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【关键词】平衡体系 无机化学 平衡常数 平衡浓度
无机化学是化学、材料、医药、化工、检验等许多专业必修的一门重要基础课程,也是学习分析化学、有机化学、物理化学的前提和基础。系统的无机化学主要包括化学原理和元素两大部分,其中化学原理是大多数专业学习无机化学这门课程时的重点内容。有关于化学平衡问题的理论和计算是化学原理的核心部分,在无机化学的学习中占有十分重要的地位。无机化学中涉及到化学平衡内容有诸多章节,按其从属关系可以分为总论和分论。化学平衡就是总论;分论包括酸碱平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡、氧化还原平衡,这些内容是化学平衡在各自平衡体系中的具体体现和应用。现阶段大部分出版的无机化学教材针对这部分内容都是分章节介绍,涉及到常数、公式和原理太多,学生在学习阶段难以将相关内容进行联系融合,掌握有一定难度。教学研究发现,在学习完分论――四大平衡以后,应及时将其与前面总论化学平衡内容进行对比、归纳和总结,找出它们之间的共性和特性,将会有助于帮助学生理解这部分内容。
一、化学平衡的基本含义和特征
1.基本含义
在一定条件下,绝大多数化学反应都是可逆反应,即该反应只能进行到“某一程度”就达到反应的终点。此时反应物的消耗速度和产物的生成速度相等,形成一个动态平衡,该平衡状态我们称之为化学平衡。化学平衡的基本含义还包括:化学平衡是可逆反应所能进行的最大限度,达到平衡状态时系统的组成不再随时间而变化;平衡常数是状态函数,因此系统的组成与达到平衡状态的途径无关;化学平衡是动态的、有条件的、相对的,当条件发生改变时,平衡就会发生移动,建立与新条件相适应的新平衡。
2.特征
(1)平衡浓度
化学平衡所阐述的具体含义是指可逆反应在一定温度下达到平衡状态时,各反应物的浓度与产物的浓度存在一定关系,即“平衡浓度”之间的关系。生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值称为这一反应的平衡常数。这是解决与此相关的酸碱平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡、氧化还原平衡计算的必要前提。为此,我们还需要了解与平衡浓度相关的起始浓度和变化浓度,明确这三种浓度之间的关系,即起始浓度任意值,变化浓度有比例,平衡浓度相制约。
(2)经验平衡常数和标准平衡常数
化学反应平衡常数,是表明反应达到最大限度的特征值,可分为经验平衡常数K和标准平衡常数。两者在定义和表达形式上虽然相似,但含义却有很大差异。经验平衡常数又称实验平衡常数,是由实验测定而获得的,根据反应类型不同及体系达到平衡时各物质浓度表示方法的差别,可分为浓度平衡常数K,和压力平衡常数K。。经验平衡常数通常具有量纲,对于有气体和溶液同时参加的反应,量纲极为复杂,因此在使用时十分不便。标准平衡常数的表示是以平衡浓度(或平衡分压)与标准浓度(或标准压强)的比值(即相对浓度)来代替平衡浓度,从而达到一个无量纲的平衡常数,它同样可以表达体系达到平衡时各物质的浓度关系,而且使用更为简洁方便。此外,标准平衡常数标准一致,有对应关系,因此使用更为广泛。
此外,在使用平衡常数时我们还需要注意以下几点:平衡体系中固体、纯液体以及稀溶液中溶剂水的浓度(活度)都近似,因此它们都不会出现在平衡常数的表达式中;平衡常数是温度的函数,温度不变,平衡常数不变;同一化学反应,在同一温度下,平衡常数的具体数值与方程式的写法有关,写法不同,表达式中的指数不同,平衡常数不同;平衡常数是表示化学反应进行程度的一个定量标度,利用平衡常数的大小比较不同反应进行的程度时,各反应的化学计量数必须相同,否则可能得出错误结论。
二、化学平衡在各类平衡体系中的具体应用
在实际应用中,化学平衡常常涉及包括平衡常数、转化率、平衡移动定律和多重平衡等具体问题,这也是掌握化学平衡的重点和难点。下面将详细讨论这些问题在酸碱平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡、氧化还原平衡中的具体应用。
1.标准平衡常数
在总论化学平衡体系中,标准平衡常数一般用来表示。在分论酸碱平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡、氧化还原平衡从反应类型上来说都属于离子反应。因此反应的标准平衡常数一般用来表示,随着反应体系的不同,的具体含义也不同,列出了常用标准平衡常数在各平衡中的具体表示形式。在酸碱平衡体系中,经常讨论的是水的解离平衡和弱酸、弱碱的解离平衡,平衡常数的表示分别为《研究的侧重点是各种复杂体系中溶液蚶值的计算。在沉淀溶解平衡中,判断多离子共存溶液中沉淀的生成与溶解是计算的重点,衡量的标准就是平衡溶液体系中反应商J与离子积常数的大小。在配位平衡反应中,分别表示配合物的不稳定常数和形成常数,其数值大小分别表示配合物分解或是形成反应趋势的大小。在电化学氧化还原平衡中,常常考察的具体重点是利用各种反应的电极电势来计算相应的标准平衡常数。
2.平衡转化率
对于一般可逆反应,除了标准平衡常数以外,有关化学平衡转化率的概念也比较多。虽然在不同平衡体系中的叫法各不相同,但是其本质都是一样的,表示某物质达到平衡时已经转化的浓度与起始浓度的比值。例如,酸碱平衡体系中的弱酸弱碱的解离度和盐的水解度;沉淀溶解平衡中的溶解度等。平衡常数与平衡转化率之间也存在一定关系,一般来说,反应的平衡常数。越大,平衡转化率也就越大。另一方面,只要化学反应计量方程式与的表达式相匹配,平衡转化率也可以确定反应程度的相对大小。
3.平衡移动定律
前面的讨论我们已知建立化学平衡的条件是相对的,体系的外界条件发生改变,平衡就会发生移动。勒夏特列(Le Chatelier)原理从定性的角度详细阐述了平衡移动的普遍原理。勒夏特列原理在四大平衡体系中主要是考虑浓度因素――反应商J对于平衡移动的影响,一旦平衡浓度发生改变,平衡必然发生移动。平衡移动的方向主要是考虑反应商J与标准平衡常数的大小,在酸碱平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡反应中影响平衡移动的因素通常分别为溶液pH、pOH值的改变、溶度积的改变和配合物生成与溶解;在氧化还原平衡体系中,浓度改变直接体现在电极电势的数值,因此电极电势的改变直接反应出平衡的移动。平衡移动的结果是建立新的平衡体系,最终使得正向和逆向反应速度相等并且反应的对于氧化还原平衡而言则是。
一、考题大概
纵观2012年和2013年这两年的江苏化学卷,“化学平衡”的考题均涉及到基本理论中的化学平衡问题,主要考查学生“速率”、“平衡常数”的概念及计算,还考查了学生对“平衡移动”等有关内容的掌握程度,要想完成好这道题,需要学生有扎实的基本功,对基本概念的内涵、外延有深刻的理解.
二、考题呈现
例1(2013江苏卷・15)一定条件下存在如下的反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其中正向为放热反应.现提供三个完全相同的容积为2 L的恒容绝热密闭容器(与外界没有热量交换) :Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ进行如下操作:在I中充入物质的量均为1 mol的CO和H2O,在Ⅱ中充入物质的量均为1 mol的CO2 和H2,在Ⅲ中充入物质的量均为2 mol的 CO和H2O,700℃条件下开始反应,试分析达到平衡时,下列正确的为( ).
A.容器Ⅰ、Ⅱ中有相同的正反应速率
B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应有相同的平衡常数
C.容器Ⅰ比容器Ⅱ中的CO 的物质的量多
D.容器Ⅰ中CO 的转化率加容器Ⅱ中CO2 的转化率小于1
解析本题答案是CD, 在Ⅰ容器中充入了1 mol的CO和H2O,在Ⅱ容器中充入了1mol的CO2和H2,刚开始Ⅰ容器中的正反应速率最大,Ⅱ容器中的正反应速率为零,达到平衡时,Ⅰ容器中的温度要>700℃,Ⅱ容器中的温度要700℃,Ⅱ容器的温度要
例2(2012江苏卷・14)有一容积为2.0 L恒容密闭容器,当温度为T时,向其中充入1.0 mol PCl5,经过一段时间后,反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)达到平衡.在反应过程中对相关数据进行了测定,其中部分数据如下表所示:
t/s 0 50 150 250 350
n(PCl3)/mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20
下列说法正确的是().
A.其他条件均保持不变,仅升高温度,平衡时c(PCl3)= 0.11 mol・L-1,则反应的ΔH
B.前50 s,反应的平均速率v(PCl3)=0.0032 mol・L-1・s-1
C.在相同的温度下,开始时向容器中充入0.20 mol Cl2、0.20 mol PCl3和1. 0 mol PCl5,则反应达到平衡前v(正)>v(逆)
D.在相同的温度下,开始时向容器中充入物质的量均为2.0 mol 的PCl3 和Cl2,则反应达到平衡时,PCl3 的转化率
解析仅升高温度,则平衡时,c(PCl3)=0.11 mol・L-1,则n(PCl3)=0.22 mol,由此可见仅升高温度平衡会朝着正向移动,因为正反应为吸热反应,所以ΔH>0,A错误;前50 s内,反应的平均速率为PCl3浓度变化与时间的比值,并非物质的量的变化与时间的比值,所以B错误;在相同的温度下,在开始时向容器中充入0.20 mol Cl2、0.20 mol PCl3和1.0 mol PCl5,为了搞清楚平衡移动的方向,应先求平衡常数K的值(为0.025),再求出浓度商(Qc)为0.02,因为K>Qc,可以说明平衡向正反应方向移动,C正确.对于D选择支应从等效平衡的角度进行思考,建立与原平衡完全等效的模型,接着再将容器两倍关系压缩成原容器,平衡向逆反应方向移动,则PCl3的转化率应>80%,D错误.
三、复习建议――把握化学平衡移动的含义
“化学平衡”是可逆反应在一定条件下所处的一种特定状态,化学平衡的建立和移动与过程有关,当改变影响平衡的某一个条件(温度、浓度、压强),平衡可能会发生移动,且可以根据勒夏特列原理(平衡移动原理)判断化学平衡移动的方向.
【关键词】化学 高考 成绩 效率
进入高三,考大学是学生迫在眉睫的事,对我们高三老师来说如何快速提高学生成绩是第一要务,经过三年对高三的教学不断探究,对化学教学有了一定的见解。
下面我主要从学习效率和应考2个角度分析。
1.如何提高学习效率
每位老师都想教好每位学生,尤其到了高三,老师们积极要课,想多给学生讲一些,出发点很好,但操作要注意方法:
1.1 上课要充分发挥学生的主动性
在习题课教学中一定要体现出教师的教与学生的学的双边、双向活动,将讲、练、思三者有机的结合起来,要创设更多的机会让学生动脑、动口、动手,提出问题应给学生留下充分的思维空间,让他们在主动探索和讨论中达到问题的解决。教师在教学中的作用在于启发、引导学生学会观察、分析和总结,教师根据学生练习返馈的信息,积极组织学生讨论,适时启发点拨,帮助学生实现知识的转化,从而提高课堂教学的效率和质量。
1.2 教法要多样
1、抽象问题,以境激趣(等效平衡问题)。通过创设丰富的教学情境,运用简单的例子来解释抽象问题。2、将习题和实验操作有机结合起来,将高中化学研究性学习成果和改进实验改造成实验题,有利于培养学生科学思维,提高学生科学素养(实验题)。3、将化学知识与实际生活链接,解决现实问题的化学。溢满生活气息的化学,才能让学生感到化学的价值,产生积极愉快的情感(食用碱洗碗)。
1.3 加强总结
注意多角度分析问题,培养学生的比较、分析、归纳能力;对题目类型,解题步骤进行归纳小结,总结解题常用方法、解题的一般规律、应注意的事项、容易出现的问题等,并在掌握常规思路和方法的基础上,启发新思路,探索巧解、速解、一题多解的新途径、新方法,不断丰富解题经验,提高解题速度。
2.如何应考
高三主要是以习题为主,总结、讲解、练习是中学化学教学不可缺少的一个重要环节,对于学生牢固掌握好化学基础知识,提高化学基本技能,提高分析问题和解决问题的能力,起着重要的作用。教师主要靠题海让学生不断的理解掌握知识,但这不适用大多数学生,教师应有所取舍。习题选的好坏,直接影响到训练效率高低,所以教师在选择习题时要多多推敲,合理选题。总的来说,要注意以下几个方面:
2.1 习题选择要有目的性
要体现高中化学课程的总目标、教学单元目标、课堂教学应达到的教学目标,学生通过练习能进一步巩固知识,使思维能力得到进一步发展。要着眼于基础知识和基本方法,围绕基础这个中心进行策划,真正有效地发挥习题的功能。而对学习难度较大的内容,教师设计习题应侧重于重点,突破难点上。对学生易接受,知识连贯性强的内容,设计有利于提高思维力的习题。
2.2 习题选择要注意可行性
教师应在学生最近学习的知识内进行习题的选择,过分简单的习题会影响学生思维的质量,思维活动未得到充分的展开,缺乏其应有的激励作用;难度过大的习题易挫伤学生的学习积极性,将使学生丧失自信心。所以,题目的设计要有一定的梯度,适当的创设情境,激发学生的学习兴趣。 每个班级学生的基础知识、智力水平和学习方法等都存在一定差别,习题的设计要针对学生的实际进行分层处理,既要发展其个性,又要重视给后进生提供参与的机会,使其获得成功的喜悦。题目安排可从易到难,形成梯度,虽然起点低,但最后要求较高,符合学生的认知规律。
2.3 习题选择要少而精
化学习题类型繁多,学生手中的习题资料也品种不一,如果面面顾及,势必将学生引入题海战术。一个好的习题就是一大类习题的综合和代表,教师必须精选知识覆盖面广、典型的习题,让学生在通过解决问题的过程中梳理知识、对基本概念进行辨析、掌握规律,从而培养学生分析解决综合问题的能力;并紧密联系生活实际,以激发学生学习化学的兴趣,启发学生运用已学化学知识解决实际问题,培养学生的创新精神。确保学生学习的兴奋度,提高课堂教学有效性。
下面我结合实际来选题:
1、选题。
(1)认清高考。分析近三年高考试题共同点,我发现一张理综试卷中,化学有7道选择题,4道大题,其中7道选择题3道,1道是电解质溶液的题,1道是元素周期律的元素推断题,还有2道不确定;4道大题1道是结构,1道是化学平衡图像,1道是实验,还有一道不确定。
(2)裁剪相关习题。针对高考特点,把同类型的习题归并到一起,我总结了12种类型的习题,1是阿伏伽德罗常数、2是离子方程式、3是离子共存、4是有机、5是电解质溶液、6是化学平衡、7是元素周期律的元素推断、8是实验、9是无机推断、10是电化学、11是结构、12化学用语。
2、讲解习题顺序要合理。
在真正高考前每个学生要经历3次模拟考试,每次考试侧重点不同,我们要根据每次特点进行不同的复习引导。比如第一次侧重基础,根据近3年一模试卷特点,阿伏伽德罗常数、离子方程式、离子共存、有机、电解质溶液、化学平衡、元素周期律的元素推断、实验、无机推断、电化学、化学用语都要考,而且难度不大,尤其是大题,一模周期律要考,要特别引起重视,复习时,先复习阿伏伽德罗常数、离子方程式、离子共存、有机,这4类题让学生一定要拿到全分,这才是15分,而后复习实验选择、元素周期律的元素推断、化学用语这涉及17分要求学生能拿到15分,最后复习电解质溶液、化学平衡、电化学这涉及30分,学生能拿到20分,这样学生就能上本科线了,如果学生基础较好,成绩可到80分左右,那就比较理想了。
3、把握每次重大考试的侧重点。
乌市一模在大题上要把握无机推断、元素周期律、化学平衡、电化学;二模要注重无机推断、化学平衡、电化学、结构;三模化学平衡、电化学、结构。
4、考前复习。
在每次考试前,我们一定要把最易掌握的题必考的题复习完,一定要听学生如何做题,思路要对,尽可能的留时间让学生思考讲过的题,让他们充分理解这些必考题如何展开作答,反复练习并且在做3套模拟题。
5、考试过程中做题顺序的把握。
一、听课时,让学生领会教师的讲授思路
思路教学的关键就是将教师的思路转变为学生听课的思路。首要的一步是教师应把教材的思路转化为讲课的思路。这就要求教师在课前必须潜心钻研教材,充分揭示出新旧知识的联系,建立起知识体系,然后精心设计教学过程。做到突出每节课的主线和知识点,使学生的思路按照主线和知识点去展开。譬如我在教《强电解质和弱电解质》这一节内容时,按照教材内容设计了这样的讲课思路:演示实验不同物质溶液的导电性―不同溶液里自由移动的离子的浓度―不同电解质的电离程度―不同电解质有强弱之分,具有化学键的类型不同。抓住这个中心主线,引导学生由表及里、由浅入深地去思索,这样既突出了教材的关键,又使学生感到思路清晰明了,一堂课下来,学生接受知识普遍有一种水到渠成的感觉。
二、阅读时,引导学生分析教材的编写思路
阅读是学生学习化学的一种基本方法。对于教师来说,在阅读时,不仅要让学生学到知识,更重要的是让学生掌握学习分析思考问题的方法,让他们掌握获取知识的本领。对于学生来说,在阅读时不仅要知道学习哪些知识,学会哪些技能,更重要的是要了解如何掌握这些知识和技能,即教材的编写思路。这就需要教师在教学过程中,注重教材思路的教学。我的具体做法是:首先把一堂所要讲的知识点一一列出,然后提出问题让学生在教师的指导下去自学,去进行讨论,从中让学生潜意识地去领悟教材的编写思路。如学习《化学平衡》一节课,我首先列出了学生应掌握的知识:两个基本概念(化学平衡状态和化学平衡移动),三个影响化学平衡的条件(浓度、压强、温度),一个化学平衡移动原理(勒沙特列原理);然后提出“教材中是怎样讨论和分析这些问题的?”这样在教师的引导下让学生去阅读,学生有意识地领会到本节内容主要是研究可逆反应进行的程度和改变条件对化学平衡的影响。其方法是:①对于化学平衡状态的概念和特点,教材中是以反应为例,分析了在一定条件下,当V正=V逆时,反应达到平衡状态,进而揭示出化学平衡状态的“动”、“定”、“变”三个特征。②外界条件对化学平衡的影响,教材是通过几个实验帮助理解化学平衡原理的。通过这样阅读使学生很自然地领悟到本节教材的编写思路说明化学知识是从生活实践和化学实验中获得,又以此为基础再提高到一定的理论高度去分析和认识的,从而使化学知识得到深化,这样做有利于提高学生学习化学的能力,形成良好的研究化学的方法。
三、解题时,帮助学生寻找解答的思路
化学习题浩如烟海。教师在习题教学中应有目的、有计划地去精心选题,善于分析题目中的因果关系,让学生掌握题给条件,明确要求,并由表及里地指导学生从不同角度去考虑化学问题,从而使学生获得解决化学问题的正确思路。我的具体做法是:1 逐步提问,打开学生的思路;2 一题多解,拓宽学生的思路;3 一题多变,活跃学生的思路。兹不举例。
四、实验时,培养学生观察、研究问题的思路
【关键词】 化学 学案 导学
【文献编码】 doi:10.3969/j.issn.0450-9889(B).2011.11.002
学科教学如何解决学生的学习困难,是学科教学的永恒话题。抓住学生学科学习过程的关键期,尽可能准确地分析预测学生在学习过程中会出现的困难或障碍,选择恰当的教学策略和教学方法,设计有针对性的学案,开发学案的导学功能,有目的地指导学生养成良好的学习习惯,鼓励学生积极参与学习活动,尝试不同的学习方法,能循序渐进地提高学生的学习能力,有效减少学习困难学生的人数。如高中化学学习就有4个关键期,下面通过教学案例,阐述在每个关键期,如何选择教学策略和教学方法,以确定学案设计重点和模式,有目的地解决学生在学习过程中的困难。
一、 让学生树立学好化学的信心
高一新生开始接触高中各学科课程时,感觉化学最难学,其主要的客观原因是:①高中化学章节知识容量大,初、高中化学知识“跨度大”; ②高中化学学习需要从宏观认识跳跃至微观分析,初、高中化学学习的能力要求“跨度大”; ③高中化学学习需要由被动接受式转变为主动积累式,初、高中化学学习的习惯转变“跨度大”。 这三个“跨度大”问题,就是学生上高中首先遇到的主要学习困难。
【教学案例】第一节氧化还原反应。
策略:培养学习习惯――为学生“开路”;进行学习方法示范――替学生“搭桥”(能力形成桥梁);拓展积累知识――使学生“自信”。
学习习惯养成:
课前预习――通过填写学案来完成;课中笔记――重组预习的知识;课后作业――适量布置、分层要求,检查到位。
学习方法示范:
(一) 预习学案设计――深入浅出地帮助学生建构知识
1. 知识主干网络:
这个知识网络,能直观反映知识之间的关系,让学生清晰地认识学习路径,激发出学习兴趣,树立学习信心。
2. 基本概念关系(高、初中知识衔接):
通过实例分析,学生以初中的知识能理解上述反应中MnO2“失氧”,被还原。而H2O虽然“得氧”,却不是氧化产物,这是一个新的学习问题,能让学生认识到初中所掌握的“形式上划分”氧化还原的方法是有限的,必须提升至“特征──化合价”“本质──电子转移”的角度,才能对氧化还原反应有新的认识。
以上学案的填空内容,能让学生通过类比,将新旧知识衔接,获得学习的成就感。
(二) 作业学案设计――帮助学生应用和归纳知识
作业主要针对化学方程式分类及其相互关系。
判断下列反应是否氧化还原反应,指出反应基本类型,分析推断两种分类方法的关系。
①实验室制取氧气:2KClO3[MnO2]2KCl+3O2氧化还原反应
②工业制生石灰:CaCO3[]CaO+CO2非氧化还原反应
③铁丝在氯气中燃烧:2Fe+3Cl2 [点燃]2FeCl3氧化还原反应
④生石灰溶于水:CaO + H2O [ ] Ca(OH)2非氧化还原反应
⑤实验室制氢气:Zn + H2SO4 [ ] ZnSO4 + H2
⑥铁与CuSO4溶液反应 :Fe + CuSO4 [ ] FeSO4 + Cu
⑦酸碱中和反应:HCl + NaOH [ ] NaCl + H2O
⑧硝酸银溶液滴入氯化钠溶液:
AgNO3 + NaCl = AgCl+ NaNO3
结论:置换反应一定是氧化还原反应,复分解反应一定不是氧化还原反应,化合、分解反应不一定是氧化还原反应。
在学习过程中,对每个知识要点都应当选择对应的习题,进行课堂讨论,讨论的形式应根据学生的整体水平而定。习题尽量在所用的资料中直接选择或者变式设问,要注意有梯度,知识和问题要对应。在上述反应③、⑤、⑥中,没有氧元素参加反应,却属于氧化还原反应类型,判断的依据是化合价升降,学生可以应用刚学到的知识对方程式的类型进行分析,并作出分类方法的总结。
知识建构的过程,是学生学会接收信息和整理信息的过程。师生互动的活动是通过讲练结合分析整理课堂学习笔记,梳理知识之间的关系,将抽象的知识转化为具体的感性认识。
二、 让学生认识化学反应计量的桥梁──物质的量
学生在初中化学反应的学习中只是认识宏观方面的质量守恒定律,而在高中学习中要通过“物质的量”这一新的物理量来将物质的质量、气体体积、溶液浓度等宏观量与微粒数(阿伏伽德罗常数)进行转换,这是学生在宏观与微观之间、抽象与具体之间进行思维转换的一个大跨越。
学生学习主要遇到困难的地方是:① “物质的量”这一新的物理量概念的理解――描述微粒的集体“阿伏伽德罗常数”;② 气体摩尔体积――阿伏伽德罗定律推理;③ 物质的量浓度――与质量分数的换算、电解质溶液中离子浓度与溶质浓度的关系、溶液的稀释计算;④ 物质的量在化学方程式中的应用――不习惯用新的物理量单位进行计算,不习惯将多个物理量同时代入方程计算。
【教学案例】 第一节物质的量。
策略:知识网络梳理──“形象理解概念”;桥梁作用分析――“工具实际应用”;定律规律推导──“感悟化学思维特点”。
学习习惯养成:
勤动手――无论是课前、课中、课后,思考问题时要“手、脑并用”。
勤尝试――这一章的学习侧重化学计算,许多常用的化学计算方法和技巧在本章出现,学生要勤于尝试不同的方法和技巧,才能真正领悟计算分析的思维特点。
勤交流――师生、生生之间的交流,有益于拓展思路,提升自身的表达能力。
学习方法示范:
(一) 预习学案设计――知识建构(抽象概念具体化)
物质的量(n)―― 用于衡量巨大数量的微粒集体的物理量
对具体实例进行描述:微粒 一定数目的微粒数目的认定
(板书)
(二) 课堂探究学案设计――知识积累与拓展(掌握物质的量的“桥梁作用”)
物质的量可以作为桥梁,将肉眼看不见的微粒个数与很大数量的微粒集体的可称量的宏观量联系起来。
微观(微粒个数)[物质的量(mol)(桥梁)]宏观的量
(原子、分子、离子、(质量、体积、
质子、中子、电子等)浓度、热量等)
1. 物质的量应用于微观状态n=[N(个)NA(个/mol)](mol)。
(1)描述物质的组成、微粒的结构。
(2)描述化学反应中,微粒间的关系或电子转移情况。
2. 物质的量应用于宏观状态。
(1)摩尔质量(M)。
定义:1moL物质的质量(阿伏伽德罗常数个微粒的质量总合)。
单位:g / mol(克 / 摩尔)。
(2)气体摩尔体积。
定义:单位物质的量的气体所占的体积。符号:Vm。
数学表达式:Vm=[V(L)n(mol)](L/mol)。
单位:L/mol或 m3/ mol。
阿伏伽德罗定律推论。
(3)物质的量浓度是以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量。
单位: mol/L。
数学表达式:物质的量浓度c(mol/L)=[溶质的物质的量n(mol)溶液体积V(L)]。
知识积累与拓展的教学,注重让学生掌握“物质的量”这一计算工具的具体应用,理解物质各个宏观量与微观量之间的关系,以及在各量转换计算过程中“物质的量的桥梁作用”,提升学生的分析推理能力。学生积累的是知识,而拓展的是能力。课堂上的学案导学活动是:推断规律(或推导计算公式)―习题训练―总结归纳。
三、 让学生理解“化学平衡”的分析依据
化学平衡理论的学习强调分析思维、逻辑思维、发散思维、抽象思维以及空间象形思维等化学思维能力和学科研究素质。
学生在学习中主要遇到的困难地方是:① 外界条件对化学平衡的影响――勒沙特列原理(分析思维);② 平衡状态的判断――平衡移动、平衡状态 与 反应体系中物质的量、浓度、体积、平均摩尔质量、密度等之间的关系及等效平衡(逻辑思维与发散思维);③ 化学反应速率与化学平衡图像问题的讨论(空间象形思维);④ 化学平衡综合应用(综合思维)。
【教学案例】 第二节化学平衡,第三节影响化学平衡的条件。
策略:用图像梳理知识网络――空间象形思维训练;用表格类比知识――分析推理与逻辑思维训练;用习题应用与拓展知识――发散思维与综合思维训练。
学习习惯养成:
典型题例收集――学习化学理论知识对思维能力要求高,要通过从不同角度研究问题来提升思维能力,而养成主动收集典型题例的习惯,有利于提高思维能力。
提出假设问题――对有关化学平衡的综合习题,常要通过提出假设问题进行分析推断,通过变换角度进行对比思考,这样有利于熟练掌握解题方法。
重视数据分析――图像和数据的分析,有助于对抽象问题的理解。
学习方法示范:
(一) 预习学案设计――知识建构(整体组合式)
1. 化学平衡状态的图示:
2. 化学平衡状态定义中关键字词的涵义:“一定条件”――前提; “可逆反应”――对象;“V正 = V逆”――本质;“反应混合物中各组分的浓度不变”――现象。
平衡状态的判断依据(结合具体的习题进行讨论):微观――断键及成键,速率 ;宏观──颜色、压强、密度、平均分子量等。
3. 等效平衡:(1)判断是否等效平衡,可用极限法。(2)等同平衡一定是等效平衡,但等效平衡不一定是等同平衡。
4. 化学平衡的移动:本章的学案设计中,知识梳理部分包含知识的积累与拓展,其中课本基础知识的梳理只用2个课时,而知识的应用部分则主要通过5个课时的习题训练来强化知识的理解。这5个专题学案分别是:等效平衡、平衡状态的判断、化学平衡图像、化学平衡计算、化学平衡的应用等。
四、 让学生领悟有机物的性质衍变规律及其结构特点
学生学习有机化学时感到与学习无机化学时的思维方法和学习方法完全不同,进入了一个陌生的领域,从而形成了畏惧心理。在有机化学的学习过程中,有机物的空间结构、物质性质与微观官能团的关系、有机物之间的衍变合成等方面的学习,在学生看来,如同一座座难以攀登的大山,主要遇到的困难地方是:① 分子结构与同分异构体的关系(空间思维);② 有机物的制取――反应复杂、苛求条件、除杂提纯等知识多,难记;③ 有机物的性质――既要了解代表物的性质,又要了解同系物性质的规律,方程式和反应条件难记;④ 有机物的合成――有机综合知识的应用,主要障碍是推断物质的结构。
【教学案例】 有机化学复习。
策略:梳理知识框架──专题式复习,形成整体认识; 指导解题方法──通过专题式训练,掌握思维规律。
学习习惯养成:
学案复习自测 ―― 主动回归课本,回归笔记。
课堂练习自评 ―― 积极参与课堂练习及交流讨论,清楚认识自己的学习情况。
课后训练自省 ―― 通过专题训练,领悟思维方式、解题方法。
学习方法示范:
有机化学板块复习的教学设计,不只是关注课堂学习活动,还要整合课外学生的自学活动。学案应对学生的自学起到具体的指导作用。主要教学程序为:
1. 课前复习(或自测)。有机化学各专题(综合训练专题除外)都有相应的学案,这些学案一般都要求学生在课前自习时间“限时自测”,用填写的方式完成。要求学生学会应用表格、框图等,“对中学化学应该掌握的内容能融会贯通,将知识点统摄整理,使之网络化,有序地存储”,提升“正确复述、再现、辨认”的能力。
2. 课堂精讲精练。所谓“精”就是讲练不在多,而在于有针对性。复习阶段的重要学习目标是:让学生在具体的课堂训练过程中,掌握化学学科的思维方法;让学生在知识的应用过程中,记忆知识、理解知识,进而形成拓展知识、综合应用知识的能力。
3. 课堂讨论及课后互助交流。这是复习课不可缺少的学习活动。学生的综合能力不能只是限于通过做题训练来提升,还要对学生进行“讲解”的训练。同学之间的研讨有利于开拓思维。通过分析和综合、比较和论证,能有效提升对解决问题的方案进行选择和评价的能力。学习交流还能使学生体会学习的乐趣,品尝科学探索成功的喜悦,收获自信。