2024年最新高中化學(xué)學(xué)習(xí)方法

2024-09-14 22:21:19網(wǎng)絡(luò)整理

　　一、教學(xué)目標(biāo)

　　1. 認(rèn)識(shí)物質(zhì)的各種化學(xué)性質(zhì)是有規(guī)律可循的，而這些規(guī)律是化學(xué)的精髓，需要下功夫?qū)W習(xí)掌握。

　　2. 了解本書的基本內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法，認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)概念模型是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)反應(yīng)原理的基礎(chǔ)。

　　3. 初步了解“有效碰撞”、“活化分子與活化能”的概念模型，認(rèn)識(shí)催化劑對(duì)于化學(xué)科學(xué)研究和化工生產(chǎn)的巨大作用，為其后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

　　二、內(nèi)容分析

　　1. 地位和功能

　　緒言作為全書的開篇，目的在于讓學(xué)生從一開頭就對(duì)本書的基本內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法有一個(gè)初步的了解，并簡要地介紹有效碰撞理論、活化分子與活化能的概念模型，以及催化劑對(duì)于化學(xué)科學(xué)和化工生產(chǎn)的巨大作用，以起到提綱挈領(lǐng)、引起學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理興趣的作用。在前面的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)知道了化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生是由于反應(yīng)物分子之間發(fā)生激烈碰撞，破壞化學(xué)鍵，使得各原子間的組合發(fā)生變化形成新的化學(xué)鍵，產(chǎn)生了新的分子，同時(shí)也了解了化學(xué)鍵的斷裂和形成與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系。本模塊是以學(xué)生此前的化學(xué)學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，以學(xué)生對(duì)許多具體化學(xué)反應(yīng)的知識(shí)積累為前提，為適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)心理發(fā)展需求而設(shè)立的選修課程，旨在幫助學(xué)生進(jìn)一步從理論上認(rèn)識(shí)一些化學(xué)反應(yīng)原理的基礎(chǔ)知識(shí)和研究問題的方法。教科書中介紹的簡化后的有效碰撞模型和活化分子、活化能模型及催化劑的重要作用，將為學(xué)生后面的學(xué)習(xí)打下重要基礎(chǔ)。

　　2. 內(nèi)容結(jié)構(gòu)

　　緒言在內(nèi)容上主要可分為兩個(gè)部分：一是第一、第二自然段，簡要地介紹本模塊的基本教學(xué)內(nèi)容。教科書以大量事例說明，化學(xué)反應(yīng)種類繁多，條件極其復(fù)雜，但都有規(guī)律可循。而這些規(guī)律恰好是化學(xué)的精髓，是吸引人們學(xué)習(xí)、鉆研化學(xué)科學(xué)的魅力所在。二是第三、第四自然段，凸顯研究問題的過程與方法，側(cè)重介紹了簡化后的有效碰撞模型的構(gòu)建思路，及活化分子、活化能等概念。培養(yǎng)學(xué)生自覺地用辯證的觀點(diǎn)看待各種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，認(rèn)識(shí)事物的存在具有多樣性，物質(zhì)的穩(wěn)定具有相對(duì)性，而化學(xué)變化的復(fù)雜性和規(guī)律性相輔相成。與此同時(shí)，還指出了學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理的方法：

　　（1）完成書中規(guī)定的實(shí)驗(yàn)、活動(dòng)。

　�。�2）觀察周圍（包括大自然）發(fā)生的化學(xué)現(xiàn)象，思考或進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。

　�。�3）認(rèn)真學(xué)習(xí)概念模型，它是學(xué)習(xí)、研究化學(xué)反應(yīng)原理的基礎(chǔ)。

　　值得注意的是，緒言在論證了有效碰撞模型的合理性之后，坦陳現(xiàn)有理論的缺憾：“到目前為止，人們還沒有完全掌握計(jì)算或推測化學(xué)反應(yīng)活化能的理論方法”。這種客觀的科學(xué)態(tài)度不僅有利于學(xué)生對(duì)相關(guān)理論有一個(gè)客觀的認(rèn)識(shí)，更對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀會(huì)起到潛移默化的作用。同時(shí)也會(huì)激發(fā)學(xué)生將來進(jìn)行更深入探究的意識(shí)。

　　緒言的內(nèi)容結(jié)構(gòu)如下圖所示：

　　3. 內(nèi)容特點(diǎn)

　　緒言中概括地介紹了課程的主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法與思路，同時(shí)還簡介了“有效碰撞理論”和“活化分子與活化能”兩個(gè)概念模型，對(duì)全書起著提綱挈領(lǐng)、畫龍點(diǎn)睛的作用。

　　三、課時(shí)分配建議用1課時(shí)。

　　一、教學(xué)設(shè)計(jì)

　　由于本課的理論性較強(qiáng)，概念較為抽象，學(xué)生接受相關(guān)知識(shí)有較大難度，所以緒言教學(xué)采取以教師講授與學(xué)生探究活動(dòng)相結(jié)合的方法為宜。教學(xué)中對(duì)概念模型的表述應(yīng)盡量簡化，對(duì)概念模型的認(rèn)識(shí)還需要在后面的學(xué)習(xí)中逐漸深入，這里更多地是強(qiáng)調(diào)研究問題的方法和意識(shí)。通過緒言的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生在內(nèi)容上對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理研究的范圍有所了解，在方法上對(duì)科學(xué)的研究方法——概念模型法有所領(lǐng)悟。

　　教學(xué)重點(diǎn)：了解化學(xué)反應(yīng)原理的基本學(xué)習(xí)方法——概念模型法。

　　教學(xué)難點(diǎn)：“有效碰撞”和“活化分子與活化能”的概念模型。

　　教學(xué)建議：

　　根據(jù)緒言內(nèi)容特點(diǎn)，本課可設(shè)計(jì)成下述教學(xué)模式：課前自學(xué)→查閱資料→課上交流討論→師生共同研究。教師在課前布置學(xué)生自學(xué)，然后將學(xué)生分成若干個(gè)小組，要求他們通過查閱資料、小組整理資料、先行討論形成共識(shí)，再通過課堂上的匯報(bào)、講解、交流和評(píng)價(jià)，完成對(duì)本課內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

　　新課引入首先教師指出，化學(xué)研究的核心問題是化學(xué)反應(yīng)�；瘜W(xué)中最有創(chuàng)造性的工作是設(shè)計(jì)和創(chuàng)造新的分子�；瘜W(xué)家們通常是利用已發(fā)現(xiàn)的原理來進(jìn)行設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程，如果對(duì)化學(xué)原理的理解不夠清楚則無法做到。化學(xué)反應(yīng)是怎樣發(fā)生的？為什么有的反應(yīng)快、有的反應(yīng)慢？它遵循怎樣的規(guī)律？如何控制化學(xué)反應(yīng)為人所用？這是我們學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理的宗旨�；瘜W(xué)反應(yīng)原理所包含的內(nèi)容及學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理的方法正是本書要探討的問題。教學(xué)中的主要過程可以結(jié)合學(xué)生匯報(bào)交流自學(xué)與討論的成果，圍繞下列問題展開：

　　1. 化學(xué)反應(yīng)原理研究的內(nèi)容可列舉學(xué)生熟悉的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分析。

　　情景1：

　　說明：同樣都與H2反應(yīng)，由于O2、CuO 、N2的性質(zhì)不同，反應(yīng)的難易程度不同。物質(zhì)之間能否發(fā)生反應(yīng)，是由物質(zhì)本身的性質(zhì)決定的，對(duì)于能夠發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，影響化學(xué)反應(yīng)速率的根本原因也是反應(yīng)物本身的性質(zhì)，我們稱之為“內(nèi)因”。

　　情景2：將H2+O2混合，在室溫條件下可以穩(wěn)定存在數(shù)百年，但點(diǎn)燃后卻會(huì)發(fā)生劇烈的爆炸反應(yīng)，而且只要配比相當(dāng)，可以完全轉(zhuǎn)化成生成物。

　　說明：外界條件可以促使其反應(yīng)發(fā)生。而且在一定的條件下，反應(yīng)進(jìn)行得比較“徹底”。物質(zhì)之間反應(yīng)的“內(nèi)因”已經(jīng)具備，“外因”則是變化的條件。不同的外界條件都能夠改變化學(xué)反應(yīng)的速率。

　　情景3：H2+N2即使在高溫、高壓、有催化劑的條件下反應(yīng)，也不能完全轉(zhuǎn)化成生成物。說明：該反應(yīng)是有一定限度的。

　　總結(jié)：化學(xué)反應(yīng)速率、方向及限度正是“化學(xué)反應(yīng)原理”要研究的問題。此時(shí)有必要指出：在不同物質(zhì)體系、不同的環(huán)境中，化學(xué)反應(yīng)所遵循的規(guī)律是不同的，如在第三單元將介紹水溶液中的離子反應(yīng)；在第一單元和第四單元將分別介紹化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)與能量之間的定量關(guān)系以及電化學(xué)的最基礎(chǔ)知識(shí)等等，這些都是“化學(xué)反應(yīng)原理”研究的范圍。這些基本原理與我們身邊經(jīng)常發(fā)生的化學(xué)現(xiàn)象密切相關(guān)，只要我們注意觀察、研究，大自然將成為無所不在的大課堂。

　　2. 研究化學(xué)反應(yīng)原理的思路與方法——概念模型法。

　　教科書介紹了合理簡化的概念模型以及如何運(yùn)用概念模型學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理。對(duì)該段內(nèi)容的處理可分三步進(jìn)行：

　�。�1）建立簡化的有效碰撞模型的設(shè)想：為了突出化學(xué)反應(yīng)最重要的內(nèi)涵，忽略其他因素的干擾作用，選擇氣相反應(yīng)體系作為研究有效碰撞的基礎(chǔ)模型。其優(yōu)點(diǎn)是：氣體分子運(yùn)動(dòng)空間遠(yuǎn)大于自身體積所占有的空間，環(huán)境影響因素相對(duì)較少。該概念模型最重要的內(nèi)涵也更加突出，更容易掌握。如在水溶液中的反應(yīng)，水是較大量的，研究水溶液中的化學(xué)反應(yīng)就不能忽略水分子的作用。

　�。�2）模型的基本構(gòu)架

　　模型的建構(gòu)：在一潔凈的容器中，使氫氣與氧氣按體積比2∶1的比例混合，氣體分子因自由運(yùn)動(dòng)而不斷發(fā)生碰撞（互相接觸）——這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要條件。

　　假設(shè)與事實(shí)：研究結(jié)果表明，從分子的熱運(yùn)動(dòng)來看，分子發(fā)生碰撞的機(jī)會(huì)很多。如在常

　　10溫常壓下每個(gè)氫分子、氧分子自身或它們之間的碰撞幾率為2.355×10次/秒。假如每次碰

　　撞都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則化學(xué)變化瞬間即可完成，但事實(shí)并非如此。

　　立論：并不是每次分子間的碰撞都會(huì)引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，只有其中部分的氣體分子碰撞是有效的，即有效碰撞——這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的充分條件。

　　（3）活化分子和活化能

　　對(duì)該模型的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)可結(jié)合教科書上的圖示（圖1）。具有足夠能量（活化能）的分子——活化分子的碰撞是有效碰撞的必要條件，但不充分。只有當(dāng)活化分子采取適合的取向進(jìn)行碰撞時(shí)才能反應(yīng)。

　　活化分子——具有較高能量，能夠發(fā)生有效碰撞的分子。

　　活化能——活化分子高出反應(yīng)物分子平均能量部分

　　教科書以活化能為0的反應(yīng)從另一個(gè)側(cè)面說明有效碰撞模型的合理性。進(jìn)一步說明了活化能的大小與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系。

　　結(jié)論：某一化學(xué)反應(yīng)的速率大小與單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)有關(guān)；而有效碰撞次數(shù)的多少與單位體積內(nèi)反應(yīng)物中活化分子的多少有關(guān)；活化分子的多少又與該反應(yīng)的活化能的大小有關(guān)�；罨艿拇笮∈怯煞磻�(yīng)物分子的性質(zhì)決定的，而反應(yīng)物分子的性質(zhì)又與分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，可以說，反應(yīng)物分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)因。那么，對(duì)于一個(gè)特定反應(yīng)，人類如何使用和控制，還需要研究外部條件對(duì)它的影響。這將在后面的學(xué)習(xí)中繼續(xù)討論。

　　最后教科書特別指出：化學(xué)反應(yīng)的活化能可以用實(shí)驗(yàn)方法測定，當(dāng)實(shí)驗(yàn)條件不同時(shí)，會(huì)得出不同的結(jié)果，催化劑的應(yīng)用就是實(shí)例之一。人們尚未掌握化學(xué)反應(yīng)活化能的有效的理論推算方法，這種留有缺憾的教學(xué)觀點(diǎn)值得關(guān)注，既有利于學(xué)生客觀地認(rèn)識(shí)科學(xué)規(guī)律，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。

　　關(guān)于催化劑，在化學(xué)2中已有介紹，這里著重說明催化劑的作用、意義，在第二章中進(jìn)一步從由于催化劑的參與改變了活化能，從而改變了反應(yīng)速率來認(rèn)識(shí)催化劑的作用。

　　3. 模型研究的意義

　　應(yīng)該說學(xué)生根據(jù)自身的生活經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于簡化后的有效碰撞模型接受起來并不難，由于缺乏相關(guān)的知識(shí)，要達(dá)到真正領(lǐng)會(huì)該模型的要點(diǎn)是不現(xiàn)實(shí)的。這也是教科書采取最簡化處理方法的原因。為了便于學(xué)生理解模型研究的方法和意義，教師還可以利用學(xué)生已有的可燃物燃燒條件的知識(shí)，建立下列模型：