最新高中化學(xué)學(xué)習方法

　　一、教學(xué)目標

　　1. 認識物質(zhì)的各種化學(xué)性質(zhì)是有規律可循的，而這些規律是化學(xué)的精髓，需要下功夫學(xué)習掌握。

　　2. 了解本書(shū)的基本內容和學(xué)習方法，認識學(xué)習概念模型是學(xué)習和研究化學(xué)反應原理的基礎。

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

　　二、內容分析

　　1. 地位和功能

　　緒言作為全書(shū)的開(kāi)篇，目的在于讓學(xué)生從一開(kāi)頭就對本書(shū)的基本內容、學(xué)習方法有一個(gè)初步的了解，并簡(jiǎn)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)習化學(xué)反應原理興趣的作用。 在前面的學(xué)習中，學(xué)生已經(jīng)知道了化學(xué)反應的發(fā)生是由于反應物分子之間發(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)習為基礎，以學(xué)生對許多具體化學(xué)反應的知識積累為前提，為適應學(xué)生的學(xué)習心理發(fā)展需求而設立的選修課程，旨在幫助學(xué)生進(jìn)一步從理論上認識一些化學(xué)反應原理的基礎知識和研究問(wèn)題的方法。教科書(shū)中介紹的簡(jiǎn)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)習打下重要基礎。

　　2. 內容結構

　　緒言在內容上主要可分為兩個(gè)部分：一是第一、第二自然段，簡(jiǎn)要地介紹本模塊的基本教學(xué)內容。教科書(shū)以大量事例說(shuō)明，化學(xué)反應種類(lèi)繁多，條件極其復雜，但都有規律可循。而這些規律恰好是化學(xué)的精髓，是吸引人們學(xué)習、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(wèn)題的過(guò)程與方法，側重介紹了簡(jiǎn)化后的有效碰撞模型的構建思路，及活化分子、活化能等概念。培養學(xué)生自覺(jué)地用辯證的觀(guān)點(diǎn)看待各種復雜的化學(xué)反應，認識事物的存在具有多樣性，物質(zhì)的穩定具有相對性，而化學(xué)變化的復雜性和規律性相輔相成。與此同時(shí)，還指出了學(xué)習化學(xué)反應原理的方法：

　�。�1）完成書(shū)中規定的實(shí)驗、活動(dòng)。

　�。�2）觀(guān)察周?chē)�（包括大自然）發(fā)生的化學(xué)現象，思考或進(jìn)行模擬實(shí)驗。

　�。�3）認真學(xué)習概念模型，它是學(xué)習、研究化學(xué)反應原理的基礎。

　　值得注意的是，緒言在論證了有效碰撞模型的合理性之后，坦陳現有理論的缺憾：“到目前為止，人們還沒(méi)有完全掌握計算或推測化學(xué)反應活化能的理論方法”。這種客觀(guān)的科學(xué)態(tài)度不僅有利于學(xué)生對相關(guān)理論有一個(gè)客觀(guān)的認識，更對培養學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)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(lái)進(jìn)行更深入探究的意識。

　　緒言的內容結構如下圖所示：

　　3. 內容特點(diǎn)

　　緒言中概括地介紹了課程的主要內容和學(xué)習方法與思路，同時(shí)還簡(jiǎn)介了“有效碰撞理論”和“活化分子與活化能”兩個(gè)概念模型，對全書(shū)起著(zhù)提綱挈領(lǐng)、畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用。

　　三、課時(shí)分配建議用1課時(shí)。

　　一、教學(xué)設計

　　由于本課的理論性較強，概念較為抽象，學(xué)生接受相關(guān)知識有較大難度，所以緒言教學(xué)采取以教師講授與學(xué)生探究活動(dòng)相結合的方法為宜。教學(xué)中對概念模型的表述應盡量簡(jiǎn)化，對概念模型的認識還需要在后面的學(xué)習中逐漸深入，這里更多地是強調研究問(wèn)題的方法和意識。通過(guò)緒言的教學(xué)，應使學(xué)生在內容上對化學(xué)反應原理研究的范圍有所了解，在方法上對科學(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)反應原理的基本學(xué)習方法——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：

　　根據緒言?xún)热萏攸c(diǎn)，本課可設計成下述教學(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(guò)查閱資料、小組整理資料、先行討論形成共識，再通過(guò)課堂上的匯報、講解、交流和評價(jià)，完成對本課內容的學(xué)習。

　　新課引入首先教師指出，化學(xué)研究的核心問(wèn)題是化學(xué)反應�；瘜W(xué)中最有創(chuàng )造性的工作是設計和創(chuàng )造新的分子�；瘜W(xué)家們通常是利用已發(fā)現的原理來(lái)進(jìn)行設計并實(shí)現這個(gè)過(guò)程，如果對化學(xué)原理的理解不夠清楚則無(wú)法做到�；瘜W(xué)反應是怎樣發(fā)生的？為什么有的反應快、有的反應慢？它遵循怎樣的規律？如何控制化學(xué)反應為人所用？這是我們學(xué)習化學(xué)反應原理的宗旨�；瘜W(xué)反應原理所包含的內容及學(xué)習化學(xué)反應原理的方法正是本書(shū)要探討的問(wèn)題。 教學(xué)中的主要過(guò)程可以結合學(xué)生匯報交流自學(xué)與討論的成果，圍繞下列問(wèn)題展開(kāi)：

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

　　情景1：

　　說(shuō)明：同樣都與H2反應，由于O2、CuO 、N2的性質(zhì)不同，反應的難易程度不同。物質(zhì)之間能否發(fā)生反應，是由物質(zhì)本身的性質(zhì)決定的，對于能夠發(fā)生的化學(xué)反應，影響化學(xué)反應速率的根本原因也是反應物本身的性質(zhì)，我們稱(chēng)之為“內因”。

　　情景2：將H2+O2混合，在室溫條件下可以穩定存在數百年，但點(diǎn)燃后卻會(huì )發(fā)生劇烈的爆炸反應，而且只要配比相當，可以完全轉化成生成物。

　　說(shuō)明：外界條件可以促使其反應發(fā)生。而且在一定的條件下，反應進(jìn)行得比較“徹底”。物質(zhì)之間反應的“內因”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，也不能完全轉化成生成物。 說(shuō)明：該反應是有一定限度的。

　　總結：化學(xué)反應速率、方向及限度正是“化學(xué)反應原理”要研究的問(wèn)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)反應所遵循的規律是不同的，如在第三單元將介紹水溶液中的離子反應；在第一單元和第四單元將分別介紹化學(xué)反應中物質(zhì)與能量之間的定量關(guān)系以及電化學(xué)的最基礎知識等等，這些都是“化學(xué)反應原理”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)現象密切相關(guān)，只要我們注意觀(guān)察、研究，大自然將成為無(wú)所不在的大課堂。

　　2. 研究化學(xué)反應原理的思路與方法——概念模型法。

　　教科書(shū)介紹了合理簡(jiǎn)化的概念模型以及如何運用概念模型學(xué)習化學(xué)反應原理。對該段內容的處理可分三步進(jìn)行：

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

　�。�2）模型的基本構架

　　模型的建構：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，氣體分子因自由運動(dòng)而不斷發(fā)生碰撞（互相接觸）——這是發(fā)生化學(xué)反應的必要條件。

　　假設與事實(shí)：研究結果表明，從分子的熱運動(dòng)來(lái)看，分子發(fā)生碰撞的機會(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，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，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)反應的充分條件。

　�。�3）活化分子和活化能

　　對該模型的進(jìn)一步認識可結合教科書(shū)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。只有當活化分子采取適合的取向進(jìn)行碰撞時(shí)才能反應。

　　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——活化分子高出反應物分子平均能量部分

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

　　結論：某一化學(xué)反應的速率大小與單位時(shí)間內有效碰撞次數有關(guān)；而有效碰撞次數的多少與單位體積內反應物中活化分子的多少有關(guān)；活化分子的多少又與該反應的活化能的大小有關(guān)�；罨�能的大小是由反應物分子的性質(zhì)決定的，而反應物分子的性質(zhì)又與分子的內部結構密切相關(guān)，可以說(shuō)，反應物分子的內部結構是決定化學(xué)反應速率的內因。那么，對于一個(gè)特定反應，人類(lèi)如何使用和控制，還需要研究外部條件對它的影響。這將在后面的學(xué)習中繼續討論。

　　最后教科書(shū)特別指出：化學(xué)反應的活化能可以用實(shí)驗方法測定，當實(shí)驗條件不同時(shí)，會(huì )得出不同的結果，催化劑的應用就是實(shí)例之一。人們尚未掌握化學(xué)反應活化能的有效的理論推算方法，這種留有缺憾的教學(xué)觀(guān)點(diǎn)值得關(guān)注，既有利于學(xué)生客觀(guān)地認識科學(xué)規律，也有利于培養學(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(zhù)重說(shuō)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，從而改變了反應速率來(lái)認識催化劑的作用。

　　3. 模型研究的意義

　　應該說(shuō)學(xué)生根據自身的生活經(jīng)驗，對于簡(jiǎn)化后的有效碰撞模型接受起來(lái)并不難，由于缺乏相關(guān)的知識，要達到真正領(lǐng)會(huì )該模型的要點(diǎn)是不現實(shí)的。這也是教科書(shū)采取最簡(jiǎn)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，建立下列模型：