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也谈新课标中焓熵学习的深广度

来源:未知作者:邬兆宇 点击:所属专题: 反应方向 教学要求

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化学反应原理模块是选修模块中唯一一个必考模块,主要内容包括三部分:化学反应与能量变化、反应速率与化学平衡、溶液中的离子平衡。 化学反应原理每个部分都按照“认识化学反应”到“应用化学反应”的认识线索展开。并且,这里的每个部分都有新增内容,反应与能量变化

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    化学反应原理模块是选修模块中唯一一个必考模块,主要内容包括三部分:化学反应与能量变化、反应速率与化学平衡、溶液中的离子平衡。  

 

    化学反应原理每个部分都按照“认识化学反应”到“应用化学反应”的认识线索展开。并且,这里的每个部分都有新增内容,反应与能量变化增加了盖斯定律,反应速率与化学平衡增加了化学平衡常数以及浓度商、熵焓内容,溶液中的离子平衡增加了溶度积(沉淀溶解常数)等内容。

 

   教师们对熵焓内容的争论最大,主要争论点在于需要增加多少?怎样把握深广度?

 

一、引入熵焓很有必要

 

    曾经与一位经济审计专业人员讨论社会发展速率与社会混乱度之间是否有联系,这位高中理科毕业、然后在毕业于著名高校的运筹专业的先生使用了很多专业术语,主要依据的还是将社会看作一个平衡体系,利用化学平衡理论中的焓熵函数,通过焓减以及熵增,得出结论:社会发展太快,社会混乱度一定增加,还告诉我,经济年发展速率高于8%社会进入亚稳状态,经济年发展速率高于12.5%则进入实际不可控状态。然后困惑地疑问:“你可能不清楚我所说的吧?可能太专业。”我问:“为什么不直接使用吉布斯自由能呢?”他回答:“没有直接联系。”

 

    我很惊讶,他竟然不知道所广泛使用的焓熵函数来源于化学理论,而这正好为是他所熟悉的我的化学专业;同时因为可能他的专业著作没有直接给予吉布斯自由能,竟然不清楚之。

 

    一个高中毕业生,不清楚化学热力学的基础知识,不应当算作优化学素养的接班人;一个运筹专业的毕业生,不知道熵焓来源于化学,不怪高校,应当责备高中化学教育。我很困惑,今天的课程标准制定者是经过怎样的过程决定的,我想早该这样了,而今天,这块儿理论知识进入了高中化学,既感到高兴,又觉得有难度;难度在把握怎样的深广度。

 

    较早,地球物理学家根据化学热力学的焓减小消除了让我们担心的“热寂论”,不久后,信息学使用了化学热力学的熵的引申“信息熵”,生命科学使用了“负熵”,化学热力学函数广泛被使用,而学生今天可以知道了,这应当感谢教育决策部门以及新教材编写者。

 

    焓熵的引入虽然那增加了学生的负担,但是完备了学生的科学认识和化学素养,也间接有利于培养并提升自己的国家和社会责任感。

 

二、按课程标准把握深广度

 

     不是本科教育,属于中等基础教育,要求自然应当不高。

     新课程标准在反应与能量的内容要求:能举例说明化学能与热能的相互转化,了解反应热和焓变的涵义,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。

   新课程标准在反应速率与化学平衡的内容要求:能用焓变和熵变说明化学反应的方向。

   了解焓变的涵义,能用焓变和熵变说明化学反应的方向,这就告诉我们,知道化学反应发生的总趋向是体系能量降低与熵的增加,不需要给出焓变的准确定义,并不要求给熵下定义,只要求学生知道熵是判断化学反应方向的重要依据。

 

三、按专家观点把握深广度

 

   通过视频学习,可以看出北京师范大学化学教育研究所的王磊教授、物理化学专家高盘良教授、北京35中教师支瑶等在高中学习焓熵深广度的把握上,与课程标准基本一致,并且进行了细化。

 

四、按高考题把握深广度

 

1、低的标准可以通过这个天津试题把握深广度

(09天津卷也谈新课标中焓熵学习的深广度6)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);ΔH=-566 kJ/mol,也谈新课标中焓熵学习的深广度Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ 也谈新课标中焓熵学习的深广度;ΔH=-226 kJ/mol


也谈新课标中焓熵学习的深广度根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是

也谈新课标中焓熵学习的深广度

A.CO的燃烧热为283 kJ

也谈新课标中焓熵学习的深广度B.右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系

也谈新课标中焓熵学习的深广度C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g);ΔH>-452 kJ/mol

也谈新课标中焓熵学习的深广度D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时,电子转移数为6.02×1023

 

先看解析过程:A、燃烧热的单位出错,应为kJ/mol,错;B、图中的量标明错误,应标为2 mol CO和2 molCO2,故错。C、CO2气体的能量大于固体的能量,故C项中放出的能量应小于452kJ,而?H用负值表示时,则大于-452kJ/mol,正确;D、考查盖斯定律,可以将下式乘以2,然后与上式相加,再除以2,即得CO与Na2O2的反应热,所得热量为57KJ,即:CO(g)与Na2O2(s)反应放出57kJ热量时,电子转移1mol。故D项错。

 

会进行物质状态不同的比较、能量高低的比较、可以进行简单的盖斯定律的计算,就可以完成上述题目。

 

2、这个题目来自2010年江苏高考化学试题第8题,从这个题目可以进行学习熵焓深广度的高的标准。

 

8、下列说法不正确的是

 

A.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加

 

B.常温下,反应C(s)+CO2(g)==2CO(g)不能自发进行,则该反应的△H>0

 

C.一定条件下,使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率

 

D相同条件下,溶液中的Fe3+、Cu2+、Zn2+的氧化性依次减弱


其中B项属于化学热力学讨论范畴,在这里需要通过吉布斯自由能△G=△H-T△S,因为是非自发进行的反应,所以△G>0;又因为是固体生成气体的反应,所以熵值增加,△S>0.

由此得出△H是两个正值的和的结论。即:△H>0。当然可以通过这是高中典型的吸热反应,得出结论:△H>0。

   

只要在教学中端正认识、把握对深广度,就可以避免教学的平庸化、可可以避免教学中分不清高中内容、大学内容的界线的现象。

(责任编辑:化学自习室)
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