的特殊之處?；瘜W科學涉及學科學涉及發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)和和創(chuàng)造創(chuàng)造兩部分。兩部分。*化學家希望發(fā)現(xiàn)化學世界的構成化學家希望發(fā)現(xiàn)化學世界的構成從原子、從原子、分子到有組織的體系如材料、器件、活體分子到有組織的體系如材料、器件、活體細胞和整個生物體等細胞和整個生物體等而且他們還希望而且他們還希望了解構成之間如何相互作用并隨時間改變。

3、了解構成之間如何相互作用并隨時間改變。*化學家并不僅限于研究化學家并不僅限于研究業(yè)已存在業(yè)已存在的化學世界的化學世界的構成，他們也研究那些的構成，他們也研究那些可能存在可能存在的未知的未知分子和物質(zhì)及相互作用。分子和物質(zhì)及相互作用?，F(xiàn)代化學的特征現(xiàn)代化學的特征1. 實驗設備的儀器化和計算機化實驗設備的儀器化和計算機化2. 從宏觀層次到微觀層次從宏觀層次到微觀層次3. 從定性向定量化發(fā)展從定性向定量化發(fā)展4. 從靜態(tài)研究到動態(tài)研究從靜態(tài)研究到動態(tài)研究5. 開始建立統(tǒng)一的理論開始建立統(tǒng)一的理論6. 快速有效的分離純化方法快速有效的分離純化方法7. 從單一學科發(fā)展到綜合學科和邊緣學科從單一學科發(fā)展到

4、綜合學科和邊緣學科加拿大化學家加拿大化學家RJ吉利斯皮（吉利斯皮（R. J. Gillespie）1995年在美國化學會的年在美國化學會的“普通化學中必須包括什么內(nèi)普通化學中必須包括什么內(nèi)容容”研討會上提出現(xiàn)代化學基礎的研討會上提出現(xiàn)代化學基礎的 6種化學基本概念種化學基本概念：1. 原子、分子、離子原子、分子、離子2. 化學鍵：化學鍵： 是什么使原子在分子和晶體中結合在一起？是什么使原子在分子和晶體中結合在一起？3. 分子的幾何形狀；三維化學分子的幾何形狀；三維化學4. 動力學理論動力學理論5. 化學反應化學反應6. 能和熵能和熵物質(zhì)結構與物質(zhì)性質(zhì)物質(zhì)結構與物質(zhì)性質(zhì)：在微觀層面上：在微觀層面

5、上化學反應原理化學反應原理：在宏觀層面上：在宏觀層面上 反映現(xiàn)代化學反映現(xiàn)代化學最基本最基本的的 研究思想、方法、結果研究思想、方法、結果 使部分學生獲得學習現(xiàn)代化學所需要的、使部分學生獲得學習現(xiàn)代化學所需要的、比較全面的訓練。比較全面的訓練。 培養(yǎng)符合時代要求的高素質(zhì)培養(yǎng)符合時代要求的高素質(zhì)人才人才 化學反應原理化學反應原理選修模塊的對象：選修模塊的對象： 學生通過學生通過化學反應原理化學反應原理的學習的學習能夠能夠有效提升對化學反應的認識，能夠具有大有效提升對化學反應的認識，能夠具有大視野，能夠多角度地以高觀點分析化學反視野，能夠多角度地以高觀點分析化學反應。應。課程標準：通過課程標準：通

6、過B4模塊教材的學習，模塊教材的學習，學生應主要在以下幾個方面得到發(fā)展學生應主要在以下幾個方面得到發(fā)展1. 認識化學變化所遵循的基本原理，初步形成關于認識化學變化所遵循的基本原理，初步形成關于物質(zhì)變化的正確觀念；物質(zhì)變化的正確觀念；2. 了解化學反應中能量轉化所遵循的規(guī)律，知道化了解化學反應中能量轉化所遵循的規(guī)律，知道化學反應原理在生產(chǎn)、生活和科學研究中的應用；學反應原理在生產(chǎn)、生活和科學研究中的應用；3. 贊賞運用化學反應原理合成新物質(zhì)對科學技術和贊賞運用化學反應原理合成新物質(zhì)對科學技術和人類社會文明所起的重要作用，能對生產(chǎn)、生活和人類社會文明所起的重要作用，能對生產(chǎn)、生活和自然界中的有關化

7、學變化現(xiàn)象進行合理的解釋；自然界中的有關化學變化現(xiàn)象進行合理的解釋；4. 增強探索化學反應原理的興趣，樹立學習和研究增強探索化學反應原理的興趣，樹立學習和研究化學的志向?；瘜W的志向?；瘜W反應原理化學反應原理的內(nèi)容標準的內(nèi)容標準主題主題1. 化學反應與能量化學反應與能量主題主題2. 化學反應速率與化學平衡化學反應速率與化學平衡主題主題3. 溶液中的離子平衡溶液中的離子平衡課程標準課程標準1. 了解化學反應中能量轉化的原因，能說出常見的能量轉化形了解化學反應中能量轉化的原因，能說出常見的能量轉化形式。式。2. 通過查閱資料說明能源是人類生存和發(fā)展的重要基礎，了解通過查閱資料說明能源是人類生存和發(fā)展

8、的重要基礎，了解化學在解決能源危機中的重要作用。知道節(jié)約能源、提高能化學在解決能源危機中的重要作用。知道節(jié)約能源、提高能量利用效率的實際意義。量利用效率的實際意義。3. 能舉例說明化學能與熱能的相互轉化，了解能舉例說明化學能與熱能的相互轉化，了解的的涵義，能用涵義，能用進行有關反應熱的簡單計算。進行有關反應熱的簡單計算。4. 體驗化學能與電能相互轉化的探究過程，了解體驗化學能與電能相互轉化的探究過程，了解，能寫出，能寫出。5. 通過查閱資料了解常見化學電源的種類及其工作原理，認識通過查閱資料了解常見化學電源的種類及其工作原理，認識化學能與電能相互轉化的實際意義及其重要應用?；瘜W能與電能相互轉化

9、的實際意義及其重要應用。6. 能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，認識金屬腐蝕的危害，能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，認識金屬腐蝕的危害，通過實驗探究防止金屬腐蝕的措施。通過實驗探究防止金屬腐蝕的措施。 課程標準課程標準. 知道化學反應知道化學反應方法，通過方法，通過某些化某些化學反應速率。學反應速率。. 知道知道及其對化學反應速率的及其對化學反應速率的影響影響。. 通過實驗探究通過實驗探究對化學反應速率對化學反應速率的的，認識其一般規(guī)律。，認識其一般規(guī)律。. 通過催化劑實際應用的事例，認識其在生產(chǎn)、生活和科學通過催化劑實際應用的事例，認識其在生產(chǎn)、生活和科學研究領域中的重大作用。研究領域中的重大

10、作用。. 能能。. 描述化學平衡建立的過程，知道描述化學平衡建立的過程，知道的涵義，能的涵義，能利用化學平衡常數(shù)計算反應物的利用化學平衡常數(shù)計算反應物的。. 通過實驗探究通過實驗探究對化學平衡的對化學平衡的，并能，并能用用加以解釋。加以解釋。. 認識化學反應速率和化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學認識化學反應速率和化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領域中的重要作用。研究領域中的重要作用。課程標準課程標準1. 能描述能描述，了解酸，了解酸堿電離理論。堿電離理論。2. 知道知道，能進行溶液，能進行溶液。3. 初步掌握測定溶液初步掌握測定溶液pH的方法，知道溶液的方法，知道溶液pH的調(diào)控的調(diào)控在工農(nóng)

11、業(yè)生產(chǎn)和科學研究中的重要應用。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學研究中的重要應用。4. 認識認識，歸納，歸納鹽類水解程度的鹽類水解程度的，能舉例說明鹽類水解在生產(chǎn)、生活中，能舉例說明鹽類水解在生產(chǎn)、生活中的應用。的應用。5. 能描述能描述，知道，知道。 課程標準課程標準課程標準課程標準 課程標準課程標準化學熱力學化學熱力學物理化學物理化學化學動力學化學動力學第一章第一章化學反應與能量轉化化學反應與能量轉化課程標準課程標準1 1、了解化學反應中能量轉化的原因，能說、了解化學反應中能量轉化的原因，能說 出常見的能量轉化形式。出常見的能量轉化形式。2 2、通過查閱資料說明能源是人類生存和發(fā)、通過查閱資料說明能源是人

12、類生存和發(fā) 展的重要基礎，了解化學在解決能源危展的重要基礎，了解化學在解決能源危機中的重要作用。知道節(jié)約能源、提高機中的重要作用。知道節(jié)約能源、提高能量利用效率的實際意義。能量利用效率的實際意義。3 3、能舉例說明化學能與熱能的相互轉化，、能舉例說明化學能與熱能的相互轉化，了解反應熱和焓變的涵義，能用蓋斯定了解反應熱和焓變的涵義，能用蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算。律進行有關反應熱的簡單計算。4 4、體驗化學能與電能相互轉化的探究過程，、體驗化學能與電能相互轉化的探究過程，了解原電池和電解池的工作原理，能寫了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。出電極反應和電池反應方程

13、式。5 5、通過查閱資料了解常見化學電源的種類、通過查閱資料了解常見化學電源的種類及其工作原理，認識化學能與電能相互及其工作原理，認識化學能與電能相互轉化的實際意義及其重要應用。轉化的實際意義及其重要應用。6 6、能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，認、能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，認識金屬腐蝕的危害，通過實驗探究防止識金屬腐蝕的危害，通過實驗探究防止金屬腐蝕的措施。金屬腐蝕的措施。 教材內(nèi)容教材內(nèi)容第第1 1節(jié)節(jié) 化學反應的熱效應化學反應的熱效應第第2 2節(jié)節(jié) 電能轉化為化學能電能轉化為化學能 電解電解第第3 3節(jié)節(jié) 化學能轉化為電能化學能轉化為電能 電池電池課程標準與教材內(nèi)容安排課程標準與教

14、材內(nèi)容安排焓變概念焓變概念焓變計算焓變計算 原理原理第一章第一章化學反應與能量變化化學反應與能量變化化學能與電能化學能與電能的相互轉化的相互轉化 以能量轉化為綱以能量轉化為綱化學能轉化為熱能化學能轉化為熱能反應反應的熱效應的熱效應 電能轉化為化學能電能轉化為化學能電解電解 化學能轉化為電能化學能轉化為電能 原電池原電池 應用應用氧化還原反應氧化還原反應感性認識感性認識吸熱、放熱反應吸熱、放熱反應定性分析定性分析化學反應化學反應能量轉化能量轉化伴隨伴隨感性認識感性認識理性認識理性認識本質(zhì)理解本質(zhì)理解熱能熱能電能電能化學能化學能熱效應熱效應反應熱反應熱焓變及其簡單計算焓變及其簡單計算熱化學方程式熱

15、化學方程式理性分析理性分析定量分析定量分析電解電解電解原理電解原理電解池裝置電解池裝置電極反應電極反應氯堿工業(yè)氯堿工業(yè) 銅的電解精煉銅的電解精煉 電鍍等應用電鍍等應用電池電池電池工作原理電池工作原理原電池原電池常見化學電源常見化學電源金屬電化學腐蝕金屬電化學腐蝕與防護方法與防護方法知識發(fā)展與基本框架知識發(fā)展與基本框架化學反應的化學反應的熱效應熱效應熱化學方程式熱化學方程式 定量測定定量測定定量計算定量計算 蓋斯定律蓋斯定律反應熱反應熱反應的焓變反應的焓變第第1 1節(jié)節(jié) 化學反應的熱效應化學反應的熱效應等溫、等壓等溫、等壓不做其他功不做其他功 化學能化學能熱能熱能反應熱反應熱Q0反應吸熱反應吸熱

16、Q0 吸熱反應吸熱反應 H0 放熱反應放熱反應單位：單位：kJ mol-1定量描述定量描述聯(lián)想聯(lián)想質(zhì)疑質(zhì)疑 表達：表達：熱化學方程式熱化學方程式 書寫規(guī)則書寫規(guī)則交流交流研討研討 中和反應反應熱的測定中和反應反應熱的測定活動活動探究探究 蓋斯定律蓋斯定律交流交流研討研討 內(nèi)容體系內(nèi)容體系熱效應熱效應實驗獲得實驗獲得理論計算理論計算定量水平定量水平 反應熱與反應焓變都屬于化學反應能量變化，但反應熱與反應焓變都屬于化學反應能量變化，但焓變的科學意義層次更高。焓變的科學意義層次更高。 焓是狀態(tài)函數(shù)，焓變僅決定于始終態(tài)，而反應熱焓是狀態(tài)函數(shù)，焓變僅決定于始終態(tài)，而反應熱不是狀態(tài)函數(shù)。不是狀態(tài)函數(shù)。 在

17、等溫等壓條件下，在等溫等壓條件下，QpH，在其他條件下，在其他條件下，（如（如T、V一定）反應熱就不等于一定）反應熱就不等于Qp了，此時仍然存了，此時仍然存在焓變。在焓變。焓變是比反應熱更普遍的反應能量變化的表述焓變是比反應熱更普遍的反應能量變化的表述 反應焓變的計算是教學的重點。反應焓變的計算是教學的重點。不回避概念，但不在不回避概念，但不在“焓焓”、“焓變焓變”的概的概念上糾纏，不要求學生進行概念辨析。念上糾纏，不要求學生進行概念辨析。 化學電源化學電源 金屬腐蝕金屬腐蝕（電化學腐蝕）（電化學腐蝕） 裝置：裝置：原電池原電池第第3 3節(jié)節(jié) 化學能轉化為電能化學能轉化為電能電池電池 原電池原

18、電池化學能轉化為電能化學能轉化為電能 應用應用防止防止產(chǎn)產(chǎn)生生直直流流電電電極反應：電極反應：陰極：還原反應陰極：還原反應陽極：氧化反應陽極：氧化反應正極正極負極負極特定的裝置特定的裝置使自發(fā)的氧化還原反應發(fā)生使自發(fā)的氧化還原反應發(fā)生產(chǎn)生電能產(chǎn)生電能單液原電池單液原電池雙液原電池雙液原電池鋅鋅-硫酸銅反應硫酸銅反應必修階段簡單了必修階段簡單了解的銅鋅原電池解的銅鋅原電池推動力？推動力？裝置：裝置：原電池原電池 原電池原電池化學能轉化為電能化學能轉化為電能 產(chǎn)產(chǎn)生生直直流流電電電極反應：電極反應：陰極：還原反應陰極：還原反應陽極：氧化反應陽極：氧化反應負極負極正極正極電子電子有序有序流動流動基基

19、本本要要求求欄欄目目提提高高要要求求欄欄目目聯(lián)想聯(lián)想質(zhì)疑質(zhì)疑方法導引方法導引活動活動探究探究觀察觀察思考思考交流交流研討研討遷移遷移應用應用本章自我評價本章自我評價歷史回眸歷史回眸資料在線資料在線化學與技術化學與技術身體內(nèi)的化學身體內(nèi)的化學追根尋源追根尋源拓展視野拓展視野一一般般資資料料較深入較深入更深入更深入身邊的化學身邊的化學化學前沿化學前沿聯(lián)想聯(lián)想質(zhì)疑質(zhì)疑 交流交流研討研討 活動活動探究探究 精要概括精要概括 引入引入展開展開總結總結從生產(chǎn)、從生產(chǎn)、生活中提生活中提出問題。出問題。應用原理應用原理解決開始解決開始提出的實提出的實際問題。際問題。方法導引方法導引一般資料性欄目一般資料性欄目

20、較深入分析問題、較全面拓展知識較深入分析問題、較全面拓展知識注重科學性，并突出新思想、新內(nèi)容注重科學性，并突出新思想、新內(nèi)容現(xiàn)代科學的發(fā)展使一些經(jīng)典原理的含義或應現(xiàn)代科學的發(fā)展使一些經(jīng)典原理的含義或應用發(fā)生了質(zhì)的變化，教材盡量避免內(nèi)容在科用發(fā)生了質(zhì)的變化，教材盡量避免內(nèi)容在科學性上與現(xiàn)代科學脫節(jié)，注重科學性，尤其學性上與現(xiàn)代科學脫節(jié)，注重科學性，尤其避免為了避免為了“淺出淺出”而隨意地、錯誤地解釋概而隨意地、錯誤地解釋概念，使教材在科學性上具有相對長的生命力。念，使教材在科學性上具有相對長的生命力。 重視知識的框架結構，重在介紹學術思想重視知識的框架結構，重在介紹學術思想使知識點服從于知識的框

21、架結構使知識點服從于知識的框架結構，并盡可，并盡可能使同學們多了解學術思想的形成、演變能使同學們多了解學術思想的形成、演變與發(fā)展，從本質(zhì)上理解這些人類知識結晶與發(fā)展，從本質(zhì)上理解這些人類知識結晶的精髓。的精髓。 避免只見樹木不見森林避免只見樹木不見森林 突出化學是一門實驗科學的特點突出化學是一門實驗科學的特點*盡可能給學生提供動手實驗的機會盡可能給學生提供動手實驗的機會*強調(diào)實驗對于理論產(chǎn)生的重要性強調(diào)實驗對于理論產(chǎn)生的重要性突出模型化研究方法的特點突出模型化研究方法的特點介紹知識時避免將理論絕對化介紹知識時避免將理論絕對化 任何理論都不能隨意使用，不可能放之四任何理論都不能隨意使用，不可能放

22、之四海而皆準。海而皆準。注重知識發(fā)展的階段性與連續(xù)性注重知識發(fā)展的階段性與連續(xù)性 注重與必修內(nèi)容的銜接注重與必修內(nèi)容的銜接 注重教材內(nèi)部內(nèi)容的銜接注重教材內(nèi)部內(nèi)容的銜接 注重與大學內(nèi)容的銜接注重與大學內(nèi)容的銜接 不是簡單地將大學內(nèi)容搬來，簡單下移，不是簡單地將大學內(nèi)容搬來，簡單下移，而是精心設計、精心選擇，遵循而是精心設計、精心選擇，遵循螺旋式上升的螺旋式上升的認識規(guī)律認識規(guī)律，在深入淺出上下功夫，讓學生在中，在深入淺出上下功夫，讓學生在中學階段對相關問題有一個正確的概念、基本的學階段對相關問題有一個正確的概念、基本的了解，更深層次、更全面的理解以及更高水平了解，更深層次、更全面的理解以及更高

23、水平的把握留待大學階段解決。的把握留待大學階段解決。必修階段必修階段只要求描述銅鋅原電池發(fā)生的只要求描述銅鋅原電池發(fā)生的變化，變化，不要求不要求書寫電極反應式書寫電極反應式選修階段初期選修階段初期從得失電子的角度知道從得失電子的角度知道銅鋅原電池銅鋅原電池的電極反應的電極反應式的書寫，并會寫電池式的書寫，并會寫電池的總反應式的總反應式選修階段中期選修階段中期能系統(tǒng)地從能系統(tǒng)地從電極類型、電極類型、反應類型及得失電子守反應類型及得失電子守恒恒的角度書寫電極反應的角度書寫電極反應式和總反應式式和總反應式“追根尋源追根尋源”在書寫氫氧燃料電池的在書寫氫氧燃料電池的電極反應式時，能從反電極反應式時，能

24、從反應物質(zhì)所處的應物質(zhì)所處的溶液環(huán)境溶液環(huán)境等多方面分析等多方面分析第一章第一章 化學反應與能量變化化學反應與能量變化第第3 3節(jié)節(jié)化學能轉化為電能化學能轉化為電能電池電池 突出現(xiàn)代化學正在逐步走向定量化的特征突出現(xiàn)代化學正在逐步走向定量化的特征自始至終注意提供定量的信息，設計一定數(shù)自始至終注意提供定量的信息，設計一定數(shù)量的定量計算內(nèi)容（反應的焓變、平衡常數(shù)、量的定量計算內(nèi)容（反應的焓變、平衡常數(shù)、平衡轉化率等），給學生提供有關化學反應平衡轉化率等），給學生提供有關化學反應定量研究的基本訓練。定量研究的基本訓練。 根據(jù)高中生的認知發(fā)展水平和接受能力，根據(jù)高中生的認知發(fā)展水平和接受能力，盡量從學生熟悉的事實出發(fā)，用淺顯的語盡量從學生熟悉的事實出發(fā)，用淺顯的語言，分析抽象概念的其物理意義，并注意言，分析抽象概念的其物理意義，并注意將概念與實例相聯(lián)系，以降低抽象概念的將概念與實例相聯(lián)系，以降低抽象概念的學習難度。學習難度。 盡量避免繁雜的數(shù)學推導或者不講過程盡量避免繁雜的數(shù)學推導或者不講過程只端出結論的兩種偏頗做法。只端出結論的兩種偏頗做法。合理處理抽象概念合理處理抽象概念簡單簡單復雜復雜學生熟悉的