基于高中化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的核心概念教學(xué)實(shí)踐

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,二級(jí),三級(jí),四級(jí),五級(jí),2022/12/14 Wednesday,#,基于高中化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的核心概念教學(xué)實(shí)踐,以,“,水,”,為例,學(xué)習(xí)目標(biāo),1.,增強(qiáng)對(duì)基本概念催化劑、電離、酸、水合熱、水解的深度理,解，提升你的高階思維能力。,2.,培養(yǎng)你提出問題的能力，增強(qiáng)你探究意識(shí)和創(chuàng)新精神，全面,發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng),3.,培養(yǎng)你的完美人格和自我接納能力，重塑你積極的人生觀,和,價(jià)值觀。,釋迦牟尼說過:“無論你遇見誰，他都是你生命中該出現(xiàn)的人，絕非偶然，他一定會(huì)教會(huì)你一些什么”。,遇見,所以我相信：“無論你遇見哪道題，他都是你生命中該出現(xiàn)的題，絕非偶然，他一定會(huì)教會(huì)你一些什么”。,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：將干燥的,SO,2,和,H,2,S,氣體密封在圓底燒瓶，,10,分鐘后發(fā),現(xiàn)壓力傳感器讀數(shù)幾乎沒有變化。,項(xiàng)目活動(dòng),1,|,問題的提出,2020,年,全國,I,卷第,9,題，,通過酸性,KMnO,4,溶液去除,SO,2,(H,2,S),是否可行？,SO,2,和,H,2,S,氣體,兩者能共存嗎？如何驗(yàn)證？,教材證據(jù)：,SO,2,+2,H,2,S,（,aq,）,=3S+2H,2,O,干燥的共存，不反應(yīng)。,1.,濕潤的,SO,2,和,H,2,S,反應(yīng)，反應(yīng)機(jī)理？水的作用是什么？,SO,2,+,H,2,O,H,2,SO,3,，,H,2,SO,3,+2H,2,S=3S+3H,2,O,SO,2,+2,H,2,S,=3S+2H,2,O,項(xiàng)目活動(dòng),1,|,解釋與結(jié)論,水作,催化劑,，改變了反應(yīng)歷程，降低了活化能，加快了反應(yīng)速率。,2.Na,2,O,2,和干燥的,CO,2,不反應(yīng)，與濕潤的,CO,2,反應(yīng)，反應(yīng)機(jī)理？,2Na,2,O,2,+,2,H,2,O=4NaOH+O,2,CO,2,+2NaOH,=,Na,2,CO,3,+H,2,O,項(xiàng)目活動(dòng),1,|,應(yīng)用,與評(píng)價(jià),2Na,2,O,2,+2CO,2,=2Na,2,CO,3,+O,2,水作催化劑,3,.,反應(yīng),2CH,3,OH(g)+CO,2,(g)CH,3,OCOOCH,3,(g)+H,2,O(g),的,催化劑,可使甲醇和,CO,2,直接合成,CH,3,OCOOCH,3,(g),(DMC),，提高,CO,2,轉(zhuǎn)化率,，,反應(yīng)機(jī)理如下圖所示：,反應(yīng),II,中的水移走,，使,反應(yīng),I,正向移動(dòng)，提高轉(zhuǎn)化率。,項(xiàng)目活動(dòng),1,|,催化劑,反應(yīng),I,反應(yīng)II,該催化劑的作用是：,如何提高,CO,2,轉(zhuǎn)化率,？,降低,反應(yīng),I,活化能，加快反應(yīng)速率。,項(xiàng)目活動(dòng),2,|,問題的提出,（,2019年全國卷,）,根據(jù),H,3,BO,3,的解離反應(yīng)：,H,3,BO,3,+H,2,O,H,+,+,B(OH),4,，,K,a,=5.8110,10,，可判斷,H,3,BO,3,是,_,酸,。,一元弱,B(OH),4,中,B,原子的雜化方式？,H,3,BO,3,為什么不是二元弱酸？,sp,3,，,B,原子,沒有,d,軌道,酸一定是自身電離出,H,+,嗎？,H,+,來自水的電離，如硼酸。,1.,離子的角度：,水溶液中電離出的陽離子全部是,H,+,的化合物,（內(nèi)涵與外延）酸自身電離出,H,+,或,H,+,來自,水的電離,（,1,）三元弱酸,As,(,OH,),3,的前二步電離,與,H,3,BO,3,類似，第三步自身電離，分別寫出后兩步電離方程式,_,項(xiàng)目活動(dòng),2,|,酸堿理論,水離子論,靈感來源課后習(xí)題常溫亞砷酸,K,a,2,10,12.1,、,K,a,3,10,1,3,.,5,異常,思考：水溶液中能否比較,HClO,4,、,H,2,SO,4,酸性強(qiáng)弱？,室溫下,冰醋酸,溶劑中，它們的電導(dǎo)率之比為,400,：,30,：,9,支持：,溶劑,對(duì)溶質(zhì)的酸堿性的影響有兩種：,拉平效應(yīng)和區(qū)分效應(yīng),。,水是,HClO,4,、,H,2,SO,4,拉平溶劑，,冰醋酸,是,HClO,4,、,H,2,SO,4,的,區(qū)分溶劑,。,項(xiàng)目活動(dòng),2,|,酸堿理論,思考：類比水的電離，寫出液氨的電離方程式,選擇何種溶劑比較？,不能,項(xiàng)目活動(dòng),2,|,酸堿理論,溶劑論,已知：能離解出,溶劑特征正,離子的物質(zhì)，稱為該溶劑的酸；能離,解出,溶劑特征負(fù),離子的物質(zhì)，稱為該溶劑的堿。,2NH,3,(l)NH,4,+,+NH,2,，酸,_,，堿,_,NH,4,+,NH,2,氨基氮原子上有孤對(duì)電子，可以接受質(zhì)子（,H,+,）,項(xiàng)目活動(dòng),2,|,酸堿理論,質(zhì)子論和電子論,思考：,與鹽酸為什么反應(yīng)？（從結(jié)構(gòu)的角度分析）,3.,質(zhì)子的角度：能,接受質(zhì)子,的物種（正離子、負(fù)離子或分子）是,堿,4.,電子對(duì)的角度,：,能,提供電子,對(duì)的物種是,路易斯堿；,能,接受電子對(duì),的物種是,路易斯酸。,苯胺屬于質(zhì)子,_(,填酸或堿,),苯胺屬于路易斯,_(,填酸或堿,),堿,堿,項(xiàng)目活動(dòng),2,|,酸堿理論總結(jié),水,離子論,-1887,質(zhì)子論,-1923,溶劑論,-1905,電子論,-1923,酸堿限制在,水溶液中,不能解釋不電離的溶,劑及無溶劑的酸堿,不能,說明,無質(zhì)子,型,溶劑（,如,SO,3,、,BF,3,）,的酸堿反應(yīng),無統(tǒng)一的酸堿強(qiáng)度的標(biāo)度,項(xiàng)目活動(dòng),2,|,評(píng)價(jià),1.,不同的分類標(biāo)準(zhǔn)得到不同的分類結(jié)果。掌握標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)中,國話語權(quán)和影響力。,2.,矛盾是事物發(fā)展的根本原因。缺點(diǎn)和不足在解決問題中蘊(yùn),含機(jī)遇，科學(xué)在探索中前進(jìn)。,本項(xiàng)目活動(dòng)中你最大的感受或收獲？,3.,發(fā)展了酸堿的概念，信息獲取與運(yùn)用過程中提高了現(xiàn)場學(xué),習(xí)力。問題分析推理過程提升了思維能力和學(xué)科素養(yǎng)。,（結(jié)構(gòu)教材）鈉元素的第一,電離能,496,KJ,mol,1,，,鈣的第一電離能,590,KJmol,1,，為什么,金屬,活動(dòng)性,鈣大于鈉？,金屬活動(dòng)性與電離能所對(duì)應(yīng)條件不同，氣態(tài)鈉原子比氣態(tài)鈣原子更易失去電子，但是鈣離子形成,水合離子,時(shí),放出,的能量,遠(yuǎn),比鈉離子形成水合離子放出的能量,多,，所以水溶液里鈣原子比鈉原子更易失去電子。,知識(shí)支持,:,氣態(tài)基態(tài)原子或氣態(tài)基態(tài)離子失去一個(gè)電子所需要的最,小能量稱為,電離能,。,金屬活動(dòng)性,指,水溶液中金屬單質(zhì)中,原子失去電子的能力。,項(xiàng)目活動(dòng),3,|,問題的提出,1.,定義：,離子在水溶液中與水分子結(jié)合形成水合離子所,釋放,的熱量,2.,原因：,離子與水形成,配位鍵,釋放的能量,_,破壞部分,氫鍵,消耗的能量,3.,影響因素：,半徑越,_,，電荷越,_,，水合熱越大。（電性作用）,【思考】氯、溴、碘的第一電離能比氫的電離能低，為什么有,H,+,存在卻沒有,X,+,生成？,H,+,半徑,很小，水合熱大，釋放出,較多,的熱量，補(bǔ)償電離能所需要的能量。而,X,+,半徑,較大，生成水合離子釋放的熱量較小。,項(xiàng)目活動(dòng),3,|,水合熱,大于,小,大,【思考】弱電解質(zhì)電離一般吸熱，為什么氫氟酸電離是放熱的？,HF,水合過程放熱大于解離過程吸熱，故電離放熱。,4.,溶劑化作用：溶質(zhì)離子或分子與溶劑分子,相互吸引的作用,（,P93,）,電離：,解離過程（吸熱）和溶劑化（水合）過程（放熱）,項(xiàng)目活動(dòng),3,|,水合熱（,水合作用或水化作用,）,水解反應(yīng)一般是,非氧化還原反應(yīng),，產(chǎn)物中,N,元素化合價(jià)為負(fù)，所以電負(fù)性,N,大于,Cl,。,（教材,P25,頁,）氮、,氯,元素的電負(fù)性都等于,3.0,，如何比較？,【支持】,NCl,3,的,水解反應(yīng)方程式為：,NCl,3,3,H,2,O=3HClO,NH,3,項(xiàng)目活動(dòng),4,|,問題的提出,項(xiàng)目活動(dòng),4,|,水解,金屬離子在水中是以水合離子,M(H,2,O),n,m,形式存在，請(qǐng),寫出,Fe(H,2,O),6,3,第一步水解離子方程式。,配位思想的運(yùn)用,1.,金屬離子水解實(shí)質(zhì),水分子中氧原子的孤對(duì)電子與金屬離子形成,配位鍵,，削弱了水分子中的,O,H,鍵，因而氧氫鍵易斷裂，配體變?yōu)?OH,，釋放出,H,+,Fe(H,2,O),6,3,H,2,O,Fe(OH)(H,2,O),5,2,H,3,O,+,本質(zhì)：電性作用（水合熱、離子鍵、金屬鍵、酸堿反應(yīng)等）,2.,影響,內(nèi)因,：離子本身與,H,+,或,OH,結(jié)合能力大小。根據(jù)離子之間,的,相互作用,，,離子電荷越高，半徑越小,，水解程度越大。,（若電荷與半徑比值接近，需考慮電子構(gòu)型）,項(xiàng)目活動(dòng),4,|,水解,思考：,Fe,3,水解程度大于,Fe,2,，原因？（可從電性作用角度）,3.,非鹽水解機(jī)理探究,項(xiàng)目活動(dòng),4,|,水解,(1)SiF,4,+,3,H,2,O H,2,SiO,3,+4HF,從化學(xué)鍵的角度解釋反應(yīng)機(jī)理。,(2)CF,4,+,2,H,2,O CO,2,+4HF,K,10,23,該反應(yīng)很難進(jìn)行，原因？,CF,鍵很強(qiáng)，不易斷裂；動(dòng)力學(xué)的角度，反應(yīng)速率很慢。,項(xiàng)目活動(dòng),4,|,水解,廣義水解理論,:,水解者，解水也。即某物質(zhì)跟水發(fā)生相互交換,成分的反應(yīng)（重組反應(yīng)）。,X,Y,H,OH HY,XOH,本質(zhì)：電性作用,鹽類、鹵代烴、酯、蛋白質(zhì)、糖類、非鹽水解、,氧化還原水解,（,NaH,）,等,氨基中,N,原子上的孤,對(duì),電子參與形成大,鍵，使得,N,原子周圍的電子密度降低，從而使得氨基氫原子酸性相對(duì)增強(qiáng)，可以和堿反應(yīng)。,項(xiàng)目評(píng)價(jià)（小組討論）,腺嘌呤,兩個(gè)環(huán)是共平面的，氨基中氮原子,上的孤,對(duì)電子,參與形成大,鍵，氨基與堿能反應(yīng)嗎，原因？,項(xiàng)目反思與總結(jié)提升,1.,建構(gòu)主義認(rèn)為：知識(shí)是人們對(duì)客觀世界的一種解釋、假設(shè)或假說，將隨著人們認(rèn)識(shí)程度的深入而不斷地變革、深化，出現(xiàn)新的解釋和假設(shè)。結(jié)合本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，談一下你對(duì)這個(gè)觀點(diǎn)的理解。,2.,項(xiàng)目中的問題與你產(chǎn)生認(rèn)知沖突或無法有效突破障礙在哪里？,3.,你感受最深刻的，最有價(jià)值的有哪些？,已知變量不能靈活運(yùn)用；未知變量的存在。,項(xiàng)目成果應(yīng)用,參照教師項(xiàng)目中問題提出的問題來源，提出自己的問題，然后,學(xué)習(xí)小組交流，形成案例分析報(bào)告。（案例報(bào)告內(nèi)容包括：問題、困惑、尋找解決方案、總結(jié)原因,-,新的變量影響了結(jié)果還是已知變量不會(huì)有效遷移運(yùn)用）,我相信:“無論我們走到哪里,那都是我們?cè)撊サ牡胤?經(jīng)歷一些我們?cè)摻?jīng)歷的事,遇見我們?cè)撚鲆姷娜恕薄?感恩相遇的每一個(gè)人，無論是悲是喜。希望能遇到靈魂相近的人，在繁華盛開的美景中，感知清風(fēng)明月。,歲月悠長，愿所有的遇見，都能在光陰深處落地成花。,遇見,大,家,謝,