感悟化学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

感悟化学感悟化学第1页 教育最高目标是为了使人们能够过一个实现自我和负责任生活作准备。科学教育传授科学、数学和技术是教育一部分，这些知识有利于促进学生了解，养成好思维习惯，使他们变成富有同情心人，使他们能够独立思索和面对人生。这些知识也应使他们作好准备同公众一道，全心全意地参加建设和保卫一个开放、公正和生机勃勃社会。面向全体美国人科学第2页科学素养：科学素养：熟悉自然界，尊重自然界统一性；知道科学、数学和技术相互依赖一些主要方法；了解科学一些重大约念和原理；有科学思维能力；认识到科学、数学和技术是人类共同事业，认识它们优点和不足。同时，还应该能够利用科学知识和思维方法处理和人与社会关系。第3页从科技和人双重意义上选择提议从科技和人双重意义上选择提议 实用 社会责任 知识内在价值推荐学习内容 知识和技能，能否大大增加毕业生长久就业前景，是否有利于个人决议。推荐内容能否帮助公民明智地作出相关科学技术社会决议和政治决议推荐内容是否包含科学、数学和技术主要方面，这些方面在人类历史中式如此至关主要、或对我们文化影响如此广泛，以至于不讲授它们，通才教育就不完整。哲学价值 丰富孩子童年时代推荐内容是否有利于人们提升思索诸如生与死、感觉与现实、个人利益与公众利益、必定与怀疑等人类永恒问题能力推荐内容能否使孩子童年愈加充实丰富（对于孩子、这段生活很主要，并将影响其未来生活）第4页教师在教学过程中地位与角色教师是科学界在课堂中代表教师是科学界在课堂中代表教师应具备扎实专业基础教师应具备扎实专业基础教师能够选择适当教学方法教师能够选择适当教学方法教师应不时反思本身教学教师应不时反思本身教学第5页案例1合成氨工业合成氨工业第6页1898年英国物理学家克鲁克斯 “因为人口增加，土地变得狭窄了，长此下去，粮食不足时代就会到来，处理方法是必须找到新氮肥”物理学家警告：物理学家警告：第7页化学家贡献化学家贡献 19奥斯瓦尔德教授用铁丝做催化剂，将NH3分解为氢气和氮气，反过来又使容积6%氮气和氢气合成氨。为此，他向德国巴登苯胺纯碱企业（BASF企业）请求援助资金100万马克。可逆反应可逆反应年轻化学家博施发觉问题第8页 19化学家弗兰克和卡勒把碳化钙用电炉加热到1000以上，使它与空气中氮气反应而制成石灰氮。CaC2+N2+3O2=Ca3N2+6CO3第9页 德国巴登苯胺纯碱企业抢先付给哈伯2500美元预订费，并答应购置以后全部研究结果。19哈伯选择锇或铀作催化剂在550，150250大气压下，得到8.25%氨。第一次取得0.1kg氨。与此同时，能斯特选择铂粉、锰作催化剂，在685，50大气压下，得到0.96%氨。从合成氨反应原理，分析哈伯与能斯从合成氨反应原理，分析哈伯与能斯特试验结果差异原因特试验结果差异原因第10页19哈伯又提出了“循环”新概念：让没有发生化学反应氮气和氢气重新返回到反应器中，把已经反应NH3经过冷凝分离出来，这么周而复始，以提升合成氨取得率，使流程实用化。及时分离出氨，对化学平衡体系会产生及时分离出氨，对化学平衡体系会产生怎样影响？怎样影响？NH3沸点为沸点为-33.5，为何在工业生产过，为何在工业生产过程中，仅用冷却水就可将其液化？程中，仅用冷却水就可将其液化？当年7月2日，哈伯在试验室制成了一座小型合成氨装置模型，这种装置魔术般以每小时0.08kg速率合成着氨。博施亲眼看到了液氨滴落情况。第11页 巴登苯胺纯碱企业马上买下哈伯合成氨专利，并将其全部研究结果接收下来。“不论生产工艺怎样改进，合成氨售价怎样下降，巴登苯胺纯碱企业每售出1吨氨，哈伯分享10马克，其收入永不改变.”19，瑞典科学院考虑到哈伯合成氨已在经济生产中显示出巨大作用，为哈伯颁发了19度诺贝尔化学奖第12页哈伯Fritz Haber第13页工业化进程中材料问题：工业化进程中材料问题：能经受住高温高压反应容器 催化剂双层反应塔双层反应塔氧化铁与少许氧化铝混合物氧化铁与少许氧化铝混合物 博施在后取得诺贝尔化学奖是说：“合成氨整个发展，很大程度上是依靠这个简单处理方法。”铁触媒铁触媒第14页1931年获诺贝尔化学奖博施Carl bosch第15页合成氨工厂外景第16页合成氨条件选择：化学反应速率化学平衡浓度压强温度有利有利,及时分离出NH3有利有利有利不利，兼顾催化剂活性催化剂有利无影响第17页 诺贝尔化学奖得主G.T.西博格在纪念美国化学会成立100周年大会上演讲 “不论过去、现在和可预见未来，再也不能找到任何一门其它工业，比化肥工业更直接关系到国计民生了。不论从经济发展还是人类进步而言，合成氨创造都是本世纪科学领域中最辉煌成就之一。”化学家评价化学家评价第18页1950年 190 50年代粮食单产（kg）每亩施用化肥用量(kg)1970年 340 1351976年 365 155第19页1923年，在100200大气压下，合成甲醇1926年，在100大气压下，合成人造石油1937年，在1400大气压下，高压聚乙烯高压条件下工业生产过程讨论化学反应原理与条件选择之间关系CO+2H2 CH3OH5CO+11H2 C5H12+5H2O第20页案例案例2 纯碱工业制法纯碱工业制法第21页已知：在室温条件下NaHCO3溶解度为9 g/100gH2O，NaHCO3饱和溶液物质量浓度大约为_molL-1。1溶液中c(Na+)=_molL-1.溶液中c(HCO3-)=_molL-1.11第22页思索：思索：要使溶液中析出NaHCO3晶体，该溶液应满足基本条件是：溶液中c(Na+)1molL-1.溶液中c(HCO3-)1molL-1.第23页 标准情况下CO2和NH3在水中溶解度以下表所表示：CO2NH3溶解性（体积比）1.7:1700:1溶液密度（g cm-3）10.88饱和溶液物质量浓度（mol L-1）0.0518第24页思索：思索：假如NH3与CO2在水溶液发生以下反应：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 CO2和NH3应采取怎样方式进行反应，才能使溶液中产生较高浓度HCO3-？注：物质溶解性受其它物质影响物质溶解性受其它物质影响第25页以下是在一定温度下一些物质溶解度。溶解性固体溶解度（/100g H2O）物质NaClNaHCO3NH4HCO3NH4Cl035.76.911.929.710039.1216.4分解75.80时饱和溶液中物质量(100gH2O)0.610.080.150.56第26页思索：思索：在室温条件下，向已被NaCl饱和浓氨水中通入CO2，首先会析出物质是什么？_。为何？_。注：不考虑物质溶于水时，在溶液中相互影响。不考虑物质溶于水时，在溶液中相互影响。第27页NaCl+CO2+H2O+NH3=NaHCO3+NH4Cl总反应方程式：总反应方程式：试验：试验：向饱和氨盐水中不停通入CO2，注意观察试验现象。反应是放热反应是放热一段时间后，有晶体析出一段时间后，有晶体析出第28页 索尔维制碱法原料：CO2、NH3、NaCl、产物：NaHCO3Na2CO3+CO2滤液中CaONH3+CaCl2Na2CO3CaCl2第29页 侯德榜制碱法原料：CO2、NH3、NaCl、产物：NaHCO3Na2CO3+CO2滤液中NH4ClNH3和和NaCl第30页CO2NH3NaClH2ONaHCO3NH4Cl原子节约性标准原子节约性标准第31页侯德榜铜像第32页第33页索尔维第34页索尔维国际会议 科学教育有利于人们对生活了解，科学教育有利于人们对生活了解，有利于学生完整人格形成有利于学生完整人格形成第35页 重视化学知识内在联络 科学素养形成与化学教学第36页乙醛和醛类乙醛和醛类案例案例3 3第37页Cl2/hvNaOH溶液，溶液，氧化氧化还原还原-H +O -O +H 醇醛羧酸第38页CH3CH2OHCH2=CH2CH3CH2ClBrCH2CH2BrCH3CH3O2H2OHClOH-/H2OBr2H2第39页+H2NiCH3CH2OH 加成反应+HCl第40页l 在一定条件下，乙醛与酸型分子(HX)加成+CH3CH2OH+HCN+CH3COOH+H2O第41页+H2O乙醛可按任意比与水互溶第42页思索思索1 1：久置乙醛溶液中会出现分层现象，经试验证实，主要成份组成为C6H12O3。能否写出上述不溶于水物质结构简式？第43页思索思索2 2：久置甲醛溶液中会出现大量白色粉末状固体，你能依据甲醛结构，推测此白色固体主要成份是什么？写出其对应结构简式？n=8100n 1000第44页 在苏格兰一座步行桥，它是由复合材料制成为，而不是用金属建造第45页H2Ni，CH3CH2OH还原反应氧化反应第46页 氧化反应银镜反应CH3CHO+2Ag(NH3)2+2OH-=2Ag+CH3COONH4+3NH3+H2O与新制氢氧化铜悬浊液反应CH3CHO +2Cu(OH)2=CH3COOH+Cu2O+2H2O 第47页试验试验1 1配置银氨溶液Ag+NH3H2O=AgOH+NH4+AgOH+2NH3H2O=Ag(NH3)2+OH-+2H2OAgOH+NH3H2O+NH4+=Ag(NH3)2+H2OCH3CHO+2Ag(NH3)2+2OH-=2Ag+CH3COOH+4NH3+H2O=2Ag+CH3COONH4+3NH3+H2O加入乙醛水浴加热第48页试验试验2 2取2mLNaOH溶液加入CuSO4溶液加几滴乙醛溶液加热Cu2+2OH-=Cu(OH)2 CH3CHO +2Cu(OH)2=CH3COOH+Cu2O+2H2O 第49页思索思索3 3：在碱性条件下，乙醛能被一些弱氧化剂所氧化，在酸性条件下。乙醛能否被一些强氧化剂（如酸性KMnO4溶液）所氧化？观察试验现象，能否写出对应化学反应方程式？5CH3CHO+2MnO4-+6H+=5CH3COOH+2Mn2+3H2O第50页思索思索4 4：假如 CH3CHO 和Br2能发生反应，请思索它们可能会以怎样方式进行？取代反应第51页总结：总结：乙醛组成与结构C2H4O乙醛物理性质无色有刺激性气味液体无色有刺激性气味液体无色有刺激性气味液体无色有刺激性气味液体能与水按任意比互溶能与水按任意比互溶能与水按任意比互溶能与水按任意比互溶乙醛化学性质能发生加成反应能发生加成反应能发生加成反应能发生加成反应能被氧化能被氧化能被氧化能被氧化银镜反应银镜反应银镜反应银镜反应与新制与新制与新制与新制Cu(OH)Cu(OH)2 2反应反应反应反应第52页思索思索5 5：以下表示了由乙烯转化为乙醛过程中，在分子组成上发生改变特点，请据此分析并推测，制备乙醛还存在哪些可能路径？CH3CH2OHCH2=CH2O2H2O第53页CH3CH2OHCH2=CH2-2HH2OO22CH2=CH2+O2 2CH3CHO催化剂催化剂HCCH-2HH2OC2H2+H2O CH3CHO 催化剂催化剂2CH3CH2OH+O2 CH3CHO +2H2OCuCH3CH=CHCH3 CH3CHO臭氧分解第54页思索思索6 6：用化学方程式表示出甲醛可能含有性质，将其乙醛性质相比。你预计甲醛会表现出怎样特征？第55页试验试验3 3新制氢氧化铜悬浊液与甲醛反应现象：有大量气体放出HCHO+2Cu(OH)2=HCOOH+Cu2O+2H2OHCHO+4Cu(OH)2=HOCOOH+2Cu2O+4H2OHCHO+4Cu(OH)2=CO2+2Cu2O+5H2O现象：还原性：甲醛乙醛有CuCuCuCu析出第56页季戊四醇合成CH3CHO+HCHO了解：了解：第57页 CH3CH2OHCH4 NH3 H2O HF-CH3-NH2-OH-F=CH2=NH=O第58页Atkins molecules原子基本成键方式原子基本成键方式第59页 C原子基本结构第60页第61页FHNNNCCCCOO分子结构表示方式 电子式第62页NaCl晶体中Na+和Cl-离子排列方式第63页干冰晶体中CO2分子排列方式第64页C60晶体中C60分子排列方式第65页金属冶炼普通方法 加热法 热还原法 电解法2HgO=2Hg+O2加热Ag2O=2Ag+O2加热2CuO+C=2Cu+CO2加热Fe2O3+CO=2Fe+3CO2高温Al2O3=4Al+3O2电解2NaCl=2Na+Cl2电解 C、H2、CO、Al、Na等第66页Au Ag Hg Cu(H)Pb Sn Fe Zn Al Mg Na Ca K Au Ag Hg Cu(H)Pb Sn Fe Zn Al Mg Na Ca K 加热法热还原法电解法金属冶炼方法与金属活动相互关系商朝司母戊鼎春秋时期铁锄和铁削用电解法冶炼铝第67页第68页第69页第70页金属金属金属氧化物金属氧化物碱碱盐盐非金属非金属非金属氧化物非金属氧化物酸酸盐盐盐盐+水碱+盐酸+盐盐+盐对卤代烃反应条件了解第71页 重视化学知识内在联络 充分发挥化学试验在学生学习活动中作用 科学素养形成与化学教学第72页试验直观性试验直观性称量第73页Cr2O3催化剂催化剂补充氧气补充氧气BaCl2溶液溶液浓硫酸浓硫酸浓硫酸浓硫酸BaCl2溶液溶液NaOH固体固体硫酸硫酸Na2SO3固体固体SO2制备与净化制备与净化SO2催化氧化催化氧化尾气处理尾气处理SO3检验与检验与硫酸生成硫酸生成 接触法制硫酸试验模拟利用液体密度对气体流向进行控制第74页试验启发性试验启发性离子反应试验设计蛋白质试验Na2SiO3溶液性质第75页第76页试验探究性试验探究性电解第77页