2023届高考化学二轮专题复习：构建和应用电极反应平衡移动理论的项目式学习 课件21张

构建、体验和应用电极反应平衡移动理论的项目式学习 ——以科学探究软锰矿制备氯气为研究起点 1 1.1项目教学主题分析 《普通高中化学课程标准(2017年版)》中指出，要全面发展学生的化学学科核心素养，重视开展“素养为导向”的教学，教师在开展的化学教学过程中，应适时地向学生渗透化学学科核心素养，即以学习化学知识的过程为载体，培养化学学科核心素养。化学学科核心素养5个维度中，其中“证据推理与模型认知”属于科学思维范畴，构建、完善并应用认识模型是重要的科学活动，“证据推理与模型认知”包括以下五个方面的内涵: 具有证据意识，能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设； 通过分析推理加以证实或证伪； 建立观点、结论和证据之间的逻辑关系； 知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立模型； 能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。 浙江省绍兴市越州中学 1.2项目教学主要框架 电极反应平衡思想构建、体验和应用的发展历程 浙江省绍兴市越州中学 2 项目教学目标、任务及教学流程 [任务1]实验探究软锰矿与浓盐酸反应——构建模型。首先创设软锰矿与浓盐酸制备氯气的真实情境，以MnO2与浓盐酸反应的离子方程式为载体，引导学生从微观视角研究一定量MnO2产生更多氯气为主要驱动任务，通过设计实验——提出科学假设和论证——初步构建电极反应平衡移动认识模型，发展科学探究、证据推理和模型认知核心素养。 [任务2]探究酸碱性等因素对氧化还原反应的影响——验证模型。在学生初步构建认识模型的基础上，引导学生对Mg/H2O、Al/H2O、Ag/盐酸等反应体系的热力学和动力学等化学反应原理的深刻解读，帮助学生完善、修正电极反应平衡移动理论认识模型，感悟溶液酸碱性、沉淀反应以及配合反应对氧化还原反应的影响，发展学生氧化还原反应结构化水平。 [任务3]解释和设计复杂化学电源——应用模型。帮助学生理解“全氢电池”等新型电源，引导学生设计“双氧水新型电源”以及创新实验等教学活动，发展学生创新精神和社会责任，感悟学科社会价值。 浙江省绍兴市越州中学 3.1.1真实情境——实验探究软锰矿与浓盐酸反应 [情境引入]使用过量软锰矿与一定量浓盐酸混合加热生成Cl2，当Cl2不再逸出时，发现固液混合物A中不但有剩余的MnO2，也有盐酸剩余。 [写出离子方程式]MnO2+4H++2Cl－= Mn2++Cl2↑+2H2O [问题]加热上述固液混合物一段时间后，为什么体系中尽管有过量的MnO2和盐酸，体系不再产生Cl2 [回答]随反应进行，浓盐酸会逐渐变为稀盐酸，稀盐酸不能与MnO2反应得到Cl2(学生可能的回答) [问题]那么如何让剩余的MnO2和盐酸重新反应得到Cl2呢？ [回答]让剩余的盐酸重新变成浓盐酸即可(学生依据固有的认识回答问题，方法很多) 从宏观反应物视角认识化学反应 没有从微观粒子的视角认识化学反应 [引导]把“MnO2+4H++2Cl－= Mn2++Cl2↑+2H2O”看成可逆反应，当提高反应物浓度时，化学平衡向正反应方向移动，于是就能得到更多Cl2。 [结论]通过提高固液混合物A中H+或Cl－浓度方法可以得到更多Cl2。 [信息]该反应的焓变为65.5kJ/mol、熵增过程。 从微观粒子的视角认识化学反应 浙江省绍兴市越州中学 3.1.2提出假设——电极反应平衡理论 [实验方案]验证提出的方案是否可行——实验操作(如固液混合物中加某种试剂) [提出假设]物质或粒子的浓度越大，物质的氧化性或还原性就越强，譬如当在固液混合物A中加少量的固体NaCl，实际上就是提高了体系中Cl－浓度，提高了Cl－的还原性——电极反应平衡移动视角。 2Cl－－2e－=Cl2 2MnO2+2e－+2H+=Mn2++2H2O [依据假设解释]依据假设可以解释为什么加浓硫酸或固体NaCl可以得到更多Cl2 哇！ 太牛逼了！ 浙江省绍兴市越州中学 3.1.3初步验证——电极反应平衡理论 [实验]——在固液混合物A中加少量固体NaCl的同时再加一定量的固体MnSO4，加热固体混合物A时却无Cl2产生，请用以上假设予以解释。 固液混合物A中加固体NaCl同时再加固体MnSO4 先前固液混合物A中加固体NaCl加热后能产生Cl2，但同时加入了一定量的固体MnSO4，依据电极反应平衡MnO2+4H+=Mn2++2H2O可知该电极反应平衡逆向移动，MnO2的氧化性降低了，所以即便加了固体NaCl也可能无法产生Cl2，这充分说明了以上假设是正确的。 POE教学策略 浙江省绍兴市越州中学 3.2.1验证模型——体系酸性对氧化还原反应的影响 [情境引入]双氧水分解可以用MnO2作催化剂，催化剂在化学反应前后质量和化学性质不改变，同学们，请完成[实验]并填写实验现