高三“化学反应原理”模块复习难点问题的解决_化学反应原理论文

对高三复习《化学反应原理》模块疑难问题的解答,本文主要内容关键词为:化学反应论文,疑难问题论文,模块论文,原理论文,高三论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

在三明市教育局、三明市教科所的大力支持和帮助下,严业安名师工作室成立了,而对第二轮复习中有关问题(化学学科)的探讨,正是工作室当前研究的焦点。大家认为,在“一标多本”的背景下,化学教师应该加强对教材和“考试说明”的研究,同时加强专业知识的学习,提高自身的学科素养;教师本身的学科知识如果不足,将对学生学习化学产生一定的负面影响。在教材模块化的今天,我们更应该培养学生整合知识的能力,提高学生在新情境中解决问题的能力。我们工作室全体成员以《化学反应原理》为载体,从教学理论和实践层面进行了专题研讨,现将工作室成员提出的问题以及本人一些不成熟的解答整理如下。

严业安:考虑到高中学生的认知程度,上述解释基于“每摩尔”的物理意义,形象直观,是一种可取的处理方法。但对于中学化学教师而言,对这一问题应有更加深刻的理解。事实上,ΔH单位中“”的真正含义是“单位反应进度”,即“每摩尔反应进度”,而不是“每摩尔反应”。因为“反应”是一个过程,不是物理量,单位只能修饰物理量,不能用于修饰其他概念。引入“反应进度”这一物理量,是因为化学反应的焓变ΔH与反应进行的程度有关,而反应进行的程度可以用反应进度来描述。

潘金忠(永安第九中学):严老师,在“电化学基础”的教学中,下列几个问题常常令我感到困惑:(1)在对原电池知识的考查中,经常出现金属腐蚀快慢、书写电极反应式等问题,何时要考虑空气中的氧气参与反应?(2)影响伏打电池(铜锌一硫酸原电池)负极产生气泡的因素有哪些?(3)形成原电池一定能加快金属与酸反应放出氢气的速率吗?(4)在丹尼尔电池(双液的铜锌原电池)中,如何说明原电池的工作原理?其中“盐桥”的作用是什么?有“盐桥”的原电池正极材料的选择有何要求?

关于问题(2),伏打电池工作时,锌原子失去电子形成锌离子进入溶液,电子从锌电极经导线通过电流计流入铜电极,氢离子在铜电极上得到电子被还原成氢气。实际上,有一些氢离子在锌电极上直接得到电子,负极就有气泡产生,因此化学能转化为电能的效率低。影响伏打电池负极产生气泡的主要因素有锌片的纯度、锌片表面的粗糙程度、硫酸的浓度等。改进方法:适当降低伏打电池中硫酸的浓度,采用5%~10%的稀硫酸作电解质溶液;用纯度高、表面光滑的锌片作负极,可以减少负极锌片上的气泡。如果将汞齐化的锌片作为原电池负极,则会观察到在负极锌片上产生的气泡很少。这是由于氢在汞上的超电势特别高,氢离子难以在汞齐化的锌电极上获得电子被还原。此知识点在复习过程中不必过多强调。

关于问题(3),在复习中可以告诉学生,通常情况下,形成原电池能加快金属与酸反应放出氢气的速率,但不能绝对化。因为在金属材料表面析出气体是一个很复杂的过程,该过程能否发生可用(标准)电极电势来判断,涉及化学热力学问题;而能否实现和反应速率大小,需要考虑气体在金属表面析出的机理和超电势,涉及化学动力学问题。作为中学化学教师,应该将问题弄懂、弄透,不能随意下结论而将问题绝对化,要为学生以后更高层次的学习留下余地。

建议在“原电池”的复习教学中,重点要求学生理解原电池的工作原理、弄清两个电极上发生的反应、正确书写电极反应式、判断电子的流动方向(或电流方向),不必用很多时间补充讲解盐桥的作用。具体可参看王云生老师的博文《关于“原电池”教学的几个问题的讨论》(http://blog.sina.com.cn/jiaotanxishi)。至于“盐桥”,可以延缓外电路电流的衰减、有效减小(消除)液接电势、提高原电池的效率,由于学生知识储备不足,难以理解,可以不必介绍。

严业安:解答此类题时,多数教师会以为反应物()的浓度增加了,平衡一定向正反应方向移动,这是对勒夏特列原理应用不当造成的误解。中学教材对勒夏特列原理的表述大体如下:“如果改变平衡体系的条件之一(如温度、浓度、压强),平衡将向减弱这个改变的方向移动。”其实,勒夏特列原理用热力学的观点来说是这样的:均相、封闭体系,当只有某一个因素改变时,平衡会向相抵消外来因素的改变的方向移动。其中均相、封闭体系、只允许一个因素改变,这是我们应用勒夏特列原理的基本前提。而且勒夏特列原理是经验性的,没有理论基础;它是定性的,无定量计算。原来高中化学教学中只考虑定性判断,适当用勒夏特列原理是可以的。现在中学教材引入了化学平衡常数K这个有理论基础的工具,就可以利用K和浓度商Q的关系来判断平衡移动的方向。

本题中,平衡常数K可表示为:

Q<K,化学平衡向正反应方向移动,产生更多的

可见,增加反应物的物质的量未必导致化学平衡向正反应方向移动。为什么勒夏特列原理不能正确预测平衡移动的方向?一般认为,充入0.20 mol反应物后,容器体积增大了,的浓度均相应发生变化,涉及多个条件的改变,自然不能用勒夏特列原理。其实,很少平衡移动问题只涉及一个条件的改变,本题中即使改用容积不可变的容器,在定温下加入会增加其浓度,但一定同时增大压强。可见,“一个条件的改变”是迷思概念,并非本题特别复杂,而是勒夏特列原理意义含糊,易使人衍生迷思概念,不利于学生全面而又深刻理解化学平衡。有研究表明,勒夏特列原理会削弱高中化学教师解决化学平衡问题的能力。因此,建议在“化学平衡”的复习中,直接指出勒夏特列原理的不足并淡化其应用,强调利用浓度商Q和平衡常数K的关系来判断化学平衡移动的问题。因为不管是开放体系还是多相体系,不管是单一因素还是多因素改变,用Q和K的比较来判断平衡移动的方法具有普遍性,无一例外。

潘瑞华(沙县第一中学):“弱电解质的电离是一个吸热过程,因此,升高温度会促使电离平衡向电离的方向移动,电离平衡常数也随之增大。”这种说法是否科学?

严业安:这种说法是不严密的,只适合部分弱电解质,不能当做普遍适用的规律性结论来应用。其实,水溶液中的电离平衡的移动方向与温度的升降之间并没有一致的规律性关系。查阅有关大学教材,得到不同温度下醋酸的电离平衡常数如下表:

从表中可以看出,在0~50℃内,醋酸的电离平衡常数是先随着温度的升高而增大,后随着温度的升高而减小的;醋酸的电离平衡常数的数值在不同温度下相差不大,反映出电离过程的热效应较小。鲁科版《化学反应原理》第80页中指出:“电离过程的热效应较小,在温度变化不大的情况下,一般可不考虑温度变化对电离平衡的影响。”

黄达辉(三明市第九中学):对于“沉淀溶解平衡”这个新增考点,在高考复习中应该如何把握教学的深广度?

严业安:我省“考试说明”化学部分要求学生“了解难溶电解质的沉淀溶解平衡及沉淀转化的本质”,近三年高考的化学试题均涉及“沉淀溶解平衡”知识点,在复习中要结合生产和生活实践中的应用实例,体现沉淀溶解平衡原理、溶度积常数和溶度积规则等基础知识的实际应用价值。下面列举一个实例供参考。

设计意图:以鱼缸中美丽的热带鱼和水藻为素材,自然地融入必要的计算,将学习镶嵌在应用平衡常数的真实生活情景中。

上述问题及解答,期盼与化学同仁共研,更盼能抛砖引玉。

标签:;  ;  ;  ;  

高三“化学反应原理”模块复习难点问题的解决_化学反应原理论文
下载Doc文档

猜你喜欢