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摘 要:《普通高中化学课程标准》指出:高中化学课应有利于学生体验科学研究的过程,学习科学研究的基本方法,加深对科学本质的认识,增强创新精神和实践能力。《化学反应原理》作为继必修课程之后的选修课程,从化学物质性质、反应原理,探究化学反应规律。
关键词:高中化学;物质性质;方程式书写;‘公式’
化学反应原理是中学教学中重要的基本原理,具有典型的学科特点。
中学阶段我们从理论上重点以离子反应和氧化还原反应讲授了化学反应发生的基本条件,并以元素化合物‘三金四非’应用了这些理论,增强学生對化学原理的理解,体现了化学反应的物质性(内因:结构决定性质);在选修模块又以化学平衡为引通过讲授平衡体系,以控制外在条件来控制反应的发生与否、反应方向等等,体现了化学反应的方向性(外因:条件控制方向)。从熵、焓角度,让我们能科学的改变条件控制反应发生的方向,而不是盲目的、单纯的追求外部条件对反应反应的决定性影响。
以下是我对化学反应原理的理解,做些浅显的分析。
一、化学反应物质性基础
物质是化学反应的基础,但并非所有物质在一起就可以发生化学反应,它需要符合一定的条件,所以在教学中我先把物质根据性质进行分类:氧化性、还原性,酸性、碱性,难溶性、易溶性,难电离、易电离。把反应进行分类:氧-还反应、非氧-还反应。学生只有准确理解了这些分类才能更系统地掌握化学反应发生的实质,从而更好的解决化学问题。
1.化学物质分类
特征物质 思维原理 实例 原理分析
2.化学反应分类
离子反应:即有离子参与的反应,使某些离子浓度下降(生成弱电解质、沉淀、气体、发生氧化还原反应)
中学所学离子反应大都符合‘强制弱’的规律,即强电解质能制取弱电解质或较强电解质能制取较弱电解质。如强酸制取弱酸、强碱制取弱碱,中和反应生成了极弱电解质——水。
氧化还原反应:发生电子转移,有价态变化,除了少数归中反应和歧化反应外,也都符合‘强制弱’的规律,即反应必须同时符合强氧化性物质制取弱氧化性物质,强还原性物质制取弱还原性物质。
无论书写、判断方程式正误,首先应掌握反应物的性质,依据‘强制弱’的规律分析反应基本原理,判断出产物的形式,最后完成整个方程式。
强调:互滴问题:滴加顺序决定反应定量关系,物质总量决定反应产物形式;
如:少量盐酸与足量碳酸钠的互滴反应:
盐酸逐滴加入到碳酸钠溶液中发生反应:
HCl + Na2CO3 = NaHCO3 + NaCl 、(HCl + NaHCO3 =NaCl + H2O + CO2)
碳酸钠溶液逐滴加入盐酸中发生反应:2HCl + Na2CO3 =2NaCl + H2O + CO2
氧化还原反应
我要求学生先掌握如何推导物质的氧化性或还原性,做到有理可依(见本文物质分类部分)并编写了氧化还原反应离子方程式书写“公式”:建骨架、标变价、定系数、电荷恒、补H+、异补水。
建骨架、标变价、定系数、电荷(守)恒、补H+/OH-、异(侧)补水
该‘ 公式’还适用于电化学中电极反应式的书写:
建骨架、标价态、判得失(电子)、电荷(守)恒、(根据溶液酸碱性)补H+/OH-、异(侧)补水
如CH4-O2-NaOH 燃料电池,负极反应式:CH4 - 8e-+ 10OH- = CO32- + 7H2O
把离子方程式书写‘公式化’、‘规律化’,其中,建骨架是公式中的重要一部,它考验学生的化学智慧,其它几步则大同小异,只要细心就能完成,尤其是根据电荷守恒判断方程两侧带电情况,学生易出错;另外补水时,通常以H守恒计算补水分子的个数,用O验证避免失误。Mg-Al-NaOH 原电池,负极反应式:建骨架Al — AlO2- 就很重要,而此后的工作就较简单了。
离子方程式正误判断:
原理:先判断守恒:原子是否守恒、电荷是否守恒、得失电子是否守恒
再判断拆写:强酸、强碱、易溶盐,微溶物的澄清溶液作反应物时可拆开,其它情况一般不要拆写。
最后判断实质:是否符合“强制弱”规律
技巧:是否符合“强制弱”如:2Fe + 6HCl =2FeCl3 + 3H2(因氧化性H+ 产物间能否大量共存如:SO2 + H2O + NaClO—Na2SO3 + HClO(因产物之间能继续发生反应而错误)
产物与过量反应物能否继续反应如:
CO2 + NaOH(过量)— NaHCO3 (因NaHCO3与过量的NaOH能继续发生反应而错误)
CO2(过量)+ NaOH— Na2CO3 (因Na2CO3与过量的CO2能继续发生反应而错误)
产物在题给环境中能否大量共存如:
碱性条件下,甲烷燃料电池,CH4生成CO2而错误。
二、化学反应的方向性基础
化学反应原理内涵丰富,除了以上基本思路之外,在平衡体系中我们重点学习了平衡的移动问题和反应的方向判断,它告诉我们化学反应的动态特点,控制反应条件采取有效措施,可以让反应向着我们需求的方向进行,使我们以最低的成本获取更高的利润,这就是化学反应原理的魅力所在!
深入研究化学反应原理,能让我们更好的把分散的知识点进行系统整合,做到融会贯通,灵活应用。
关键词:高中化学;物质性质;方程式书写;‘公式’
化学反应原理是中学教学中重要的基本原理,具有典型的学科特点。
中学阶段我们从理论上重点以离子反应和氧化还原反应讲授了化学反应发生的基本条件,并以元素化合物‘三金四非’应用了这些理论,增强学生對化学原理的理解,体现了化学反应的物质性(内因:结构决定性质);在选修模块又以化学平衡为引通过讲授平衡体系,以控制外在条件来控制反应的发生与否、反应方向等等,体现了化学反应的方向性(外因:条件控制方向)。从熵、焓角度,让我们能科学的改变条件控制反应发生的方向,而不是盲目的、单纯的追求外部条件对反应反应的决定性影响。
以下是我对化学反应原理的理解,做些浅显的分析。
一、化学反应物质性基础
物质是化学反应的基础,但并非所有物质在一起就可以发生化学反应,它需要符合一定的条件,所以在教学中我先把物质根据性质进行分类:氧化性、还原性,酸性、碱性,难溶性、易溶性,难电离、易电离。把反应进行分类:氧-还反应、非氧-还反应。学生只有准确理解了这些分类才能更系统地掌握化学反应发生的实质,从而更好的解决化学问题。
1.化学物质分类
特征物质 思维原理 实例 原理分析
2.化学反应分类
离子反应:即有离子参与的反应,使某些离子浓度下降(生成弱电解质、沉淀、气体、发生氧化还原反应)
中学所学离子反应大都符合‘强制弱’的规律,即强电解质能制取弱电解质或较强电解质能制取较弱电解质。如强酸制取弱酸、强碱制取弱碱,中和反应生成了极弱电解质——水。
氧化还原反应:发生电子转移,有价态变化,除了少数归中反应和歧化反应外,也都符合‘强制弱’的规律,即反应必须同时符合强氧化性物质制取弱氧化性物质,强还原性物质制取弱还原性物质。
无论书写、判断方程式正误,首先应掌握反应物的性质,依据‘强制弱’的规律分析反应基本原理,判断出产物的形式,最后完成整个方程式。
强调:互滴问题:滴加顺序决定反应定量关系,物质总量决定反应产物形式;
如:少量盐酸与足量碳酸钠的互滴反应:
盐酸逐滴加入到碳酸钠溶液中发生反应:
HCl + Na2CO3 = NaHCO3 + NaCl 、(HCl + NaHCO3 =NaCl + H2O + CO2)
碳酸钠溶液逐滴加入盐酸中发生反应:2HCl + Na2CO3 =2NaCl + H2O + CO2
氧化还原反应
我要求学生先掌握如何推导物质的氧化性或还原性,做到有理可依(见本文物质分类部分)并编写了氧化还原反应离子方程式书写“公式”:建骨架、标变价、定系数、电荷恒、补H+、异补水。
建骨架、标变价、定系数、电荷(守)恒、补H+/OH-、异(侧)补水
该‘ 公式’还适用于电化学中电极反应式的书写:
建骨架、标价态、判得失(电子)、电荷(守)恒、(根据溶液酸碱性)补H+/OH-、异(侧)补水
如CH4-O2-NaOH 燃料电池,负极反应式:CH4 - 8e-+ 10OH- = CO32- + 7H2O
把离子方程式书写‘公式化’、‘规律化’,其中,建骨架是公式中的重要一部,它考验学生的化学智慧,其它几步则大同小异,只要细心就能完成,尤其是根据电荷守恒判断方程两侧带电情况,学生易出错;另外补水时,通常以H守恒计算补水分子的个数,用O验证避免失误。Mg-Al-NaOH 原电池,负极反应式:建骨架Al — AlO2- 就很重要,而此后的工作就较简单了。
离子方程式正误判断:
原理:先判断守恒:原子是否守恒、电荷是否守恒、得失电子是否守恒
再判断拆写:强酸、强碱、易溶盐,微溶物的澄清溶液作反应物时可拆开,其它情况一般不要拆写。
最后判断实质:是否符合“强制弱”规律
技巧:是否符合“强制弱”如:2Fe + 6HCl =2FeCl3 + 3H2(因氧化性H+
产物与过量反应物能否继续反应如:
CO2 + NaOH(过量)— NaHCO3 (因NaHCO3与过量的NaOH能继续发生反应而错误)
CO2(过量)+ NaOH— Na2CO3 (因Na2CO3与过量的CO2能继续发生反应而错误)
产物在题给环境中能否大量共存如:
碱性条件下,甲烷燃料电池,CH4生成CO2而错误。
二、化学反应的方向性基础
化学反应原理内涵丰富,除了以上基本思路之外,在平衡体系中我们重点学习了平衡的移动问题和反应的方向判断,它告诉我们化学反应的动态特点,控制反应条件采取有效措施,可以让反应向着我们需求的方向进行,使我们以最低的成本获取更高的利润,这就是化学反应原理的魅力所在!
深入研究化学反应原理,能让我们更好的把分散的知识点进行系统整合,做到融会贯通,灵活应用。