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化学反应原理的教学反思

2011-08-23 10:27阅读:
这学期我们高二化学开设的课程是《化学反应原理》,这门课程是高考选课程的必考内容。在化学反应原理模块教学中主要存在三方面的困难(或问题),一是学科知识的储备上存在欠缺,例如,老师们对如何用化学动力学和化学热力学的思路分析速率和平衡问题还不是很清楚;二是在焓、熵、化学反应方向等新增内容的教学中存在困难;三是深广度的把握,主要是处理不好高中内容与大学内容的关系,有时会超纲越界。
经过大量的课例观察我们发现老师们在化学反应原理模块的教学中主要存在以下三方面的问题:
一是不能正确处理必修模块与化学反应原理模块教学的层次性问题。一方面,我们老师们忽略了必修模块与选修模块的衔接,在进行选修模块内容教学前,常会忽略学生在必修的已有基础;在教学后,又经常会忽略引导学生对“在必修基础上发展了什么?”这一问题的反思。另一方面是深广度把握不到位,经常出现“选修模块教学平庸化”的现象,即在化学反应原理模块教学中,仅关注具体知识的教学,缺乏对学科思想方法的体现。
二是在教学中没有突出化学反应原理模块特点。在化学反应原理模块内容的教学中,要突出定性与定量相结合、实验与理性推理相结合的特点,要关注物理化学基本思想方法的运用。
三是处理不好几个关系。例如,处理不好定量分析与计算的关系,将定量分析问题的思路与复杂的数学计算等同;在教学中死抠概念定义,忽视对概念的整体关系和内涵实质的把握;缺乏多样化教学处理方式,等。
1 为什么要引入“焓变”,而不直接使用等压过程反应热?
等压过程的反应热(∆H)是可以通过实验测量的,但
每一个反应的∆H都必须通过实验测量;引入焓变后,可以利用盖斯定律通过焓变的计算得到没有经过实验测定的反应的反应热,因此焓是比实验测得的反应热(∆H)更高层次的能量,用途更广。
2 如何理解“焓变”与“生成物总能量和反应物总能量的差”、“旧化学键断裂和新化学键生成所需能量差”的关系?
首先,“总能量”的提法很含糊,无法对总能量进行界定,而“焓”只是其中的一部分,不能把“焓变”与“总能量差”等同起来。
“焓变等于化学反应中反应物化学键断裂和生成物化学键形成的能量差值”这种提法在原理上是正确的,但由于对键能的表达多种多样,有键能、平均键能、键解能等,数据来源不同,计算误差很大,即使同一种碳碳键,也会因取代基不同,键能也不同,故在研究中只有估算的作用。而在中学不宜提倡这种提法,一是理论上不容易讲清楚“键能”指什么?二是中学教师不容易找到精确的数据,无法验证。
3 为什么在高中教学中要引入“熵”?如何理解“熵”?
熵的因素跟焓的因素在决定化学反应方向上起着同样重要的作用。而且现代科学里面熵的概念已经得到广泛的应用,比如信息学里有“信息熵”,生命科学里有“负熵”,化学里面确定反应方向从有序到无序等等。也就是说,我们过去的中学生基本上一个“熵盲”,而一个搞自然科学的人如果不懂得熵,他就不能算是一个有教养的人。因此我觉得我们在中学课程引进熵等新的概念,对于中学生的思想观念的发展、适应新的科学的发展都是有很大好处的。
对熵的理解要把握住两点:一是熵是用来描述大量粒子的混乱度的物理量,少量粒子谈不上“熵”;二是混乱度实际上就是均匀程度,混乱度最大就是最均匀。通常大家以为均匀跟混乱度好像是完全相反,实际上均匀就是混乱度,任何一个体系均匀了,就是混乱度最大了。譬如我们把一滴墨水滴到水里头去最后变成均匀了,那就是熵增加了、混乱度增加了。
4 如何理解“自发反应”概念?
对自发反应的理解有两点很关键,一个是在一定温度和压强下,不借助于外力(如光照、通电等)靠自身的能力来进行的反应;例如,水在电解的条件下生成氢气和氧气就不是一个自发反应,因为是在外界干扰(通电)的条件下进行的;而水在1atm 3000 时可以分解为氢气和氧气,就是一个自发反应,因为没有光、电等外界干预。第二个一定要指明是在什么条件下自发,如果脱离了这两条去谈任何自发反应,我认为都是没有意义的。
2011-7-1

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