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1、B4 化学反应原理一、化学反应原理编写意图、方法和使用说明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。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，涉及化学反应的能量转化、反应速率、方向和限度等方面的问题。本化学反应原理模块设置了“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
2、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、盐类的水解以及沉淀溶解平衡等；其中，“化学反应与能量变化”这部分内容是讨论“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；化学反应的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
3、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（图1）。图1 化学反应与能量转化与化学反应的方向和限度、溶液中的离子反应的联系 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。 教学中有关问题探讨1本模块与其他模块之间的关系化学反应原理是理
4、论性较强的选修模块，主要针对化学反应原理感兴趣的理科学生开设的选修模块。本模块涉及许多核心概念和核心知识，这些大多数核心概念和核心知识虽然大多数在化学1、化学2必修模块中已经出现，但是在化学1、化学2必修模块中要求较低；而在其他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。表1 教材的体系结构、核心知识、与必修模块的关系专题单元核心知识与必修模块的关系专题1化学反应与能量变化第一单元化学反应中的热效应反应热及其测定、热化学方程式的书写、应用盖斯定律计算反应焓变化学2专题2 第二单元 化学反应中的热量第二单元化学能与电能原电池的工作原理、常见的化学电源；
5、电解的原理及其电极反应式的书写、电解饱和食盐水原理、电镀原理化学2专题2第三单元 化学能与电能第三单元金属的腐蚀与防护金属的电化学腐蚀原理及防护的原理和措施化学1专题3第二单元 铁、铜的获取际应用（钢铁的腐蚀）专题2化学反应速率与化学平衡第一单元化学反应速率化学反应速率的表示方法及计算、反应条件（反应物浓度、压强、温度、催化剂）对化学反应速率的影响，催化剂的特点化学2专题2第一单元 化学反应速率与限度第二单元化学反应的方向与限度反应焓变和反应熵变对化学反应方向的影响、化学平衡状态、化学平衡常数、平衡转化率及其计算第三单元化学平衡的移动反应条件（浓度、压强、温度）对化学平衡的影响、化学平衡移动的
6、一般规律（勒夏特列原理）专题3溶液中的离子反应第一单元弱电解质的电离平衡弱电解质的概念、弱电解质电离平衡及电离方程式、电离平衡常数、外界条件对弱电解电离平衡的影响化学1专题2第二单元 从海水中获得的化学物质（离子反应）第二单元溶液的酸碱性水的电离平衡、水的离子积常数、温度对水的电离平衡的影响、溶液的pH及其计算、酸碱中和滴定的原理及方法第三单元盐类水解盐类水解原理及其实质、盐类水解的规律、外界条件对盐类水解程度的影响、盐类水解的应用第四单元沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡、沉淀溶解、沉淀生成和转化、沉淀溶解平衡的应用本模块的有关内容与其他选修模块之间有着密切的联的几个关系，例如：电解 除本化学反应原理
7、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
8、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。2教学时应注意与必修模块的衔接学生通过化学2的学习，已经知道化学反应中存在着能量变化、通过原电池可以将化学能转化电能、通过电解可以将电能转化为化学能等知识，本模块专题1的学习侧重于对原电池原理、电解原理、金属腐蚀与防护原理的微观分析上。学生通过化学2的学习，已经
9、定性认识化学反应有快有慢，知道反应条件对化学反应的快慢有影响，以及在许多化学反应中反应物不能完全转化为生成物等相关知识，本模块专题2的学习侧重于化学反应速率与化学平衡的定量表示，以及各种因素对化学反应速率及化学平衡的影响。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。以及沉淀溶解平衡，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，应注意与必修模块中相关内
10、容的衔接，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。与必修模块中相关内容的衔接，各种化学平衡电离平衡、水解平衡以3实施以观念建构为本的教学（1）关注概念对深化、发展学生认识的作用和影响；（2）关注概念的形成、发展过程；要认真思考通过哪些素材形成学生的核心概念，设计哪些活动使学生认识和理解有关概念；（3）注重概念形成与发展的层次性；（4）进行概念教学的教学设计环节： 分析教材：分析教材内容的知识脉络知识线索（正文），确定知识的深广度及呈现方式；活动线索（活动性栏目），
11、确定教学过程的学生活动；资料线索（资料性栏目或正文），选择合适的STS内容。 分析学生：分析学生的认识脉络； 确定问题线索； 确定学生解决问题需要的证据； （5）教学设计知识脉络认知脉络问题线索解决问题的证据知识脉络：原电池装置原电池工作原理（电极反应）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）认知脉络：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？ 问题线索：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
12、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）。4加强直观教学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
13、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，教科书材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。教科书材还利用比例模型反映弱电解质的电离、盐类水解、沉淀的溶解过程，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、沉淀溶解平衡状态等的
14、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。与必修模块一样，为了帮助教师把握化学反应原理的教学要求，我们按教材编排顺序将教学内容分三个层次要求：基本要求：全体学生在本专题学习时应达到的要求。发展要求：部分学生在模块学习后可以达到的较高要求。说 明：本专题教学中对深广度的界定以及教学中应注意的问题。二、各专题教学建议专题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
