人教 高中化学必修2 教师用书

萌到你眼炸
895次浏览
2021年02月20日 11:05
最佳经验
本文由作者推荐

-

2021年2月20日发(作者：新白狐)


说明



为了帮助教师理解和体会课程标准，更好 地使用教科书，我们根据教育部制订的《普通高中化学课


程标准（实验）


》和人民教育出版社、课程教材研究所化学课程教材研究开发中心编著的《普通高中课程


标准实验教科书化学


2


（必修）


》的内容和要求，结合高中化学教学实际，组织编写了本教师教学用书，


供高中化学教 师教学时参考。



全书按教科书的章节顺序编排，每章包括本章 说明、教学建议和教学资源三个部分。



本章说明是按章编写的 ，包括教学目标、内容分析和课时建议。教学目标指出本章在知识与技能、


过程与方法和 情感态度与价值观等方面所要达到的教学目的；内容分析从地位和功能、内容的选择与呈


现、教学深广度以及内容结构等方面对全章内容做出分析；课时建议则是建议本章的教学课时。

< br>


教学建议是分节编写的，包括教学设计、活动建议、问题交流和习题参考。教学 设计对各节的内容


特点、知识结构、重点和难点等作了较详细的分析，并对教学设计思路 、教学策略、教学方法等提出建


议。活动建议是对科学探究、实验等学生活动提出具体的 指导和建议。问题交流是对“学与问”


、


“思考


与交流”等教科书中栏目所涉及的有关问题给予解答或提示。习题参考则是对各节后的习题给予解答或< /p>


提示。



教学资源是按章编写的，主要编 入一些与本章内容有关的教学资料、疑难问题解答，以及联系实际、


新的科技信息和化学 史等内容，以帮助教师更好地理解教科书，并在教学时参考。



参加本书编写工作的有：王晶、王作民、李桢、吴海建、孙琳琳、张晓娟、宋锐等。



本书的审定者：李文鼎、王晶。



责任编辑：吴海建。



图稿绘制：李宏庆、张傲冰。



由于时 间仓促，本书的内容难免有不妥之处，希望广大教师和教学研究人员提出意见和建议，以便


修订改进。



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



2004


年


6


月< /p>






第一章




物质结构




元素周期律


……………………………………………………………………1










本


章


说


明


………………………………………………………………………………………1









教学建议












第


一


节




元


素


周


期


表………………………………………………………………………2












第


二


节




元


素


周


期


律………………………………………………………………………5












第


三


节




化


学


键…… ………………………………………………………………………6










教


学


资


源


…………… …………………………………………………………………………8



第二章




化 学反应与能量


……………………………………………………………………………14










本


章


说


明


………………………………………………………………………………………14

< br>









教学建议












第


一


节




化


学


能


与


能……………………………………………………………………17












第


二


节




化


学


能


与


能……………………………………………………………………23












第


三


节




化


学


反


应


的


速


率


和


度…………………………………………………………31










教


学


源


…………… …………………………………………………………………………36



第三章




有 机化合物


…………………………………………………………………………………42



热


电


限


资









本


章


明


…………… …………………………………………………………………………42










教学建议












第


一


节




最


简


单


的


有


机


化


合


物


──


烷…………… ……………………………………43












第


二


节




来


自


石


油


和


煤


的


两


种


基


本


化


工


料……………………………………………46< /p>












第


三


节




生


活


中


两


种


常


见


的


有


物……………………………………………… ………48












第


四


节




基


本


营


养


质……………………………………………………………………50










教


学


源


…………… …………………………………………………………………………51



第四章




化学与可持续发展



…………………… …………………………………………………59










本


章


明


…………………………………………………………………………… …………59










教学建议












第


一


节




开


发


利


用


金


属


矿


物


和


海


水


源…………………………………………………61












第


二


节




化


学


与


资


源


综


合


利


用


、


环


境


护………………………………………………64










教


学


源


…………………………………………… …………………………………………67










第一章



物质结构



元素周期律



本章说明



一、教学目标



1.

< br>能描述元素周期表的结构，知道金属、非金属在元素周期表中的位置。



2.


在初中有关原子结构知识的基础上，了解元素原子核外电子排布。< /p>



说


甲


原


机


物


资


说

< p>
资


保


资


3.


通过有关数据和实验事实，了解原子结构与元素性质之间的关系。知道核素的涵义；认识原子结


构相似的一族元素在化学性质上表现出的相似性和递变性；认识元素周期律。

< br>


4.


认识化学键的涵义，通过实例了解离子键和共价键 的形成。




二、内容分析



1.


地位和功能


物质结构和元素周期律是化学的重要理论知识，也是中学化学教学的重要内容。通过学习这部分知

< p>
识，可以使学生对所学元素化合物等知识进行综合、归纳，从理论进一步加深理解。同时，作为理论 指


导，也为学生继续学习化学打下基础。


这部分知识既是化学


2(


必修


)< /p>


的内容，也是选修化学的基础。



2.


内容的选择与呈现



根据课程标准，有关物质结构和元素周期律的知识，在必修模块和选修模块中均有教学要求，作为


必修模块中的内容，比较简单、基础，较系统地知识将在选修模块中安排。

< br>


在初中化学的基础上，进一步介绍原子核外电子排布。教材没有具体介绍原子核 外电子排布的规律，


而是直接给出了


1


～


18


号元素原子核外电子的排布，让学生从中发现一些简单规 律。较系统的知识将在


选修模块中继续学习。



教材将原子结构与元素性质的关系以及元素周期律作为重点内容。以碱金属和卤族元素为代表介绍


同主族元素性质的相似性和递变性；以第三周期元素为代表介绍元素周期律。将元素性质、物质 结构、


元素周期表等内容结合起来，归纳总结有关的化学基本理论。


在初中化学的基础上，通过离子键和共价键的形成，以及离子化合物和共价化合物 的比较，使学生


认识化学键的涵义。



本章内容虽然是理论性知识，但教材结合元素化合物知识和化学史实来引入和解释，使理论知识与


元素化合物知识相互融合，以利于学生理解和掌握。



注：教科书章图中选用的原子球塔，位于比利时首都布鲁塞尔西北，为该市标志性建筑之一。


3.


内容结构




本章以元素周期表和元素周期律为框架，先介绍元素周期表， 再通过一些事实和实验归纳元素周期


律。


第一节从化学史引入，直接呈现元素周期表的结构。在学生了解一些元素性质和原子结构示意图的

< p>
基础上，以周期表的纵向结构为线索，以碱金属和卤族元素为代表，通过比较原子结构


(


电子层数，最外


层电子数


)


的异同，突出最外层电子数的相同；并通过实验和事实来呈现同主族元素性质的相似性 和递变


性。帮助学生认识元素性质与原子核外电子的关系。在此基础上，提出元素性质与 原子核的关系，并由


此引出核素和同位素的有关知识。



第二节以周期表的横向结构为线索，先介绍原子核外电子排布，突出电子层数的不同和最外层电 子


数的递增关系，以第三周期元素为代表，归纳出元素周期律。



第三节在前两节的基础上介绍化学键。使学生进一步认识物质结构的知识，以及化合物的 形成和化


学反应的本质。



三、课时建议



第一节








元素周期表


















2


课时



第二节








元素周期律


















3


课时



第三节








化学键






















3


课时



复习和机动






























2


课时



第一节



元素周期表



一、教学设计



元素周期表是元素周期 律的具体表现形式，是学习化学的重要工具。元素周期表在初中化学中已有


简单介绍，学 生已经知道了元素周期表的大体结构，并会用元素周期表查找常见元素的相关知识，但对


元素与原子结构的关系还没有更深的理解。因此，本节教学的主要目的在于帮助学生能够从原子结构的

< p>
角度进一步认识元素周期表的实质，为学习元素周期律打下基础。



本节教学重点：元素周期表的结构；元素在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。



本节教学难点：元素在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。



为了落实重点、突破难点，教学设计时，应该充分发挥实验在化学 教学中的作用，根据各学校和学


生的实际情况，尽可能采用开放式和探究式的教学方法， 充分发挥学生学习的主动性。



1.


关 于元素周期表结构的教学设计（第


1


课时）


教学流程：



查找资料（关于元素周期表的发展史）→ 实践活动汇报→讲授元素周期表的结构→ 学生设计不同


类型的元素周期表→ 小结。



说明：



实践活动（课前预习）──分 小组查找关于元素周期表发展史的相关资料，制作成幻灯片或资料卡


片等。



讲授──可采取制成


Flash

< br>动画形式，每一版块点击出现，增加周期表结构的动感，加深记忆。


< p>
课堂开放性训练──以小组为单位竞赛，从不同的角度设计多种类型的元素周期表（如从密度、放< /p>


射性等角度）。



评价方式──优秀成果以墙报形式展出，进行相互交流并评价。



2.


关于元素性质与原子结构关系的教学设计（第


2


课时）



教学流程：



提出问题→设计探究方案 →理论探究（碱金属及卤素原子结构特点、规律）→实验探究（碱金属及


卤素元素性质递 变规律）→得出结论。



说明：



问题创设──（


1


）元素周期表中为什么把 锂、钠、钾等元素编在一个族呢？它们的原子结构和性质


有什么联系呢？




（


2

）元素的原子结构和元素的性质有什么关系呢？




碱金属及卤素的原子结构有关资料以学案形式下发或课上以投影形式呈现。


理论探究──比较、归纳、抽象。


实验探究──事先可下发实验预习提纲，实验可设计成学生的分组实验，具体见活动建议。

< br>


3.


关于核素内容的教学设计（第

3


课时）



教学流程：



介绍前沿科学→提出问题 →事例分析→得出概念→概念辨析→应用→课堂练习→开放性作业。



说明：



14


2


3


问题创设──考古


(


6


C


）、氢弹


(

< p>
1


H


，


1


H


）的制造等。



内容呈现──氢、碳、铀同位素资料卡片、幻灯。



方法手段──比较、类比、抽象。



评价反馈──多媒体呈现形成性练习题、同步测试等；



查阅同位素在能源、医疗、农业、考古等方面的应用，以读书报告会形式进行交流。

< p>


二、活动建议



【科学探究】



钾在空气中燃烧实验可 设计为学生分组实验，而钾与水的反应，钾块不要取太大，以免发生危险，


此实验最好由 教师在实物投影仪上演示。



【实验


1 -1


】



教材中此实验是分步进行，饱 和氯水会挥发出氯气造成污染。可尝试改进设计实验如下，操作方便，


对比性强，现象明 显，且无有毒气体逸出。



（


1


）



实验装置（如图


1-1


）。



（


2


）



实验操作：



① 向


U


形管中加入约


2 g


高锰酸钾粉末；取一根


5 mm×150 mm


的玻璃管，插入橡皮塞中，在图


1-1


所示实验装置 中的“4、


5


、


6”处贴上滤纸小旗，


分别滴


3


滴淀粉


KI


溶液、


饱和


KI


溶液、


溴化钠溶液


（从


上到下 ）。另取一同样的玻璃管，两端各塞入一小团脱脂棉，在


1


和< /p>


2


处脱脂棉上分别滴入淀粉


KI


溶液


和饱和


NaBr


溶 液，并在两端分别接一橡皮管（带夹子）；在


3


处装入吸有


NaOH


溶液的脱脂棉。按图


1-1


的装置连接。② 滴加浓盐酸，即可看到有黄绿色的氯气产生，


与小旗 接触后，由下至上依次出现：蓝色、


紫黑色、红棕色。打开


1< /p>


、


2


处的夹子，当氯气恰好上升到


2


位置，保持一会儿即夹住


2


处，不使氯气上


升。③ 取下上节玻璃管，在


2


处微微加热，即看到红棕色的溴上升到


1


处， 此时有蓝色出现。



三、问题交流



【思考与交流】



教材中关于元素性质 与原子结构的关系，主要是通过探究碱金属和卤族元素的性质得出同一主族元


素得失电子 的能力、金属性和非金属性递变的趋势，这是本节的重点，也是难点。教学中要注意教给学


生思考问题的思路和方法，为学习下一节元素周期律奠定基础。



四、习题参考



4.

< br>（


1


）



元素



原子序数



元素符号



周期



族



甲



6



C



二



ⅣA



乙



8



O



二




ⅥA



丙



11



Na



三



ⅠA



丁



13



Al



三



ⅢA



(2)


甲与乙：


C+O


2


CO


2



乙与丙：


2Na+O


2


Na


2


O


2



乙与丁：


4Al +3O


2


2Al


2

O


3



5.


不可以，


113


种元素并不等于只有


113


种原子，原子的种类实际上多于


113

< br>种。



第二节



元素周期律



一、教学设计



元素周期律是对元素性 质呈现周期性变化实质的揭示，通过本节的学习，可以使学生对以前学过的


知识进行概括 、综合，实现由感性认识上升到理性认识；同时，也会以此理论来指导后续学习，所以，


学好元素周期律是十分重要的。



本节教学重点：元素周期律的 涵义和实质；元素性质与原子结构的关系。



本节教学难点：元素性质和原子结构的关系。



元素周期律属于化学基础理论知识，基础理论教学应具有严密的逻辑性，从课堂教学的结构上，应


当体现出教材本身逻辑系统的要求；要重视理论推理，借助实验和事实分析，应用归纳法和演绎 法，培


养学生的逻辑思维能力。



基础理论的教学模式一般为：



提出课 题→列出理论研究的要点→应用实验或资料，分析阐述以得出规律性结论→结合新的事实，


检验、应用得出的结论。



根据教材的安排以及高一学生的实 际情况，关于原子核外电子的排布，只要求学生熟悉


1


～


18


号元


素原子核外电子的排布，并会应用即 可。重点是元素周期律、元素周期表和元素周期律的应用，关于这


部分内容的教学可采用 问题探究教学模式组织教学过程。利用问题探究的形式组织学生活动，下列设计


可供参考 ：



分析教材表


1-2


数据→学生归纳


1


～


18


号元素的原子结构特点→思考与交流→得出原子核外电子排


布的规律 →提出新问题（如元素的金属性、非金属性是否随元素原子序数的变化而呈周期性变化呢？）

→实验探究



（钠、镁、铝元素化学性质的比较）→得出结 论→资料卡片（硅、磷、硫、氯元素的性质事


实）→思考与交流→概括出元素周期律→再 结合周期表总结出元素性质、原子结构与周期表中元素位置


的关系→应用。



说明：



实验探究──事 先可下发实验预习提纲，实验可设计成学生的分组实验，具体建议见活动建议。




开放性作业──小论文（如由元素周期表所想到的……）


。



二、活动建议



【科学探究】



钠、镁、铝的性质实验 ，简单易做、现象比较明显且安全，可以设计为学生的分组实验，实验方案


不作统一规定 ，要求各小组自行设计实验方案，然后全班进行交流评价，最后综合总结出最佳方案，注


意培养学生求异思维的能力。



镁与水的反应，尽管有明显的反 应速率，但产生氢气的量较少，且看不到产生的氢氧化镁，只能通


过氢气的产生和酚酞指 示剂的变色去认定氢氧化镁的存在，说服力不强。根据水溶液中


KCl

< br>、


NaCl


有阻


止氢氧化镁薄膜 在镁上形成的作用，可将水改成食盐水进行实验。



实验步骤： 取一段擦去表面氧化膜的镁条，卷成螺旋状，插入盛有食盐水溶液的试管或烧瓶中，再


将 试管或烧瓶倒插在盛有食盐水的烧杯中，可以观察到镁持续不断地跟水反应，几分钟后，白色的氢氧


化镁沉淀聚积在烧杯底部。



注意事项：镁条用量较 多；食盐水可以用饱和食盐水稀释一倍获得。



三、问题交流



【学与问】



元素周期表和元素周期律学习中，应帮助学生掌握以下要点：



1.


根据元素在周期表中的位置，预测其原子结构和性质，反过 来根据元素的原子结构推测它在周期


表中的位置。


< p>
2.


掌握同周期、同主族元素性质的递变规律。



3.


熟悉常见元素在周期表中的位置。



4.


指出金属性最强和非金属性最强元素的位置。



5.


推测未知元素的位置及性质。



四、习题参考




2.(1) Na


＜


K


(2)Al


＞


B


(3)Cl


＞


P


(4)Cl


＞


S


(5)O


＞


S



3.(1)HNO


3


＞


H

< p>
2


PO


4


< p>
(2)Mg(OH)


2


＞


Ca(OH)


2




(3) Mg(OH)


2


＞

< p>
Al(OH)


3



4.< /p>


银白色，与水剧烈反应，性质比钾和钠活泼。


< br>5.


（


1


）

Ba


＞


Be




(2)


Ba


也要密封保存



6.


（


1


）


7

< br>，


4





（


2


）七周 期、Ⅳ


A




(3)


金属



第三节



化学键



一、教学设计



+

-


初中化学中介绍了离子的概念，学生知道


Na

< p>
和


Cl


由于静电作用结合成化合物


NaCl


，又知道物质是


由原子、分子和离子构成的， 但并没有涉及到离子化合物、共价化合物以及化学键的概念。化学


2

的化


学键内容，目的是使学生进一步从结构的角度认识物质的构成，从而揭示化学反 应的实质。



本节教学重点：离子键、共价键的概念；离子化合 物和共价化合物的概念；化学键的概念；化学反


应的实质。



本节教学难点：化学键的概念；化学反应的实质。


< p>
本节教材涉及的化学基本概念较多，内容抽象。根据高一学生的心理特点，他们虽具有一定的理性< /p>


思维能力，但抽象思维能力较弱，还是易于接受感性认识。因此，本节课的教学，应低起点 ，小台阶，


充分利用现代化教学手段，进行多媒体辅助教学，来突出重点，突破难点。< /p>



1.


关于离子键的教学设计



教学流程：



提出问题→实验（钠和氯 气的反应）→进行表征性抽象→再进行原理性抽象→得出结论（离子键的


定义）→离子键 的形成条件→离子键的实质→构成离子键的粒子的特点→离子化合物的概念→实例→反


思 与评价。



说明：


< br>问题创设──（


1


）分子、原子和离子是怎么构成物质的 呢？



（


2


） 为什么物质的种类远远地多于元素的种类呢？



表征性抽象── 通过钠和氯气反应产生白色固体的实验，得出结论（生成氯化钠）


。


原理性抽象──制作三维动画从微观的角度模拟氯化钠的形成，化静为动，变抽象 为形象，增强学


生的感性认识，降低难点，得出离子键的概念。



反思与评价──利用


5


分钟左右的时间 ，针对离子键概念的内涵和外延以及电子式的写法进行练习，


强化对概念的理解、应用及 化学用语书写的规范性。



2.


关于共价键的教学设计



教学流程：



复习离子键及氢气和氯气 的反应→提出新问题


（氯化氢的形成原因？）


→原理性抽象→得 出结论


（共


价键的定义）→共价键的形成条件→构成共价键的粒 子的特点→共价键的实质→共价化合物的概念→共


价键的种类（极性共价键和非极性共价 键）→离子键和共价键的概念辨析→归纳总结出化学键的定义→


化学反应的实质→教学评 价。



说明：



教学手段──关于共价键形成过程的教学，仍然可以采用多媒体制作动画的方式呈现。



教学方法──通过对离子键、共价键的比较，归纳抽象出化学键的概念。



教学评价──10


分钟课堂测验反馈。




二、活动建议


【实验


1-2


】



钠和氯气反应实验的改进建议及说明：



1.


教材中演示实验的缺点：


（


1< /p>


）钠预先在空气中加热，会生成氧化物，影响钠在氯气中燃烧；


（


2


）


预先收集的氯气在课堂演示时可能 不够；


（


3


）实验过程中会产生少量污 染。



2.


改进的装置（如图


1-2


）


。



3.


实验步骤：


（


1< /p>


）取黄豆大的钠，用滤纸吸干表面的煤油放入玻璃管中，按图示安装好；

< br>（


2


）慢慢


滴入浓盐酸，立即剧 烈反应产生氯气；


（


3


）先排气至管内 有足够氯气时，加热钠，钠熔化并燃烧。



4.


实验现象：钠在氯气中剧烈燃烧，火焰呈黄色且有白烟，反应停止后，管壁上可观察到附着的白


色固体。



5.


改进实 验的优点：


（


1


）整个实验过程中氯气 保持一定浓度和纯度，避免发生副反应。



（

< br>2


）安全可靠，污染少。



6.


实验条件控制：


（


1

< br>）高锰酸钾要研细；


（


2


）盐酸 质量分数为


30%


～


34%

< p>
。



三、问题交流



电子式是高中化学的重要化学用语，关于电子式的教学，必须使学生明确：

< br>


1.


电子式中的电子数是指最外层电子数，而不是指电 子总数；



2.


阳离子、阴离子电子式的区别；



3.


离子电子式中的电荷数与元素化合价表示方法的区别；



4.


表示离子键和共价键的电子式的区别 ；



5.“用电子式表示结构”和“用电子式表示分子的形成过 程”是不同的，不要混淆。



四、习题参考



2.

< br>稀有气体最外层电子已达到


2


个或


8


个电子的稳定结构。



4.


（


1


）非极性键






（


2


）非极性键






（


3


）极性键






（


4


）极性键






（


5


）极性


键



教学资源



1.


元素周期律和元素周期表的重要意义



元素周期律和周期表， 揭示了元素之间的内在联系，反映了元素性质与它的原子结构的关系，在哲


学、自然科学 、生产实践各方面都有重要意义。



（


1


）在哲学方面，元素周期律揭示了元素原子核电荷数递增引起元素性质发生周期性变化 的事实，


有力地论证了事物变化的量变引起质变的规律性。元素周期表是周期律的具体表 现形式，它把元素纳入


一个系统内，反映了元素间的内在联系，打破了曾经认为元素是互 相孤立的形而上学观点。通过元素周


期律和周期表的学习，可以加深对物质世界对立统一 规律的认识。



（


2

< br>）在自然科学方面，周期表为发展物质结构理论提供了客观依据。原子的电子层结构与元素周期

< p>
表有密切关系，周期表为发展过渡元素结构、镧系和锕系结构理论、甚至为指导新元素的合成、预测 新


元素的结构和性质都提供了线索。元素周期律和周期表在自然科学的许多部门，首先是 化学、物理学、


生物学、地球化学等方面，都是重要的工具。



（


3


）在生产上的某些应用

< p>


由于在周期表中位置靠近的元素性质相似，这就启发人们在周期表中一定 的区域内寻找新的物质。



①



农药多数是含


Cl


、


P


、


S


、


N< /p>


、


As


等元素的化合物。



②



半导体材料都是周期表 里金属与非金属接界处的元素，如


Ge


、


Si


、


Ga


、


Se


等。



③



催化剂的选择：人们在长期的生产 实践中，已发现过渡元素对许多化学反应有良好的催化性能。


进一步研究发现，这些元素 的催化性能跟它们原子的


d


轨道没有充满有密切关系。于是，人 们努力在过


渡元素（包括稀土元素）中寻找各种优良催化剂。例如，目前人们已能用铁、 镍熔剂作催化剂，使石墨


在高温和高压下转化为金刚石；石油化工方面，如石油的催化裂 化、重整等反应，广泛采用过渡元素作


催化剂，特别是近年来发现少量稀土元素能大大改 善催化剂的性能。



④



耐高温、耐腐蚀的特种合金材料的制取：在周期表里从Ⅲ


B

< br>到Ⅵ


B


的过渡元素，如钛、钽、钼、

钨、铬，具有耐高温、耐腐蚀等特点。它们是制作特种合金的优良材料，是制造火箭、导弹、宇宙飞船、


飞机、坦克等的不可缺少的金属。



⑤



矿物的寻找：地球上化学元素的分 布跟它们在元素周期表里的位置有密切的联系。科学实验发现


如下规律：相对原子质量较 小的元素在地壳中含量较多，相对原子质量较大的元素在地壳中含量较少；


偶数原子序的 元素较多，奇数原子序的元素较少。处于地球表面的元素多数呈现高价，处于岩石深处的


元素多数呈现低价；碱金属一般是强烈的亲石元素，主要富集于岩石圈的最上部；熔点、离子半径、电

< p>
负性大小相近的元素往往共生在一起，同处于一种矿石中。在岩浆演化过程中，电负性小的、离子半 径


较小的、熔点较高的元素和化合物往往首先析出，进入晶格，分布在地壳的外表面。< /p>



有的科学家把周期表中性质相似的元素分为十个区域，并认为同 一区域的元素往往是伴生矿，这对


探矿具有指导意义。



2.


元素的金属性与非金属性跟原子结构的关系



从化学的观点来看，金属原子易失电子而变成阳离子，非金属原子易跟电子结合而变 成阴离子。元


素的原子得失电子的能力显然与原子核对外层电子特别是最外层电子的引力 有着十分密切的关系。原子


核对外层电子吸引力的强弱主要与原子的核电荷数、原子半径 和原子的电子层结构等有关。



我们常用电离能来表示原子失电 子的难易，并用电子亲合能来表示原子与电子结合的难易。



从 元素的一个最低能态的气态原子中去掉


1


个电子成为一价气态阳 离子时所需消耗的能量叫该元素


的第一电离能，从一价气态阳离子中再去掉


1


个电子所需消耗的能量叫第二电离能，单位常用电子伏特

< br>（


eV


）


。


电离能的数据表明，同主族元素从上到下电离能减小，即越向下，元素越易失去电 子。同周期元素


从左到右，电离能增大。一般说来，元素的电离能数值越大，它的金属性 越弱。



原子的电子亲合能是元素的一个气态原子获得


1


个电子成为一价气态阴离子时所放出的能量。电子

亲合能越大，元素的原子就越容易跟电子结合。一般说来，元素的电子亲合能越大，它的非金属性越强。



元素的原子在化合物分子中把电子吸引向自己的本领叫做元素的电 负性。元素的电负性同电离能和


电子亲合能有一定的联系。我们可把电负性的数值作为元 素金属性或非金属性的综合量度。金属的电负


性较小，金属的电负性越小，它的活动性越 强。非金属的电负性较大，非金属的电负性越大，它的活动


性也越强。

< br>


同一周期中，各元素的原子核外电子层数相同，但从左到右，核电荷数依次增多 ，原子半径逐渐减


小，电离能趋于增大，失电子越来越难，得电子能力逐渐增强，因此金 属性逐渐减弱，非金属性逐渐增


强。在短周期中这种递变很显著，但在长周期中，自左至 右，元素的金属性减弱很慢。因为长周期中过


渡元素增加的电子进入尚未填满的次外层， 即填入


d


轨道（第六周期镧系元素电子进入倒数第三层，即


填入


f


轨道）


，所 以在长周期的前半部各元素的原子中，最外层电子数不超过


2


个 ，由于这些元素的原子


半径和电离能依次仅略有改变，因此金属性减弱很慢。在长周期的 后半部分各元素的原子中，最外层上


的电子数依次增加，因此金属性的减弱和非金属性的 增强才变得显著。



在各主族内，从上到下，随原子序数的增加 ，虽然原子的核电荷数是增加了，但原子的电子层数也


随着增多，原子半径也增大，内层 电子的屏蔽效应也加大。由于这些原因，原子核对外层电子的引力减


弱，原子易失去电子 ，因而元素的金属性也增强。



3.


元素周期表的终点在哪里？



1869


年俄国化学家门捷列夫将当时已发现的

63


种元素列成元素周期表，


并留下一些空格，

< p>
预示着这


些元素的存在。在元素周期表的指导下，人们“按因索骥”找出了 这些元素。



元素种类到底是否有限？周期表有否终点？


< br>20


世纪


30


～


40


年代，人们发现了


92


号 元素，就有人提出


92


号是否是周期表的最后一种元素。然而< /p>


从


1937


年起，人们用人工合成法在近


50


年时间又合成近


20


种元素，元素周期表的尾巴增长了。这时又


有人预言，


105


号元素该是周期表的尽头了，其理由是核电荷越来越大，核内质子数也越来越大 ，质子间


的排斥力将远远超过核子间作用力，导致它发生蜕变，然而不久，又陆续合成了


106


～


109


号元素。这些


元素存在的时间很短，如


107


号元素半衰期只有


2 μs，照此推算元素周期表是否到尽头了？



1969


年起，理论物理学家从理论上探索“超重元素”存在的可能性，他们认为具有

2


，


8


，


14


，


28


，


50


，


82


，


114


，


126


，

184


等这些“幻数”的质子和中子，其原子核比较稳定，这就是说，随着原子序数 的


递增，其原子核不一定不稳定。因此在


109


号元素之后还能合成一大批元素，这样，第七周期


32


种元素


将会被填满，第八周期也将填满（按理论计算，第八周期元素共

< br>50


种，其中


7


种主族元素，< /p>


1


种惰性元


素，


10


种过渡元素或副族元素，还有


32


种超锕系元素，列在元素周期表锕系元素的下方）


。



然而理论的唯一检验标准是实践，能否不断合成新元素至今还是一个谜，科学家将上天（如到月球 ）


入地（如海底）或反复在粒子加速器中进行实验，企图合成新元素，其结果将会如何， 人们正拭目以待。



更为有趣的是，有些科学家还提出元素周期 表可以向负方向发展，这是由于科学上发现了正电子、


负质子（反质子）


，在其他星球上是否存在由这些反质子和正电子以及中子组成的反原子呢？这种观点若

< br>有一朝被实践证实，元素周期表当然可以出现核电荷数为负数的反元素，向负向发展也就顺理成章了。



4.


化学键理论发展简介


< p>
化学键理论应该回答原子怎样形成分子（或晶体）


，以及分子为什么可以稳 定存在等问题。历史上曾


出现各种理论，从贝采里乌斯的二元学说起，到热拉尔的类型论 、凯库勒和布特列洛夫的结构理论、维


尔纳的配位理论、路易斯等的电子理论等，经过了 一个多世纪的努力，终于逐渐形成现代的化学键理论。



181 2


年，贝采里乌斯发表了二元学说。当时已知道水经电解后，氢气从负极析出，氧气从正 极析出。


他从电解现象中得到启发，认为每种化合物都是由电性相反的两部分组成。电解 时，正的部分在负极析


出，负的部分则在正极析出。例如，




它们靠正电性和负电性两部分以静电吸引结合而成稳定分子。 二元学说较好地解释无机化合物，解


释有机化合物则遇到了困难。



热拉尔完全抛弃了二元学说，提出类型论，他把化合物分为四类：

< br>



这四个母体化合物中的氢被各种基团所取代，可得到 各种各样的化合物。例如：




类型论 只能总结实验结果，使有机化合物初步系统化，但没有预见性。



1857


年，凯库勒提出碳是四价，并注意到碳的原子价不分正负，因而碳与碳原子可 以结合形成链状。


后来，凯库勒又提出在芳香族化合物里，碳具有环状结构，对于苯分子 提出了凯库勒结构式，并指出原


子间可以单键、双键和三键联结。凯库勒的理论对有机化 学的发展起了很大的推动作用。



1861

年，布特列洛夫提出了化学结构理论。他认为分子不是原子的简单堆积，而是原子按一定顺序


排列的化学结合；这样结合起来的每个原子之间有复杂的化学力相互作用。这种化学力的分配叫做物质< /p>


的化学结构，或称分子中原子间的相互作用。分子中原子间的相互作用包含相邻原子间直接 的相互作用


和不相邻原子间的间接相互作用。他还认为每一个分子只能有一个确定的结构 ，物质的化学性质决定于


它的化学结构。


1893


年，维尔纳提出了配位理论来解释络合物的结构。认为金属有两种原子价， 即主价和副价，后


者或称配位数。每一种金属有一定副价。主价必须由负离子来满足，而 副价则可由负离子或中性分子来


满足。副价有方向性，如副价为


6


时，指向正八面体的六个顶点。副价为


4

时有两种情况，可以指向正


方形的四个角，或指向正四面体的四个顶点。

< p>


以上是


19


世纪发展起 来的经典结构理论，它们是概括了大量化学事实而提出来的，又能解释许多事


实，但限于 当时的科学水平，对许多问题还搞不清楚。例如，分子中原子相互结合的本质是什么？副价


是怎样产生的？非相邻原子之间的相互作用是怎样的？进入


20


世纪后，随着电子、放射性的发现，玻尔


在普朗克的量子论和卢瑟福的原子模型基础上 提出了原子结构理论，这些为创立化学键的电子理论打下


了基础。



1914


年到


1919

< p>
年，路易斯等人创立和发展了电子理论。他们认为：①


< br>原子价可分为共价和电价，


共价是由两个原子共有电子对而成，电价是靠正负离子 的静电引力而成。②



原子得失电子或共有电子，


如果外层电子达到稀有气体的结构时最稳定（即所谓八隅律）


。



用八隅律解释共价键的饱和性，有很多例外，而共价键的方向性，电子理论 也不能解释。但是电子


理论已经明确指出分子中原子间的相互作用是价电子和各原子核间 的相互作用，原子间的一个化学键是


一对电子。由于电子理论中引进的电子概念是静止的 ，所以，还不能解释清楚共价键的本质问题。



1927


年，海特勒和伦敦用量子力学处理氢分子获得成功，开创了现代的化学键理论。目前流行的化< /p>


学键理论有电子配对理论（或称价键理论）


、分子轨道理论以及配 位场理论。价键理论认为，成键的电子


只是价电子，而其他电子仍是在各自的原子周围运 动。价键法与化学家熟悉的电子配对、八隅律等概念


符合，因此较易为人们所接受，同时 ，用它处理分子结构问题，价键的概念较明晰，因而一直为许多教


科书所采用。但对许多 化学现象，如氧分子的顺磁性、氮分子的特殊稳定性等，价键理论都无法解释。


在这些方 面，分子轨道理论能发挥其作用。分子轨道理论将整个分子看作一个整体，整个分子中的各原

子核形成一定的势场，所有的电子都在这势场的一定的分子轨道中运动。电子在分子轨道中运动，同样


遵循能量最低原理。近年来，由于分子轨道对称守恒原理的发现及广泛应用，分子轨道理论发展 较快。



5.


共价键理论简介



对共价键本质问题的探讨一直是化学键理论中的重大研究课题。为了阐明共价键的形成，


20


世纪


30


年代以后建立了 两种化学键理论：一种是现代价键理论，另一种是分子轨道理论。现行中学教材中介绍


的 基本上是现代价键理论。



由于


20< /p>


世纪初建立的经典价键理论遇到许多不能解决的矛盾，对共价键的本质也解释不清，为了解


决这些矛盾，


1927


年德国化学家海 特勒和伦敦首先将量子力学理论应用到分子结构中。后来鲍林等又发


展了这一理论，建立 了现代价键理论（


Valence Bond Theory


）


，简称


VB


法，又称电子配对法。该理 论认


为：原子在未化合前有未成对电子，这些未成对的电子，如果自旋方向相反的话，则 可两两结合成电子


对，这时原子轨道发生重叠，电子在两核间出现机会较多，电子云密度 较大，体系的能量降低，就能形


成一个共价键；一个电子与另一个电子配对后就不能再与 第三个电子配对；原子轨道重叠愈多，所形成


的共价键就愈稳定，等等。



现代价键理论不但可解释共价键的饱和性和方向性问题，而且在得到杂化轨道 理论充实后，还能解


释许多分子的几何构型问题。值得注意的是现代价键理论不受经典价 键概念的所谓“八隅律”的束缚，


如中的


Be

< br>和


B


原子的最外层并不是


8


个电子，而分别是


4


个和

< br>6


个电子。



但现代价键理论在 解释有些分子的形成时，也遇到了困难。例如，它只能从原子轨道的重叠定性地


说明共价 键的稳定性，而不能给予近乎定量的解释；它也无法解释氧分子和硼分子等为什么具有顺磁性

等问题。另外，在解释较复杂的分子以及有大


π


键的有机分 子结构时也与实际偏差较大，因为该理论缺


乏对分子作为一个整体的全面考虑。如果认为 分子中的电子已不再从属于任何一个组成原子的原子轨道，


而是在属于整个分子的若干分 子轨道中运动，


这似乎还比较合理，


于是分子轨道理论


（


Molecular


Orbital


Theory


）


，简称

MO


法，便应运而生。



MO


理论认为：能量相近的原子轨道可以组合成分子轨道。由原子轨道组合成分子轨道的数目不变 ，


而轨道能量改变。能量低于原子轨道的分子轨道为成键轨道，反之为反键轨道，能量等 于原子轨道的分


子轨道为非键轨道。分子中的电子在一定的“分子轨道”上运动。在不违 背每一个分子轨道只容纳两个


自旋方向相反的电子的原则下，分子中的电子将优先占据能 量最低的分子轨道，并尽可能分占不同的轨


道，且自旋方向相同。在成键时，原子轨道重 叠越多，所生成的键愈稳定。分子轨道中电子的排布也遵


从原子轨道电子排布的原则，即 泡利不相容原理、能量最低原理、洪特规则和轨道最大重叠原理等对它


都适用。



利用分子轨道理论不仅可解释现代价键理论所不能解释的问题


（如


O


2


和

< p>
B


2


分子的顺磁性等问题）


，


并


且提出了三电子键及单电子键等概念。分子轨道理论从分 子整体出发，对于处理多原子


π


键体系，解释

< br>离域效应和诱导效应等方面的问题，都能更好地反映客观实际。


1965


年在大量实验的基础上，美国伍德


沃德和德国霍夫曼又提出了分子轨道对 称守恒原理。它对解释和预示一系列化学反应进行的难易程度，


以及了解产物的立体构型 等问题都有指导作用，它使化学键理论进入到了研究化学反应的新阶段。




第二章



化学反应与能量




本



章



说



明



一、教学目标



1.

< br>知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因──化学键的断裂要吸收能量，化学

< p>
键的形成要放出能量。知道一个化学反应是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物 的


总能量的相对高低。



2.


通过实例和实验，了解化学能与热能的相互转化，了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用< /p>


及其对人类文明发展的贡献。



3.


能举例说明化学能与电能的转化关系及其运用，认识化学能转化为电能对现代化的重大意义， 初


步了解化学电池的化学反应基础（氧化还原反应）及研制新型电池的重要性。



4.


通过实例和实验初步认识化学反应的速率 及其影响因素，知道化学反应有一定的限度，并在此基


础上认识控制反应条件对生产、生 活及科学研究的意义，初步认识提高燃料燃烧效率的重要性和途径。


< br>5.


初步体会通过实验认识和研究化学反应原理的方法与价值，并为学习有关的选 修模块打下基础。



二、内容分析



1.


地位和功能


本章内容分为两个部分──化学反应与能量、化学反应速率和限度，都属于化学反应原理范畴，是

< p>
化学学科最重要的原理性知识之一，也是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识。同时， 本


章内容又是在社会生产、生活和科学研究中有广泛应用的知识，是对人类文明进步和现 代化发展有重大


价值的知识，与我们每个人息息相关。因此，化学能对人类的重要性和化 学反应速率、限度及其条件控


制对化学反应的重要性，决定了本章学习的重要性。



初中化学从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，在选 修模块“化学反应原理”中，


将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学 反应与能量、化学反应速率和化学平衡的原


理。本章内容既是对初中化学相关内容的提升 与拓展，又是为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。



通过 化学能与热能、电能的相互转化及其应用的学习，学生将对化学在提高能源的利用率和开发新

能源中的作用与贡献有初步认识；通过新型化学电源开发利用的介绍，学生将对化学的实用性和创造性


有更多的体会；通过对化学反应速率和限度的讨论，学生对化学反应的条件将从原理上加深认识 。这些


都会增进学生对化学科学的兴趣与情感，体会化学学习的价值。

< br>


2.


内容的选择与呈现



课程标准关于化学反应与能量及化学反应速率与限度的内容在初中化学、高中必修模块和选修 模块


中均有安排，既有学习的阶段性，又有必修、选修的层次性，在具体内容上前后还有 交叉和重叠，学生


概念的形成和发展呈现一种螺旋式上升的形态。



根据课程标准，关于化学反应中能量变化的原因，在此只点出化学键的断裂和形成是 其主要原因，


并笼统地将反应中吸收或放出能量归结为反应物的总能量与生成物的总能量 的相对高低，不予深究。



关于化学能与热能、电能的相互转化 ，侧重讨论化学能向热能或电能的转化，以及化学能直接转化


为电能的装置──化学电池 ，主要考虑其应用的广泛性和学习的阶段性。在化学电池中，通过原电池和


传统干电池（ 锌锰电池）初步认识化学电池的化学原理和结构，并不要求上升为规律性的知识；通过介


绍新型电池（如锂离子电池、燃料电池等）体现化学电池的改进与创新，初步形成科学技术的发展观。

< p>


关于化学反应速率及其影响因素，是通过实例和实验使学生形成初步的认 识，但不涉及对反应速率


进行定量计算或同一反应中不同物质间反应速率的相互换算。反 应限度是通过实验和化学史实（炼铁高


炉尾气之谜）感性地说明其存在，虽涉及了反应的 “可逆性”及“平衡状态”，但未从原理的、定义的


高度予以重点讨论。反应条件的控制 是建立在上述二者的基础之上，选取了“燃料的燃烧效率”这一常


见的典型例子进行综合 分析，从中了解控制反应条件的重要性，训练分析问题的思路与方法。这一实例


分析，既 与学生的日常生活经验相联系，又与初中“燃料的燃烧”相衔接。


本章在选材上尽量将化学原理与实验、实例相结合，对化学概念或术语（如化学能、化学电池、催

< p>
化剂、反应限度等）采用直接使用或叙述含义而不下定义的方式出现，以降低学习的难度。同时注意 与


学生经验、社会发展、高新技术、化学史实、相关学科（如物理、生物等）相联系，力 求使本章学习内


容在相应的“知识生态”中呈现，体现其知识的生长性、环境性、综合性 和发展性。



3.


内容结构




三、课时建议



第一节






化学能与热能
















2


课时



第二节






化学能与电能
















2


课时



第三节






化学反应的速率和限度









2


课时



机动和复习




























2


课时



第一节



化学能与热能



一、教学设计



能源与人类的生存和发 展息息相关。本章通过对化学反应中能量变化的探讨，使学生感悟到过去化


学反应在人类 利用能源中所充当的角色，在未来人类解决能源危机、提高能源利用率和开发新能源等方


面中的关键作用，以激发学生学习化学的兴趣，教育学生关心能源、环境等与现代社会有关的化学问题。



本节课的教学是围绕化学能与热能的关系而展开的。教学分为三个部分 ：



在第一部分中教材先从化学键知识入手，说明化学键与能量 之间的密切联系，揭示了化学反应中能


量变化的主要原因。然后分析了化学反应过程中反 应物和生成物的能量储存与化学反应吸收还是放出能


量的关系，为后面强调“与质量守恒 一样，能量也是守恒的”的观点奠定了基础。



在第二部分中教 材通过三个实验，说明化学反应中能量变化主要表现为热量的形式，提出吸热反应


和放热 反应的概念。这部分内容强调了科学探究和学生活动，让学生在实验探究中认识和感受化学能与

< br>热能之间相互转化及其研究过程，学会定性和定量的研究化学反应中热量变化的科学方法。



在第三部分中教材为了拓宽学生的科学视野，图文并茂地说明了生物体内生命 活动过程中的能量转


化、能源与人类社会发展的密切关系，使学生建立正确的能量观。< /p>



关于化学反应与能量之间的关系，学生在初中化学中已经有所了 解，在他们的生活经验中也有丰富


的感性认识。本节教学内容是让学生在学习物质结构初 步知识之后，从本质上认识化学反应与能量的关


系。



本节教学重点：化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化。


本节教学难点：从本质上（微观结构角度）理解化学反应中能量的变化，从而建立 起科学的能量变


化观。



依据以上分析 ，建议将本节课的教学分为三个课堂教学单元：理论思考教学，实验探究教学，实际


应用 教学。这三个教学单元相互联系，同时又各自平行独立，其中任何一个单元都可以作为教学切入点


进行课堂整体教学，这样就形成了以下几种教学思路：



【教学设计Ⅰ】以理论思考教学作为切入点。



从复习化学键知识入手→启发学生思考化学反应中“化学键的破与立”与化学反应中能量变化的关


系→进入理论思考教学→引发学生考虑化学能与热能相互转化的问题→进入实验探究教学→提出 人类如


何利用化学反应产生的热量问题→进入实际应用教学。



这一教学思路强调的是理论的指导作用，启发学生从理论出发提出化学反应中能量变化的 几种科学


假设，然后设计实验对各种假设进行验证，以此培养学生应用理论知识解决实际 问题的能力。



理论思考教学单元中，应充分利用学生已有的结 构化学知识、化学键模型、图表和多媒体课件等课


堂内的教学资源，运用模拟课件将“化 学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因”这一抽象


复杂的知识直观化和形象 化，运用对比、比喻、联想等教学方法进行“一个确定的化学反应在发生过程


中是吸收能 量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小”的教学，力求用直


观化的图表说明问题，注意新、旧知识的衔接和启发学生进行讨论和对比。



【教学设计Ⅱ】以实验探究教学作为切入点。



首先从一个燃烧实验入手→启发学生理解物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化，而这些能


量变化通常又表现为热能变化→进入实验探究教学→提出“为什么有的化学反应吸热，而有的化 学反应


放热” 的问题→进入理论思考教学→提出人类如何利用化学反应产生的热量问题 →进入实际应用教学。



这一教学思路强调的是科学研究的一般 过程，即应用实验创设教学情境，引发学生发现并提出新的


问题，设计并进行实验用以收 集、整理事实和数据，再得出结论，抽象出吸热反应和放热反应的概念，


然后上升到理论 高度去理解概念，最后应用到实际中去。整个教学过程即是一个完整的科学探究过程。



实验探究教学单元中，在探讨化学反应放热、吸热本质时，要使学生明确三点：


1.


热量变化是化学


反应中能量变化的主要表现 形式；


2.


化学反应过程中的能量守恒；


3.


化学反应在发生过程中是吸热还是


放热，决定于反应物的 总能量与生成物的总能量的相对大小。实验


2-1


、

< p>
2-2


、


2-3


是教学中 非常重要的


课内教学资源，为了最大限度的发挥其教学价值，建议将实验


2-1


和实验


2-3


安排为学 生分组实验，因


为放热现象不能用眼睛直接观察到，学生亲自动手实验有利于触摸反应器 和观察温度计，能增强感性认


识。由于实验


2-2


中产生氨气，因此要在通风条件好的环境下安排学生分组实验，此实验直观，现象明

< br>显、有趣，能很好的调动学生的参与热情。经过分组实验，学生有了完整丰富的感性认识后，引导学生


进行高质量的理性分析则是至关重要的。通过学生汇报、小组内交流、填写实验报告等多种多 样的形式，


给学生创造机会学习对现象的描述和分析、对实验事实和数据的处理、依据事 实和数据进行抽象等科学


方法。最后，为了能使实验教学进入高层次的创造性实验和创造 性思维阶段，可以提出一些富有挑战性


的学习问题或任务，供学生在课堂内讨论或课外深 入学习。例如，除了触摸、使用温度计和观察少量水


是否结冰等方法外，还有没有其他指 示反应放热或吸热的方法？将你认为可行的方法列出来，并根据这


些方法设计实验；在定 性实验的基础上能否定量测定一个反应所放出或吸收的热量？如果能，应该怎样


设计实验 ？你怎样设计实验比较两个反应放出能量的大小？



【教学设计Ⅲ】以实际应用教学作为切入点。



首先让学生观看人类开发和利用能源的录像、图片等，或提出一个有关能源的社会实际问题进行讨


论→进入实际应用教学→使学生认识到化学反应所释放出的能量是当今世界上最重要的能源，研 究化学


反应中能量变化的重要意义→进入实验探究教学→引导学生考虑怎样从本质上去理 解：为什么有的化学


反应吸热，而有的化学反应放热？→进入理论思考教学。

< p>


这一教学思路强调的是将化学研究与社会的生存和发展密切联系起来，引 导学生从实际出发去研究


化学反应。



实际应用教学单元中，注意较多地渗透化学社会学的观点，要求的知识比较浅显但涉及的知识面广，


这部分内容在课堂内不要讲得过深、过细和过多，应侧重于调动学生的学习兴趣和学习热情，引导学生


充分利用课外教学资源进行学习。在课堂内建议选择有针对性的录像片段、具有说服力的 图片、数据资


料供学生观看和阅读，然后进行讨论和分析。同时，给学生一些学习问题和 学习任务，鼓励学生充分利


用课外教学资源进行学习，如上网学习，去图书馆查阅资料， 到社会上去调研，寻找日常生活中与能量


有关的现象等，也可下发一些课后阅读资料让学 生分析并写出报告。



本节课整体教学结构及流程图为：




二、活动建议



【实验


2-1


】



实验要点：铝与稀 酸和弱酸反应现象不明显，常常需要加热，所以要选择强酸且浓度不要太低。尽


量使用纯 度好的铝条，反应前要用砂纸打磨光亮，这样进行实验时，用手触摸才能明显感觉到反应放热，

< br>用温度计测量效果会更好。



实验报告设计：



实验目的



1.


了解铝与盐酸反应中热量变化的情况；












2.


学会观察和测定化学反应中热量变化的方法。



实验要求




组内成员共同合作完成下列三个栏目中所要求的学习任务。


< /p>


实


验


活


动


时


间


：























小


组


成


员


姓


名：






















思考与讨论



1.


铝与盐酸反应的化学方程式：

































。



2.


在反应过程中你将能看到什么现象？



3.


用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化，你将采取哪些简 单易行的办法来了解反应中的热量变化？



4.


要明显的感知或测量反应中的热量变化，你在实验中应注意哪些问题？



实验记录



实验步骤



*


眼睛看到


用手触摸


用温度计测量


的现象



在一支试管中加入


2


～


3mL


6mol/L


的盐


酸溶液



向含有盐酸溶液的试管中插入 用砂纸打


磨光的铝条



结




论



反思与评价



（一）个人反思和总结



1.


通过这个实验你学到了哪些化学知识？学会了哪些实验方法？






的感觉






的数据


























2.


在整 个过程中，你最满意的做法是什么？你最不满意的做法是什么？



（二）组内交流和评价



1.


在思考、讨论过程中，同组成员给了你哪些启示？你又给了同组成员哪些启示？

< br>


2.


在实验过程中，同组成员给了你哪些帮助？你又给 了同组成员哪些帮助？



（三）组间交流和评价



1.


当听完其他小组的汇报后，发现他们的哪些做法比你们小组的好？哪些不如你们的好？

< p>


2.


当听完其他小组的汇报后，你是否又有了新 的想法？



根


据


你


在


这


次


活


动


中


的


收


获


和


表


现


，


以


10


分

< p>
制


计


算


，


你


的


得


分

是








：


。


请


阐


述


理


由：

































。



请将你的报告送交到老师处。谢谢合作！


*


实验步骤也可以让学生自己设计和填写。



【实验


2-2


】



实验要点：这个实验成功的关键是在短时间内反应充分进行，使体系温度快速降低，将玻璃片上的


水凝固。实验中要注意两点：（


1


）将


Ba(OH)


2


·8H


2


O


晶体研磨成粉末，以便与


NH


4


Cl


晶体充分接触；（


2


）


由于该反应属于固相反应，一定要在晶体混 合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物，以使它们很快起反应；


（


3


）反应放出有刺激性气味的氨气，会造成学习环境的污染，所以要注意对氨气的吸收。< /p>



建议实验探究过程如下：



（一）提出研究的题目



在常温下氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应过程中能量的变化。



（二）收集实验证据



1.

< p>
阅读教材并根据已有知识设计实验方案和实验步骤如下：




图


2-1



氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应



2.


根据上述实验方案和步骤讨论实验过程中应注意的问题。< /p>



3.


分组实验，观察实验现象，收集实 验事实。



4.


汇报实验现象和结果。



（三）整理并得出结论



1.


列表整理实验事实和结论：



实验步骤



将晶体混合后立即用玻璃棒 快


速搅拌混合物



用手触摸烧杯下部



用手拿起烧杯



实验现象



有刺激性气味的气体产生， 该气体


能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝



感觉烧杯变凉



烧杯下面的带有几滴水 的玻璃片


（或小木板）粘到了烧杯底部



得出结论



有


NH


3


气生成



反应吸热



反应吸收热量使体系温


度降低，使水结成冰



将粘有玻璃片的烧杯 放在盛有


热水的烧杯上一会儿再拿起



反应完后移走烧杯上的多孔塑


料片，观察反应物



玻璃片脱离上面烧杯底部



冰融化



混合物成糊状



有水生成



2.


用化学方程式表示上述反应：


< /p>


Ba(OH)


2


·8H

< br>2


O+2NH


4


Cl==BaC l


2


+2NH


3


↑+10H


2


O



（四）反思与评价



1.


整个实验中有哪些创新之处？


< /p>


2.


在实验过程中对你最有启迪的是什么？



【实验


2-3


】建议将教材中的实 验改为下列三组对比实验。



实验要点：通过三组强酸和强碱之 间的反应对比实验，定性的抽象出“中和热”概念。在实验中要


注意：（


1


）三组实验所处条件要相同，如使用的仪器、外界环境中温度和压强要相同； （


2


）三组实验


酸和碱的用量要相同， 以保证生成水的量相同；（


3


）控制相同的反应时间。



三个学生分成一组进行实验，其中每个学生做一个实验并记录现象和数 据，供组内交流、比较使用，


然后讨论得出结论。最后向全班汇报，进行组间交流。



步骤一：三个学生各取一个大小相同的试管，分别做一个实验并记 录实验现象和数据。



步骤二：汇总实验现象和数据并列表比较。





反应物



及用量



混合前温度



混合后温度



结




论



对实验进行



归纳和概括





酸



碱


HNO


3


50 mL 1 mol/L



NaOH 50 mL 1 mol/L



室温



HCl 50 mL 1 mol/L



NaOH 50 mL 1 mol/L



室温



HCl 50 mL 1mol/L



KOH 50 mL 1mol/L




室温



t


1



HNO


3


与


NaOH


发生中和反


应时放热



t


2



HCl


与


NaOH


发生中和反


应时放热



t


3




HCl


与


KOH


发 生中和反


应时放热



强酸与强碱发生中和反应时放出热量




步骤三：对实验进行原理性抽象──为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量？



本质分析──三个反应的化学方程式和离子方程式分别为：



+


-

















HNO


3


+NaOH=NaNO


3


+H


2


O


，


H


+ OH


= H


2


O



+


-

















HCl+NaOH=NaCl+H


2


O


，


H


+ OH


= H


2


O



+


-

















HCl+KOH=KCl+H


2


O< /p>


，


H


+ OH


= H


2


O



+< /p>


由此可见，三个反应的化学方程式虽然不同，反应物也不同，但是它们的反应本质相同，都 是


H


与


-


+


-


OH


离子反应生成水的反应，属于 中和反应，其离子方程式都是：


H


+ OH


= H


2


O


。所以，可提出推测，即


+


-


中和反 应都放热。由于三个反应中


H


和


OH< /p>


离子的量都相等，则生成水的量也相等，故放出的热量也相等


（在 上述三个实验中，温度上升的幅度接近）。



形成概念──酸与 碱发生中和反应生成


1molH


2


O< /p>


时所释放的热量称为中和热。



三、问题交流



【学与问】




这里所列举的两类反应说明了化学反应与热能之间的辩证关系以及它们之间的相互转化：




一方面，用煤、石油、天然气的燃烧放热来说明化学能向 热能的转化，人们利用这些化学反应获取


能量；另一方面，用


C aCO


3


经过高温煅烧分解生成


CaO


来阐述热能对化学反应的支持作用，人们利用热能


来完成常温下 很难发生的化学反应。



总之，通过列举实例和提出问题，引导 学生不仅思考化学反应与能量的关系和相互转化问题，还要


探讨背后的本质问题。



【思考与交流】




学生通过实验认识和感受中和反应中的热量变化，教材又提出了“如何通过实验来测定盐 酸与氢氧


化钠反应的中和热”的问题，将定性实验探究引向定量实验探究上。这对学生的 实验技能要求更高，因


为学生在设计定量实验时要考虑的因素更多。在设计实验装置和操 作时应从两个方面考虑，一是注重


“量”的问题，


如① 反应物的浓度和体积取定值；


② 测量反应前后的温度值；


③ 做平行实验取平均值。


二是尽量减小实验误差，如① 用经过标定的盐酸和氢氧化钠溶液；② 量液器最好使用移液管；③ 搅拌


使反应充分进行；④



及时散热，使混合液温度均衡；⑤ 温度计的精确度高，最好使用精度为



℃或更高


的温度计；⑥ 盐酸跟氢氧化钠溶液混合后液面上方的空间尽可能小；⑦ 使用绝缘装置，避免热量散发


到反应体系之外；⑧ 温度计要读准确。



四、习题参考


< /p>


1.


吸收能量，放出能量，反应物总能量与生成物总能量的相对大 小。



2.


热量，放出。



3. C


、


H


元素，


CO


2


、


H


2


O


。



4. ②③④⑤⑥，①。



5.


反应物中化学键断裂需要吸收能量，生成物中化学键形成则要放出能量，当成键放出的能量大于


断键吸收的能量时，反应最终放出能量，这部分能量以热的形式放出就是热能。吸热反应 所吸收的热量


被用于破坏反应物中的化学键。



6.


同意乙同学的说法。因为放热反应是成键放出的能量大于断键吸收的能量， 但化学反应首先需要


能量来断键。



第二节



化学能与电能



一、教学设计



生活在现代社会，学生对“电” 有着丰富而又强烈的感性认识。当学生们了解了化学反 应中能量转


化的原因，并感受了探究化学能与热能的相互转化过程之后，会对化学能与电 能之间的转化问题产生浓


厚的兴趣。正是基于学生的这种心理特征，教材开始的几个设问 ，把学生带进了“化学能与电能之间相


互转化”的研究之中。从能量转换角度看，本节课 程内容是对前一节课中“一种能量可以转化为另一种


能量，能量也是守恒的；化学能是能 量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量，如热能和电能


等”论述的补充和完善 。从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展


和应用； 从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是对“化学能→热能→机械能→电能”

思维方式的反思和突破。



为了使本节教学设计思路更为清 晰，可将课程内容大致分为三部分：




本节教学重点：初步认识原电池概念、原理、组成及应用。


< /p>


本节教学难点：通过对原电池实验的探究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化 的本质


以及这种转化的综合利用价值。



1.


教学策略设计


< br>（


1


）高效利用教材、课外资料、生动的录像和图片、事 实数据等教育资源，对“火力发电”进行完


整透彻的剖析，为学生创设情景，使他们有机 会去研究和总结“火力发电”的利与弊，实现从“化学能


→热能→机械能→电能”的思维 模式向“将化学能直接转化为电能”新思维模式的转换，并且形成高效


利用燃料、不浪费 能源、积极开发高能清洁燃料的意识。



（

2


）要充分调动学生已有的生活经验，以及电学、化学反应中能量变化和氧化还原反 应等知识，建


立在学生已有背景知识上的教学设计，能更好地体现课程的完整性和教材编 排体系的层次性，也符合认


识规律。



（


3


）选择实验探究教学方法。通过课堂内的实验探究，使学生 认识和体会化学能与电能相互转化的


研究过程，理解氧化还原反应中的电子转移是化学电 池的反应基础。利用课堂外科学探究实验活动和化


学制作活动，如利用原电池原理证明几 种金属的金属性强弱，各种水果、蔬菜电池的制作等，为学生提


供应用知识的空间和拓展 知识的机会。



（


4

< br>）利用课堂内学习探究与课堂外调查相互结合的方式，让学生在对原电池的技术产品──各种化

< p>
学电源的原理、应用有一个较为理性的认识之后，感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引 起


的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观。



2.


教学模式设计


< br>为了凸显重点，突破难点，采用指导发现、探究教学模式，其过程可表示为：




围绕原电池的概念、原理和组成组织学生开展发现性学习活动 ，在“实现化学能直接向电能转化”


的一系列探究实验中让学生形成解决问题的经验及化 学知识技能。教师作为引导者和参谋，在整个活动


中帮助学生尽可能排除失败和无效学习 。



教学策略设计：





教


学过程



课程内容



创设情景：分析火力发电体系中的各种要素。



1.


电力在当今社会的应用和作用。



2.


我国目前和未来发电总量构成。



发


3.


火力发电的原理分析。



现问题



4.


火力发电利与弊分析。



提出任


5.


燃烧的氧化还原反应本质。



务



建立新思路：



能否将化学能直接转化为电能？



提出新的研究任务：



研究“化学能直接转化为电能”的原理




思考问题：



1.


当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要经


过一 系列能量转换才能转化为电能。



思


考与交


流



2.


把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两


个不同区域进行。



3.

需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化


剂区域流向还原剂区域。



4.


考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环 境，化学物


质的选择。



5.


从电学角度考虑仪器选择和组装问题




实验设计：



1. Cu- Zn


原电池实验：



实


① Cu、


Zn


分别插入稀硫酸中。



验探究



② Cu、

< br>Zn


同时插入稀硫酸中，但不接触。



③ 将


Cu


、


Zn


用导线连接起来。



④ 在


Cu


、


Zn


导线之间 接电流表。



1.


学生活动形式：


组成课堂学习小组进行讨论，


建立


思维模型 。



2.


挖掘学生已有的氧化还原反应 知识来分析氧化剂和还


原剂之间电子转移中的能量转化。



3.


积极引导学生思考将氧化反应和还原反应拆开的有关

< p>
问题


（怎样实现上述想法？氧化剂和还原剂分别选择什么

< br>物质？它们怎样给出和接受电子？等）。



4.


鼓励学生画出装置图并与同学交流





1.


学生 活动形式：


组成课堂学习小组按要求进行分组


实验。

< p>


2.


组织学生按教师预先设计好的实验步骤和要 求做实验


1


，使学生初步掌握原电池实验的操作方法和观察实验 现


象的方法。



3.

< br>向学生提供几种电极材料、


电解质和非电解质溶液、


水< /p>


教育资源利用：



1.

< br>利用学生的生活经验和生动的事例说明电力在当今社


会的巨大作用。



2.


以分析“燃烧取暖、


烧火煮饭”的能量转化关系为切入


点，


利用学生的“化学能与热 能的相互转化”背景知识启


发学生理解火力发电的原理。



3.


采用图片、


图表、

录像等直观材料和相关数据来分析火


力发电的利与弊



教学策略设计



⑤ 将


Cu


、


Zn


导线互换再接电流 表。



2. Zn- Zn


与稀硫酸进行实验。



3. Cu-


石墨与稀硫酸进行实验。



4. Zn-


石墨与稀硫酸进行实验。



5. Fe-Zn


与稀硫酸进行实验。



6. Cu-Zn


与乙醇进行实验。



7. Cu-Zn


与一个西红柿进行实验。



8. Cu- Zn


与两个西红柿进行实验




1.


表格化处理：将上述实验及现象以表格对比的形

< br>数


式呈现出来。



果、


蔬菜等实验用品。


启发学生自己设计实验并进行各种

尝试，


使学生初步学会控制实验条件的方法。


要注意给学< /p>


生思考空间，不要过多的限制学生。



4.


要求学生记录实验现象



1.


学生活动形式：


自发组成课堂学习小组，< /p>


按要求对


实验事实进行整理。



① 两极材料不同的各种现象。



2.


让学生填写教师预先设计好的表格和学生自己根据实


据处理



② 不同溶液的各种现象。


< p>
验编制的表格，


两种方式相结合以培养学生处理化学事实

< br>和分析



③ 电极在同一容器和不同容器中的现象。



的能力。





2.


化学用语化：将上述各种成功转化实验中的反应，用


3.


组织学生书写反应式，


通过书面表达，< /p>


训练学生使用化


电极反应式和总化学方程式的形式呈现出来





1.


归纳、概括形成原电池概念：



将化学能转化为电能的装置叫做原电池。



2.


总结归纳原电池的构成条件：



② 电极材料均插入电解质溶液中。



成概念



③ 两极相连形成闭合电路。



3.


抽象出原电池化学反应本质：



极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极）





1.


社会 应用：将原电池转化成技术产品──化学


电源。



① 干电池：锌锰电池的组成、工作原理，使用过程中


实


应注意的问题。



1.


采用图片、


图表、


录像等直观的内容呈现形式，


让


学生了解各种化学电源。



形


学用语的技能


1.


学生活动形式：各个课堂学习小组之间进行讨论，


交流 有关原电池的各种观点。



2.


设计一系列题目进行交流：



段时间后的质量变化等。



② 电解质溶液的选择，功能、质量变化等。



③ 整个装置怎样形成闭合电路？



的转变



① 有两种活动性不同的金属（或非金属单质）作电极。



① 电极材料的选择，名称、功能、发生的反应、工作一


较活泼 的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负


3.


给学生陈述 自己观点的机会，


完成感性认识到理性认识


2.


组织学生利用课堂内外的活动时间，积极参与各种水


② 充电电池：铅蓄电池、镍镉电池、锂电池的组成、


际应用



果、蔬菜、果汁原电池的制作过程。



工作原理，使用过程中应注意的问题。



3.


利用教材和课外等阅读材料，


指导学生采用多种学习方< /p>


③ 燃料电池：


H2


和

< br>CH4


燃料电池组成、工作原理，使


式进行学习，如社会 调查、上网、去图书馆查资料等



用过程中应注意的问题。



2.


创新应用：几种水果、蔬菜、果汁原电池的制作




反思评价过程：



1.


对研究成果的评价和反思：



① 化学电源在当今社会中的广泛应用



评


价



② 化学电源的使用所引起的环境问题



2.


对学习过程和结果的评价和反思：




学生活动形式：


< br>1.


以自己的方式总结，


如默写、


编制知识框图，


与同学交


流等。


< /p>


2.


完成形成性练习


（多媒体呈现）


和课堂同步检测


（书面


呈现）。

< p>


3.


自我评价或同学互评。



① 对原电池概念、组成、工作原理等知识掌握的程度。



反思



① 依据知识总结和习题完成情况，进行自我知识评价。



② 在实验探究过程中学会了哪些方法，各种基本技能


② 对自己在学习过程中设计、


实验、


推理、判断、


分析、

< br>有没有提高。



归纳、抽象等技能方法进行评价。



③ 在执行学习任务过程中所采取的态度以及与其他同


③ 思考：过去所学的哪些知识对你在 本节课的学习有所


学和老师的合作情况




帮助？在本节课的学习中你认为最有用的方法是什么？


学习中你是怎样与本组同学进行合作的？等等





本节课可划分为两课时：第一课时 是实验探究形成原电池概念，初步了解原电池组成。第二课时


是展示自己制作的原电池， 抽象出原电池工作原理；了解化学电源的应用和发展；进行反思评价。



二、活动建议



【实验


2-4


】



实验要点：



1.

实验中使用铜片的面积要大一些，便于学生观察。使用的锌片越纯越好，这样可以减少锌片上的


气泡。



2.


如果使用物理 示教电流计，应选择好量程，使指针偏转较大同时又不烧毁电流计。用发光二极管


代替电 流计，可以提高学生的学习兴趣。



实验过程：



实验序号



步骤要求



实验现象



用化学方



程式解释



实验现象



思考问题



寻找答案



列出你对



问题


3


的



想





法



实验序号



步骤要求



实验现象



用化学方



程式解



释实验现象



1.

反应中，哪种物质失电子？哪种物质得电子？



思考问题寻


2. Zn


是通过什么途径 将电子转移给溶液中


H


的？



找答案



3. H

得到的电子是


Cu


失去的吗？


Cu


在这个过程中起什么作用？



4.


想什么办法让这种电子的转移变成电流？



列出你对



问题


4


的



想




法



实验序号



步骤要求



实验现象



写


化


学


方


程



③



将锌片和铜片用导线连接，平行插 入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象
























+


+


①



在一支试管中加入少量稀硫酸和一小粒纯锌粒



















1.


反应中，哪种物质失电子？哪种物质得电子？

< br>


2. Zn


是通过什么途径将电子转移给溶液中


H


的？



3.


想什么办法使


Zn


与


H


分开，不让


H


直接在


Zn


表面得电子？



+


+


+







②



在另一支试管中加入少量稀硫酸和 一小粒纯锌粒，再将一根粗铜丝插入试管，观察一会儿，使铜丝与


锌粒接触，观察现象< /p>

















式或解释



实验现象



1.


反应中，哪种物质失电子？哪种物质得电子？



思考问题



2.


电子从


Zn


到溶液中


H


经历了哪些途径？



寻找答案



3.


导线在这个过程中起什么作用？



4.


你怎样才能知道导线中有电子流过？怎样才能知道导线中电 子流动方向？



组内交流



列出想法








+



实验序号



步骤



要求



实验



现象



解释实



验现象



④



将锌片和铜片用导线连接，在导线中间接入一个电流计，平行插入盛有稀硫酸的烧杯中， 观察现象。


将锌片和铜片用导线反接电流计再做实验，观察现象













1.


反应 中，哪种物质失电子？哪种物质得电子？



思考问题



2.


电子从


Zn


到溶液中


H


经历了哪些途径？



寻找答案



3.


电流计在这个过程中起什么作用？



4.


你认为这个过程中能量的转化关系是怎样的？



组内交流



列出想法








+


组内讨论交流和小组之间汇报总结。



【科学探究】原电池的构成条件探究。



［活动形式］学生分组实验。



［实验类型］对比实验。



［实验目的］使学生学会控制实验条件的方法。



［探究活动组织］



1.


组织学生根据实验用品，如


Zn


、

< br>Cu


、石墨棒、


Fe


、稀硫酸、 乙醇、


CuSO4


溶液、


ZnSO


4


溶液，导线、


西红柿（或其他水果）、电 流计等自己设计对比实验。



2.


让学 生设计表格整理实验信息，然后将化学事实用化学式表达出来。



3.


活动总结汇报。



说明：教师要指导学生设计对比实验方案和编制对比表格。例如：





原电池构成部分对比一



稀硫酸




Zn



石墨




Cu



石墨




实验现象






























解释或写化学方程式













































稀硫酸




电流计






原电池构成部分对比二



实验现象



解释或写化学方程式





稀硫酸




Zn



Fe



Zn



Fe
















































































乙醇




电流计





原电池构成部分对比三



稀硫酸




Zn



Zn



Zn



Fe



实验现象






























实验现象






























解释或写化学方程式





























解释或写化学方程式





























稀硫酸




电流计




原电池构成部分对比四



插在一个



西红柿中




插在两个



西红柿中



电流计




Zn



Cu



Zn



Cu



三、问题交流



【学与问


1


】



在电学中，电流的方向与电子流动方向相反。输出电流的一极是电源的正极，而流入电流 的一极是


电源的负极。在原电池中，电子从原电池的负极流出，经过导线流入原电池的正 极。关于原电池的两极


的名称和判断，在课堂探究实验中引导学生结合电学知识学习。经 过对几种原电池的研究后，总结出原


电池两极的判断方法：活泼金属→发生氧化反应→向 外线路提供电子→原电池的负极；不活泼金属（或


石墨）→发生还原反应→接受外线路提 供的电子→原电池的正极。



【学与问


2


】



锌锰干电池与我们的生活联系十分密切，几乎每个学生在生活中都使用过锌锰干电池。大 多数学生


都经历过或听说过由于锌锰干电池的使用不当而造成的损失，关于锌锰干电池在 使用时的注意事项可以


通过学生讨论，汇集一些实例进行分析，最后总结出锌锰干电池的 使用方法和保存时应注意的问题。



【思考与交流】



对于原电池的组成条 件，要让学生在课堂中进行实验探究对比分析，在尝试了几种组合实验后自己


总结出来。 原电池的组成条件可以简单的概括为：两极一液一连线。具体是：



① 有两种活动性不同的金属（或非金属单质）作电极。



② 电极材料均插入电解质溶液中。



③ 两极相连形成闭合电路。



四、习题参考



1.

< br>化学电池是把化学能直接转化为电能的装置。其反应的基础是氧化还原反应。


< /p>


2.


一次性干电池中的氧化还原反应是不可逆的，放完电之后就不 能再使用。而蓄电池中的氧化还原


反应是可逆的，它在放电时所进行的氧化还原反应，在 充电时可以逆向进行，使生成物恢复原状。



3.


从电极材料判断：活泼金属作负极，不活泼金属（或石墨）作正极。从发生的反应判断：发生氧


化反应的电极是负极，发生还原反应的电极是正极。



4.


家用电器的普及和种类的增加，使得电池的使用量随之剧增。废电池混在垃 圾中，不仅污染环境，


而且造成浪费。据报道，全国的电池年消耗量为

< br>30


亿只，因疏于回收而丢失铜


740

< br>吨，锌万吨，锰粉万


吨。另外，普通干电池里含有镉和汞两种元素，这两种元素若 污染了土壤和水源，进入人类的食物链，


就会发生“水俣病”（汞中毒）和“痛痛病”（ 镉中毒），这两种工业公害病，都在日本发生过，造成


很多人死亡。


为防止悲剧重演，我们应该把废旧电池与其他垃圾分开，集中回收。许多国家都很 重视废旧电池的


回收，如德国的很多商店要求顾客在购买电池时，同时要把废旧电池交回 商店；日本的分类垃圾箱里有


一种专门放废旧电池的黄色垃圾箱，垃圾箱的投入口有三个 ，分别标有普通电池、纽扣电池和其他电池。



第三节



化学反应的速率和限度



一、教学设计



在前面两节中，教材着 重探讨化学能向其他形式的能量（如热能和电能）的转化，并指出化学反应


中的物质变化 及伴随发生的能量变化是化学反应的两大基本特征。本节教材则是从另一个角度研究化学


反应，探讨人类面对具体的化学反应要考虑的两个基本问题：外界条件对化学反应速率和反应限度的影

< p>
响。人类要利用和控制化学反应，如提高燃料的利用率，必须了解这些问题。



本节内容是对前两节内容的拓展和完善。通过学习使学生对化学反应特征的认识更深 入、更全面，


在头脑中建立起一个有关化学反应与能量的完整而又合理的知识体系。本节 教学内容分为两部分：



第一部分，从日常生活中学生熟悉的大 量化学现象和化学实验入手，引出反应速率的概念。在此基


础上又通过实验探究，总结影 响化学反应速率的因素。这部分内容是后面学习化学反应限度概念的基础。


< p>
第二部分，在对影响化学反应速率的因素进行实验探究和总结后，教材又设置新的实验探究，让学< /p>


生发现化学反应限度问题，经过对该问题的再认识，逐步形成了化学反应限度的概念，并以 上述观点为


指导去分析和解决实际问题。


本节教学重点：化学反应速率和反应限度概念；了解影响化学反应速率和反应限度的因素。

< br>


本节教学难点：化学反应限度的本质原因及外部特征。



本节教学设计的指导思想，是由浅入深，从学生日常生活中的化学现象和实验中抽象出有 关的概念


和原理。形成一个由宏观到微观、由感性到理性、由简单到复杂的科学探究过程 。



采用“指导发现与问题解决相结合”教学模式进行教学更能 体现上述教学指导思想。其主要过程是：




关于“化学反应速率”的具体教学程序设计为：




关于“化学反应的限度”的具体教学程序设计为：




本节可划分为两课时：第一课时是化学反应速率的概念、表示 方法以及影响因素；第二课时是化学


反应限度概念，化学平衡状态的本质、外部特征、影 响反应限度的因素。燃料利用问题。教学评价。



二、活动建议



【实验


2-5


】【实验


2-6


】



实验要点：


1.


实验使用的双氧水浓度不能过大，防止产生气体过多和过快。


2.


由于是对比实验，所


以注意反应物的用量要尽可能的相同，试管规格也要相同。


3.


为增加实验的趣味性，可以进行实验改进，


如：使用气球或盛有红墨水的压力玻璃管等。



1.


反应原理探究





实验题目



双氧水分解反应



在一支试管中加入< /p>


2


～


3 mL


约


5%


的


H


2< /p>


O


2


，然


待试管 中产生大量气泡时，用带火星的


实验步骤


后滴加


1


～


2

滴


1mol/L


的


FeCl


3


溶液



火柴梗检验产生的气体



实验现象



用化学方

























程式解释实验


现象





思考问题



寻找答案



1.


通过观察什么现象来判断该反应进行得快慢？



2.


还有哪些其他办法观察该化学反应速率？



列出你对



问题的



想




法










2.


温度 对化学反应速率影响的实验探究



根据所给出的仪器和药品设计实验方案、步骤和装置。



① 按下列装置和实验步骤进行对比实验。



② 记录现象。



③ 处理分析实验现象。



④ 得出结论。




操作方法：


在三支相同的试管中分别 加入


2


～


3


ml


约


5%


的


H


2


O


2


，< /p>


然后在每一支试管中滴加


2


滴

< p>
1


mol/L


的


FeC l


3


溶液后立即套上气球（大小相同）。等三支试管上的气球大 小差不多相同时，同时置于三个烧杯


中观察现象。


< p>
3.


催化剂对化学反应速率影响的实验探究



根据所给出的仪器和药品设计实验方案、步骤和装置。



① 按下列装置和实验步骤进行对比实验。



② 记录现象。



③ 处理分析实验现象。



④ 得出结论。




操作方法：在三个相同的带活塞的漏斗中分别加入

< p>
2


～


3 mL


约


5%


的


H


2

< p>
O


2


，然后在一支试管中滴加

2


滴


1


mol/L


的


FeCl


3


溶液，另一支 试管中加入少量


MnO2


固体。同时向三支试管中放入漏斗中的 全部溶液，


观察红墨水上升情况。



【 实验


2-7


】



活动过程设计





实验步骤



实验现象



化学方程式



离子方程式



小组讨论



交






流



向


3


～


4 mL1 mol/L


的


CaCl


2


溶液中滴入


1 mol/L


的


Na


2


SO


4


溶液





















向上述反应后的清液中滴入适量


1 mol/L


的


Na


2


CO


3


溶液会出现什么现象



假


对于实验现象



设：








































提出的假设，



说明理由



理


由：










































实验证明



现


你的假设



化学方程式



离子方程式



解




释



象：























































三、问题交流



【思考与交流】



日常生活中的化学变 化有快有慢。有的反应瞬间完成，如爆炸；有的化学反应要经历几万年以上，


如化石燃料 的形成和溶洞的形成；有的反应在高温条件下变化快，在低温的条件下变化慢，如食品的变


质；还有的反应在干燥的环境中变化慢，在潮湿的环境下变化快，如钢铁的锈蚀。人们在实验室进行化


学反应时，常常采用粉碎反应物以增大其接触面积，或将固体反应物溶于水中以提高其接触机会， 或加


入催化剂等措施来提高化学反应速率。将这些学生熟知的化学现象和事例引入课堂学 习之中，能提高学


生学习化学的兴趣，会使学生深刻体会到化学知识与生活的密切联系， 对培养学生正确的科学价值观十


分有利。


在生产、生活和科研中，常会遇到通过控制反应条件使化学反应按照人们的期望去完成，如对提高

< p>
对人类有用的化学反应速率和反应程度，以提高原料的利用率或转化率。对这些问题的研究不仅能让 学


生认识到面对一个具体化学反应所必须考虑的基本问题，还能对人们将提高燃料的燃烧 效率、提高能量


的转化率，作为解决能源危机的有效途径有更深刻的理解。



四、习题参考



1.


升高温度可以增大化学反应速率，因为温度升高，反应物分子的能量增加，使有效碰撞次数增 多


因而化学反应速率增大。例如，在夏季食品更易变质。反应物的浓度增大可以增大化学 反应速率，当增


大反应物的浓度时，活化分子的数量增多，使有效碰撞次数增多因而化学 反应速率增大。固体反应物的


表面积越大，会使反应物的接触面积增大，使有效碰撞次数 增多因而化学反应速率增大。催化剂能够增


大化学反应速率，是由于催化剂能够降低反应 所需要的能量，这样会使更多的反应物分子成为活化分子，


从而增大化学反应速率。



2.


面粉属于表面积非常大的有机物，与 空气的接触面积大，所以，非常容易剧烈燃烧而发生爆炸。



3 .


（


1


）提高温度或使用催化剂都可以 促进


KClO


3


的分解。



（


2


）

< br>2KClO


3


2KCl+3O


2


↑



教



学



资



源



1.


反应热和键能的关系


< p>
在化学反应中，从反应物分子转变为生成物分子，各原子内部并没有多少变化，但原子间的结合方< /p>


式发生了改变。在这个过程中，反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏，生成物分子中 的新化学键


形成。实验证明，在破坏旧化学键时，需要能量来克服原子间的相互吸引；在 形成新化学键时，由于原


子间的相互吸引而放出能量。化学反应的反应热就来源于旧化学 键的破坏和新化学键的形成所发生的能


量变化。



化学键是分子中相邻原子间的强烈的相互作用，这种相互作用具有一定的能量，这一能量就是键能。< /p>


键能常用


E


表示，单位是


kJ/mol


。



下面用乙烷 裂解为乙烯和氢气为例，根据化学反应中化学键的改变和键能的变化来分析反应热和键


能 的关系。



在乙烷分子中，原子间的结合力可归结为

< p>
6


个


C


—


H


键和


1


个

< br>C


—


C


键：



H


H


|


|


H


—


C


—


C


—< /p>


H


|


|


H


H



在 乙烯分子中，原子间的结合力可归结为


4


个

C


—


H


键和


1


个


CC


键：




从键能数据估算反应热的具体方法和步骤如下：



（


1


）写出反应的化学方程式，并突出反应物和生成 物分子中的各个化学键。




（


2


）归纳出化学键改变的情况。


< p>
6C


—


H+C


—C→4C —


H+CC+H


—


H

< br>


即：


2C


—

< br>H+C


—C→CC+H—


H


< /p>


（


3


）从键能的表中，查出有关的数据。



E


（


C


—


H


）


= kJ/mol



E


（

< br>CC


）


= kJ/mol



E


（


C


—


C


）


= kJ/mol



E


（


H


—


H


）


= kJ/mol



（


4

< br>）根据下列公式粗略地估计反应热（Δ


H


）。

< p>


Δ


H


=∑


E


(


反应物


)-

< p>
∑


E


（生成物）



上式表明，反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差。



Δ


H


=


〔< /p>


2


E


（


C


—


H


）


+

< p>
E


（


C


—


C


）〕


-


〔

< br>E


(CC)+E(H


—


H)


〕






=


（2×+）

kJ/mol-+kJ/mol






= kJ/mol



这表明，上述反应是吸热的，吸收的热量为


kJ/mol


。



其他反应是吸热还是 放热，数值是多少，可以用以上方法进行估计。



2.


原电池



课文里所讲的原电池，是为了便于说明原电池化学原理的一种最简单的装置。如果用它作电源，不


但效率低，而且时间稍长，电流就不断减弱，因此不适合于实际应用。这是什么原因呢？主要是由于在< /p>


铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使 电流不能畅


通。这种作用称为极化作用。为了避免发生这种现象，设计了如图

< p>
2-4


的原电池装置。



在两个烧杯中分别放入锌片和锌盐溶液、铜片和铜盐溶液，将两个烧杯中的溶液用一个装满电解质


溶液的盐桥（如充满


KCl


饱和溶液和琼脂制成的胶冻 ）连接起来，再用导线将锌片和铜片联接，并在导


线中串联一个电流表，就可以观察到下 面的现象：



（


1

）电流表指针发生偏转，根据指针偏转方向，可以判断出锌片为负极、铜片为正极。



（


2


）铜片上有铜析出，锌片则被溶解 。



（


3


）取 出盐桥，指针回到零点，说明盐桥起了沟通电路的作用。



2+


发生上述现象的原因是由于锌比铜活泼，容易失去电子变成


Zn


进入溶液，电子通过导线流向铜片，


2+


硫酸铜溶液中的


Cu


从铜片上获得电子变成铜原子沉积在铜片 上。



由于电子从锌片流到铜片，所以锌片上发生氧化反应，铜 片上发生还原反应。



-


2+


Zn - 2e


=Zn



2+


-


Cu


+ 2e


=Cu



2+


+


2+


总反应式：

< br>Cu


+ Zn=Cu


+ Zn



2+


2-


一定时间后，


溶液会因带电离子的积累


（


ZnSO

< br>4


溶液中的


Zn


离子过多，


CuSO


4


溶液中的


SO


4


离子过多）


而阻碍电子的转移 。但有盐桥存在，允许溶液中离子迁移，以中和过剩的电荷，起了沟通电路的作用，


使传 递电子的反应能继续进行。于是，锌和


CuSO


4


的氧化还原反应的化学能转变成外电路上电子流动的电


能。

< br>


从分析铜


-


锌原电池的组成可 以看出，


原电池是由两个半电池组成的。


锌和锌盐溶液组成一个 半电池，


铜和铜盐溶液组成另一个半电池。组成半电池的导体叫电极，失去电子的电极为 负极，得到电子的电极


为正极。不参加电极反应的电极叫惰性电极，如铜电极。



上述原电池的装置可用符号来表示：




Zn|ZnSO


4

< br>‖CuSO


4


|Cu




负极





盐桥




正极



每个半电池都由两类物质组成， 一类是可作还原剂的物质，如锌和铜，称为还原型物质。另一类是


可作氧化剂的物质，< /p>



如


ZnSO


4


和


CuSO


4


，称为氧化型物质。



2+


2+


相对应的氧化型物质和还原型物质组成氧化还原电对，常用如下符号表示：

Zn


/Zn,Cu


/Cu


。不同氧


3+


2+


-


-


化态的同一元素的离子或单质等也可构成氧化还原电对，如


Fe


/Fe


、


Cl


2


/Cl


、


O


4


/OH


等。



3.


课外实践活动案例



【实验探究


1


】中和热的近似测定

< br>


1.


用量筒（最好使用移液管）量取

< br>50 mL1mol/L


的盐酸，加入


100 mL


的烧杯中，并用温度计测量盐


酸的温度（


t


HCl


），记录在下页表中。



2.


用另一支量筒量取


50 mL1m ol/L


的


NaOH


溶液，并用温度计 测量


NaOH


溶液的温度


(

< p>
t


NaOH


)


，也记录在


下页表中，并计算起始温度的平均值（


t


1


）。



3.


把试管中的氢氧化钠溶液一次倒入盛盐酸的烧杯里，跟盐酸混合，随即盖上泡沫塑料板。搅拌溶


液，然后读出混合液的最高温度


(


t

< br>2


)


，记录在表内。



4.


根据上述测得的实验数据，按下式近似计算强酸强碱的中和热。



-3


中和热


=< /p>


（m×C×△


t


×10

< br>）


/n


（


H

2


O


）（


kJ/mol

< p>
）



3


式中


m


是混合液的质量


（把盐酸和氢氧化钠溶液的密度近 似看作水的密度为


1g/cm


来计算）


，


C


是混


合液的比热容（近似取


kg·K），


n


（


H


2


O


）是中和反应生成水的物质的量（ 单位


mol


）。







实


验



序号



质



HC


①


l





Na


OH





HC


②


l





Na


OH





HC


③


l





Na


OH









物


起始温度


t


1


/℃



终止温度



温差



中和热



/kJ/mol



t


2


/℃





t


2


-


t


1


/℃




t


HCl


=



t


1


=


（


t


HCl


+t


Na OH


）


/2


t


NaOH


=



=



t


HC l


=


t


1


=< /p>


（


t


HCl


+t


NaOH


）


/2


t


NaOH


=



=



t


HC l


=


t


1


=< /p>


（


t


HCl


+t


NaOH


）


/2


t


NaOH


=



=



t


2


=



t


2


-


t


1


=









t


2


=



t


2


-


t


1


=








t


2


=



t


2


-


t


1


=











5.< /p>


重复上述实验


2


次，将实验结果填入上表 格中。取三次平行实验结果的平均值。



【实验探究

< p>
2


】放热反应的观察



1 .


利用空气的热胀冷缩原理观察氧化钙与水反应放热



（


1


）按图


2-6


所示将实验装置连接好。



（


2


）在


U


型管内加入少量品 红溶液（或红墨水）。打开


T


型管螺旋夹，使

< br>U


型管内两边的液面处于


同一水平面，再夹紧螺旋夹。< /p>



（


3


）在中间 的试管里盛


1g


氧化钙，当滴入


2 m L


左右的蒸馏水后，可观察到


U


型玻管 里的红墨水会


沿开口端上升。



也可以 在小试管里盛浓盐酸，滴入氢氧化钠溶液，或在


3%


的过氧化氢 溶液里加入少量的二氧化锰粉


末，反应时都会放出热量，具支试管内的空气受热膨胀，反 应放出的热量使


U


型管内侧的液面立即下降，

< br>外侧的液面上升。利用这个装置还可以观察无水


CuSO


4


水合时的放热现象。



2.


利用


NO


2


平衡气体遇 热颜色加深、遇冷颜色变浅来指示放热过程和吸热过程



（


1


）按图


2-7


所 示将实验装置连接好。



（


2


）


向其中一个烧杯的水中投入一定量的


CaO< /p>


固体，


CaO


与水反应放热，

< p>
此烧杯中的


NO


2


平衡混 合气


体的红棕色变深。



查找资料：< /p>


NO


2


平衡气体遇热颜色加深，遇冷颜色 变浅的反应原理。



【实验探究


3


】利用原电池装置探究金属活动性



方法一：



［原理］活泼性不同的金属 跟碳棒一起构成原电池时，用活泼金属做电极的电池电势差大，经放电


后使灵敏导电仪（ 可以自制）中较多的小灯泡发光。



［装置］




图


2-8



利用原电池探究金属的活动性



（一）［操作］



1.


按上图装配好仪器，小烧杯里各加


10 mol/L


的稀盐酸。



2.


接通电源，碳棒作为原电池的正极，镁条、铝条和铜条作负极，依次跟导电仪的两根电极接通，< /p>


并浸入电解质溶液中。



3.

< p>
导线接触镁条时，反应最激烈，小灯泡全亮；导线接触铝条时，小灯泡只亮一半；导线接触铜条


时，只有一支小灯泡微亮。



［实验要点］ 装置的输入端正极接金属，负极接碳棒。实验前必须调节导电仪的灵敏度，使两根电


极短 路接触时灯泡不亮。



方法二：



［原理］


1.


原电池的电动势是正极跟负极 的电势差


（ε=E


+


-E


-


）


。


在三个原电池中，正 极都是铜电极，


因此负极的电势愈低，原电池的电动势愈大。



2.


电极的电势高低跟金属的活泼性有关。在盐溶液浓度相同的 情况下，金属愈活泼，构成电极的电


势愈低。



［装置］



（二）［操作］



1.


如图


2-9


所示安装好装置。



2.


取


4


支< /p>


5 mm×80 mm


的玻璃管，管的一端套上玻璃纸，并用线扎紧。



3.


取长


100 mm


的丝状或条状铜、铁、锌、镁各一段，分别插入上述四支玻璃管中，然后分别加入适

量的


mol/L


相应的金属盐溶液。这样就构成铜、铁、 锌和镁的四支电极。



4.


在


150 mL


的烧杯中加入


100 mL


、


1 mol/L


的


KNO3


溶液。在这溶液中任意插入两支电极，都能构


成一个原电池。



5.


把铜电极分别 跟另外三个电极构成原电池，用伏特计测量三个原电池的电动势。


［实验要点］选用量程为


2V


的伏特计。

< br>


【实验探究


4


】水果、蔬菜、 果汁原电池的制作



［活动目的］



1.


培养学生动手制作的能力。



2.


巩固学生已有的原电池知识。


< /p>


3.


调动学生的学习兴趣，训练学生的创新思维。



［活动形式］学生分组在课外自己选材制作。



［成果展示］将自己的制作成果在课堂上交流。



【实验探究


5


】固体反应物表面积跟反应速率的关系



［装置］




图


2-10



反应物表面积对反应速率的影响



［实验要点］



1.

< br>锥形瓶中的碳酸钙过量，所以盐酸的体积必须尽量控制得准确一些，以使对比实验更有说服力。

< p>


2.


量筒里盛满水，倒置在水槽中。



3.


同时把注射器内的盐酸迅速注入锥形瓶中。



【研究性学习】当地化学能转化为热能的现状调查



1.


问题的提出


中国人在一千多年前就用煤作燃料，石油和天然气的利用也有几百年的历史了。现在，你所生活的

< p>
地区化学能转化为热能的现状如何？家庭生活、生产和事业部门还在延续过去的做法吗？还是已经改 用


电、微波、太阳能等作能源了。



2.


研究过程



（


1


）通过社区调查、人物专访，了解当地将化学能转化成热 能（燃料来源、主要用途、使用方式等）


情况，存在的问题及可能的解决办法。



（


2


）去图书馆和书 店或上网查阅资料，记录书刊、期刊的名称、网址。收录文章的题目、作者的姓


名、文章 的主要观点等。



（


3


）参观工厂，收集或摄制录像、照片等。



3.


总结和汇报


（


1


）处理所获得的数据、信息、资料，写成调查报告，与 同学交流。



（


2

）写出小论文交与老师审阅或互相交流。



（


3


）制作展板交流。



（< /p>


4


）提出合理化建议与用户交流。



第三章



有机化合物



本



章



说



明



一、教学目标



1.

< br>了解甲烷、乙烯、苯的主要性质及它们在化工生产中的作用，重点认识典型化学反应（取代反应、


加成反应）的特点。



2.

通过对上述典型有机物分子结构的认识，初步体会有机物分子结构的特点及其对性质的影响。



3.


结合生活经验和化学实验，了解乙醇、乙酸、糖 类、油脂、蛋白质的组成和主要性质，加深认识


这些物质对于人类日常生活、身体健康的 重要性。



4.


通过对几种重要有机物 结构和性质的学习，体会有机物跟无机物的区别和联系，初步学会化学中


对有机物进行科 学探究的基本思路和方法，初步形成对于有机化学领域的学习兴趣。




二、内容分析



1.


地位和功能


必修模块的有机化学内容，是以典型有机物的学习为切入点，让学生在初中有机物常识的基础上，

< p>
能进一步从结构的角度，加深对有机物和有机化学的整体认识。选取的代表物有甲烷、乙烯（制品）


、乙


醇（酒）


、乙酸（醋）

< p>
、糖、油脂、蛋白质等，这些物质都与生活联系密切，是学生每天都能看到、听到

< br>的，使学生感到熟悉、亲切，可以增加学习的兴趣与热情。


必修模块的有机化学具有双重功能，即一方面为满足公民基本科学素养的要求，提供有机化学中最

< p>
基本的核心知识，使学生从熟悉的有机化合物入手，了解有机化学研究的对象、目的、内容和方法， 认


识到有机化学已渗透到生活的各个方面，能用所学的知识，解释和说明一些常见的生活 现象和物质用途；


另一方面为进一步学习有机化学的学生，打好最基本的知识基础、帮助 他们了解有机化学的概况和主要


研究方法，激发他们深入学习的欲望。

< br>


2.


内容的选择与呈现



根据课程标准和学时要求，本章没有完全考虑有机化学本身的内在逻辑体系，主要是选取典型 代表


物，介绍其基本的结构、主要性质以及在生产、生活中的应用，较少涉及到有机物的 类概念和它们的性


质（如烯烃、芳香烃、醇类、羧酸等）


。为了 学习同系物和同分异构体的概念，只简单介绍了烷烃的结构


特点和主要性质，没有涉及烷 烃的系统命名等。



教材特别强调从学生生活实际和已有知识出 发，从实验开始，组织教学内容，尽力渗透结构分析的


观点，使学生在初中知识的基础上 有所提高。



教学中要特别注意不盲目扩充代表物的性质和内容 ，尽量不涉及类物质的性质，注意从结构角度适


当深化学生对甲烷、乙醇、乙酸的认识， 建立有机物



“（组成）结构—性质—用途” 的认识关系，使


学生了解学习和研究有机物的一般方法，形成一定的分析和解决问题能力。



为了帮助学生理解内容，教材增加了章图、结构模型、实验实录图、实物图 片等，丰富了教材内容，


提高了教材的可读性和趣味性。



3.


内容结构



本章的内容结构可以看成是基础有机化学的缩影或概貌，可表示如下：




这些典型代表物，基本涵盖了基础有机化学的各类物质，以期 使学生能从中了解有机化学的概貌。



为了帮助学生认识典型物 质的有关反应、结构、性质与用途等知识，教材采用了从科学探究或生活


实际经验入手， 充分利用实验研究物质的性质与反应，再从结构角度深化认识。如：甲烷、乙烯的研究，


乙醇结构的研究，糖和蛋白质的鉴定等，都采用了较为灵活的引入方式。同时特别注意，动手做模型，

< p>
写结构式、电子式、化学方程式；不分学生实验和演示实验，促使学生积极地参与到教学过程中来。



总之，本章教学中应该主要把握以下三点：


< br>1.


教材的起点低，强调知识与应用的融合，以具体典型物质的主要性质为主；< /p>



2.


注意不要随意扩充内容和难度，人 为增加学生的学习障碍；



3.


尽量从 实验或学生已有的生活背景知识出发组织或设计教学，激发学习兴趣，使学生感到有机化


学就在他们的实际生活之中。



三、课时建议



第一节








最简单的有机化合物──甲烷














2


课时



第二节








来自石油和煤的两种基本化工原料









3


课时



第三节








生活中两种常见的有机物


















2


课时



第四节








基本营养物质




























2


课


时



复


习


和


机


动










































2


课时



第一节



最简单的有机化合物—甲烷



一、教学设计



学生已经知道甲烷是一 种化石燃料，可以燃烧，能从甲烷的组成上认识燃烧反应的产物。本章教学


再次选择甲烷 ，主要考虑甲烷是最简单的有机物，便于学生从结构角度认识甲烷的性质，类推烷烃的结


构和性质，建立从结构角度学习有机物性质的有机化学学习模式。因此，本节教学的设计，要在学生初

< p>
中知识的基础上，体现认识的渐进发展性原则；同时，考虑到学生前面已经具有了一些有关物质结构 的


上位概念，应当在有机化合物的学习中紧紧抓住结构与性质的关系，在学生的头脑中逐 步建立有机物的


立体结构模型，帮助学生打好进一步学习的方法论基础。



本节教学重点：甲烷的结构特点和甲烷的取代反应；同分异构体和同系物。< /p>



本节教学难点：主要是学生有机物立体结构模型的建立，具体体 现在如何将甲烷和烷烃的结构特点、


有机物的成键特点从实物模型转换为学生头脑中的思 维模型，帮助学生从化学键的层面认识甲烷的结构


和性质。



1.


教学模式设计


< br>教学模式的设计，可以不拘泥于教材的逻辑顺序，根据学校实际情况和学生的水平设计不同的流程。



【教学设计Ⅰ】



提出问题：甲烷中的原子如何连接？→实践活动→预测性质→探究实验→取代反应→类推烷烃结构


→同分异构体和同系物→有机物的成键特点。



【教学设计Ⅱ】



提出问题：除燃烧外，甲烷还有哪些性质？


< br>→探究实验→甲烷与氯气如何反应？→甲烷的结构→实


践活动（制作模型、书写甲 烷氯代反应的化学方程式）→实践活动（甲烷模型和烷烃中


C


原 子的可能连


接方式）→同分异构体和同系物→有机物成键特点。



两种设计的不同，主要体现在是从结构出发，预测性质，用实验检验；还是从探究实验出 发，归纳


性质，从结构角度提升认识。本质还是演绎方法和归纳方法的不同运用，即自然 科学研究的两种主要过


程在中学化学教学中的具体运用。



2.


教学策略设计


< br>根据不同的教学设计思路，在具体教学组织中可以使用不同的教学策略群，并根据实际教学需要加


以灵活运用。



本节可能用到的策略主要有：



（


1


）课时划分：甲烷的性质


1


课时、烷烃


1


课时。



（


2


）问题创设：复习、“西气东输”资料 、沼气应用、煤矿事故。



（


3


）内容呈现：实践活动（模型制作）、探究实验、模型、图表、图片、甲烷、烷烃的多媒体动画 。



（


4


）方 法手段：讲授、讨论、小组合作、学生制作等教学方法和实验条件控制、比较、类比、模拟、

抽象、模型等科学方法与逻辑方法。



（

< br>5


）评价反馈：保留


5


分钟反馈 练习时间，可以组织学生进行以下一种或多种评价活动。如：多媒


体呈现形成性练习题、 课堂同步检测卷、学生自我总结、绘制本节知识结构、列出未解决问题清单、给


老师提出 问题、学生相互评价等。




二、活动建议



【实践活动】



甲烷模型的制作可以有 多种方式，


不一定要在课上完成。


可以给学生留预习任务，


让学生在家完成


2


～


4


个模型，上课时带来；如果学校有可以插拔的结构模型，效果会更好；如果没有可以 让学生自己用橡皮


泥、木棒等代用品制作简易模型。教师可以让学生对自己的作品进行评 价，在活动中加深学生对空间模


型的认识，同时也教给学生学习有机物分子结构的简单方 法。



【科学探究】



科学探究有多种组织形式，以下给出一种模式，仅供参考。


< /p>


［问题］甲烷在常温下稳定，但当条件改变时，是否可以同其他物质发生反应？

< p>


［实验］



实验条件控制


1


：在收集好甲烷的试管中，迅速加入


g KMnO


4


和


1mL


盐酸，用黑 纸包好。



实验条件控制


2


：在收集好甲烷的试管中，迅速加入


g

< br>KMnO


4


和


1mL

< p>
盐酸。距离


15


cm


用 燃着的镁条


（日光、高压汞灯等其他光源）照射。



实验测试：用润湿的蓝色石蕊试纸在瓶口检验



实验要求：实验时，教师可要求学生先把盐酸吸在滴管中，量不能大，操作快，瓶塞不能盖得太紧。

-


-


-


-


-


-


-


-