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熱力學(xué)第一定律及狀態(tài)函數(shù)的基本特征。
蓋斯定律,又名反應(yīng)熱加成性定律:若一反應(yīng)為二個反應(yīng)式的代數(shù)和時,其反應(yīng)熱為此二反應(yīng)熱的代數(shù)和。也可表達(dá)為在條件不變的情況下,化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)只與起始和終了狀態(tài)有關(guān),與變化途徑無關(guān)。它是由俄國化學(xué)家蓋斯發(fā)現(xiàn)并用于描述物質(zhì)的熱含量和能量變化與其反應(yīng)路徑無關(guān),因而被稱為蓋斯定律。
(來源:文章屋網(wǎng) )
1 能量觀的內(nèi)涵
促進(jìn)觀念建構(gòu)的教學(xué)有利于促進(jìn)學(xué)生對知識的深層次地理解,更有利于學(xué)生未來的發(fā)展?!读x務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》明確了形成化學(xué)基本觀念在化學(xué)教育中的重要意義,化學(xué)能量觀作為重要的化學(xué)學(xué)科觀念,在九年級學(xué)生初學(xué)化學(xué)期間就開始逐步建構(gòu),是認(rèn)識物質(zhì)世界、理解科學(xué)的關(guān)鍵觀念,有利于學(xué)生了解從能量的角度研究物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的思維方法?!读x務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》明確指出“義務(wù)教育階段的化學(xué)教育,要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的好奇心,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識物質(zhì)世界的變化規(guī)律,形成化學(xué)的基本觀念……”山東師范大學(xué)畢華林教授認(rèn)為:化學(xué)基本觀念,是指學(xué)生通過化學(xué)學(xué)習(xí),在深入理解化學(xué)學(xué)科特征的基礎(chǔ)上所獲得的對化學(xué)總觀性的認(rèn)識。化學(xué)基本觀念不是具體的化學(xué)知識,也不是化學(xué)知識的簡單積累,而是學(xué)生通過對所學(xué)知識的深刻理解,在化學(xué)知識基礎(chǔ)上概括提煉出來的。當(dāng)學(xué)生在多年以后逐漸地將所學(xué)的學(xué)科知識遺忘,教育所給予人們的無非是當(dāng)一切學(xué)習(xí)過的東西都忘記后所剩下來的東西。那這些剩下來的東西是什么?這個時候觀念建構(gòu)就顯得尤為重要。
能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一,而且能量觀是化學(xué)學(xué)科的核心觀念,是化學(xué)學(xué)科研究要考慮的重要問題,是研究物質(zhì)的理科課程的共通問題;然而現(xiàn)在對中學(xué)化學(xué)的教學(xué)研究中,多數(shù)偏向于微粒觀、元素觀、變化觀等,缺乏對能量觀的研究;有的研究將能量觀點納入變化觀之中分析。梁永平教授對中學(xué)化學(xué)能量觀提煉出以下要點:(1)物質(zhì)的分子或原子具有內(nèi)能;(2)核外電子按照能量高低分層運(yùn)動;(3)原子之間的強(qiáng)烈作用使原子處于能量較低的穩(wěn)定狀態(tài);(4)物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程伴隨有能量轉(zhuǎn)化;(5)物質(zhì)分子發(fā)生有效碰撞是物質(zhì)轉(zhuǎn)化的必要條件;(6)物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中能量是守恒的;(7)原子核內(nèi)貯存有巨大的能量。梁永平教授認(rèn)為能量觀的建構(gòu)有利于學(xué)生形成核外電子運(yùn)動的能量思維方式,了解從能量的角度研究物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的思維方法等。此外梁永平教授還探討了能量觀建構(gòu)的基本策略。該闡述雖然詳盡,但由于能量觀基于物理學(xué)習(xí),又與微觀世界聯(lián)系,抽象程度比較高,所以多在高中階段關(guān)注,初中階段則鮮有研究和實踐。
學(xué)生在九年級初次接觸化學(xué),啟蒙階段其實是建構(gòu)化學(xué)基本觀念的重要時期。我們在對2011年版義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)、2012年修訂的人教版九年級化學(xué)教科書進(jìn)行文本分析、聯(lián)系的基礎(chǔ)上將與能量有關(guān)的化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行分析、歸納,得出能量觀的重要性,有利于豐富、完善初中化學(xué)教學(xué)的內(nèi)容。
2 課標(biāo)與教材中能量觀點分模塊例析
我們按照九年級化學(xué)的“科學(xué)探究”、“身邊的化學(xué)物質(zhì)”、“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”、“物質(zhì)的化學(xué)變化”和“化學(xué)與社會發(fā)展”5個模塊,分別舉例對能量觀進(jìn)行闡述。
2.1物質(zhì)的化學(xué)變化
正如上文提及,能量觀往往作為變化觀的一部分,能量變化是化學(xué)變化的重要特征,所以該模塊是最直接體現(xiàn)能量觀的部分,在課程標(biāo)準(zhǔn)“化學(xué)變化的基本特征”二級主題中,明確指出“知道物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時伴隨著能量變化,認(rèn)識通過化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的重要性”。人教版修訂教材在第一單元課題1闡述化學(xué)變化的基本特征時,明確指出“化學(xué)變化不但生成其他物質(zhì),而且還伴隨著能量的變化,這種能量變化常表現(xiàn)為吸熱、放熱、發(fā)光等”,點明了這種能量變化可以作為判斷化學(xué)變化的重要特征,并且化學(xué)反應(yīng)中能量變化存在多樣性。
課程標(biāo)準(zhǔn)在本模塊里提供了3則與能量相關(guān)的學(xué)習(xí)情境素材。
[例1]生石灰和水反應(yīng)放出的熱量能煮熟雞蛋
該素材在人教版修訂教材中,被安排在第七單元課題2“燃料的合理利用與開發(fā)”,作為學(xué)生認(rèn)識“化學(xué)反應(yīng)中的能量變化”的導(dǎo)人實驗,學(xué)生通過實驗的體驗有利于消除迷思概念:只有通過燃燒才能獲得能量嗎。該課題借此明確點明物質(zhì)變化過程中伴隨的能量變化是化學(xué)的重要研究對象,體現(xiàn)利用化學(xué)反應(yīng)釋放能量的燃料對于人類社會的重要意義。
人教版原教材曾經(jīng)應(yīng)用鎂條與鹽酸的化學(xué)反應(yīng)作為例證,但與如今的實驗相比,與學(xué)生的生活經(jīng)驗距離太遠(yuǎn)。生石灰取材于食品干燥劑方便易得,與水的化學(xué)反應(yīng)既是生活中制備澄清石灰水的實驗方法,又作為九年級化學(xué)中獲得堿的重要途徑;既是歷史典故背后的化學(xué)道理,又是生活中即熱飯盒的運(yùn)作原理,也可以作為誤服干燥劑帶來的傷害解釋之一。
[例2]葡萄糖在體內(nèi)釋放能量
作為對人體最重要的化學(xué)反應(yīng)之一,該案例最早出現(xiàn)在生物教材中。但是此時初中生在物理中還沒有學(xué)習(xí)到能量的概念,所以難以深入體會。在人教版化學(xué)教材“氧氣”課題中,動植物的呼吸作為典型的緩慢氧化之一,并指出放熱是氧化反應(yīng)的特征之一,但是在緩慢氧化中并不容易被察覺。在“人類的重要營養(yǎng)物質(zhì)”課題中,明確給出葡萄糖在酶的催化作用下緩慢氧化的化學(xué)方程式,并指出放出能量的作用是供機(jī)體活動和維持恒定體溫的需要。并且用1g葡萄糖釋放的能量數(shù)值、糖類提供能量占據(jù)人體所需的百分比等數(shù)據(jù)強(qiáng)化該反應(yīng)釋放能量的意義所在。
由于該模塊是化學(xué)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ),且與實際問題聯(lián)系緊密,所以人教版九年級化學(xué)教材將以上2則案例分散在“燃料及其應(yīng)用”、“化學(xué)與生活”2個單元中。
[例3]干電池和充電電池
電池與化學(xué)主要是高中化學(xué)課程內(nèi)的重要學(xué)習(xí)內(nèi)容,但義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)一直給出這樣的建議,尤其在“活動與探究建議”中列出“觀察銅鋅原電池實驗”。人教版教材沒有安排該實驗和詳細(xì)知識介紹,只在“金屬資源保護(hù)”中介紹了廢舊電池的污染。其實該素材能充分體現(xiàn)化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)化,而且學(xué)習(xí)物理教材中的水果電池已經(jīng)對化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能有初步了解,所以九年級化學(xué)教學(xué)已經(jīng)具備了介紹化學(xué)電池的基礎(chǔ),滬教版教材在第九章“化學(xué)與社會發(fā)展”中,針對“能源的綜合利用”,并結(jié)合生活、科技中幾種不同類型的電池、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的銅鋅原電池實驗,引導(dǎo)學(xué)生了解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)反應(yīng)形式;電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能在九年級化學(xué)教材中的典型案例就是電解水,但教材的重點落在微觀解釋,也沒有對其他電解反應(yīng)過多闡述。
2.2身邊的化學(xué)物質(zhì)
物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中伴隨有化學(xué)能與熱能、光能等的相互轉(zhuǎn)化,這種認(rèn)識不是通過告知的方式形成的,而需要在化學(xué)變化現(xiàn)象的不斷積累中得到強(qiáng)化。在建立化學(xué)變化概念的時候,不僅要注意到有新物質(zhì)生成的關(guān)鍵特征,也要注意到所伴隨的熱能、光能等現(xiàn)象。所以化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)事實是九年級化學(xué)教學(xué)內(nèi)容中學(xué)習(xí)、體驗?zāi)芰孔兓闹匾d體。具體事實的學(xué)習(xí)是化學(xué)能量觀形成和發(fā)展的基礎(chǔ),沒有一定的事實積累,很難形成一定的化學(xué)能量觀。
[例1]氧化反應(yīng)
氧化反應(yīng)是九年級化學(xué)最重要的一類放熱反應(yīng),課標(biāo)要求“知道氧氣能跟許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)”,在教材中體現(xiàn)為非金屬單質(zhì)、金屬單質(zhì)、一氧化碳以及以甲烷、乙醇為代表的諸多有機(jī)物與氧氣的反應(yīng)。氧化反應(yīng)的能量釋放通過實驗現(xiàn)象多有呈現(xiàn),例如鐵絲燃燒時的熔化與火星四射都是能量釋放的效果;又如紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量時大量放熱,如果不冷卻就繼續(xù)實驗,會導(dǎo)致實驗誤差;碳單質(zhì)、氫氣、酒精、甲烷和一氧化碳等物質(zhì)在氧氣中燃燒放熱更加是它們成為燃料的先決條件?;瘜W(xué)反應(yīng)中的能量還可以通過光能形式釋放,例如鎂條、硫黃等物質(zhì)燃燒中的發(fā)光現(xiàn)象。
[例2]溶解中的能量變化
溶解不是單純的物理變化,其中伴隨的能量變化其實也涉及到微粒的運(yùn)動與作用力,當(dāng)然九年級教材只要求從溫度表征層面了解即可。課標(biāo)里在“水與常見的溶液”二級標(biāo)準(zhǔn)中提出的活動與探究建議有“實驗比較氯化鈉、硝酸銨和氫氧化鈉3種物質(zhì)在水中溶解時的吸熱和放熱現(xiàn)象”,人教版教材也有具體的實驗探究活動與該建議配套,不僅要求觀察溶解過程中的現(xiàn)象,還要求記錄溶解前后的液體溫度具體數(shù)值并加以比較,來了解溶解吸放熱的情況——這是一種半定量的實驗思維去建構(gòu)能量觀的教材呈現(xiàn)方式。另外,人教版教材在“濃硫酸的腐蝕性”部分,強(qiáng)化突出濃硫酸稀釋實驗,并提示通過觸覺感知、現(xiàn)象分析等途徑了解這一典型的溶解放熱現(xiàn)象,以此點明稀釋要點。
2.3物質(zhì)構(gòu)成的奧秘
微觀世界同樣伴隨著種種能量變化,雖然九年級尚未涉及化學(xué)鍵與分子間作用力的問題,但是核外電子運(yùn)動本身就是一種能量的反映,核外電子按照能量高低分層運(yùn)動,這在人教版“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”單元中有明確描述。
而分子和原子本身就具有能量,溫度越高,原子和分子的運(yùn)動就越劇烈,物質(zhì)具有的熱能就越大。人教版教材中利用品紅在熱水中擴(kuò)散加快的案例進(jìn)行了例證。
課程標(biāo)準(zhǔn)要求認(rèn)識物質(zhì)的三態(tài)及其轉(zhuǎn)化——雖然相關(guān)知識在物理中已經(jīng)涉及,但是九年級化學(xué)需要學(xué)生了解溫度對物質(zhì)微粒運(yùn)動和間距的影響,從而深入理解其對物質(zhì)三態(tài)轉(zhuǎn)化的影響。
2.4化學(xué)與社會發(fā)展
能量是人類生存和發(fā)展基本三要素之一,人類研究能量的最終目的是更好地獲取和應(yīng)用。所以“化學(xué)與社會發(fā)展”模塊與其他模塊充分聯(lián)系,有利于在知識在社會和生活的應(yīng)用中建構(gòu)能量觀。
[例1]燃燒和燃料
燃燒作為氧化反應(yīng)的重要表現(xiàn)形式,也是最重要的放熱反應(yīng)之一。筆者認(rèn)為教學(xué)中不應(yīng)只拘泥于“認(rèn)識燃燒、緩慢氧化和爆炸發(fā)生的條件,了解防火滅火、防范爆炸的措施”,還需要了解那些加熱釋放氧氣的化學(xué)物質(zhì)如高錳酸鉀、氯酸鉀、硝酸鉀和雙氧水等同樣會體現(xiàn)助燃的效果,所以在藥品存放、使用安全方面需要注意——這一點在事實水平上能強(qiáng)化學(xué)生對燃燒的理解,也能完善學(xué)生的實驗安全意識。當(dāng)學(xué)生在日后的深入學(xué)習(xí)中對于原子結(jié)構(gòu)有了一定的理解性認(rèn)識,就可以在氧化還原水平上認(rèn)識燃燒現(xiàn)象,從而將發(fā)光、發(fā)熱與原子得失電子等事實聯(lián)系起來。雖然在九年級化學(xué)教學(xué)內(nèi)容中無須從微觀層面詮釋燃燒和氧化反應(yīng),但是在能量觀建構(gòu)中不斷發(fā)展對燃燒現(xiàn)象的理解,也是強(qiáng)化物質(zhì)轉(zhuǎn)化伴隨有能量變化認(rèn)識的重要舉措。
基于燃燒反應(yīng),一些熱值高、來源廣的可燃物,成為對人類至關(guān)重要的燃料。在九年級化學(xué)學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生如何“認(rèn)識燃料完全燃燒的重要性”?人教版教材以碳的不完全燃燒為例,指出不完全燃燒導(dǎo)致的燃料燃燒利用率降低,既浪費資源又污染空氣;還從燃燒三要素角度提出燃料充分燃燒的2種方法。
[例2]為人類提供能量的營養(yǎng)物質(zhì)
課程標(biāo)準(zhǔn)中要求知道一些對生命活動具有重要意義的有機(jī)物,其中最主要是供能物質(zhì),除了葡萄糖為代表的糖類,還有蛋白質(zhì)和油脂。人教版教材對這些營養(yǎng)物質(zhì)的供能數(shù)據(jù)和對人體一日的需求滿足百分比做出定量描述,見表1。
2.5科學(xué)探究
人教版教材里,科學(xué)探究模塊的要求除了在第一單元有獨立的設(shè)置,大部分內(nèi)容通常滲透在各個課題的教學(xué)中。
溫度是分子平均動能的外在表征,在“走進(jìn)化學(xué)世界”單元里,能量觀滲透在蠟燭和酒精燈火焰的溫度測定之中。而作為最常見的反應(yīng)條件之一的加熱,則是一種為反應(yīng)體系提供能量的方法。
3 九年級化學(xué)教學(xué)中能量觀建構(gòu)的建議
通過文本分析,我們發(fā)現(xiàn)能量的觀點滲透在九年級化學(xué)各個模塊,且不能通過孤立的知識呈現(xiàn)出來,往往需要不同模塊的聯(lián)系和支撐。例如,課程標(biāo)準(zhǔn)里“物質(zhì)的化學(xué)變化”模塊提供的2則情境素材(生石灰與水的反應(yīng)、葡萄糖的供能反應(yīng)),在教材中分別出現(xiàn)在“燃料及其利用”、“化學(xué)與生活”2個單元中,體現(xiàn)與“化學(xué)與社會發(fā)展”模塊的綜合。筆者結(jié)合在江蘇書人教育集團(tuán)面向化學(xué)特長生的教學(xué)實踐,談一談在九年級化學(xué)教學(xué)中建構(gòu)能量觀的建議。
3.1吸熱還是放熱
判斷一個化學(xué)反應(yīng)吸熱還是放熱,逐步建構(gòu)能量觀的最簡單方法就是請學(xué)生去感受實驗中的溫度變化。生石灰與水反應(yīng),讓學(xué)生用手觸摸試管,溫度的變化給予學(xué)生最直接的體驗,而且請同學(xué)在不同時間段感受溫度逐步升高的趨勢;鋅粒與稀硫酸反應(yīng)制備氫氣,別只局限于實驗原理和裝置,也讓學(xué)生摸摸試管——也是燙的;酸堿中和時,不要局限于指示劑的變色這種明顯的現(xiàn)象,也讓學(xué)生觸摸試管——熱的。幾次摸試管就可以引發(fā)學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的熱量從哪里來的疑問和思考,通過溫度變化的體驗潛移默化地建構(gòu)化學(xué)能量觀。
觀念建構(gòu)教學(xué)的問題還應(yīng)有一定開放性和挑戰(zhàn)性,使學(xué)生能從多個角度、多個方面進(jìn)行思考,不同能力水平的學(xué)生可以得到層次、范圍不同的結(jié)論。
例如,在九年級的化學(xué)教學(xué)中有很多放熱反應(yīng)的典型案例,但是人教版教材對吸熱反應(yīng)只提及一句話:炭和二氧化碳的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。學(xué)生沒有感性認(rèn)識,理解起來比較困難,建議在這里補(bǔ)充另一個吸熱反應(yīng)的實驗:氫氧化鋇固體和氯化銨固體在燒杯中研磨,實驗前,在燒杯底部放一片硬塑料片,在硬塑料片上滴2滴水,再將固體混合物研磨,過一會兒硬塑料片就和燒杯粘在一起。
由這個補(bǔ)充實驗想到:判斷一個變化(無論是物理變化還是化學(xué)變化)吸熱還是放熱,是否只有各種教輔書上提及的溫度計的方法?以濃硫酸溶于水放熱為例,我們可以引導(dǎo)學(xué)生思考放熱除了對溫度有影響,還會引起氣體壓強(qiáng)、空間體積、物質(zhì)溶解度、物質(zhì)狀態(tài)等的變化。結(jié)合學(xué)生的思維我們得出如下幾種可能的角度:①溫度的變化,除了使用溫度計外,用手去觸摸感受最直接但是無法定量比較,基于目前化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)代化,還可以向?qū)W生介紹數(shù)字化實驗在監(jiān)測溫度變化中的應(yīng)用——溫度傳感器可以即時反映溫度的改變趨勢和變化幅度,是作為研究化學(xué)反應(yīng)能量變化的重要手段;②氣壓的變化,我們可以采用如圖1的實驗裝置,由于溶解放熱會引起氣體壓強(qiáng)增大,所以通過觀察液面a、b的變化進(jìn)行判斷;③可以通過一個體積可變但壓強(qiáng)恒定的容器(例如帶活塞的氣缸),觀察活塞的運(yùn)動,了解體積的變化;④如圖2所示,將燒杯置于涂有石蠟的木塊上,再將濃硫酸和水混合,通過觀察石蠟狀態(tài)的變化,判斷反應(yīng)是放熱還是吸熱;⑤如圖3所示,將濃硫酸和水混合后的試管放在盛有飽和澄清石灰水的燒杯中,觀察固體的析出情況。
通過實驗表征觀察、分析能量變化,是重要的化學(xué)學(xué)科方法,也是建構(gòu)能量觀的重要途徑。
3.2拓展對燃料的認(rèn)識
九年級化學(xué)的“化石燃料的利用”、“能源的利用與開發(fā)”教學(xué)常常陷入科普化怪圈,如何讓這部分內(nèi)容化學(xué)味道濃厚一些?例如以下這些問題就不拘泥于一般的考試題目,但引導(dǎo)學(xué)生對化學(xué)學(xué)科問題深入思考,能充分調(diào)動學(xué)生思維和積極性:
(1)燃燒能為我們做什么?
(2)是不是所有可燃物都可以充當(dāng)燃料?充當(dāng)燃料必須具備怎樣的特征?
(3)聯(lián)系國內(nèi)現(xiàn)狀,如何綜合分析國內(nèi)大眾使用三大化石燃料的利弊?
(4)給出煤氣、液化石油氣、天然氣的價格和熱值,從定量的角度分析家庭使用哪種氣體燃料最經(jīng)濟(jì)?
如果與其他單元聯(lián)系,則可以有更有意義的問題衍生出來。觀念建構(gòu)的問題本身應(yīng)該潛在地體現(xiàn)與學(xué)習(xí)者原有知識經(jīng)驗的聯(lián)系,同時它又蘊(yùn)含著新的關(guān)系和規(guī)律,這種聯(lián)系不只是針對問題的表面特征,更主要的是針對問題中的深層關(guān)系和結(jié)構(gòu),即在觀念層面上有聯(lián)系。例如與科學(xué)探究模塊中加熱這一操作融合,可以提問:
(1)實驗室里有多少種加熱的手段為化學(xué)反應(yīng)提供條件?
(2)如何在實驗中節(jié)省能源?
在復(fù)習(xí)課的教學(xué)中燃料話題可以聯(lián)系社會與科技發(fā)展,既有利于強(qiáng)化能量觀,也體現(xiàn)考試的熱點。例如秸稈的不完全燃燒造成了煙霾的污染,而充分利用秸稈,是改變條件促使其充分燃燒呢?還是將秸稈轉(zhuǎn)化為其他可燃?xì)怏w來完成生物質(zhì)能一化學(xué)能一熱能的轉(zhuǎn)變呢?
3.3放熱反應(yīng)與反應(yīng)類型
一、了解化學(xué)反應(yīng)原理模塊的定位和特點
要上好化學(xué)反應(yīng)原理模塊,首先要了解其定位和教材的特點。必修模塊是面對所有的學(xué)生,選修模塊是針對具有強(qiáng)烈理科傾向和對化學(xué)相關(guān)專業(yè)感興趣的學(xué)生?;瘜W(xué)反應(yīng)原理模塊的定位是學(xué)生通過學(xué)習(xí),能夠有效地提高對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識,能夠從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)進(jìn)行多角度分析,為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)奠定基礎(chǔ)。“化學(xué)反應(yīng)原理”的內(nèi)容主要從化學(xué)反應(yīng)與能量、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡以及溶液中的離子平衡等方面探索化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律及其應(yīng)用。在化學(xué)反應(yīng)原理模塊的教學(xué)中,要注意與必修內(nèi)容的銜接,從必修到選修,不僅僅是知識量的增加,更要關(guān)注核心觀念、核心思路、核心方法的發(fā)展;要關(guān)注三維目標(biāo)的落實;要突出定性與定量相結(jié)合,要關(guān)注化學(xué)基本思想的運(yùn)用。
二、理解新增內(nèi)容的價值和意義,把握教學(xué)的方向
化學(xué)反應(yīng)原理模塊新增了一些內(nèi)容,如反應(yīng)熱、焓變、化學(xué)平衡常數(shù)、沉淀溶解平衡等內(nèi)容,新增內(nèi)容引入到高中化學(xué)課程,并不是要把這些內(nèi)容簡化下放,而是想抓住這些化學(xué)內(nèi)容的精髓,把它們的基本思想介紹給高中學(xué)生。新增內(nèi)容有利于提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng),為不同發(fā)展程度的學(xué)生提供不同的內(nèi)容,增進(jìn)了學(xué)生對化學(xué)的認(rèn)識,幫助學(xué)生突破了認(rèn)識上的難點。如平衡常數(shù)的引入,其價值之一在于促進(jìn)學(xué)生定量觀的形成,公式表達(dá)了一種變量關(guān)系,利用這種變量關(guān)系可以解決許多具體問題,深化對規(guī)律的理解。平衡常數(shù)的意義在于以下幾點:第一是數(shù)值的左邊,也就是濃度商的構(gòu)成(反應(yīng)各組分濃度的某種關(guān)系)。第二是平衡狀態(tài)的定量含義是濃度商等于該溫度下的平衡常數(shù)。第三是改變平衡狀態(tài)的幾種可能途徑:一是平衡常數(shù)不變,改變反應(yīng)中的某組分濃度(即改變濃度商),需要重新滿足兩者這種濃度關(guān)系,就可以判斷平衡的移動方向;二是改變平衡常數(shù)即通過改變溫度,導(dǎo)致重新滿足兩者這種濃度關(guān)系,也就可以判斷平衡的移動方向,從而使平衡常數(shù)的概念具有應(yīng)用價值。顯然這種判斷方法更具有廣泛性和科學(xué)性,如果在教學(xué)中我們還是用以前的勒夏特列原理來理解平衡移動,就失去了新教材的意義。
三、注重引導(dǎo)學(xué)生以化學(xué)觀念和方法來整合教學(xué)內(nèi)容
反應(yīng)原理模塊的理論性非常強(qiáng),要求學(xué)生有一定的邏輯思維能力和推理能力。平時教學(xué)中,筆者經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于同類問題的處理非常熟練,題目一變又無處下手,其根源在于學(xué)生沒有形成解決問題的方法,對問題的本質(zhì)沒認(rèn)識清楚,所以在教學(xué)過程中一定要注意在具體事例后概括出基本原理,不能就事論事,就題論題,要分析到根源。比如:學(xué)習(xí)完反應(yīng)原理模塊以后,有很多平衡,如電離平衡、沉淀溶解平衡、水解平衡等,雖然是不同的平衡,但從原理上講都是化學(xué)平衡,所以影響這些平衡的因素都是影響化學(xué)平衡的因素,移動變化規(guī)律也都是化學(xué)平衡移動的規(guī)律,在教學(xué)中教師要注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對比、歸納,這樣就可以用一個原理去解決一類問題,充分體現(xiàn)了現(xiàn)象與本質(zhì)的統(tǒng)一。這樣,使學(xué)生慢慢養(yǎng)成一種良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,就不會單純背書、機(jī)械做題、生搬硬套。堅持這樣做,學(xué)生不僅學(xué)會了分析、概括、歸類,還能加深對這些理論的理解。
四、選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和策略
化學(xué)反應(yīng)原理模塊能幫助學(xué)生深入理解元素化合物知識,能促進(jìn)學(xué)生的化學(xué)反應(yīng)知識系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化,能幫助學(xué)生增強(qiáng)邏輯推理能力,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。因此在進(jìn)行本模塊教學(xué)時,教師需要重視教學(xué)方法和策略。
1.重視運(yùn)用邏輯推理,凸現(xiàn)原理形成過程
化學(xué)反應(yīng)原理是人們通過對大量化學(xué)反應(yīng)的觀察、比較、分析、綜合、抽象、概括等思維過程形成的,適用于幾乎所有化學(xué)反應(yīng)的普遍規(guī)律,這些原理的形成是由特殊到一般、由具體到抽象、由現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)識過程,是由感性認(rèn)識到理性認(rèn)識通過歸納、演繹等邏輯推理的不斷循環(huán)中逐漸產(chǎn)生的。因此在教學(xué)中應(yīng)抓住本模塊內(nèi)容的基本特征,充分運(yùn)用邏輯推理,重視歸納化學(xué)反應(yīng)原理的過程以及運(yùn)用相關(guān)原理解決問題的演繹過程。在化學(xué)反應(yīng)原理模塊的教學(xué)中,既要重視通過大量實例采用歸納法得到一般規(guī)律性結(jié)論,還要重視采用演繹法進(jìn)行推理判斷,達(dá)到深化對過程本質(zhì)認(rèn)識的目的。
2.重視運(yùn)用直觀手段,創(chuàng)設(shè)良好學(xué)習(xí)情境
化學(xué)反應(yīng)原理比較抽象,因此通過實驗、圖像、表格、多媒體課件、錄像等常見的直觀教學(xué)手段,將化學(xué)原理具體化、形象化、直觀化,有利于激發(fā)學(xué)生的思維,完成由感性認(rèn)識向理性認(rèn)識的飛躍。
1.了解化學(xué)變化的基本特征;能作出屬于物理變化還是化學(xué)變化的判斷。
2.能夠初步區(qū)分物質(zhì)的性質(zhì)中哪些屬于物理性質(zhì),哪些屬于化學(xué)性質(zhì)。
(二)典例分析
例1 (安徽)下列我國古代的技術(shù)應(yīng)用不涉及化學(xué)變化的是( )
解析:本題考查物理變化和化學(xué)變化的判別,解答時要分析變化過程中是否有新物質(zhì)生成,若沒有新物質(zhì)生成則屬于物理變化,若有新物質(zhì)生成則屬于化學(xué)變化。糧食釀酒過程中有新物質(zhì)酒精生成,屬于化學(xué)變化;棉紗織布過程中沒有新物質(zhì)生成,屬于物理變化;火藥應(yīng)用過程中有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)變化;瓷器燒制過程中有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)變化。
答案:B
例2 (福州)下列物質(zhì)的用途主要利用其化學(xué)性質(zhì)的是( )
A.銅絲作導(dǎo)線
B.干冰用于人工降雨
C.天然氣作燃料
D.金剛石用于切割玻璃
解析:A項,銅絲作導(dǎo)線,是利用了銅的導(dǎo)電性,此性質(zhì)屬于物理性質(zhì);B項,干冰用于人工降雨,是利用干冰易升華吸熱,使周圍空氣溫度降低,空氣中水蒸氣冷凝成水滴的性質(zhì),此性質(zhì)屬于物理性質(zhì);C項,天然氣作燃料,是利用了天然氣的可燃性,此性質(zhì)屬于化學(xué)性質(zhì);D項,金剛石切割玻璃,是利用了金剛石硬度大的性質(zhì),此性質(zhì)屬于物理性質(zhì)。
答案:C
(三)專題演練
1.(鎮(zhèn)江)下列屬于化學(xué)變化的是( )
A.海水曬鹽 B.冰川融化
C.水力發(fā)電 D.紅磷燃燒
2.(南寧)下列屬于物理性質(zhì)的是( )
A.可燃性 B.延展性
C.酸堿性 D.氧化性
3.(安順)詩詞是中華民族燦爛文化的瑰寶。下列詩句描述中只涉及物理變化的是 ( )
A.爆竹聲中一歲除,春風(fēng)送暖入屠蘇
B.千里冰封,萬里雪飄
C.千錘萬鑿出深山,烈火焚燒若等閑
D.春蠶到死絲方盡,蠟炬成灰淚始干
4.(哈爾濱)下列過程中主要發(fā)生物理變化的是( )
5.(泰安)在我們的日常生活中涉及許多變化。下列變化中不包含化學(xué)變化的是( )
A.用石灰漿涂抹墻壁后,表面有水珠生成
B.在口中咀嚼米飯或饅頭時感到有甜味
C.用干冰作制冷劑進(jìn)行人工降雨
D.使用煤氣作燃料燒飯做菜
6.(北京)下列物質(zhì)的用途中,利用其物理性質(zhì)的是( )
A.氧氣用于煉鋼
B.硫酸用于除鐵銹
C.干冰用作制冷劑
D.碳酸氫鈉用于治療胃酸過多癥
7.(威海)物質(zhì)世界每時每刻都在發(fā)生著變化。下列變化屬于化學(xué)變化的是( )
①電燈通電發(fā)光 ②煤制成焦炭 ③塑料老化 ④干冰升華 ⑤石油分餾 ⑥海水制鎂 ⑦石塊粉碎成石子 ⑧糧食釀酒
A.②③⑥⑧ B.②⑤⑥⑧
C.①③④⑧ D.①④⑥⑦
8.(百色)化學(xué)與我們生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著密切的聯(lián)系,現(xiàn)有①氖氣、②鎂粉、③金剛石、④熟石灰、⑤食醋、⑥干冰六種物質(zhì),請按下列要求填空(填序號)。
(1)烹飪時用作酸性調(diào)味品的是 。
(2)用作改良酸性土壤的是 。
(3)用于人工降雨的是 。
(4)用來制作煙花和照明彈的是 。
(5)玻璃刀刀口鑲嵌的是 。
(6)用于制造霓虹燈的是 。
9.(漳州)充有鈉蒸氣的高壓鈉燈發(fā)出的黃光射程遠(yuǎn),透霧能力,常用于道路和廣場的照明。鈉的化學(xué)性質(zhì)活潑,常溫下可以與氧氣、水反應(yīng),在實驗室里,金屬鈉保存在煤油中。用鑷子從煤油中取出金屬鈉,放在濾紙上,用小刀切下一小塊,投入盛有水(滴有酚酞溶液)的燒杯中,發(fā)現(xiàn)鈉塊浮在水面上,很快熔化成銀白色小球,四處游動,發(fā)出嘶嘶的響聲,偶有火星出現(xiàn),溶液變成紅色。依據(jù)提供的信息,回答下列問題。
(1)“鈉保存在煤油中”說明鈉具有的化學(xué)性質(zhì)是 。
(2)“鈉塊浮在水面上”說明鈉具有的物理性質(zhì)是 。
(3)“溶液變成紅色”說明鈉與水反應(yīng)的生成物中含有 性的物質(zhì)。
(4)根據(jù)所學(xué)知識解釋鈉“熔化成銀白色小球”的原因: 。
10.(黑龍江)碳纖維復(fù)合材料是一種新型材料,可以用來制作輕便的球拍和魚竿及賽車,在航空航天、核能等尖端技術(shù)領(lǐng)域中也用到了它。請你說出碳纖維復(fù)合材料具有哪些性質(zhì)。(答三點)
二、認(rèn)識幾種化學(xué)反應(yīng)
(一)課標(biāo)要求
1.認(rèn)識化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)。
2.認(rèn)識氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)。
3.知道物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時伴隨有能量變化;初步認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。
(二)典例分析
例1 (雅安)下列四個化學(xué)反應(yīng),對其反應(yīng)類型的判斷正確的是( )
A.2CuO+C[高溫]2Cu+CO2是復(fù)分解反應(yīng)
B.Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O是置換反應(yīng)
C.2H2O2[MnO2] 2H2O+O2是分解反應(yīng)
D.CH4+2O2[點燃]CO2+2H2O是化合反應(yīng)
解析:化學(xué)反應(yīng)類型的判斷是中考的熱點?;痉磻?yīng)類型包括化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)。解題的關(guān)鍵是理解這四種反應(yīng)類型的概念,抓住反應(yīng)的特征,反應(yīng)物和生成物的種類與類別。如化合反應(yīng)是“多變一”,分解反應(yīng)是“一變多”,置換反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物都是一種單質(zhì)和一種化合物,而復(fù)分解反應(yīng)則是“雙交換,價不變”。A項,2CuO+C[高溫]2Cu+CO2,該反應(yīng)是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物,屬于置換反應(yīng);B項,F(xiàn)e2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,該反應(yīng)是兩種化合物相互交換成分生成兩種新的化合物,屬于復(fù)分解反應(yīng);C項,2H2O2[MnO2] 2H2O+O2,該反應(yīng)符合“一變多”的特征,屬于分解反應(yīng);D項,CH4+2O2[點燃]CO2+2H2O,該反應(yīng)的生成物是兩種,不符合“多變一”的特征,不屬于化合反應(yīng)。
答案:C
例2 (上海)化學(xué)反應(yīng)C+H2O[高溫]H2+CO中的還原劑是( )
A.C B.H2O
C.H2 D.CO
解析:在氧化還原反應(yīng)中,失氧的是氧化劑,發(fā)生還原反應(yīng);得氧的是還原劑,發(fā)生氧化反應(yīng)。在C+H2O[高溫]H2+CO中,C得氧被氧化,是還原劑;水失氧被還原,是氧化劑。
答案:A
(三)專題演練
1.(臨沂)下列化學(xué)反應(yīng)中,屬于分解反應(yīng)的是( )
A.S+O2[點燃]SO2
B.3C+2Fe2O3[高溫]4Fe+3CO2
C.2KMnO4[加熱]K2MnO4+MnO2+O2
D.CuSO4+BaCl2=BaSO4+CuCl2
2.(昆明)屬于復(fù)分解反應(yīng)的是( )
A.4NH3+3O2[點燃]6H2O+2N2
B.Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3+Na2SO4
C.2FeCl2+Cl2=2FeCl3
D.2HgO[]2Hg+O2
3.(北京)海水提鎂的反應(yīng)之一:MgCl2+ Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2,該反應(yīng)屬于 ( )
A.化合反 B.復(fù)分解反應(yīng)
C.置換反應(yīng) D.分解反應(yīng)
4.(常州)鉻酸鉛可用作黃色涂料,常用以下方法制?。篕2CrO4+Pb(NO3)2=PbCrO4+2KNO3,該反應(yīng)屬于( )
A.化合反應(yīng) B.分解反應(yīng)
C.置換反應(yīng) D.復(fù)分解反應(yīng)
5.(濰坊)元素化合價發(fā)生改變的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)。例如:[2Fe0+3Cl20][點燃][2Fe+3Cl3-1],反應(yīng)前后,F(xiàn)e和Cl元素的化合價發(fā)生了改變,該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)。下列判斷錯誤的是 ( )
A.分解反應(yīng)都屬于氧化還原反應(yīng)
B.置換反應(yīng)都屬于氧化還原反應(yīng)
C.復(fù)分解反應(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)
D.有單質(zhì)參加的化合反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)
6.(寧夏)以下是四個化學(xué)反應(yīng)的微觀示意圖,圖中不同的圓圈代表不同的原子。其中能表示置換反應(yīng)的是( )
8.(宿遷)下列歸納和總結(jié)完全正確的一組是( )
[A.化學(xué)反應(yīng)基本類型 B.化學(xué)反應(yīng)中常見的“三” ①化合反應(yīng):4P+5O2[點燃]2P2O5
②分解反應(yīng):H2CO3=H2O+CO2
③置換反應(yīng):3CO+Fe2O3[高溫]2Fe+3CO2 ①煤、石油、天然氣――三大化石燃料
②塑料、合成纖維、合成橡膠――三大合成材料
③分子、原子、離子――構(gòu)成物質(zhì)的三種粒子 C.對鑒別方法的認(rèn)識 D.化學(xué)與生活 ①區(qū)分氮氣和氧氣――伸入帶火星的木條
②區(qū)分棉纖維和羊毛纖維――點燃后聞氣味
③區(qū)分硫酸銨和氯化銨――加熟石灰粉末研磨 ①用甲醛水溶液浸泡水產(chǎn)品防腐
②缺乏維生素C易患壞血病
③自行車支架噴油漆防銹 ]
9.(臨沂)目前,在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器可將污染物CO、NO轉(zhuǎn)化為無毒的CO2和N2(2CO+2NO[催化劑]2CO2+N2)。根據(jù)“在化學(xué)反應(yīng)過程中有元素化合價變化的化學(xué)反應(yīng),屬于氧化還原反應(yīng)”判斷,該反應(yīng) (填“是”或“不是”)氧化還原反應(yīng)。
10.(淄博)請對下表中的化學(xué)方程式進(jìn)行評價(填寫評價序號),并注明化學(xué)反應(yīng)類型。
評價序號:①完全正確;②反應(yīng)條件不正確;③沒有配平;④違背客觀事實。
11.(懷化)置換反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)反應(yīng)的基本反應(yīng)類型之一。
已知:化合物A+單質(zhì)B化合物C+單質(zhì)D。
試回答下列問題。
(1)若D為氫氣,A為稀硫酸,則B應(yīng)滿足的條件是 。
(2)若D為銅,化合物A的化學(xué)式可能為 。
(3)已知在高溫條件下碳與水蒸氣可反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣(水煤氣的主要成分),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。若家中發(fā)生燃?xì)猓ㄌ烊粴猓┬孤?,下列措施不可行的?(填字母)。
A.檢查并關(guān)閉氣源閥門
B.輕輕打開門窗通風(fēng)
C.立即打開抽油煙機(jī)排氣
(4)非金屬單質(zhì)也具有類似金屬與鹽溶液之間發(fā)生置換反應(yīng)的規(guī)律,即活動性較強(qiáng)的非金屬可把活動性較弱的非金屬從其鹽溶液中置換出來。如在溶液中可發(fā)生下列反應(yīng):
Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2
I2+Na2S=2NaI+S
Br2+2KI=2KBr+I2
由此判斷,S、Cl2、I2、Br2四種單質(zhì)中非金屬活動性最強(qiáng)的是 ,最弱的是 。
(5)在化學(xué)反應(yīng)中,物質(zhì)所含元素的化合價發(fā)生變化的反應(yīng)就是氧化還原反應(yīng)。據(jù)此判斷,置換反應(yīng) (填“屬于”或“不屬于”)氧化還原反應(yīng)。
三、質(zhì)量守恒定律
(一)課標(biāo)要求
1.通過實驗探究、認(rèn)識質(zhì)量守恒定律;了解常見化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系。
2.從微觀角度解釋質(zhì)量守恒定律并認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)。
3.運(yùn)用質(zhì)量守恒定律解釋有關(guān)現(xiàn)象。
(二)典例分析
例1 (泰安)在一個密閉容器中放入X、Y、Z、W四種物質(zhì),在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),一段時間后,測得相關(guān)數(shù)據(jù)如下表。下列關(guān)于此反應(yīng)的認(rèn)識,正確的是( )
A.若W為水,則X或Y必定為酸或堿
B.若X為化合物,Y為單質(zhì),則該反應(yīng)一定為置換反應(yīng)
C.m的數(shù)值為32
D.參加反應(yīng)的X與Y的質(zhì)量比為1∶4
解析:由表中數(shù)據(jù)分析可知,反應(yīng)前后,X的質(zhì)量減少了:10 g-2 g=8 g,故X是反應(yīng)物,參加反應(yīng)的X的質(zhì)量為8 g;同理可以確定Z是生成物,生成的Z的質(zhì)量為:30 g-8 g=22 g;W是生成物,生成的W的質(zhì)量為:25 g-7 g=18 g;由質(zhì)量守恒定律知,Y應(yīng)是反應(yīng)物,且參加反應(yīng)的Y的質(zhì)量為:22 g+18 g-8 g=32 g,故m的數(shù)值為:32+3=35。該反應(yīng)的反應(yīng)物為X和Y,生成物是Z和W。若W為水,則X或Y不一定為酸或堿,如甲烷等有機(jī)物燃燒也能生成水,A項錯誤;若X為化合物,Y為單質(zhì),無法確定Z和W的類別,則該反應(yīng)不一定為置換反應(yīng),B項錯誤;由以上分析可知,C項錯誤;參加反應(yīng)的X與Y的質(zhì)量比為:8 g∶32 g=1∶4,D項正確。
答案:D
例2 (邵陽)在2A+B=2C反應(yīng)中,已知A的相對分子質(zhì)量是28,C的相對分子質(zhì)量是44,則B的相對分子質(zhì)量是( )
A.16 g B.16
C.32 g D.32
解析:解答此題需依據(jù)質(zhì)量守恒定律,反應(yīng)前后質(zhì)量總和相等,參加反應(yīng)的A和B的質(zhì)量和等于生成物C的質(zhì)量,以此為突破口,可以求得B的相對分子質(zhì)量。設(shè)B的相對分子質(zhì)量為x,則根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量不變可知,2×28+x=2×44,解得x=32。
答案:D
(三)專題演練
1.(邵陽)用下列裝置來驗證質(zhì)量守恒定律(托盤天平未畫出),能達(dá)到目的的是( )
2.(荊州)植物光合作用可表示為CO2+H2O[光照]淀粉+O2。下列有關(guān)說法中正確的是 ( )
A.淀粉中一定含C、H兩種元素
B.淀粉中一定只含C、H兩種元素
C.淀粉中可能含有三種以上的元素
D.淀粉可能是一種單質(zhì)或一種化合物
3.(河北)“氣體烙鐵”是一種以氣體X為燃料的加熱儀器,加熱溫度可達(dá)1300 ℃,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2X+13O2[點燃]8CO2+10H2O,燃料X的化學(xué)式為( )
A.C3H8 B.C4H10
C.CH3OH D.C2H5OH
4.(永州)16 g A和足量B混合加熱,A與B發(fā)生化學(xué)反應(yīng),16 g A完全反應(yīng)后生成 12 g C和8 g D。則參加反應(yīng)的A與B的質(zhì)量比是( )
A.1∶1 B.2∶1
C.3∶1 D.4∶1
5.(株洲)在2A+3B=2C+4D的反應(yīng)中,已知8 g物質(zhì)A完全反應(yīng)生成11 g物質(zhì)C和9 g物質(zhì)D。若物質(zhì)A的相對分子質(zhì)量為32,則物質(zhì)B的相對分子質(zhì)量為( )
A.16 B.32
C.48 D.64
6.(蘭州)把一定質(zhì)量的甲、乙、丙、丁四種物質(zhì)放入一密閉容器中,在一定條件下反應(yīng)一段時間,測得反應(yīng)后各物質(zhì)的質(zhì)量如下。則下列說法中錯誤的是( )
A.X=0.4
B.丁一定是單質(zhì)
C.甲和乙是反應(yīng)物
D.反應(yīng)中的甲、丙發(fā)生改變的質(zhì)量比是 11∶14
7.(湘潭)在一密閉容器中加入甲、乙、丙、丁四種物質(zhì),在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),測得反應(yīng)前及t1、t2時各物質(zhì)質(zhì)量變化情況如下圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.該反應(yīng)為化合反應(yīng)
B.丙可能是該反應(yīng)的催化劑
C.該化學(xué)反應(yīng)中甲、丁的質(zhì)量變化之比為5∶7
D.該化學(xué)反應(yīng)中乙、丁的質(zhì)量變化之比為1∶4
8.(成都)某反應(yīng)的微觀示意圖如下,用“ ”與“ ”代表A、B兩種元素的原子。下列說法錯誤的是( ) [+]
A.反應(yīng)前后原子的種類發(fā)生變化
B.反應(yīng)前后物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化
C.反應(yīng)生成物1個分子中含有4個原子
D.該反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為A2+3B2=2AB3
9.(福州)質(zhì)量守恒定律的發(fā)現(xiàn)對化學(xué)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
(1)通過稱量下列各組試劑在密閉容器內(nèi)混合前后的總質(zhì)量,能驗證質(zhì)量守恒定律的是 (填字母)。
A.蔗糖和水
B.氯化鈉溶液和硝酸鉀溶液
C.鐵和氯化銅溶液
(2)在氧氣中點燃紅磷的實驗過程,固體質(zhì)量變化如下圖所示:
①從燃燒條件分析,固體質(zhì)量在t1前沒有發(fā)生變化的原因為 。
②該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
③參加反應(yīng)的氧氣質(zhì)量為 g。
(3)某反應(yīng)的微觀示意圖如下:
①該反應(yīng)所屬的基本類型為 。
②參加反應(yīng)的甲物質(zhì)和生成的丙物質(zhì)分子數(shù)目比為 。
10.(連云港)掌握科學(xué)的研究方法,探索化學(xué)世界的奧秘。
(1)分類是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法之一。
①生活中,常會接觸到下列物質(zhì):
A.銅絲 B.甲烷 C.過氧化氫 D.碘酒
其中屬于混合物的是 (填字母,下同),屬于氧化物的是 。
②根據(jù)物質(zhì)在轉(zhuǎn)化過程中的特點,可將化學(xué)反應(yīng)分為化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)四種基本反應(yīng)類型。下列轉(zhuǎn)化不屬于這四種基本反應(yīng)類型的是 。
A.生石灰與水反應(yīng)
B.一氧化碳還原氧化鐵
C.中和反應(yīng)
(2)實驗是學(xué)習(xí)化學(xué)的一條重要途徑。實驗室中可用KClO3在MnO2催化下受熱分解制取氧氣,并將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行分離回收。實驗操作如下圖所示:(MnO2難溶于水)
①圖A中試管口略向下傾斜的原因是 ;圖B操作中玻璃棒的作用是 。
②圖C操作中的一處明顯錯誤是 ;圖D操作中,當(dāng)看到 ,停止加熱。
(3)質(zhì)量守恒定律是幫助我們學(xué)習(xí)和認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)實質(zhì)的重要理論。
①下列表述正_的是 。
A.蠟燭燃燒后質(zhì)量減小,說明質(zhì)量守恒定律不是普遍規(guī)律
B.每32 g S和32 g O2完全反應(yīng)后,生成 64 g SO2
C.在化學(xué)反應(yīng)aA+bB=cC+dD中一定有:a+b=c+d
②有機(jī)化合物R與足量氧氣置于密閉容器中充分反應(yīng)生成CO2和H2O,實驗測得反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量如下表:
[ R O2 CO2 H2O 反應(yīng)前質(zhì)量/g 46 128 0 0 反應(yīng)后質(zhì)量/g 0 32 x 54 ]
則x= 。已知參加反應(yīng)的物質(zhì)R與氧氣的分子個數(shù)之比為1∶3,則R的相對分子質(zhì)量是 。
四、化學(xué)方程式
(一)課標(biāo)要求
1.能正確書寫簡單的化學(xué)方程式。
2.通過具體化學(xué)反應(yīng)分析、理解化學(xué)方程式的含義。
3.能根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行簡單的計算。
(二)典例分析
例題 (蘇州)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(1)鎂條在空氣中燃燒生成氧化鎂: 。
(2)鋅和稀硫酸反應(yīng): 。
(3)氫氧化鈉溶液和稀鹽酸反應(yīng):
。
(4)實驗室加熱高錳酸鉀制取氧氣: 。
(5)硫化氫(H2S)氣體和二氧化硫氣體混合生成硫和水: 。
解析:書寫化學(xué)方程式時,要先根據(jù)題意寫出反應(yīng)物、生成物,然后利用反應(yīng)前后元素種類和原子數(shù)目不變將化學(xué)方程式配平,注意化學(xué)式要書寫規(guī)范,另外,不要忘記書寫反應(yīng)條件、氣體符號和沉淀符號等。(1)在點燃的條件下,鎂條可與空氣中的氧氣反應(yīng)生成氧化鎂,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Mg+O2[點燃]2MgO。(2)鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+H2SO4=ZnSO4+H2。 (3)氫氧化鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為HCl+NaOH=NaCl+H2O。(4)高錳酸鉀在加熱條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4[]K2MnO4+MnO2+O2。(5)硫化氫(H2S)氣體和二氧化硫氣體混合生成硫和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2S+SO2=3S+2H2O。
答案:(1)2Mg+O2[點燃]2MgO (2)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 (3)HCl+NaOH=NaCl+H2O (4)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2
(5)2H2S+SO2=3S+2H2O
(三)專題演練
1.(北京)下列關(guān)于S+O2[點燃]SO2的理解不正確的是( )
A.表示硫與氧氣在點燃條件下反應(yīng)生成二氧化硫
B.參加反應(yīng)的硫與氧氣的質(zhì)量比是2∶1
C.反應(yīng)前后硫原子、氧原子的個數(shù)均不變
D.參加反應(yīng)的氧氣與生成的二氧化硫的分子個數(shù)比為1∶1
2.(鎮(zhèn)江)下列指定反應(yīng)的化學(xué)方程式正確的是( )
A.鎂條在氧氣中燃燒:Mg+O2[點燃]MgO2
B.古代濕法煉銅:2Fe+3CuSO4= Fe2(SO4)3+3Cu
C.用胃舒平[含Al(OH)3]治療胃酸過多:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
D.用石灰石漿處理二氧化硫:SO2+ CaCO3+O2=CaSO4+CO2
3.(宜賓)下列化學(xué)方程式及反應(yīng)類型均正確的是( )
[ 化學(xué)方程式 反應(yīng)類型 A. CO+O2=CO2 化合反應(yīng) B. 2KMnO4[]K2MnO2+MnO2+2O2 分解反應(yīng) C. 2Ag+H2SO4=Ag2SO4+H2 置換反應(yīng) D. CuSO4+BaCl2=BaSO4+CuCl2 復(fù)分解反應(yīng) ]
4.(黃岡)已知M、N在一定條件下能發(fā)生反應(yīng):M+2N=P+2Q。則下列說法中,不正確的是( )
A.若M、N、P、Q都是由分子構(gòu)成的物質(zhì),則該反應(yīng)前后分子的數(shù)目一定不變
B.M、N、P、Q可能含有同一種元素
C.若P、Q都是化合物,則該反應(yīng)一定是復(fù)分解反應(yīng)
D.若16 g M和64 g N能恰好完全反應(yīng),則M、N的相對分子質(zhì)量之比為1∶2
5.(武漢)某純凈物X在空氣中完全燃燒,反應(yīng)的化學(xué)方程式為X+2O2[點燃]CO2+2H2O。下列關(guān)于X的說法正確的是( )
A.X由碳、氫、氧三種元素組成
B.X的相對分子質(zhì)量為10
C.X中碳、氫元素的質(zhì)量比為1∶4
D.X屬于有機(jī)化合物
6.(荊州)用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)方程式說明或解釋下列問題。
(1)銅的金屬活動性比鐵弱: 。
(2)工業(yè)上煅燒石灰石制生石灰:
。
(3)用石灰漿粉刷墻面,干燥后變得堅硬: 。
(4)服用含Al(OH)3的藥丸治療胃酸過多癥: 。
7.(達(dá)州)2015年8月12日天津港發(fā)生爆炸后,消防專家確認(rèn),大約40種危險品中就有700噸劇毒氰化鈉(NaCN)。
(1)氰化鈉(NaCN)泄漏可用過氧化氫溶液進(jìn)行高效處理,氰化鈉、過氧化氫和水反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氨氣,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)氰化鈉是工業(yè)上冶煉黃金的重要原料,工業(yè)上生產(chǎn)氰化鈉的化學(xué)方程式為:
2Na+2X+2NH3=2NaCN+3H2
①X的化學(xué)式為 。
②NH3中N元素的化合價為 。
8.(常德)工業(yè)上煅燒石灰石(CaCO3)可制得生石灰(CaO)和二氧化碳。若要制取2.8 t氧化鈣,則需要碳酸鈣的質(zhì)量是多少?
9.(南京)在催化劑的作用下,用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,可提高效益,減少污染。
(1)寫出反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式:
。
(2)反應(yīng)Ⅱ所屬基本反應(yīng)類型為 。
(3)鈉在氯氣中燃燒生成氯化鈉,若要將4.6 g鈉完全轉(zhuǎn)化為氯化鈉,則至少需要氯氣的質(zhì)量是多少?(寫出計算過程)
10.(泉州)工廠的煙氣脫硫工藝,不僅能消除二氧化硫,還能將其轉(zhuǎn)化為硫酸鈣(CaSO4)等產(chǎn)品,實現(xiàn)“變廢為寶”,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CaCO3+O2+2SO2[高溫]2CaSO4+2CO2?,F(xiàn)用1.25 t含碳酸鈣80%的石灰石吸收煙氣中的二氧化硫。求:
《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》(以下簡稱課標(biāo))明確指出,“義務(wù)教育階段的化學(xué)教育,要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的好奇心,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識物質(zhì)世界的變化規(guī)律,形成化學(xué)的基本觀念……”化學(xué)能量觀是化學(xué)觀念中的核心觀念,需要經(jīng)過螺旋式遞進(jìn)。2012年修訂的三個版本[1-3]的化學(xué)教材在不同階段都有安排,充分體現(xiàn)了學(xué)習(xí)的階段性和層次性。要求教師把握好知識深廣度,既要符合學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律和心理特征,又要層層遞進(jìn),從定性到定量、事實到科學(xué)概念來認(rèn)識并建立化學(xué)反應(yīng)與能量之間的雙向關(guān)系,引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)適應(yīng)層次的能量觀[4-6]:(1)物質(zhì)具有能量,不同物質(zhì)或同種物質(zhì)的不同狀態(tài)所具有的能量不同。(2)化學(xué)反應(yīng)過程中,不僅有物質(zhì)變化,而且有能量變化,伴隨化學(xué)反應(yīng)的能量變化有不同的形式;化學(xué)能是能量的一種存在形式;能量是影響化學(xué)反應(yīng)的重要因素,化學(xué)能與其他能量的相互轉(zhuǎn)化以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)和前提,能量不會創(chuàng)生和消亡,只是在轉(zhuǎn)化的過程中有能量轉(zhuǎn)化的效率問題,使能量有所損耗。(3)能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ),能源的開發(fā)和利用離不開化學(xué)。(4)微觀世界也存在著能量關(guān)系,表現(xiàn)為分子間、原子(離子)間、電子與原子核間的相互作用。
一、基于課標(biāo)的視角,比較、分析三個版本教材能量觀的呈現(xiàn)方式
課標(biāo)中,每個二級主題都從“標(biāo)準(zhǔn)”和“活動與探究建議”兩個維度,對化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行了說明,還有可供選擇的情境素材。其中,在“化學(xué)變化的基本特征”二級主題中明確指出:“知道物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時發(fā)生著能量的變化,認(rèn)識通過化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的重要性”。筆者嘗試基于課標(biāo),分析三個版本教材能量觀呈現(xiàn)的基本視角(見表1)。
教材還以蠟燭燃燒為素材研究物質(zhì)的性質(zhì)和變化,能量觀滲透在火焰溫度的測定之中,若能在描述“發(fā)光、發(fā)熱、火焰”等具體現(xiàn)象的基礎(chǔ)上再提出更為深刻的問題――“為什么化學(xué)變化伴隨有能量轉(zhuǎn)化?”實驗就不再局限于蠟燭燃燒的具體現(xiàn)象和產(chǎn)物的檢驗上了。使學(xué)生了解該反應(yīng)是持續(xù)發(fā)生的自發(fā)反應(yīng),先反應(yīng)釋放的能量可引發(fā)后續(xù)反應(yīng),從而將化學(xué)的基本觀念與化學(xué)過程的方法教育有機(jī)地聯(lián)系起來[7]。
物質(zhì)的化學(xué)變化包括了質(zhì)的變化、量的變化與能量轉(zhuǎn)化,從能量觀的角度理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其轉(zhuǎn)化是化學(xué)的基本視角。教學(xué)過程中,要聯(lián)系燃料的燃燒、中和反應(yīng)、葡萄糖在體內(nèi)氧化釋放能量、生石灰與水反應(yīng)放出的熱量能“煮熟”雞蛋、化學(xué)電池等日常現(xiàn)象作為情境素材,通過創(chuàng)設(shè)真實的問題情境和建構(gòu)性的學(xué)習(xí),幫助學(xué)生理解化學(xué)變化和能量變化的密切關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和能力。
二、初中化學(xué)能量觀建構(gòu)的基本策略
研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與研究化學(xué)反應(yīng)合成物質(zhì)同樣重要。因此,教師要重視引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)不同知識之間、理論與事實之間、新舊經(jīng)驗之間的有意義聯(lián)系,在關(guān)注情境的選取與創(chuàng)設(shè)、問題的構(gòu)思與引導(dǎo)、內(nèi)容的組織與呈現(xiàn)、活動的設(shè)計與安排的交互過程中經(jīng)過螺旋式遞進(jìn),使學(xué)生初步認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)中有能量變化,在燃燒和燃料的學(xué)習(xí)中得以強(qiáng)化,了解如何應(yīng)用化學(xué)變化實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化和物質(zhì)、資源的合理利用,形成和發(fā)展能量觀。
1.借助實驗表征建構(gòu)能量觀
借助實驗表征,引導(dǎo)學(xué)生理解吸、放熱除了對溫度有影響,還會引起氣體壓強(qiáng)、體積、溶解度、物質(zhì)狀態(tài)等的變化。在不使用溫度計的情況下,讓學(xué)生用手感知,或通過合適的實驗裝置(如圖1、2),借助實驗現(xiàn)象,加深學(xué)生對化學(xué)能量觀的理解。
還可以借助鐵絲、鎂條、氫氣的燃燒、干電池和充電電池等實驗探究,使學(xué)生宏觀感知、理解化學(xué)體系是一種儲能體系,化學(xué)反應(yīng)伴隨有能量變化,常見形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、光能、電能,且電能與化學(xué)能可以相互轉(zhuǎn)化。借助高錳酸鉀加熱制取氧氣,水的電解,觀察二氧化錳、硫酸銅溶液對過氧化氫分解反應(yīng)的影響等實驗,使學(xué)生了解有些化學(xué)反應(yīng)需點燃、加熱、高溫、通電、催化劑等條件,如果沒有這個條件反應(yīng)就不能發(fā)生。從而有效調(diào)節(jié)和控制能量的儲存和釋放過程,促進(jìn)或抑制化學(xué)反應(yīng),使化學(xué)反應(yīng)向著有利的方向發(fā)展,明白反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)的重要作用,幫助學(xué)生建構(gòu)能量觀。
2.深化對燃料和燃燒的認(rèn)識,發(fā)展能量觀
教材中通過大量的事實證明:人類利用燃燒的主要目的是為了獲取能源。煤、石油和天然氣等化石燃料是當(dāng)今世界上最重要的能源,資源的浪費主要表現(xiàn)在化石燃料的不充分燃燒上。因此,關(guān)于能源問題,一要讓學(xué)生了解燃料燃燒反應(yīng)釋放能量,幫助學(xué)生研究怎樣才能使燃料完全燃燒,提高燃燒的效率;二要讓學(xué)生考慮燃燒的安全問題,學(xué)習(xí)怎樣運(yùn)用化學(xué)知識防火、滅火;三要講燃料燃燒對環(huán)境的影響,怎樣減少燃料燃燒時有害氣體和煙塵的排放,減少對環(huán)境的污染;四要講燃料的選擇與清潔能源的開發(fā)利用,講化學(xué)科學(xué)為開發(fā)清潔、高效的能源能做些什么[8]。利用核心概念的文字表達(dá)方式揭示有關(guān)燃料問題的化學(xué)學(xué)科本質(zhì)(如圖3):
圖3 燃料燃燒的文字表達(dá)式
設(shè)置問題組:(1)燃燒能為我們做什么?(2)選擇燃料時應(yīng)綜合考慮的因素有哪些?(3)為什么有些物質(zhì)可以作為燃料,有些則不能?(4)燃燒生成物為什么會對環(huán)境產(chǎn)生影響,有哪些對策?(5)物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中的能量變化有什么規(guī)律?(6)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化對我們學(xué)習(xí)物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)、物質(zhì)的制備和選擇反應(yīng)條件有什么啟示?怎樣利用化學(xué)反應(yīng)中的能量?
通過問題組的解決,借助可燃物與氧氣發(fā)生的劇烈氧化反應(yīng),從化學(xué)反應(yīng)熱現(xiàn)象認(rèn)識到通過化學(xué)反應(yīng)可以獲得能量,通過對燃燒概念的發(fā)展性理解,使學(xué)生了解燃燒是強(qiáng)化物質(zhì)轉(zhuǎn)化伴隨有能量變化認(rèn)識的重要內(nèi)容,形成對化學(xué)反應(yīng)中的能量變化初步的感性認(rèn)識;通過對燃燒、緩慢氧化和爆炸發(fā)生條件的認(rèn)識,初步感知可以通過改變反應(yīng)發(fā)生的條件來影響化學(xué)反應(yīng)。了解人類的一切活動都離不開能源,能源居于首位,能源的開發(fā)和利用離不開化學(xué),認(rèn)識化學(xué)在提高燃料的燃燒效率中的重要作用,從自我做起,節(jié)約能源,引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)能量觀。
3.借助微粒觀,了解能量觀的內(nèi)涵
微觀層面認(rèn)識能量觀,這部分內(nèi)容既基于物理學(xué)習(xí),又與微觀世界聯(lián)系,抽象程度很高,魯教版以水為例,創(chuàng)設(shè)連續(xù)性問題情境:在水的狀態(tài)變化時水分子的能量、運(yùn)動速率、間隔怎樣變化?在水天然循環(huán)的各個環(huán)節(jié)上水分子的能量如何變化?是怎樣運(yùn)動的?以分子或原子不斷做無規(guī)則運(yùn)動為切入點,推論出構(gòu)成物質(zhì)的微粒具有熱能。溶解現(xiàn)象并非單純的物理現(xiàn)象,其伴隨的能量變化涉及微粒的運(yùn)動和相互間的作用力。物質(zhì)溶解于水的過程中發(fā)生了兩種能量變化:溶質(zhì)的分子(或離子)向水中擴(kuò)散的吸收熱量過程;溶質(zhì)的分子(或離子)和水分子形成水合分子(或水合離子)的放出熱量過程。溶質(zhì)不同,這兩種過程吸收或放出的熱量不同,使溶液的溫度發(fā)生不同的變化。
核外電子運(yùn)動也是一種能量的反映。元素得失電子的能力取決于原子中電子的能量,元素原子的最外層電子處于較高能量狀態(tài),不穩(wěn)定,原子間通過得失電子或共用電子對的方式成鍵,使體系能量降低,形成相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。學(xué)生形成核外電子運(yùn)動的能量思維方式,從能量的角度研究物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的思維方法等[4]。因此,可把物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程看作是諸存在物質(zhì)內(nèi)部的能量(化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為熱能、光能等釋放出來,或者是熱能、光能等轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部能量(化學(xué)能)被儲存起來的過程。在水的電解教學(xué)中,若能從微觀視角解釋為什么水需要通電,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識分子、原子在化學(xué)變化中的行為,深入了解原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及原子核外電子的分布及其在化學(xué)變化中的表現(xiàn),那么學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)的重要作用的認(rèn)識會達(dá)到更高的水平[9]。
初中學(xué)生的能量觀建構(gòu)是一個不斷深化、有機(jī)聯(lián)系、螺旋式上升的結(jié)構(gòu)化內(nèi)容,隨著對能量觀認(rèn)識的不斷豐富和發(fā)展,將從微觀表征對化學(xué)和能量關(guān)系本質(zhì)加以構(gòu)建,形成更合理、完整的能量觀。因此,學(xué)生能量觀的建構(gòu)應(yīng)該注重認(rèn)識和理解的完整性,使學(xué)生對學(xué)科知識的理解更加本質(zhì)化,自身的觀念更加清晰化,實施以觀念建構(gòu)為本的課堂教學(xué)。
參考文獻(xiàn)
[1] 王晶,鄭長龍主編.全日制義務(wù)教育化學(xué)九年級上、下冊.北京:人民教育出版社,2012.
[2] 王祖浩,王磊主編.全日制義務(wù)教育化學(xué)九年級上、下冊.上海:上海教育出版社,2012.
[3] 畢華林,盧巍主編.全日制義務(wù)教育化學(xué)九年級上、下冊.濟(jì)南:山東教育出版社,2012.
[4] 梁永平.論化學(xué)學(xué)習(xí)中的能量觀建構(gòu).化學(xué)教育,2008(8).
[5] 姚遠(yuǎn)遠(yuǎn),陳凱.初中化學(xué)教科書中能量觀的建構(gòu).化學(xué)教育,2013(5).
[6] 徐敏.中學(xué)化學(xué)“能量觀”的構(gòu)成要素及內(nèi)涵.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2013(7).
物質(zhì)基礎(chǔ):蛋白質(zhì)和核酸
結(jié)構(gòu)基礎(chǔ):除病毒外具細(xì)胞結(jié)構(gòu)
(二)都有新陳代謝。
生物體與外界環(huán)境之間要發(fā)生物質(zhì)和能量交換。
(三)都有應(yīng)激性。
(四)都有生長、發(fā)育和生殖
(五)都有遺傳和變異的特性.
(六)都能適應(yīng)和影響一定的環(huán)境(如:地衣)。
以實驗為基礎(chǔ)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的基本特征?;瘜W(xué)實驗現(xiàn)象直觀具體、形象生動,既能幫助學(xué)生了解化學(xué)科學(xué)的基本事實,又能促進(jìn)化學(xué)假設(shè)和理論的形成?;瘜W(xué)實驗在化學(xué)科學(xué)認(rèn)識中所處的地位十分重要,具體表現(xiàn)在:“化學(xué)實驗是聯(lián)系認(rèn)識主體和認(rèn)識客體的中介;是溝通認(rèn)識主體和化學(xué)科學(xué)認(rèn)識的橋梁;是化學(xué)科學(xué)認(rèn)識從一級上升到另一級的中間環(huán)節(jié)?!?/p>
在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中,研究物質(zhì)的性質(zhì)及變化需要化學(xué)實驗,學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象并體驗到變化的客觀存在,進(jìn)而由現(xiàn)象到本質(zhì)進(jìn)行分析和推理;對化學(xué)基本概念和基本理論的認(rèn)識,學(xué)生更需要通過化學(xué)實驗情境獲取感性材料,概括出事物發(fā)展的規(guī)律和
本質(zhì)。
化學(xué)教材中選用的實驗,設(shè)計得十分細(xì)膩和精巧,往往能將復(fù)雜條件進(jìn)行簡化和純化,使需要認(rèn)識的某種性質(zhì)或關(guān)系以相對純粹的形態(tài)表現(xiàn)出來。然而,在大多時候,教師將教材中已有的實驗棄之不用,或使用了實驗卻對其知之甚少。未能對教材中實驗的功能進(jìn)行充分挖掘,從而喪失了很多有意義的教學(xué)素材,這是非常令人惋惜的。
質(zhì)量守恒定律是初中化學(xué)里為數(shù)不多的基本定律之一,教材在展開這部分內(nèi)容時選擇了四個實驗,筆者對這四個實驗進(jìn)行了相對深入的分析,以下的解讀希望對大家有所啟發(fā)。
一、質(zhì)量守恒定律實驗與化學(xué)史的關(guān)系
質(zhì)量守恒定律在化學(xué)史的發(fā)展過程中經(jīng)歷了三個重要階段:施塔爾以草木燃燒,燃素逸出,質(zhì)量減小為例,認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)后質(zhì)量減??;波義耳煅燒金屬后,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量增大,認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)后質(zhì)量增大;拉瓦錫在密閉容器內(nèi)加熱汞,發(fā)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量不變。三位名家,三種不同的觀點,穿越到現(xiàn)代課堂中,成為三種不同的假設(shè)。
教材中并未穿插化學(xué)史料,而是以實驗的形式,將三種觀點呈現(xiàn)在教材中。當(dāng)然,教材在選擇實驗時,將三位科學(xué)家的復(fù)雜體系都簡單化,在保留體現(xiàn)科學(xué)家實驗設(shè)計思想的同時,簡化了實驗原理和體系,使得需要探究的質(zhì)量關(guān)系以較為純粹的方式得以呈現(xiàn)。代表施塔爾觀點的實驗是碳酸鈉與稀鹽酸的實驗,是一個有物質(zhì)逃逸的實驗,與草木燃燒的實驗異曲同工;代表波義耳的實驗是鎂帶燃燒的實驗,是一個有物質(zhì)吸入的實驗;代表拉瓦錫的實驗有兩個,一個是紅磷在密閉體系中燃燒的實驗,另一個是鐵釘和硫酸銅反應(yīng)的實驗。
教材中選擇紅磷燃燒的實驗來做質(zhì)量守恒定律的探究,還有另一個層面的考慮。拉瓦錫經(jīng)典的“12天”實驗,利用金屬汞測定了空氣中的氧氣含量,教材中用紅磷取代金屬汞。質(zhì)量守恒定律,其實是拉瓦錫在“12天”實驗中的第二個發(fā)現(xiàn),教材中選擇之前使用過的紅磷燃燒實驗做模擬,更為流暢與自然,也隱含著兩個發(fā)現(xiàn)之間的聯(lián)系。
二、質(zhì)量守恒定律實驗與定律本體的關(guān)系
質(zhì)量守恒定律是指“參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和,等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和?!?/p>
質(zhì)量守恒定律中的關(guān)鍵詞有化學(xué)反應(yīng)、質(zhì)量、總和、參加反應(yīng)的,這四個關(guān)鍵詞的理解與突破,是教材中選擇的四個實驗承載的重要任務(wù)。
“化學(xué)反應(yīng)”如何在四個實驗中得以體現(xiàn)?教材中選擇的四個實驗,現(xiàn)象分別為紅磷燃燒的火焰、鎂帶燃燒的發(fā)光、鐵和硫酸銅反應(yīng)的變色以及碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)的氣泡。這些明顯的現(xiàn)象都指向同一個結(jié)論,這些反應(yīng)都是化學(xué)反應(yīng)。
“質(zhì)量”在四個實驗中體現(xiàn)得十分明顯。四個實驗在進(jìn)行前后,都要將儀器及藥品在托P天平上稱量。
質(zhì)量守恒定律中較難理解的是第三個關(guān)鍵詞:“總和”,這個關(guān)鍵詞在實驗中主要通過探究的形式予以凸顯。碳酸鈉和稀鹽酸的實驗以及鎂帶燃燒的實驗,實驗前后,質(zhì)量均不守恒,問題出在哪里?學(xué)生很快發(fā)現(xiàn),碳酸鈉與稀鹽酸實驗產(chǎn)生的大量氣體外溢,并未稱量;鎂帶燃燒時,通過原理分析,學(xué)生會注意到,吸入的氧氣未稱量,造成反應(yīng)前后質(zhì)量不守恒。如何將“不守恒”的裝置改為能夠證明質(zhì)量守恒定律的裝置?圍繞這一問題,學(xué)生深入探究,設(shè)計實驗,稱量反應(yīng)前后的質(zhì)量總和。在探究過程中,“總和”的意識不斷在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計和改進(jìn),從而突破認(rèn)知難點。
“參加反應(yīng)的”是質(zhì)量守恒定律中最難理解的關(guān)鍵詞,也是最容易被忽略的關(guān)鍵詞。在改進(jìn)裝置后,四個實驗反應(yīng)前后的質(zhì)量總和不變,由此,學(xué)生在思維深處已經(jīng)形成了質(zhì)量守恒的意識。然而,這只是實驗表觀的質(zhì)量總和不變,質(zhì)量守恒定律中強(qiáng)調(diào)的是參加反應(yīng)的和反應(yīng)生成的物質(zhì)質(zhì)量守恒。在這一難點的突破上,鐵釘和硫酸銅實驗的潛在作用得以充分發(fā)揮。引導(dǎo)學(xué)生將鐵釘與硫酸銅溶液反應(yīng)后的試管稍加振蕩,觀察到鐵釘表面的紅色固體脫落,露出銀白色的金屬。一個簡單的舉動,引出了深入的思考,列表式分析如下:
上述列表分析后,得出最終結(jié)論:質(zhì)量守恒定律需要強(qiáng)調(diào)參加反應(yīng)的和反應(yīng)生成的物質(zhì)的質(zhì)量。
理解質(zhì)量守恒定律,關(guān)鍵在理解這四個詞上;理解這四個詞,關(guān)鍵在實驗功能的發(fā)揮上。由此可見,質(zhì)量守恒定律實驗對定律本體重難點的突破意義重大。
三、質(zhì)量守恒定律實驗的其他細(xì)節(jié)
細(xì)節(jié)一:鐵釘和硫酸銅溶液反應(yīng)時,教材中用作反應(yīng)器的錐形瓶口上配了橡膠塞,這一處理主要有兩個目的:(1)與紅磷在密閉體系中燃燒的實驗呼應(yīng),提示學(xué)生注意體系的密閉性,為后續(xù)的實驗改進(jìn)做鋪墊;(2)由于銅離子水解,硫酸銅溶液顯酸性,鐵釘加入硫酸銅溶液后,可能會產(chǎn)生少量的氫氣,為了實驗的嚴(yán)謹(jǐn)性,實驗中做了密閉處理。
生物教學(xué)與化學(xué)知識有著密不可分的聯(lián)系,生物的基本特征是新陳代謝,而新陳代謝又是一個化學(xué)反應(yīng),因此,化學(xué)知識在生物教學(xué)中是不可或缺的組成部分,我們可以適當(dāng)?shù)貙⒒瘜W(xué)知識和生物知識結(jié)合起來,幫助學(xué)生對各類知識進(jìn)行融會貫通,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
一、化學(xué)知識與生物教學(xué)的聯(lián)系
(一)生物體中有很多化學(xué)元素
在生物教學(xué)中,涉及到很多元素,這些元素與化學(xué)知識中的元素是相符的,在進(jìn)行知識點的講解時,能夠?qū)⒒瘜W(xué)元素的特征引入到其中,從而幫助學(xué)生更好地掌握生物學(xué)知識。例如,在講到細(xì)胞中的碳元素時,教師可以將化學(xué)中的碳元素特征引入到教學(xué)當(dāng)中,讓學(xué)生明確碳元素的存在與細(xì)胞特性的關(guān)系,也可以將其他物質(zhì)中的碳元素與細(xì)胞中的碳元素含量進(jìn)行對比,讓學(xué)生能夠加深對知識點的理解。
(二)生物體內(nèi)有很多化學(xué)反應(yīng)
很多生物現(xiàn)象的產(chǎn)生,都是化學(xué)反應(yīng)的過程,例如光合作用就是葉綠素在光照的作用下與二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程;呼吸作用就是植物體內(nèi)的葉綠素在光照的作用下產(chǎn)生的有機(jī)物與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生的效果,在在生物教學(xué)中引入化學(xué)知識,能夠讓學(xué)生對生物現(xiàn)象的反應(yīng)過程進(jìn)行更加深刻的了解,更好地掌握生物的各種特性。
二、化學(xué)知識在生物教學(xué)中的應(yīng)用方法
(一)在生物實驗方面的應(yīng)用
在生物教學(xué)當(dāng)中,實驗教學(xué)是非常重要的部分,能夠讓學(xué)生在實驗過程中對教材中的知識親手進(jìn)行實驗,從而更加深入地對生物知識進(jìn)行掌握。在很多教學(xué)中都存在著“生化不分家”的說法,更加說明了化學(xué)知識在生物教學(xué)中的重要作用。在很多生物實驗中,都需要使用化學(xué)器材進(jìn)行操作,因此酒精燈的使用方法、顯微鏡的使用方法、量杯的使用方法、漏斗的使用方法等,都成為學(xué)生進(jìn)行生物實驗的必備知識。例如,在“綠葉在光下制造淀粉”的實驗中,需要利用酒精、碘酒、燒杯等對與光發(fā)生反應(yīng)的葉片進(jìn)行隔水加熱,從而使葉綠素溶解到酒精中,并將溶解完的黃白色葉片滴加碘液,在沖洗之后觀察葉片的變化。在這個過程中,學(xué)生對基本的化學(xué)實驗知識進(jìn)行了學(xué)習(xí),并將其應(yīng)用到生物實驗,學(xué)習(xí)了碘酒、酒精燈、燒杯等,從而能夠讓學(xué)生更好地認(rèn)識到葉綠素在植物中的作用,并了解綠色在光下制造淀粉的全過程。在講綠色植物的呼吸作用這節(jié)內(nèi)容時,演示實驗引入了二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,二氧化碳不支持燃燒,氧氣具有助燃性等化學(xué)知識。在講肺與外界氣體交換時,引入了人吸入氣體和呼出氣體中氧氣、二氧化碳含量的對比試驗。這也是化學(xué)知識在生物實驗教學(xué)中的應(yīng)用。
(二)在生物理論教學(xué)中的應(yīng)用
由于生物與化學(xué)在很多方面有類似的元素、類似的反應(yīng),因此在生物理論教學(xué)當(dāng)中,一些較為抽象的問題可以適當(dāng)加入化學(xué)知識,使學(xué)生能夠更快地以化學(xué)思維來思考生物教學(xué)中的問題,使一些教學(xué)難點迎刃而解。例如,在學(xué)習(xí)光合反應(yīng)的過程中,教師就可以引導(dǎo)學(xué)生,光合作用其實就是一個氧化還原反應(yīng),在反應(yīng)過程中,所有的得失電子總數(shù)相等,因此,學(xué)生就可以很簡單的掌握,如果一摩爾的葡萄糖想要完全氧化,就需要六摩爾的氧氣參與,并且如果六摩爾氧氣想要還原成為水,則需要二十四摩爾的氫離子。這就說明在有氧呼吸過程的第二階段必須有6mol水參加反應(yīng)生成20mol[H],這樣才能保證電子得失的平衡。通過對化學(xué)原理的分析,學(xué)生們掌握了光合作用的反應(yīng)過程,從而在遇到相似問題的時候能夠更快地進(jìn)行聯(lián)想和解答。
(三)化學(xué)方程式在其中的應(yīng)用
細(xì)胞中的化學(xué)反應(yīng)式生命特有的一種現(xiàn)象,用現(xiàn)在觀點說是基因的選擇性表達(dá),是有一定的生物目的,如提供能量、形成某種物質(zhì)參與機(jī)體的構(gòu)建等,基本上都是有機(jī)反應(yīng),且都是在常溫、常壓下進(jìn)行的酶促反應(yīng)。而化學(xué)反(化學(xué)角度)是一種非生命現(xiàn)象的過程,不具有特定的生命目的,且大多數(shù)反應(yīng)條件很苛刻。因此在書寫生理反應(yīng)式時要注意反應(yīng)的情境,注明反應(yīng)條件和目的,如以下七個反應(yīng)是以能量代謝為目的:
光合作用:6CO2+12H2O ――C6H12O6+6H2O+6O2(條件葉綠體、光能)
有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O――6CO2+12H2O+能量(條件酶)
無氧呼吸:C6H12O6――2CO2+2C2H5OH+能量(條件酶)
C6H12O6――2C3H6O3+能量(條件酶)
ATP合成(ADP+Pi+能量――ATP+H2O(水可以不用寫),(條件酶)
ATP分解 ATP+H2O(水可以不用寫) ――ADP+Pi+能量(條件酶)
n(C6H10O6)(淀粉,纖維素)+nH2O――nC6H12O6 (條件酶)
以下三個反應(yīng)式參與生命的物質(zhì)組成:
n氨基酸――肽鏈+(n-1)H2O(條件酶)
n脫氧核苷酸――DNA+(n-2)H2O(條件DNA聚合酶)
n核糖核苷酸――RNA+(n-1)H2O(條件RNA聚合酶)
三、結(jié)語
總之,生物與化學(xué)之間有著非常密切的聯(lián)系,但是當(dāng)前很多教學(xué)當(dāng)中,教師將學(xué)科之間的聯(lián)系完全阻隔,僅僅對本學(xué)科的內(nèi)容進(jìn)行講解,不對思維進(jìn)行擴(kuò)散,從而影響了學(xué)生發(fā)展自己的學(xué)習(xí)能力,培養(yǎng)自己的探索精神。作為教師,我們應(yīng)認(rèn)識到生物與化學(xué)在學(xué)科上的交叉之處,并積極對其共同點進(jìn)行融合和發(fā)揚(yáng),在生物教學(xué)中對化學(xué)知識進(jìn)行滲透,從而使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中善于對各類只是進(jìn)行運(yùn)用,實現(xiàn)思維的發(fā)散,從而有效提高生物教學(xué)的效果,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]吳偉健,桂新春,顏冰楠. 講授法在生物化學(xué)教學(xué)應(yīng)用中的思考[J]. 廣東職業(yè)技術(shù)教育與研究,2016,(04):117-119.
[2]任君. CAI在高中生物與化學(xué)交叉知識教學(xué)中的應(yīng)用及效果研究[D].內(nèi)蒙古師范大學(xué),2014.
一、燃煤電廠SO2排放現(xiàn)狀與危害及應(yīng)對措施
二氧化硫是大氣中主要污染物之一,是衡量大氣是否遭到污染的重要標(biāo)志。二氧化硫進(jìn)入呼吸道后,因其易溶于水,故大部分被阻滯在上呼吸道,在濕潤的粘膜上生成具有腐蝕性的亞硫酸、硫酸和硫酸鹽,使刺激作用增強(qiáng)。二氧化硫可被吸收進(jìn)入血液,對全身產(chǎn)生毒副作用,它能破壞酶的活力,從而明顯地影響碳水化合物及蛋白質(zhì)的代謝,對肝臟有一定的損害。動物試驗證明,二氧化硫慢性中毒后,機(jī)體的免疫受到明顯抑制。二氧化硫可以致癌。二氧化硫還是酸雨的重要來源,酸雨給地球生態(tài)環(huán)境和人類社會經(jīng)濟(jì)都帶來嚴(yán)重的影響和破壞。控制SO2的方法分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫三類。煙氣脫硫是當(dāng)前應(yīng)用最廣、效率最高的脫硫技術(shù),是控制二氧化硫排放、防止大氣污染、保護(hù)環(huán)境的重要手段。石灰石/石灰―石膏濕法脫硫技術(shù)是300MW及以上電廠機(jī)組中最廣泛采用的脫硫方式,是技術(shù)最成熟、應(yīng)用最多、運(yùn)行狀況最穩(wěn)定的方法,其脫硫效率在95%以上。
循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一種以資源的高效利用和循環(huán)利用為核心,以減量化、再利用、資源化為原則,以低消耗、低排放、高效率為基本特征,符合可持續(xù)發(fā)展理念的經(jīng)濟(jì)增長模式。是對大量生產(chǎn)、大量消費、大量廢棄的傳統(tǒng)增長模式的根本變革。循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)體系以代替技術(shù)、減量化技術(shù)、在利用技術(shù)、資源化技術(shù)、系統(tǒng)化技術(shù)作為支撐?;谘h(huán)經(jīng)濟(jì),煙氣脫硫技術(shù)也應(yīng)該從單一的脫硫,向硫資源的循環(huán)利用方向發(fā)展,使煙氣成為我國循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈中的重要環(huán)節(jié)
循環(huán)經(jīng)濟(jì)以可持續(xù)發(fā)展原則作為基礎(chǔ),即是一種關(guān)于社會經(jīng)濟(jì)與資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的新理念,又是一種新型的、具體的發(fā)展形態(tài)和實踐模式。將傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)增長方式由開環(huán)式模式轉(zhuǎn)化為閉環(huán)式模式,煙氣脫硫技術(shù)也應(yīng)該走出高投入高消耗,低效益的傳統(tǒng)模式。脫硫工藝中,長期消耗大量的脫硫劑,對于脫硫劑的反復(fù)再生使用,增加其循環(huán)率,并對脫硫副產(chǎn)物進(jìn)行綜合利用來降低脫硫的成本,最終達(dá)到資源的循環(huán)利用。煙氣脫硫技術(shù)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)之間有著密切的關(guān)聯(lián),它們在基本特征和原則上具有一致性和相似性。因此,煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)是循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)支撐的一個層面,是減量化技術(shù)、再利用技術(shù)、資源化技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)的一個縮影。
二、石灰石濕法煙氣脫硫(FGD)的工藝特點
濕法FGD工藝屬于煤燃燒后的脫硫技術(shù),其特點是整個脫硫系統(tǒng)位于空氣預(yù)熱器、除塵器之后,脫硫過程在溶液中進(jìn)行,脫硫劑和脫硫生成物均為濕態(tài),其脫硫工程反應(yīng)溫度低于露點,所以脫硫后的煙氣一般需要再加熱才從煙囪排出。濕法FGD過程是氣液反應(yīng),其脫硫反應(yīng)速度快,脫硫效率和吸收劑利用率高,運(yùn)行可靠性高,適合于火力發(fā)電廠鍋爐排煙脫硫。
三、石灰石濕法煙氣脫硫工藝流程
FGD系統(tǒng)采用石灰石作為脫硫吸收劑,石灰石破碎與水混合,磨細(xì)成粉狀,制成吸收漿液。制備好的吸收劑漿液儲存在吸收劑漿罐中,由輸送泵送到吸收塔底部漿罐中。
來自鍋爐引風(fēng)機(jī)出口的煙氣經(jīng)FGD增壓風(fēng)機(jī)提升壓頭。進(jìn)入氣―氣加熱器的降溫側(cè),高溫原煙氣降溫后進(jìn)入吸收塔。排煙通過吸收塔時,煙氣中的二氧化硫被噴淋將液所吸收,進(jìn)入液相(伴隨有部分二氧化硫被氧化),煙氣在吸收塔內(nèi)同時被冷卻和被水汽飽和。脫硫后的煙氣在離開吸收塔之前需同過除霧器除去煙氣中夾帶的漿體液滴。離開除霧器的清潔、飽和煙氣再返回到GGH的加熱側(cè),提升煙溫,然后經(jīng)FGD系統(tǒng)出口煙道,由煙囪排向大氣。
吸收二氧化硫漿液落入吸收塔底部反應(yīng)罐,通過脫硫循環(huán)泵與補(bǔ)充的石灰石漿液再次從吸收塔內(nèi)的噴淋系統(tǒng)噴出,洗劑煙氣中的二氧化硫?;旌蠞{液在反應(yīng)罐中沉淀析出。在石灰石強(qiáng)制氧化工藝過程中,將壓縮空氣噴入反應(yīng)罐中,使已吸收的二氧化硫轉(zhuǎn)化成硫酸鹽,以石膏形式沉淀析出。
隨著煙氣中的二氧化硫不斷被吸收,反應(yīng)罐中源源不斷的沉淀出固體副產(chǎn)物,因此必須從反應(yīng)罐中將生成的固體副產(chǎn)物送往脫水系統(tǒng),以維持物料平衡。
四、FGD脫除SO2的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理
從煙氣脫除SO2的過程在氣、液、固三相中進(jìn)行。石灰石漿液吸收SO2是一個氣液傳質(zhì)過程。整個反應(yīng)過程主要由氣態(tài)和液態(tài)的擴(kuò)散及伴隨化學(xué)反應(yīng)完成,液態(tài)中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)可加快物質(zhì)交換速度。因此,脫硫過程是一個復(fù)雜的物理、化學(xué)過程。用以下化學(xué)反應(yīng)式來描述脫硫過程的一些主要步驟。
氣相SO2被液相吸收(石灰石為吸收劑)
SO2(g)+H2O=H2SO3(l) H2SO3(l)=H++HSO3_ HSO3_= H++SO32-
吸收劑溶解和中和反應(yīng)
CaCO3(s)Ca CO3(l)
CaCO3(l)+ H++ HSO3_Ca2++ SO32-+ H2O+ CO2(g)
SO32-+ H+HSO3_
氧化反應(yīng)
SO32-+(1/2)O2SO42- HSO3_+(1/2)O2SO42-+ H+
結(jié)晶析出
Ca2++ (1/2)H2OCaSO3?(1/2)H2O(s)
例1.當(dāng)化學(xué)反應(yīng)PCl5(g)==PCl3(g)+Cl2(g)處于平衡狀態(tài)時,向其中加入一種37Cl含量較多的氯氣,平衡發(fā)生移動,在建立新平衡以前,PCl3中所含37Cl的百分含量比原平衡狀態(tài)時是否會增加?請說明理由。
答案:加入37Cl含量較多的氯氣后,平衡向左移動,使PCl5的分解反應(yīng)也在進(jìn)行,所以,PCl3中含37Cl的百分含量也會增大。
分析:本題是用同位素示蹤法考查學(xué)生關(guān)于可逆反應(yīng)中的化學(xué)平衡是動態(tài)平衡這一基本概念?!皠討B(tài)平衡”是化學(xué)平衡的三個基本特征之一,是中學(xué)教學(xué)反復(fù)強(qiáng)調(diào)的重點。題目沒有直接問PCl5而是問PCl3的變化情況,不是問建立平衡后而是問建立平衡前;不僅要回答是否會增加,而且要求說明理由。這樣,把基礎(chǔ)知識作了兩次轉(zhuǎn)換,答題難度加大。因此,在教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生思維靈活性、變通性的訓(xùn)練。
例2.在25℃時,若10體積的某強(qiáng)酸溶液與1體積的某強(qiáng)堿溶液混和后溶液呈中性,則混和之前該強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的pH值之間應(yīng)滿足什么關(guān)系。
答案:pH酸+pH堿=15
無機(jī)與分析化學(xué)是介紹整個化學(xué)領(lǐng)域和定量分析基本概念、基本理論、基本知識的一門學(xué)科,是生物類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過考試使考生能夠較好地、系統(tǒng)地掌握四大化學(xué)平衡,物質(zhì)結(jié)構(gòu)等化學(xué)基本理論和基礎(chǔ)知識。通過考試,使學(xué)生能較熟練地掌握定量分析的誤差及分析結(jié)果數(shù)據(jù)處理與主要定量分析法。
二、考核知識點和考核要求:
第一章:溶液與膠體
(一)溶液的一般概念
1、了解分散系的分類,掌握物質(zhì)的量的濃度、質(zhì)量摩爾濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等概念;
2、理解幾種濃度表示法間的換算,掌握有關(guān)溶液配制的計算。
(二)稀溶液的依數(shù)性
1、了解溶液的蒸氣壓、沸點、凝固點概念,滲透作用和滲透壓;
2、掌握稀溶液依數(shù)性與其濃度的關(guān)系,并能進(jìn)行有關(guān)計算,能運(yùn)用稀溶液性質(zhì)解釋動植物的有關(guān)生理現(xiàn)象。
(三)膠體溶液
1、了解膠體分散系的特點及溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu);
2、掌握溶膠的穩(wěn)定性因素和聚沉方法。
第二章:電解質(zhì)溶液和解離平衡
(一)化學(xué)平衡及其移動
理解掌握平衡常數(shù)、平衡常數(shù)的意義及影響平衡移動的因素;
(二)弱電解質(zhì)和強(qiáng)電解質(zhì)
1、了解:①水的電離和溶液的酸堿性的pH標(biāo)度;②一元弱酸、弱堿部分解離、多元弱酸的分步解離特點及弱酸弱堿溶液的pH值的計算公式及應(yīng)用范圍;③鹽類水解的本質(zhì)。
2、掌握:①一元弱酸、一元弱堿溶液的pH值的計算和多元弱酸溶液pH值的計算;②定性判斷各種鹽溶液的酸堿性;③影響鹽類水解的因素。
(三)緩沖溶液
1、了解緩沖溶液和緩沖作用;
2、掌握緩沖作用原理、緩沖溶液pH值的計算、緩沖溶液的選擇和配制;
(四)沉淀溶解平衡
1、掌握溶度積概念及其表達(dá)式、溶度積規(guī)則;
2、理解沉淀生成和溶解的條件,能運(yùn)用溶度積進(jìn)行有關(guān)計算。
第三章:氧化還原反應(yīng)
(一)氧化還原反應(yīng)
1、了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)、氧化作用、還原作用、氧化劑、還原劑的概念及氧化數(shù)的確定方法;
2、了解氧化數(shù)法和離子電子法配平氧化還原方程式的一般步驟;
3、掌握運(yùn)用上述方法配平氧化還原方程式
(二)電極電勢
1、了解能斯特方程,能正確書寫能斯特方程;
2、掌握電極電勢的概念及其影響因素,能熟練運(yùn)用能斯特方程計算因濃度變化、酸堿度變化條件下的電極電勢和定性判斷因沉淀生成、配合物生成導(dǎo)致的電極電勢變化。
(三)電極電勢的應(yīng)用
1、能應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢判斷氧化劑和還原劑的強(qiáng)弱,能用電極電位判斷氧化還原反應(yīng)的方向和完成程度;
2、能運(yùn)用元素電位圖判斷處于中間價態(tài)物質(zhì)能否發(fā)生歧化。
第四章:原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)
(一)核外電子運(yùn)動的特殊性
1、了解四個量子數(shù)的物理意義和取值范圍及相互關(guān)系;
2、理解掌握電子運(yùn)動的特點、軌道概念,幾率密度和電子云概念;
(二)核外電子的排布
1、了解屏蔽效應(yīng)、穿透效應(yīng),掌握保里不相容原理、能量最低原理、洪特規(guī)則等元素基態(tài)原子核外電子排布規(guī)則;
2、能運(yùn)用上述規(guī)則寫出常見元素(1-36號)原子核外的電子排布。
(三)元素性質(zhì)的周期性
1、了解元素的電子層結(jié)構(gòu)、能級組、能級、軌道等概念;
2、理解掌握原子半徑、電離勢、電負(fù)性的變化規(guī)律。
(四)離子鍵
1、了解離子鍵的本質(zhì)和離子鍵特征;
2、理解掌握離子半徑、離子電荷的變化規(guī)律;
3、運(yùn)用離子半徑、離子電荷解釋離子型化合物的高熔、沸點等性質(zhì)。
(五)共價鍵
1、了解價鍵(電子配對)理論,共價鍵的特性;
2、理解掌握σ鍵和π鍵,軌道雜化理論的要點,雜化軌道的類型和簡單分子的空間構(gòu)型關(guān)系。
(六)分子間力
1、了解化學(xué)鍵的極性和分子的極性;
2、理解掌握分子間的三種作用力與分子極性的關(guān)系,分子間力,氫鍵的形成及對化合物某些性質(zhì)的影響;
3、能運(yùn)用分子間的作用力說明物質(zhì)的熔沸點和溶解度的變化規(guī)律。
第五章:配位化合物
(一)配位化合物概念
1、了解配合物的概念、配合物的組成;
2、掌握配合物的命名。
(二)配合物的價鍵理論
1、了解配位鍵的本質(zhì)、配位鍵的形成條件;
2、掌握外軌型配鍵和內(nèi)軌型配鍵的形成。
(三)配位離解平衡
1、了解穩(wěn)定常數(shù)的物理意義;
2、理解掌握影響配位平衡的因素,并運(yùn)用配位離解平衡進(jìn)行簡單計算。
(四)螯合物
1、了解螯合物概念
2、掌握螯合物的結(jié)構(gòu)特征和螯合劑應(yīng)具備的條件。
第七章:定量分析化學(xué)概論
1、掌握誤差來源及減免,準(zhǔn)確度及精密度的概念;簡單的數(shù)據(jù)處理方法;有效數(shù)字和運(yùn)算規(guī)則;
2、了解提高分子結(jié)果準(zhǔn)確度的方法;
3、掌握滴定分析的基本概念、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法。學(xué)會根據(jù)滴定反應(yīng)來確定物質(zhì)的摩爾基本單元。
4、了解標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及標(biāo)定方法。
第八章:酸堿滴定法
1、重點掌握溶液pH值的計算、強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸和強(qiáng)堿滴定一元弱酸的滴定突躍范圍、影響突躍大小的因素及指示劑選擇的原則;
2、能根據(jù)測定要求的準(zhǔn)確度,考慮能否滴定。
第九章:配位滴定法
1、重點掌握酸效應(yīng)系數(shù)以及控制溶液pH值的重要意義,用條件穩(wěn)定常數(shù)來判斷配位滴定的可能性,影響EDTA與金屬離子配合物的穩(wěn)定性因素。
2、掌握如何選擇合適的滴定條件以使配位反應(yīng)進(jìn)行更完全;
3、了解金屬指示劑的特性及如何提高配位滴定選擇性。
第十章:其他滴定分析法
1、了解氧化還原反應(yīng)方向、進(jìn)行的程度、氧化還原滴定曲線及指示劑的選擇;掌握常用的氧化還原滴定法;
2、重點掌握銀量法的滴定原理、滴定條件及適用范圍。
第十一章:吸光光度分析法
1、掌握吸光光度法的原理,吸收光譜和溶液的顏色關(guān)系,朗伯-比耳定律及其偏離的原因;
2、了解顯色反應(yīng)及影響因素,測量方法及儀器。
三、試卷題型
1、選擇題(50分) 2、是非判斷題(20分)
3、填空題(50分) 4、計算題(30分)
四、考試用書
《無機(jī)及分析化學(xué)》,寧開桂主編,高等教育出版社
《微生物學(xué)》考試大綱
一、課程的性質(zhì)和內(nèi)容
《微生物學(xué)》是在細(xì)胞、分子或群體水平上研究微生物的形態(tài)構(gòu)造、生理代謝、遺傳和育種、生態(tài)和分類進(jìn)化等生命活動的基本規(guī)律,并將其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物工程和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的科學(xué)。微生物學(xué)的根本任務(wù)是發(fā)掘、利用和改善有益微生物,控制、消滅或改造有害微生物。
二、課程內(nèi)容、考核要求和比例
第一章 緒言
1.了解微生物學(xué)研究的對象、內(nèi)容。
2.微生物的應(yīng)用前景。
3.微生物在生命科學(xué)發(fā)展中的作用
4.掌握微生物的特點。
第二章 原核生物—— 細(xì)菌、放線菌
1.掌握細(xì)菌和真核生物三原界的特點。
2.掌握細(xì)菌的形狀和大小。
3.掌握細(xì)菌的細(xì)胞構(gòu)造(基本構(gòu)造:細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、原核、質(zhì)粒;特殊構(gòu)造:鞭毛、芽孢、莢膜)及其功能。
4.掌握細(xì)菌的繁殖方式和菌落特征。
5.了解常用的細(xì)菌類群。
6.掌握放線菌的繁殖方式及形態(tài)結(jié)構(gòu)。
第三章 真核微生物———真菌
1.掌握真菌的繁殖方式及菌落特征。
2.掌握真菌的形態(tài)。
3.了解真菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。
4.了解真菌的生活史。
5.了解真菌與人類的關(guān)系。
6.了解真菌的常見類型。
第四章 非細(xì)胞生物——病毒
1.掌握病毒的基本特征。
2.掌握病毒、亞病毒、朊病毒、類病毒的概念及其主要特征。
3.掌握烈性噬菌體、溫和噬菌體、溶源性細(xì)胞的概念。
4.了解烈性噬菌體的侵染過程。
5.了解溶源性細(xì)胞的特點。
6.了解病毒對人類的影響。
第五章 微生物的營養(yǎng)
1.掌握微生物的不同營養(yǎng)類型。掌握光能無機(jī)營養(yǎng)型、化能無機(jī)營養(yǎng)型、光能有機(jī)營養(yǎng)型、化能有機(jī)營養(yǎng)型的概念。
2.掌握根據(jù)不同微生物的營養(yǎng)需要選擇和制備培養(yǎng)基的原則。
3.了解微生物所必需的營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能。
4.掌握微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式。
5.了解微生物發(fā)酵作用、呼吸作用、有氧呼吸、厭氧呼吸的概念。
第六章 微生物的生長
1.掌握微生物純培養(yǎng)的分離方法。
2.掌握環(huán)境因素對微生物生長的影響及其實際應(yīng)用。
3.了解測定微生物數(shù)量和生長量的方法。
4.掌握細(xì)菌純培養(yǎng)生長曲線各個時期的特點以及與生產(chǎn)實踐的關(guān)系。
5.掌握主要滅菌方法。
第七章 微生物的遺傳與育種
1.了解從自然界篩選菌種和菌種保藏的基本知識。
2.了解微生物育種的基本原理和方法。
3.掌握接合;轉(zhuǎn)化;轉(zhuǎn)導(dǎo)的概念。
4.掌握菌種的衰退與復(fù)壯的概念,掌握防止菌種衰退及復(fù)壯的方法。
5.了解基因工程的原理。
第八章 微生物的生態(tài)
1.掌握微生物在自然界物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的作用。
2.掌握微生物間以及微生物與高等植物間的相互關(guān)系。
3.了解微生物是生物圈的重要成員,廣泛分布在自然界,與環(huán)境關(guān)系極為密切。
第九章 微生物的分類
1.了解微生物分類的任務(wù)和微生物的命名方法。
2.掌握微生物在生物界的地位。(五界系統(tǒng)、六界系統(tǒng)、三原界系統(tǒng))
了解種的概念。
3.了解細(xì)菌的分類系統(tǒng)。
4.了解真菌的分類系統(tǒng)。
三、考試用書
《微生物學(xué)教程》,周德慶主編,高教出版社出版(第二版)
四、考試題型
1.填空題 30%
2.選擇題 30%
3.名詞解釋 30%
4.問答題 60%
《有機(jī)化學(xué)》考試大綱
一、教材與參考書
《有機(jī)化學(xué)》,李貴深主編,中國農(nóng)業(yè)出版社;2003。
二、題型與分?jǐn)?shù)分配:
1、命名及寫結(jié)構(gòu)式(20分)
2、單項選擇(45分)
3、完成反應(yīng)式(30分)
4、有機(jī)化合物鑒別、分離、提純(20分)
5、推斷結(jié)構(gòu)(15分)
6、合成(轉(zhuǎn)化)題(20分)
各題型說明:
1)命名及寫結(jié)構(gòu)式:掌握系統(tǒng)命名命名法及正確地書寫構(gòu)造式;
2)單項選擇:主要考核對有機(jī)化學(xué)基本概念、基本規(guī)律、有機(jī)物基本性質(zhì)的理解;
3)完成反應(yīng)式:主要考核在不同條件下所進(jìn)行的反應(yīng)產(chǎn)物,各類化合物的特征反應(yīng)。
4)有機(jī)化合物鑒別、分離、提純:通過官能團(tuán)與具有反應(yīng)迅速、特征現(xiàn)象明顯的試劑的應(yīng)用鑒別(定)出對應(yīng)的有機(jī)物。利用混合物中各成分的理化性質(zhì)將它們一、一分開或提純得到較純物質(zhì)。
5)推斷結(jié)構(gòu):可通過化合物的分子式,再根據(jù)所給定特征化學(xué)反應(yīng)及斷鍵后降解的小分子,推斷該特定化合物的結(jié)構(gòu)式。
6)合成(轉(zhuǎn)化)題:設(shè)計合成某一有機(jī)物的步驟、實現(xiàn)化合物、官能團(tuán)之間的相互轉(zhuǎn)化,掌握實現(xiàn)這些轉(zhuǎn)變的必要條件。
三、課程教學(xué)的基本要求
1. 有機(jī)化合物的分類和命名
(1)掌握有機(jī)化合物的兩種分類方法(碳骨架分類和官分類)掌握主要官能團(tuán) , , -X ,-OH ,-O- ,-CHO , ,-COOH,-COOR,-NH2 , -CONH-, -NO2, -N=N-, -SO3H等及對應(yīng)化合物,掌握碳水化合物,蛋白質(zhì),油脂及類脂等天然有機(jī)化合物的分類和組成。
(2)掌握有機(jī)化合物的系統(tǒng)命名法,官能團(tuán)的最低系列原則和取代基的次序規(guī)則,掌握分子構(gòu)型的標(biāo)記方法:了解有機(jī)化 合物的普通命名法、衍生物命名法、常用俗名等。
2. 有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)特征
(1)在掌握好物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步掌握有機(jī)化合物中碳原子的各種雜化狀態(tài),共價鍵的鍵參數(shù)。
(2)理解芳香性的概念,掌握苯系芳香烴和含一個雜原子的五元雜環(huán)及六元雜環(huán)芳香化合物的結(jié)構(gòu)特征。
(3)理解有機(jī)化合物分子中的電子效應(yīng)(誘導(dǎo)效應(yīng)、共扼效應(yīng))及其對化合物性質(zhì)的影響。
(4)理解有機(jī)化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象,掌握有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)表示法(透視式、Fisher、Newmen投影)式。
(5)理解有機(jī)化合物的順反(Z,E)異構(gòu)。
3. 有機(jī)化合物的物理性質(zhì)
(1)了解有機(jī)化合物的主要物理性質(zhì),包括熔點、沸點、密度、溶解度、比旋光度等,理解分子間作用力和氫鍵對化合物的沸點、熔點和溶解度的影響,以及利用物理性質(zhì)對化合物進(jìn)行鑒定、分離提純的原則和方法。
4. 有機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)及重要化學(xué)反應(yīng)
(1)掌握各類化合物的分子結(jié)構(gòu)特征與基本化學(xué)性質(zhì)。
(2)掌握有機(jī)物的取代反應(yīng):
A. 飽和碳原子的鹵代反應(yīng)
B. 芳環(huán)上的取代反應(yīng)
(3)掌握有機(jī)物的加成反應(yīng):
A .碳-碳雙鍵上的加成反應(yīng)和Markovnikov規(guī)則,共扼二烯的,1,2-加成和1,4-加成。
B. 碳-氧雙鍵上的加成反應(yīng)和加成-消除反應(yīng)。
(4)掌握有機(jī)物的消除反應(yīng):
鹵代烴的消除反應(yīng)和醇的消除反應(yīng),反應(yīng)條件和產(chǎn)物選擇規(guī)律。
(5)其它重要反應(yīng):
A. 掌握烯烴、芳香烴母系及側(cè)鏈、醇和醛的氧化反應(yīng)、烯烴的臭氧化反應(yīng)。
B. 掌握不飽和烴、醛和酮、羧酸及其衍生物、硝基化合物的加氫反應(yīng)和其它還原反應(yīng)。
C. 掌握羥醛縮合、酯縮合反應(yīng)、重氮化反應(yīng)和重氮基的取代反應(yīng)。掌握Gringnard試劑同羰基化合物及其它化合物的反應(yīng)及應(yīng)用。
D.芳香環(huán)上的親電取代反應(yīng)歷程,取代基的性質(zhì)及定位規(guī)律。
5. 雜環(huán)化合物
掌握呋喃、吡咯、噻吩、吡啶的化學(xué)性質(zhì)
6.重要的天然有機(jī)物
(1)多糖:掌握單糖的分子結(jié)構(gòu)(組成、異構(gòu))開鏈和環(huán)狀互變異構(gòu)及變旋光現(xiàn)象、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì),理解糖苷鍵的特征和二肽的形成。了解二糖及多糖的性質(zhì)。
(2)蛋白質(zhì):掌握氨基酸的分子結(jié)構(gòu)(組成、異構(gòu))兩性和等電點、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì),理解肽鍵的特征和二肽的形成,了解蛋白質(zhì)的形成、次級結(jié)構(gòu)、兩性和等電點。
(3)油脂與類脂:了解脂肪酸甘油三酯的組成、分類、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì),知道磷脂、甾醇、蠟酯、萜類化合物等組成與性質(zhì)。
四、本課程各章節(jié)要求
§ 1 緒論
本章重點:有機(jī)化合物中的化學(xué)鍵;有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)式及其表示法;化合物分子間的作用力及其對某些物理性質(zhì)的影響;化合物分子中原子、原子團(tuán)的相互影響。構(gòu)造異構(gòu)-碳鏈、位置、官能團(tuán)異構(gòu)。
1.了解有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)概念;
2.理解共價鍵的形成;
3.了解共價鍵的屬性(參數(shù)):(鍵角、鍵能、鍵的極性、鍵的極化作用);
4.了解共價鍵斷裂和反應(yīng)的類型;
5.理解酸堿的電子理論一路易斯酸堿;
6.理解分子間力:定向力、色散力、氫鍵;
7.了解有機(jī)化合物的一般性質(zhì);
8.掌握有機(jī)化合物分子中的官能團(tuán)和有機(jī)化合物的分類和命名。
§2 飽和脂肪烴:
本章重點:普通命名法和系統(tǒng)命名法;詳細(xì)介紹鹵代反應(yīng)的游離基取代反應(yīng);環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),分析環(huán)己烷的一元、二元取代物的優(yōu)勢構(gòu)象。
1.了解烷烴的通式和構(gòu)造異構(gòu);
2.掌握烷烴的命名(10、20、30、40碳和伯、仲、叔氫原子);各種烷基;
3.掌握烷烴的命名法(①習(xí)慣命名法、②衍生物命名法、③系統(tǒng)命名法);
4.理解烷烴的物理性質(zhì)和同系物規(guī)律;
5.掌握烷烴的化學(xué)性質(zhì):氧化、鹵代反應(yīng)。
6.了解烷烴的來源。
§3、不飽和烴
本章重點:介紹離子型親電加成反應(yīng)規(guī)律、用誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)及碳正離子穩(wěn)定性。用誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)及碳正離子穩(wěn)定性闡明加成反應(yīng)的規(guī)律。
1.了解乙烯分子的平面形結(jié)構(gòu)—SP2雜化軌道;
2. 掌握烯烴的順反異構(gòu)的命名法,次序規(guī)則;
3. 掌握烯烴不飽和性:(1)兀鍵斷裂反應(yīng),①加成反應(yīng);催化加氫;親電加成及反應(yīng)歷程,馬氏規(guī)則與不對稱烯烴加成反應(yīng)中間體碳正離子穩(wěn)定性的關(guān)系。②氧化反應(yīng)、③聚合反應(yīng)。(2)σ鍵斷裂:α-氫原子的反應(yīng):自由基型取代、氧化反應(yīng);
4.理解原子或基團(tuán)的電子效應(yīng);
5.了解炔烴的物理性質(zhì);
6.掌握乙炔的加成、氧化、聚合,炔氫反應(yīng);
7.了解二烯烴的分類和命名;
8.理解1,3-丁二烯分子的結(jié)構(gòu)—共軛兀鍵和共軛效應(yīng),共軛效應(yīng)與有機(jī)物種的穩(wěn)定性;
9.掌握共軛二烯烴的1.2-成和1.4-加成,雙烯加成、聚合和橡膠。
§4 碳環(huán)烴
本章重點:本章重點:闡明環(huán)的張力學(xué)說,無張力環(huán)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象,分析環(huán)己烷的一元、二元取代物的優(yōu)勢構(gòu)象。闡明苯分子的結(jié)構(gòu)及大π鍵的概念,苯環(huán)的穩(wěn)定性,苯環(huán)上親電取代反應(yīng)及歷程定位規(guī)律及其應(yīng)用。
1.了解脂環(huán)烴的分類、命名;
2.了解脂環(huán)烴物理性質(zhì),理解脂環(huán)烴化學(xué)性質(zhì)(氫解、鹵解、酸解一小環(huán)不穩(wěn)定性);
3.理解環(huán)已烷的穩(wěn)定構(gòu)象、取代環(huán)已烷的構(gòu)象;
4.了解苯分子中的碳的SP2雜化軌道成鍵;
5.掌握單環(huán)芳烴的命名;
6.掌握苯與同系物的物理性質(zhì):①取代:硝化、鹵化、磺化、烷基化、?;ⅱ诩映桑杭託?、加氯、③氧化,側(cè)鏈α-H的鹵化和氧化;
7.了解苯環(huán)上親電取代反應(yīng)歷程、取代基的性質(zhì)、分類.
8.掌握苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律。
9.了解稠環(huán)芳烴的種類和命名,萘的化學(xué)性質(zhì);
10.掌握休克爾規(guī)則和芳香性。
§5 鹵代烴
本章重點:一元鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)并解釋扎依采夫規(guī)則,四種反應(yīng)的競爭。
1.了解鹵代烴的結(jié)構(gòu)、分類、掌握命名;
2.了解鹵代烴的制法;
3.了解鹵代烴的物理性質(zhì);
4.掌握鹵代烴的化學(xué)性質(zhì):①鹵原子的親核取代:水解、醇解、氰解、氨解與硝酸銀—乙醇溶液的反應(yīng),與碘化鈉一丙酮溶液反應(yīng),與金屬鎂反應(yīng)一格氏試劑的生成、②消除反應(yīng)、鹵原子與β-H 脫去—札依采夫規(guī)則;
§6、醇、酚、醚
本章重點:醇、酚的結(jié)構(gòu)及化學(xué)性質(zhì);結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系,醇轉(zhuǎn)化變成其它類化合物的重要性。
1.了解醇分類和命名法;
2.了解醇的制法;
3.掌握醇分子結(jié)構(gòu)與氫鍵、醇的物理性質(zhì)、
4.掌握醇的化學(xué)反應(yīng):羥基上的氫的反應(yīng),羥基的親核取代反應(yīng)、羥基的消除反應(yīng)(脫水)、醇的氧化或脫氫反應(yīng)、
5.了解酚的結(jié)構(gòu)、命名;
6.了解酚的物理性質(zhì);
7.理解酚的化學(xué)反應(yīng);
8. 醚的結(jié)構(gòu)和烊鹽、分類、命名;
9.理解醚的制法;
10.了解醚的物理性質(zhì),
11.掌握醚的化學(xué)反應(yīng):①未共用電子對的反應(yīng)—烊鹽生成、配位化合物生成、②醚鍵的斷裂(與HI、)、③α-H的過氧化反應(yīng)、
§7 醛、酮、醌
本章重點:以醛、酮為例討論羰基的結(jié)構(gòu)和親核加成,結(jié)合各個反應(yīng)的實際意義,說明在分析、鑒定、合成及生物化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用。
1.了解醛、酮的分子結(jié)構(gòu)、分類;
2.掌握醛、酮的命名;
3.掌握多官能團(tuán)有機(jī)化合物的(系統(tǒng))命名法;
4.了解醛、酮的物理性質(zhì);
5.掌握醛和酮的化學(xué)反應(yīng):羰基的親核加成:加氫氰酸,加亞硫酸氫鈉,加格氏試劑、加醇與氨的衍生物的縮合(加成+消除),與碳負(fù)離子即與具有α-H的醛(酮)的縮合;氧化還原;α-H的活潑性;鹵化和碘仿反應(yīng)等;
6.了解重要的醛、酮;
7.了解醌的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)。
§8 羧酸及其衍生物
本章重點:羧酸及其衍生物、取代酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì);比較衍生物的反應(yīng)活性強(qiáng)調(diào)羥基酸、羰基酸等多官能團(tuán)化合物的特點。
1.了解羧酸的結(jié)構(gòu)、分類;
2.掌握命名法;
3.了解羧酸物理性質(zhì);
4.掌握羧酸的化學(xué)反應(yīng): 羧羥基的親核取代—衍生物的生成,羧羰基的還原,α-H的鹵化—取代酸的生成,酸性,二元羧酸脫羧、脫水,鈍化苯環(huán)的間位親電取代;
5.了解重要的羧酸;
6.掌握羧酸衍生物的結(jié)構(gòu)與分類、命名;
7.了解羧酸衍生物的物理性質(zhì);
8.羧酸衍生物的化學(xué)反應(yīng)和應(yīng)用:酯、酰胺的水解和酯的醇解,酯的還原,克萊森酯縮合。酰胺的霍夫曼降解反應(yīng);
9.了解重要的羧酸衍生物;
§9、含氮有機(jī)化合物:
本章重點:胺的結(jié)構(gòu)和性質(zhì);各類胺堿性強(qiáng)、弱的原因;重氮鹽生成的條件與偶合反應(yīng)的實際應(yīng)用。
1.了解硝基化合物的分子結(jié)構(gòu)
2.掌握硝基化合物化學(xué)性質(zhì):芳環(huán)上的硝基的還原反應(yīng)、硝基對芳環(huán)親電取代反應(yīng)的致鈍作用。
3.了解胺的分類、命名法和結(jié)構(gòu),
4.了解胺的物理性質(zhì)
5.掌握胺的化學(xué)反應(yīng):
①堿性、②氮上的烴基化、③氮上的?;c對甲苯磺酰氯的反應(yīng)、④與亞硝酸反應(yīng)與重氮鹽、⑤氨基對苯環(huán)上的親電取代反應(yīng)的致活作用、⑥胺的氧化
6.了解重要的胺、
7.季銨鹽和季銨堿、
8.了解表面活性劑結(jié)構(gòu)特征與性質(zhì),
9.理解芳香族重氮鹽和偶氮化合物(生成、性質(zhì)及其在有機(jī)合成中的應(yīng)用)。
10.了解染料分子結(jié)構(gòu)特征和發(fā)色基、助色基。
§10 雜環(huán)化合物
本章重點:雜環(huán)的結(jié)構(gòu)特點,掌握幾種有代表性重要的常見的雜環(huán)化合物的分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì).
1.了解雜環(huán)化合物的分類和命名法;
2.了解雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)及芳香性;
3.了解雜環(huán)化合物的性質(zhì)。
§11 油脂和類脂化合物
本章重點:油脂 磷脂 甾醇的結(jié)構(gòu)特點
1.了解油脂
1)油脂的組成和結(jié)構(gòu) 2)油脂的物理性質(zhì) 3)油脂的化學(xué)性質(zhì)4)肥皂和乳化作用 5)合成表面活性劑
2.了解類脂
1)蠟 2)磷脂
§12 碳水化合物
本章重點:單糖的分子結(jié)構(gòu)(包栝構(gòu)型和構(gòu)象)與性質(zhì)。二糖及其配合物應(yīng)掌握苷鍵的形成及水解。
1.了解碳水化合物的定義和分類;
2.理解單糖(甘油與單糖的組成、分類、異構(gòu)現(xiàn)象,(核糖)葡萄糖和果糖的結(jié)構(gòu)(開鏈費歇爾投影式,氧環(huán)費歇爾式,哈武斯式,構(gòu)象式。
3.掌握化學(xué)性質(zhì);還原性與氧化性,成脎反應(yīng)、半縮醛羥基的反應(yīng)與糖苷的形成;
4.了解重要的單糖;
5.了解二糖(形成與分類);
6.了解多糖(淀粉、纖維素的組成性質(zhì))。
§13 氨基酸和蛋白質(zhì)
本章重點: 氨基酸的兩性和等電點性質(zhì); 蛋白質(zhì)的沉淀與變性,蛋白質(zhì)分子的一級與二級結(jié)構(gòu)。
1.了解天然氨基酸組成、分類、性質(zhì);
2.掌握酸堿性與等電點;
3.了解氨基的亞硝酸放氮反應(yīng);
4.了解氨基與羧基共同參與的反應(yīng);
5.了解絡(luò)合性能,與茚三酮顯色;