江苏省南京金陵中学化学课件 从科学认识的角度看化学教学 （共94张PPT）
文档属性
| 名称 | 江苏省南京金陵中学化学课件 从科学认识的角度看化学教学 （共94张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 10.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2016-11-03 09:10:29 | ||
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文档简介
课件94张PPT。从科学认识的角度看化学教学2016.7.3 不能不感叹我们生活在这样的时代，科学技术的迅速发展已经拓展人们的生活空间，也强烈地影响着人们的生活方式。 社会的发展 有些是属于全人类的：电子信息技术、空间技术、
医疗技术、能源技术等有些是具有我们国家特色的：
公路、桥梁、铁路所共同构成的交通网络，
生活和交流空间的扩大（网络和旅游）等 社会发展引发对化学教学的反思 随着社会的发展，传统的化学教学内容在未来社会生活中能够发挥作用的知识所占比重也就越来越小。 这种巨大的落差，促使人们反思化学教学的意义和价值。 教学中的困惑与思考 遗忘与理解 教学策略与知识体系 系统化认知与碎片化突破认识的相对性与知识的科学性 我们的遗憾 把科研当成快乐的游戏
-安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫—赋予化学知识真正的物理意义 反思的力量 石墨与多聚乙炔 苯石墨金刚石碳纳米管稠合转化卷曲物质的内在的统一性1996年诺贝尔化学奖 2000年诺贝尔化学奖 2010年诺贝尔物理奖 “1906年” 教学案例1努力创造机会，使学生能够理解相关概念的内涵。《物质的量》玻基斑岩中的金色气泡-放大20倍 氨纶纤维束-放大25倍 硫酸镁溶液中的结晶体-放大50倍 量子原子团纳米晶体-放大了200倍。用扫描隧道显微镜（STM）观察到的晶体硅的表面扫描探针显微镜（SPM）还可实现对原子、分子的操纵。上图为在Pt的表面用28个CO分子构建的5000 pm高的小人 美国波士顿大学的化学家制备出世界上最小的马达，该分子马达由78个原子构成物质的量 认识原子的另一种思路 2H2 + O2 == 2H2O微观角度宏观角度2个H2分子1个O2分子2个H2O分子?N?N?N1g4g 32g 36g 2g 16g 18g 可称量的物理量?质量？ 分子数之比 2 : 1 : 2 8g 9gC 12g 1 摩尔(mol) 相对原子质量的标准 以任一原子质量与12C质量的1/12 的比值，
即为该原子的相对原子质量。 H 1 C 12 N 14 O 16 F 19 Na 23 Al 27 S 32 …H 1g C 12g N 14g O 16g F 19g Na 23g Al 27g S 32g…?NNA集合体物质的量(n)：摩尔是物质的量的单位，
每摩尔物质含阿伏伽德罗常数个微粒。 阿伏加德罗常数 NA，单位：mol-1 1 mol H原子的质量为 1 mol O原子的质量为 1 mol S原子的质量为 1 mol Cl原子的质量为 1 mol Na原子的质量为 1 mol Mg原子的质量为 类比与推理 1g 16g 32g 35.5g 23g 24g 1 mol H+离子的质量为1 mol Na+离子的质量为1 mol S2-离子的质量为1 mol Cl-离子的质量为1 mol OH-离子的质量为1 mol SO42-离子的质量为类比与推理 1g23g32g35.5g17g96g类比与推理 1 mol O2的质量为1 mol Cl2的质量为1 mol H2O的质量为1 mol HCl的质量为1 mol NaCl的质量为1 mol H2SO4离子的质量为32g71g18g 36.5g58.5 g98g计算下列物质的质量：（1）0.3mol的H2O （3）0.25mol的CO2 （2）2mol的NaCl （4）0.2mol的HCl （5）0.4mol的Na2CO3 （7）0.3mol的C2H5OH （6）0.5mol的NaOH （8）0.2mol的CH3COOH 计算下列物质的物质的量 （1）2.7g的H2O （2）12.8g的O2 （3）3.4g的NH3 （4）5.6g的Fe （5）19.2g的Cu（6）2.3g的C2H5OH （7）8.1g的Al （8）11.7g的NaCl 0.15mol 0.4mol 0.3mol 0.05mol 0.2mol 0.1mol 0.3mol 0.2mol 计算下列物质的物质的量 （1）100mL ρ=1.2g·cm-3 36.5%的盐酸中HCl
与水的物质的量之比_______。（2）100mL ρ=1.18g·cm-3 26.7%的饱和NaCl溶液
中NaCl与水的物质的量之比______。~2:7 ~1:9 计算与想象 饱和NaCl溶液中 n(Na+) : n(Cl-) : n(H2O) = 1:1:9 饱和HCl溶液中 n(H+) : n(Cl-) : n(H2O) = 2:2:7 饱和NaCl溶液中Na+与Cl-之间存在较强的相互作用水合H+的构造与水合Na+的构造有显著的不同 计算与想象 如果假设在饱和KCl溶液中有与饱和NaCl溶液相似的景象，可以得出怎样的结论？可以推测KCl的溶解度将比NaCl的溶解度大。 实际的情形：溶解过程要比想象的复杂！摩尔质量 符号：M 单位：g·mol-1 宏观物理量 微观粒子数 相互关联 单位物质的量的物质所具有的质量 2H2 + O2 == 2H2O对化学反应的新的理解 N2 + 3H2 == 2NH3NaOH + HCl == NaCl + H2ONa2CO3 + 2HCl == 2NaCl + CO2↑ + H2O微观角度 2个 1个 2个 宏观角度 2mol 1mol 2mol 微观角度 1个 3个 2个 宏观角度 1mol 3mol 2mol 1mol 1mol 1mol 1mol 1mol 2mol 2mol 1mol 1molNA有多大? 经实验测知：12C原子的质量为1.993×10-23g，
试计算NA值。 NA=≈ 6.02 ×1023 mol-1阿伏加德罗常数：
12g C-12（12C）所包含的碳原子数麦粒的总数= 1 + 2 + 4 + 8 + … + 263
= 264 – 1
=1.845 × 1019NA有多大? 印度含舍王赏赐象棋的发明者、数学家西萨·班·达依尔的传说~2000年的小麦产量千粒小麦重42~45g，当今世界小麦常规年产量为5.8亿吨 ~12年 感悟大数 NA = 6.02×1023 在可知的宇宙间含有原子总数为 = 3×1074 65个转轮、50个字符～10110字符组合 思考：2. 为什么要引入物质的量这一物理量？1. 这种想象的放大镜的放大倍数有多大？ （6.02×1023倍）— 人类的主动选择建立宏观物理量和微观微粒数之间的关联 教学示例2 在学习过程中，引领学生能够（自由地）通过视角的变化，在想象、推理与实证中，逐渐建立起他们自己可以理解的知识体系。《乙醇 醇类》CH3CH3 CH3CH2Br CH3CH2OH 难溶于水 难溶于水 可与水互溶 M=30 M=109 M=46 沸点 -89℃ 沸点 38.4℃ 沸点 78.5℃ 取代 取代 醇分子中-OH的威力— 氢键 熔沸点升高密度
加大ρ> 水乙烷<ρ<水0.55 < 0.79 < 1醇分子中-OH的威力— 氢键 分子间的缔合，
使得熔沸点升高CH3CH2OHCH3OHCH3CH2CH2OH可于水按任意比互溶 (汽油)(水)“一拖三” 醇结构的特殊性 饱和一元醇 CnH2n+2O 饱和多元醇 CnH2n+2Op n≥p或 CnH2n+1OH CnH2n+2-p(OH)p 通式 一般情况下，一个C原子上只能连接一个羟基 醇结构的特殊性 一般情况下，不饱和C=C或C≡C不直接与-OH相连 结构互变乙烯醇 乙醛 问题1 乙醇能与金属钠反应吗？金属钠能与水反应 2Na + 2HO-H == 2NaOH + H2↑Na能导致O-H键的断裂 金属钠能与乙醇反应 乙醇分子中含有O-H键 2CH3CH2OH + 2Na 2CH3CH2ONa + H2↑问题1 乙醇能与金属钠反应吗？为什么不是C原子上的H被金属钠置换出来？ 金属钠能保存在煤油里 Na不能破坏C-H键 证实乙醇的结构而非乙醇与Na反应的结构特点 CH3OH与Na的反应 CH3CH2CH2OH与Na的反应 与Na的反应HOCH2CH2OH与Na的反应 从乙醇到醇类（化学性质） 乙醇能与金属钠反应 醇类能与金属钠反应 类比问题2 乙醇能还原氧化铜吗？ 乙醇还原氧化铜以后将会生成怎样的产物？ CH3CH2OH + 6CuO 6Cu + 2CO2 + 3H2O C + 2CuO 2Cu + CO2H2 + CuO Cu + H2O 有机物元素分析的基础 问题2 乙醇能还原氧化铜吗？ 乙醇还原氧化铜以后将会生成怎样的产物？ CH3CH2OH + 6CuO 6Cu + 2CO2 + 3H2O O CuO CuCH3CH2OH + CuO Cu + CH3CHO + H2O 过量少量问题2 乙醇能还原氧化铜吗？ 乙醇还原氧化铜以后将会生成怎样的产物？ CH3CH2OH + 6CuO 6Cu + 2CO2 + 3H2O CuO空间因素不利 丙醇在CuO作用下的反应性 CuO
△C=O优于C=C？δ+δ-电性帮助物质间形成识别！问题2 乙醇能还原氧化铜吗？ 乙醇还原氧化铜以后将会生成怎样的产物？ CH3CH2OH + 6CuO 6Cu + 2CO2 + 3H2O CuO空间因素不利 结构不稳定 在反应选择中不利 问题2 乙醇能还原氧化铜吗？ 乙醇还原氧化铜以后将会生成怎样的产物？ CH3CH2OH + 6CuO 6Cu + 2CO2 + 3H2O CH3CH2OH + CuO Cu + CH3CHO + H2O 过量少量乙醇的选择性氧化 请判断下列有机物能否发生选择性氧化，并写出相应产物的结构简式。 从乙醇到醇类（化学性质） 乙醇能与金属钠反应 醇类能与金属钠反应 类比乙醇能被选择性氧化为醛 醇类能被选择性氧化为醛或酮
或：不被选择性氧化类比结构判断问题3 还有哪些物质能够氧化乙醇？ 实验 向乙醇中加入酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色，CH3CH2OH + MnO4- + H+ — CH3COOH + Mn2+ + H2O请同学们尝试配平上述反应方程式。 问题4 乙醇能发生脱水反应吗？ 脱水剂 浓H2SO4 脱水剂 浓H2SO4 CH3CH2OCH2CH3 浓H2SO4
140℃ CH3CH2OCH2CH3 CH3CH2OH 问题4 乙醇能发生脱水反应吗？浓H2SO4
170℃ 硫酸的用量不同 反应是在控制条件下进行的 但是不排除结构上的可能性 请思考乙二醇在脱水剂作用下，发生脱水反应，可能得到的产物？CH2=CHOH CH3CHO HOCH2CH2OCH2CH2OH 请思考2-丁醇在脱水剂作用下，发生消去反应，可能得到的产物？对反应的可能性的判断 从乙醇到醇类（化学性质） 乙醇能与金属钠反应 醇类能与金属钠反应 类比乙醇能被选择性氧化为醛 醇类能被选择性氧化为醛或酮
或：不被选择性氧化类比结构判断乙醇能发生脱水反应醇类能发生脱水反应类比结构判断
可能性预测（消去或取代）（消去或取代）问题5 乙醇能与HBr反应，会带来怎样的变化？ CH3CH2OH + HBr CH3CH2Br + H2O 澄清溶液 溶液变浑浊 意外的反应途径 HCl Ca(OH)2 催化剂 CH2=CH2 Cl2水教学案例3 在想象的思维模型和可操作的实物模型的交互中，学生对化学知识的认识逐渐逼近自然的真实。《离子键》概念的构建对建立化学键概念实验的困惑 实验事实1 将置于石棉网上的金属钠加热，至熔化并微微有燃烧现象时，停止加热，将集气瓶中的氯气倒扣与熔融钠之上。 金属钠在氯气中燃烧，产生耀眼的黄色火焰，并伴有白色烟（固体）出现2Na + Cl2 === 2NaCl点燃 这就是离子键的形成？ 对建立化学键概念实验的困惑 实验事实2 将经过验纯以后的H2点燃，置于Cl2中。 H2在氯气中燃烧，产生苍白色的火焰，并观察有白雾。H2 + Cl2 === 2HCl点燃 这就是共价键的形成？ 实验中的现象与模型初建 Na在Cl2中燃烧，为什么是固体小颗粒？ 大量“原子”的聚集 每个固体小颗粒中大约含有多少“原子”？ 58.5g 6.02×1023 1g 1×1022 1×10-9g 1×1013 从胶体粒子微观认识角度的判断：“原子”总数 > 109对建立化学键概念实验的困惑 实验事实1 将置于石棉网上的金属钠加热，至熔化并微微有燃烧现象时，停止加热，将集气瓶中的氯气倒扣与熔融钠之上。 金属钠在氯气中燃烧，产生耀眼的黄色火焰，并伴有白色烟（固体）出现2Na + Cl2 === 2NaCl点燃 这就是离子键的形成？ 对建立化学键概念实验的困惑 实验事实2 将经过验纯以后的H2点燃，置于Cl2中。 H2在氯气中燃烧，产生苍白色的火焰，并观察有白雾。H2 + Cl2 === 2HCl点燃 这就是共价键的形成？ 实验中的现象与模型初建 Na在Cl2中燃烧，为什么是固体小颗粒？ 大量“原子”的聚集 每个固体小颗粒中大约含有多少“原子”？ 58.5g 6.02×1023 1g 6.02×1022 1×10-9g 6.02×1013 从胶体粒子微观认识角度的判断：“原子”总数 > 109实验中的现象与模型初建 可是这么多原子是怎样聚集的呢？ 假设：Na → Na+、Cl →Cl- ，如何？Na+和Cl-将怎样相互结合？ 对稀有气体稳定结构的追求 Na+吸引Cl-，在球形电场中，Cl-形成对Na+的包围，将产生剩余负电荷；负电荷电场继续吸引Na+，进而有正电荷的剩余；再吸引Cl-，循环往复。这样就形成大量的原子的聚集。实验中的现象与模型初建 想象中的正负电荷相互包围的“叠汤圆”模型 在带有正负电荷的阳离子、阴离子相互堆积的想象模型中，忽略离子的相对大小、以及离子堆积中的配位数的细节。想象中：离子 → 微粒 实验中：微粒 → 离子 宏观与微观的关联 实验中的现象与模型初建 为什么不能形成更大的固体颗粒？ 想象 Na → Na+、Cl2 → Cl- 进而形成固体颗粒的过程：带有同种电荷的离子因排斥而远离，异种电荷的离子因吸引而聚集；离子在聚集过程中的消耗并同时向外的扩散，新的聚集中心的出现，都制约着固体颗粒的进一步长大。实验中的现象与模型初建 H2在Cl2中燃烧，为什么是薄“雾”袅绕？ 没有形成大量原子的聚集！ H原子和Cl原子相互结合，形成的是一种小的集合体-“分子”，确实不是通过形成离子的方式进行的。 化学键认知模型的表达 对稳定结构的追求，是成键过程中原子的基本行为 离子键共价键对化学键认识的深化 通过共价键不能形成固体吗？ 想象Si转化为SiO2的过程： 没有 “烟”的出现 相似的过程：Al在酒精灯火焰中灼烧，形成氧化膜 C在O2中“燃烧”，没有火焰 对学生认知行为的矫正 NH3与HCl相遇，“白烟”的现象 NH4Cl电子式的正确表达 表达形式上：组合认识本质上：现象离子的边界、配位键的形成 对离子晶体认识模型的完善 X-射线衍射实验，使人们得以观察到Na+和Cl-在空间的排列方式。 每个Na+周围有6个Cl-，每个Cl-周围有6个Na+，对阴阳离子“迭汤圆”模型看NaCl晶体的生长 正八面体的几何外形，怎么与正六面体相适合？ 点电荷电场模型的“失真” 离子聚集过程中，对进入的位置产生选择性。（能量）“晶体”形状的改变 重新理解“NaCl晶体”的生长过程 一个离子为中心 吸引异种电荷（正八面体） 在选择中聚集（晶胞） 如何生长？ 新的位置选择（能量） “NaCl晶体”生长过程中的多样性 模型构建的意义 Na+与Cl-相互配位的结构细节 知识与技能实验观察与微观本质的关联能量、有序与选择性、生长思维与方法 对世界的基本认识理解知识的物理意义模型构建的意义 学生能够在学习过程中，参与与自然的交互
（理解知识形成的过程）学生思维的可视性展现 模型与思维的交互 实物模型完善思维模型的细节
思维模型赋予实物模型的灵动聚戊二酸丙二醇（PPG）是一种可降解的聚酯类高分子材料，在材料的生物相容性方面有很好的应用前景。PPG的一种合成路线如下：ACl2
光照BNaOH /乙醇
△CKMnO4
H+DH浓H2SO4
△H2
催化剂GF
稀NaOHEPPG 已知：①烃A的相对分子质量为70，核磁共振氢谱
显示只有一种化学环境的氢；
②化合物B为单氯代烃，化合物C的分子式为C5H8；
③E、F为相对分子质量差14的同系物，F是福尔马
林的溶质；
④R1CHO + R2CH2CHOACl2
光照BNaOH /乙醇
△CKMnO4
H+DH浓H2SO4
△H2
催化剂GF
稀NaOHEPPG 稀NaOHCH3CH2OH < CH3OH < HOH对有机物酸性的思考 碳链的增长 比较下列物质中所示 H 原子的酸性思考：CH3COOH可以成为四元酸？CH3-HHOH> > > 碳链的增长羟醛缩合反应 — 乙醛分子间的缩合+H+ or OH-β-羟基醛-H2O+H2
Ni/△ 碳链的增长季戊四醇的合成+ HCHO一个极富有智慧的合成方法
一个具有高度对称性分子的诞生如何由获得季戊四醇？OH-+ HCHOOH-+ HCHOOH- 2 + NaOH + 已知没有?-活泼氢的醛在强碱作用下，发生分子间的氧化还原而生成相应醇和相应酸的反应。如2HCHO + NaOH HCOONa + CH3OH△△+HCHO + NaOH HCOONa + △甲醛的还原性最强 学过科学以后，你周围的世界仿佛就变了样子。 就拿树来说吧，树的构成材料居然主要是空气。你把树焚烧了，树就会化作原来的空气，在火焰的光热中散发出来的是原来被束缚在里面用来把空气转化成树的太阳光热。在灰烬中的那一小部分残余物质，则本来不是空气，而是来自固体物质的泥土。 这些真都十分有趣，这样的例子，科学里面简直是俯拾皆是，不胜枚举。这样一些例子都是很有激励作用的，你可以用它们去激励、去启迪、去教育别人。
— 理查德·费曼 对教育的理解 — 对自然世界的感悟 对教育的理解 — 对社会发展的认识 学习历史不能仅仅停留在训诂上，而是应该从纷繁的历史事件中，看到社会发展的一些大的趋势和一些必然性的规律。 —《上学记》 何绍武教学 — 一种生活状态 “教学”不是仅仅指代教师的“教”和学生的“学”，教学也代表着教师在社会发展过程中的角色定位。
教师将在教学的过程中感受生活、参与生活、创造生活、享受生活。 化学教学的意义，不仅仅是学生在化学学习中获得升学所需要的分数，更重要的是让学生能够在化学学习中，通过化学的视角，观察、理解并主动参与未来的社会生活。
社会在发展、学生在成长，教师需要不断学习，
对教学的思考与实践也仍然在继续……。对化学教学的理解 我们的愿望 教学应致力于把课堂知识和科学实践联系起来，在教学中注意使学生感受事物发生、发展变化和被认识的过程，启发学生体验科学活动中的创造性、直观、想象、激动与怀疑的态度。这应该是体现素质教育和加强能力培养的主要内涵。 提高学生在科学、数学和技术方面的素养，可使他们生趣盎然地、负责任地和富有成效地生活。谢谢老师们！
医疗技术、能源技术等有些是具有我们国家特色的：
公路、桥梁、铁路所共同构成的交通网络，
生活和交流空间的扩大（网络和旅游）等 社会发展引发对化学教学的反思 随着社会的发展，传统的化学教学内容在未来社会生活中能够发挥作用的知识所占比重也就越来越小。 这种巨大的落差，促使人们反思化学教学的意义和价值。 教学中的困惑与思考 遗忘与理解 教学策略与知识体系 系统化认知与碎片化突破认识的相对性与知识的科学性 我们的遗憾 把科研当成快乐的游戏
-安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫—赋予化学知识真正的物理意义 反思的力量 石墨与多聚乙炔 苯石墨金刚石碳纳米管稠合转化卷曲物质的内在的统一性1996年诺贝尔化学奖 2000年诺贝尔化学奖 2010年诺贝尔物理奖 “1906年” 教学案例1努力创造机会，使学生能够理解相关概念的内涵。《物质的量》玻基斑岩中的金色气泡-放大20倍 氨纶纤维束-放大25倍 硫酸镁溶液中的结晶体-放大50倍 量子原子团纳米晶体-放大了200倍。用扫描隧道显微镜（STM）观察到的晶体硅的表面扫描探针显微镜（SPM）还可实现对原子、分子的操纵。上图为在Pt的表面用28个CO分子构建的5000 pm高的小人 美国波士顿大学的化学家制备出世界上最小的马达，该分子马达由78个原子构成物质的量 认识原子的另一种思路 2H2 + O2 == 2H2O微观角度宏观角度2个H2分子1个O2分子2个H2O分子?N?N?N1g4g 32g 36g 2g 16g 18g 可称量的物理量?质量？ 分子数之比 2 : 1 : 2 8g 9gC 12g 1 摩尔(mol) 相对原子质量的标准 以任一原子质量与12C质量的1/12 的比值，
即为该原子的相对原子质量。 H 1 C 12 N 14 O 16 F 19 Na 23 Al 27 S 32 …H 1g C 12g N 14g O 16g F 19g Na 23g Al 27g S 32g…?NNA集合体物质的量(n)：摩尔是物质的量的单位，
每摩尔物质含阿伏伽德罗常数个微粒。 阿伏加德罗常数 NA，单位：mol-1 1 mol H原子的质量为 1 mol O原子的质量为 1 mol S原子的质量为 1 mol Cl原子的质量为 1 mol Na原子的质量为 1 mol Mg原子的质量为 类比与推理 1g 16g 32g 35.5g 23g 24g 1 mol H+离子的质量为1 mol Na+离子的质量为1 mol S2-离子的质量为1 mol Cl-离子的质量为1 mol OH-离子的质量为1 mol SO42-离子的质量为类比与推理 1g23g32g35.5g17g96g类比与推理 1 mol O2的质量为1 mol Cl2的质量为1 mol H2O的质量为1 mol HCl的质量为1 mol NaCl的质量为1 mol H2SO4离子的质量为32g71g18g 36.5g58.5 g98g计算下列物质的质量：（1）0.3mol的H2O （3）0.25mol的CO2 （2）2mol的NaCl （4）0.2mol的HCl （5）0.4mol的Na2CO3 （7）0.3mol的C2H5OH （6）0.5mol的NaOH （8）0.2mol的CH3COOH 计算下列物质的物质的量 （1）2.7g的H2O （2）12.8g的O2 （3）3.4g的NH3 （4）5.6g的Fe （5）19.2g的Cu（6）2.3g的C2H5OH （7）8.1g的Al （8）11.7g的NaCl 0.15mol 0.4mol 0.3mol 0.05mol 0.2mol 0.1mol 0.3mol 0.2mol 计算下列物质的物质的量 （1）100mL ρ=1.2g·cm-3 36.5%的盐酸中HCl
与水的物质的量之比_______。（2）100mL ρ=1.18g·cm-3 26.7%的饱和NaCl溶液
中NaCl与水的物质的量之比______。~2:7 ~1:9 计算与想象 饱和NaCl溶液中 n(Na+) : n(Cl-) : n(H2O) = 1:1:9 饱和HCl溶液中 n(H+) : n(Cl-) : n(H2O) = 2:2:7 饱和NaCl溶液中Na+与Cl-之间存在较强的相互作用水合H+的构造与水合Na+的构造有显著的不同 计算与想象 如果假设在饱和KCl溶液中有与饱和NaCl溶液相似的景象，可以得出怎样的结论？可以推测KCl的溶解度将比NaCl的溶解度大。 实际的情形：溶解过程要比想象的复杂！摩尔质量 符号：M 单位：g·mol-1 宏观物理量 微观粒子数 相互关联 单位物质的量的物质所具有的质量 2H2 + O2 == 2H2O对化学反应的新的理解 N2 + 3H2 == 2NH3NaOH + HCl == NaCl + H2ONa2CO3 + 2HCl == 2NaCl + CO2↑ + H2O微观角度 2个 1个 2个 宏观角度 2mol 1mol 2mol 微观角度 1个 3个 2个 宏观角度 1mol 3mol 2mol 1mol 1mol 1mol 1mol 1mol 2mol 2mol 1mol 1molNA有多大? 经实验测知：12C原子的质量为1.993×10-23g，
试计算NA值。 NA=≈ 6.02 ×1023 mol-1阿伏加德罗常数：
12g C-12（12C）所包含的碳原子数麦粒的总数= 1 + 2 + 4 + 8 + … + 263
= 264 – 1
=1.845 × 1019NA有多大? 印度含舍王赏赐象棋的发明者、数学家西萨·班·达依尔的传说~2000年的小麦产量千粒小麦重42~45g，当今世界小麦常规年产量为5.8亿吨 ~12年 感悟大数 NA = 6.02×1023 在可知的宇宙间含有原子总数为 = 3×1074 65个转轮、50个字符～10110字符组合 思考：2. 为什么要引入物质的量这一物理量？1. 这种想象的放大镜的放大倍数有多大？ （6.02×1023倍）— 人类的主动选择建立宏观物理量和微观微粒数之间的关联 教学示例2 在学习过程中，引领学生能够（自由地）通过视角的变化，在想象、推理与实证中，逐渐建立起他们自己可以理解的知识体系。《乙醇 醇类》CH3CH3 CH3CH2Br CH3CH2OH 难溶于水 难溶于水 可与水互溶 M=30 M=109 M=46 沸点 -89℃ 沸点 38.4℃ 沸点 78.5℃ 取代 取代 醇分子中-OH的威力— 氢键 熔沸点升高密度
加大ρ> 水乙烷<ρ<水0.55 < 0.79 < 1醇分子中-OH的威力— 氢键 分子间的缔合，
使得熔沸点升高CH3CH2OHCH3OHCH3CH2CH2OH可于水按任意比互溶 (汽油)(水)“一拖三” 醇结构的特殊性 饱和一元醇 CnH2n+2O 饱和多元醇 CnH2n+2Op n≥p或 CnH2n+1OH CnH2n+2-p(OH)p 通式 一般情况下，一个C原子上只能连接一个羟基 醇结构的特殊性 一般情况下，不饱和C=C或C≡C不直接与-OH相连 结构互变乙烯醇 乙醛 问题1 乙醇能与金属钠反应吗？金属钠能与水反应 2Na + 2HO-H == 2NaOH + H2↑Na能导致O-H键的断裂 金属钠能与乙醇反应 乙醇分子中含有O-H键 2CH3CH2OH + 2Na 2CH3CH2ONa + H2↑问题1 乙醇能与金属钠反应吗？为什么不是C原子上的H被金属钠置换出来？ 金属钠能保存在煤油里 Na不能破坏C-H键 证实乙醇的结构而非乙醇与Na反应的结构特点 CH3OH与Na的反应 CH3CH2CH2OH与Na的反应 与Na的反应HOCH2CH2OH与Na的反应 从乙醇到醇类（化学性质） 乙醇能与金属钠反应 醇类能与金属钠反应 类比问题2 乙醇能还原氧化铜吗？ 乙醇还原氧化铜以后将会生成怎样的产物？ CH3CH2OH + 6CuO 6Cu + 2CO2 + 3H2O C + 2CuO 2Cu + CO2H2 + CuO Cu + H2O 有机物元素分析的基础 问题2 乙醇能还原氧化铜吗？ 乙醇还原氧化铜以后将会生成怎样的产物？ CH3CH2OH + 6CuO 6Cu + 2CO2 + 3H2O O CuO CuCH3CH2OH + CuO Cu + CH3CHO + H2O 过量少量问题2 乙醇能还原氧化铜吗？ 乙醇还原氧化铜以后将会生成怎样的产物？ CH3CH2OH + 6CuO 6Cu + 2CO2 + 3H2O CuO空间因素不利 丙醇在CuO作用下的反应性 CuO
△C=O优于C=C？δ+δ-电性帮助物质间形成识别！问题2 乙醇能还原氧化铜吗？ 乙醇还原氧化铜以后将会生成怎样的产物？ CH3CH2OH + 6CuO 6Cu + 2CO2 + 3H2O CuO空间因素不利 结构不稳定 在反应选择中不利 问题2 乙醇能还原氧化铜吗？ 乙醇还原氧化铜以后将会生成怎样的产物？ CH3CH2OH + 6CuO 6Cu + 2CO2 + 3H2O CH3CH2OH + CuO Cu + CH3CHO + H2O 过量少量乙醇的选择性氧化 请判断下列有机物能否发生选择性氧化，并写出相应产物的结构简式。 从乙醇到醇类（化学性质） 乙醇能与金属钠反应 醇类能与金属钠反应 类比乙醇能被选择性氧化为醛 醇类能被选择性氧化为醛或酮
或：不被选择性氧化类比结构判断问题3 还有哪些物质能够氧化乙醇？ 实验 向乙醇中加入酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色，CH3CH2OH + MnO4- + H+ — CH3COOH + Mn2+ + H2O请同学们尝试配平上述反应方程式。 问题4 乙醇能发生脱水反应吗？ 脱水剂 浓H2SO4 脱水剂 浓H2SO4 CH3CH2OCH2CH3 浓H2SO4
140℃ CH3CH2OCH2CH3 CH3CH2OH 问题4 乙醇能发生脱水反应吗？浓H2SO4
170℃ 硫酸的用量不同 反应是在控制条件下进行的 但是不排除结构上的可能性 请思考乙二醇在脱水剂作用下，发生脱水反应，可能得到的产物？CH2=CHOH CH3CHO HOCH2CH2OCH2CH2OH 请思考2-丁醇在脱水剂作用下，发生消去反应，可能得到的产物？对反应的可能性的判断 从乙醇到醇类（化学性质） 乙醇能与金属钠反应 醇类能与金属钠反应 类比乙醇能被选择性氧化为醛 醇类能被选择性氧化为醛或酮
或：不被选择性氧化类比结构判断乙醇能发生脱水反应醇类能发生脱水反应类比结构判断
可能性预测（消去或取代）（消去或取代）问题5 乙醇能与HBr反应，会带来怎样的变化？ CH3CH2OH + HBr CH3CH2Br + H2O 澄清溶液 溶液变浑浊 意外的反应途径 HCl Ca(OH)2 催化剂 CH2=CH2 Cl2水教学案例3 在想象的思维模型和可操作的实物模型的交互中，学生对化学知识的认识逐渐逼近自然的真实。《离子键》概念的构建对建立化学键概念实验的困惑 实验事实1 将置于石棉网上的金属钠加热，至熔化并微微有燃烧现象时，停止加热，将集气瓶中的氯气倒扣与熔融钠之上。 金属钠在氯气中燃烧，产生耀眼的黄色火焰，并伴有白色烟（固体）出现2Na + Cl2 === 2NaCl点燃 这就是离子键的形成？ 对建立化学键概念实验的困惑 实验事实2 将经过验纯以后的H2点燃，置于Cl2中。 H2在氯气中燃烧，产生苍白色的火焰，并观察有白雾。H2 + Cl2 === 2HCl点燃 这就是共价键的形成？ 实验中的现象与模型初建 Na在Cl2中燃烧，为什么是固体小颗粒？ 大量“原子”的聚集 每个固体小颗粒中大约含有多少“原子”？ 58.5g 6.02×1023 1g 1×1022 1×10-9g 1×1013 从胶体粒子微观认识角度的判断：“原子”总数 > 109对建立化学键概念实验的困惑 实验事实1 将置于石棉网上的金属钠加热，至熔化并微微有燃烧现象时，停止加热，将集气瓶中的氯气倒扣与熔融钠之上。 金属钠在氯气中燃烧，产生耀眼的黄色火焰，并伴有白色烟（固体）出现2Na + Cl2 === 2NaCl点燃 这就是离子键的形成？ 对建立化学键概念实验的困惑 实验事实2 将经过验纯以后的H2点燃，置于Cl2中。 H2在氯气中燃烧，产生苍白色的火焰，并观察有白雾。H2 + Cl2 === 2HCl点燃 这就是共价键的形成？ 实验中的现象与模型初建 Na在Cl2中燃烧，为什么是固体小颗粒？ 大量“原子”的聚集 每个固体小颗粒中大约含有多少“原子”？ 58.5g 6.02×1023 1g 6.02×1022 1×10-9g 6.02×1013 从胶体粒子微观认识角度的判断：“原子”总数 > 109实验中的现象与模型初建 可是这么多原子是怎样聚集的呢？ 假设：Na → Na+、Cl →Cl- ，如何？Na+和Cl-将怎样相互结合？ 对稀有气体稳定结构的追求 Na+吸引Cl-，在球形电场中，Cl-形成对Na+的包围，将产生剩余负电荷；负电荷电场继续吸引Na+，进而有正电荷的剩余；再吸引Cl-，循环往复。这样就形成大量的原子的聚集。实验中的现象与模型初建 想象中的正负电荷相互包围的“叠汤圆”模型 在带有正负电荷的阳离子、阴离子相互堆积的想象模型中，忽略离子的相对大小、以及离子堆积中的配位数的细节。想象中：离子 → 微粒 实验中：微粒 → 离子 宏观与微观的关联 实验中的现象与模型初建 为什么不能形成更大的固体颗粒？ 想象 Na → Na+、Cl2 → Cl- 进而形成固体颗粒的过程：带有同种电荷的离子因排斥而远离，异种电荷的离子因吸引而聚集；离子在聚集过程中的消耗并同时向外的扩散，新的聚集中心的出现，都制约着固体颗粒的进一步长大。实验中的现象与模型初建 H2在Cl2中燃烧，为什么是薄“雾”袅绕？ 没有形成大量原子的聚集！ H原子和Cl原子相互结合，形成的是一种小的集合体-“分子”，确实不是通过形成离子的方式进行的。 化学键认知模型的表达 对稳定结构的追求，是成键过程中原子的基本行为 离子键共价键对化学键认识的深化 通过共价键不能形成固体吗？ 想象Si转化为SiO2的过程： 没有 “烟”的出现 相似的过程：Al在酒精灯火焰中灼烧，形成氧化膜 C在O2中“燃烧”，没有火焰 对学生认知行为的矫正 NH3与HCl相遇，“白烟”的现象 NH4Cl电子式的正确表达 表达形式上：组合认识本质上：现象离子的边界、配位键的形成 对离子晶体认识模型的完善 X-射线衍射实验，使人们得以观察到Na+和Cl-在空间的排列方式。 每个Na+周围有6个Cl-，每个Cl-周围有6个Na+，对阴阳离子“迭汤圆”模型看NaCl晶体的生长 正八面体的几何外形，怎么与正六面体相适合？ 点电荷电场模型的“失真” 离子聚集过程中，对进入的位置产生选择性。（能量）“晶体”形状的改变 重新理解“NaCl晶体”的生长过程 一个离子为中心 吸引异种电荷（正八面体） 在选择中聚集（晶胞） 如何生长？ 新的位置选择（能量） “NaCl晶体”生长过程中的多样性 模型构建的意义 Na+与Cl-相互配位的结构细节 知识与技能实验观察与微观本质的关联能量、有序与选择性、生长思维与方法 对世界的基本认识理解知识的物理意义模型构建的意义 学生能够在学习过程中，参与与自然的交互
（理解知识形成的过程）学生思维的可视性展现 模型与思维的交互 实物模型完善思维模型的细节
思维模型赋予实物模型的灵动聚戊二酸丙二醇（PPG）是一种可降解的聚酯类高分子材料，在材料的生物相容性方面有很好的应用前景。PPG的一种合成路线如下：ACl2
光照BNaOH /乙醇
△CKMnO4
H+DH浓H2SO4
△H2
催化剂GF
稀NaOHEPPG 已知：①烃A的相对分子质量为70，核磁共振氢谱
显示只有一种化学环境的氢；
②化合物B为单氯代烃，化合物C的分子式为C5H8；
③E、F为相对分子质量差14的同系物，F是福尔马
林的溶质；
④R1CHO + R2CH2CHOACl2
光照BNaOH /乙醇
△CKMnO4
H+DH浓H2SO4
△H2
催化剂GF
稀NaOHEPPG 稀NaOHCH3CH2OH < CH3OH < HOH对有机物酸性的思考 碳链的增长 比较下列物质中所示 H 原子的酸性思考：CH3COOH可以成为四元酸？CH3-HHOH> > > 碳链的增长羟醛缩合反应 — 乙醛分子间的缩合+H+ or OH-β-羟基醛-H2O+H2
Ni/△ 碳链的增长季戊四醇的合成+ HCHO一个极富有智慧的合成方法
一个具有高度对称性分子的诞生如何由获得季戊四醇？OH-+ HCHOOH-+ HCHOOH- 2 + NaOH + 已知没有?-活泼氢的醛在强碱作用下，发生分子间的氧化还原而生成相应醇和相应酸的反应。如2HCHO + NaOH HCOONa + CH3OH△△+HCHO + NaOH HCOONa + △甲醛的还原性最强 学过科学以后，你周围的世界仿佛就变了样子。 就拿树来说吧，树的构成材料居然主要是空气。你把树焚烧了，树就会化作原来的空气，在火焰的光热中散发出来的是原来被束缚在里面用来把空气转化成树的太阳光热。在灰烬中的那一小部分残余物质，则本来不是空气，而是来自固体物质的泥土。 这些真都十分有趣，这样的例子，科学里面简直是俯拾皆是，不胜枚举。这样一些例子都是很有激励作用的，你可以用它们去激励、去启迪、去教育别人。
— 理查德·费曼 对教育的理解 — 对自然世界的感悟 对教育的理解 — 对社会发展的认识 学习历史不能仅仅停留在训诂上，而是应该从纷繁的历史事件中，看到社会发展的一些大的趋势和一些必然性的规律。 —《上学记》 何绍武教学 — 一种生活状态 “教学”不是仅仅指代教师的“教”和学生的“学”，教学也代表着教师在社会发展过程中的角色定位。
教师将在教学的过程中感受生活、参与生活、创造生活、享受生活。 化学教学的意义，不仅仅是学生在化学学习中获得升学所需要的分数，更重要的是让学生能够在化学学习中，通过化学的视角，观察、理解并主动参与未来的社会生活。
社会在发展、学生在成长，教师需要不断学习，
对教学的思考与实践也仍然在继续……。对化学教学的理解 我们的愿望 教学应致力于把课堂知识和科学实践联系起来，在教学中注意使学生感受事物发生、发展变化和被认识的过程，启发学生体验科学活动中的创造性、直观、想象、激动与怀疑的态度。这应该是体现素质教育和加强能力培养的主要内涵。 提高学生在科学、数学和技术方面的素养，可使他们生趣盎然地、负责任地和富有成效地生活。谢谢老师们！