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物质结构基础与化学反应规律
关于物质结构基础与化学反应规律的思维导图、其中,将原有的“物质结构基础”和“化学反应与能量”两个内容主题整理合并为一个新的内容主题——“物质结构基础与化学反应规律”,它包含了原子结构与元素周期律、化学键、化学反应的限度和快慢、化学反应与能量转化等知识点,学习这一内容主题能有效地帮助学生建构物质体系内各微观粒子之间的相互作用等等。
编辑于2023-03-06 20:13:42 四川省- 结构
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物质结构基础与化学反应规律
原子结构与元素周期律
原子结构
组成
原子由原子核和核外电子组成
原子质量
质量主要集中在原子核中，质子和中子相对质量为1，忽略电子质量
质量数（A)=质子数（Z）+中子数（N）
核外电子排布
壳层（电子层）：能量不同的区域，是不连续的。
分别用n=1，2，3或K,L,M来表示从内到外的电子层
原子核第n层最多排2n^2个电子，原子最外层电子最多只有8个电子（K为2个）
学科核心素养
宏观辨识与微观探析
水平1
知识：能画出1~20号原子结构示意图，能描述原子组成与结构
元素周期表
排列方法
按照原子的核电荷数从小到大依次排列
原子序数
元素在周期表中的顺序编号
原子序数与原子结构关系
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
结构及其组成
结构
电子层相同的元素按原子序数递增的顺序从左到右排成横行，不同横行中最外层电子书相同的排成纵列
组成
周期
定义
7个横行，每一个横行叫一个周期
族
定义
18个纵列，每一个纵列叫一个族，用希腊字母表示（8、9、10三个纵列共组成第Ⅷ族）
组成
主族A
由短周期元素和长周期元素共同组成
副族B
完全由长周期元素组成
特殊族
IA 族
碱金属
VIIA族
卤族元素
0族
稀有气体
化学式含义
核素和同位素
元素
具有相同质子数的一类原子总称
核素
具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，如
同位素
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素（同一原子的不同核素互称同位素）
学科核心素养
宏观辨识与微观探析
水平1
知识：能认识元素周期表的结构 思维：能根据原子结构将原子进行分类
元素周期律
同周期元素（以Na、Mg、Al、Si、P为例）
从左到右原子半径减小
从左到右金属性减弱、非金属性增强
同主族元素（以碱金属元素和卤族元素为例）
相似性
同一主族元素化学性质相似
递变性
从上到下原子半径增大
从上到下金属性增强、非金属性减弱
学科核心素养
宏观辨识与微观探析
水平1
能力：能运用原子结构描述相应元素的性质
水平2
思维：能从不同角度对典型的物质及其主要变化进行分类 能力：能从原子结构视角说明元素的性质递变规律
证据推理与模型认知
水平1
能力：能根据元素在元素周期表中的位置，分析、预测、比较元素及其化合物的性质
教学建议
1、教学策略：情境创设策略、概念图策略 2、教学方法：讲授法、谈话-讨论法、引导发现法 3、教学情境：借助实物和图像创设的教学情境、借助“背景”创设的教学情境、借助新旧知识和观念的关系和矛盾创设的教学情境
化学键
定义
相邻原子之间强烈的相互作用
离子键
定义
带相反电荷离子之间的互相作用
典型实例
NaCl、KCl、NaOH
电子式
共价键
定义
原子间通过共用电子对所形成的相互作用
形成过程
极性键
共用电子对偏移的共价键
非极性键
共用电子对不偏向任何一个原子，成键的原子因此而不显电性
从化学键的角度看化学变化
化学反应
反应物分子内化学键的断裂和产物分子中新化学键的形成
能量变化
化学键的断裂吸热，化学键的形成放热
学科核心素养
宏观辨识与微观探析
水平1
思维：能根据化合物化学键的类型对物质进行分类
证据推理与模型认知
水平2
能力：能从化学键的角度说明常见物质的主要性质，分析性质与用途的关系
变化观念与平衡思想
水平2
能力：能从化学键的角度分析化学变化中能量吸收、释放的原因
教学建议
1、教学策略：情境创设策略、探究性学习策略、概念形成策略 2、教学方法：讲授法、演示-观察法 3、教学情境：借助实物和图像创设的教学情境、借助新旧知识和观念的关系和矛盾创设的教学情境、借助问题创设的教学情境
学生必做实验
同周期、同主族元素性质的递变
化学反应速率的影响因素
化学能转化为电能
学科核心素养
科学探究与创新意识
水平2
能力：能通过实验探究物质的性质与变化规律，并根据已有的经验和资料作出预测与假设；能运用适当的方法控制反应条件并顺利完成实验
水平3
能力：能设计实验方案探究化学反应速率的影响因素、化学能与电能的转化；能选择合适的实验试剂、仪器、装置，控制实验条件，安全、顺利地完成实验
教学建议
1、教学策略：合作学习策略、探究性学习策略 2、教学方法：实验-探究法 3、教学情境：借助动作创设的教学情境、借助语言创设的教学情境、借助实物和图像创设的教学情境
化学反应与能量转化
化学反应与热能
吸热反应
定义
吸收热量的化学反应
典型实例
放热反应
定义
释放热量的化学反应
典型实例
盐酸与Mg条的反应使温度计示数升高
能量变化原因（本质）
化学键角度
反应物分子要吸收热量才能使化学键断裂，生成产物的过程中有新化学键的形成，化学键的形成会释放热量，吸收的热量和释放的热量不等，造成了吸热或放热现象
总能量角度
反应物的总能量与生成物的总能量不同
化学与社会
人类利用化学反应的热能始于火的发现，现代以煤、石油、天然气为主要能源，燃烧会造成能源消耗和空气污染，开发并利用新能源很重要
学科核心素养
宏观辨识与微观探析
水平4
知识：能从化学键、定性与定量角度对物质变化中热能转化进行分析和描述
变化观念与平衡思想
水平1
知识：能说明化学变化中的热能转化
科学探究与创新意识
水平3
能力：能设计实验方案探究化学能与热能的转化
科学态度与社会责任
水平3
能力：能结合工业生产和生活实际问题情境说明化学变化中热量转化的重要应用
化学反应与电能
原电池
定义
把化学能转化为电能的装置
工作原理
使氧化反应与还原反应分别在两个不同的区域进行，从而使氧化还原反应中的电子通过导体（导线）发生定向移动，形成电流，实现化学能到电能的转化
组成
负极
电子流出的一极
正极
电子流入的一级
典型实例——铜锌原电池
原理示意图
电极反应式
负极：
正极：
化学与社会
化学电池是新能源和可再生能源的重要组成部分。除了铜锌原电池外，锌锰电池、铅酸蓄电池、锂电池和燃料电池更为高效、环保
概要
学科核心素养
宏观辨识与微观探析
水平4
知识：能从电子转移角度对物质变化中电能转化进行分析和描述
变化观念与平衡思想
水平1
知识：能说明化学变化中的电能转化
科学探究与创新意识
水平3
能力：能设计实验方案探究化学能与电能的转化
科学态度与社会责任
水平3
知识：认识原电池的工作原理与应用 能力：能结合工业生产和生活实际问题情境说明化学变化中电能转化的重要应用
教学建议
1、教学策略：概念形成策略、探究性学习策略 2、教学方法：讲授法、谈话-讨论法、演示-观察法 3、教学情境：借助实物和图像创设的教学情境、借助“背景”创设的教学情境、借助问题创设的教学情境
化学反应的限度和快慢
化学反应的速率
定义
单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（取正值）来表示。单位通常为mol/(L·min) mol/(L·s)
影响因素
实验方法
控制变量法
只改变其中一个因素，控制其他因素不变的研究方法
浓度影响
其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大
温度影响
其他条件相同时，升高温度，反应速率增大
压强影响
对于气体来说，当温度不变时，增大压强相当于增大反应物浓度，反应速率增大
学科核心素养
变化观念与平衡思想
水平2
知识：认识化学变化的复杂性与多样性，化学反应是有一定速率的 能力：能分析影响化学反应速率的主要因素
科学探究与创新意识
水平3
能力：能设计实验方案探究影响反应速率的因素
化学反应的限度
可逆反应
定义
在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应，叫可逆反应
典型实例
化学平衡
定义
当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度都不再改变，达到一种表面静止的状态，这种状态是动态平衡的
限度
化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的最大程度，即该反应的限度，决定了最大转化率
学科核心素养
变化观念与平衡思想
水平2
知识：认识化学变化的复杂性与多样性，化学反应是有一定限度的 能力：能分析影响化学平衡的主要因素
水平3
能力：能根据反应速率理论和化学平衡原理，说明影响化学反应速率与平衡的因素
科学探究与创新意识
水平3
能力：能设计实验方案探究影响化学平衡的因素
化学反应条件的控制
目的
提高化学反应速率或反应物的转化率
条件
温度、压强、反应物浓度的控制
典型实例——合成氨反应
温度对产率和速率的影响矛盾，工业上综合考虑成本和时间问题，选择400~500度；
压强增大，能提高反应物转化率，但对设备要求较高，综合考虑选择10~30MPa
学科核心素养
变化观念与平衡思想
水平4
能力：能从调控反应速率、提高转化率等方面综合分析反应的条件，提出有效措施
科学态度与社会责任
水平3
能力：能结合工业生成、生活实际问题情景，从化学反应速率、化学平衡角度说明化学变化中调控反应条件的重要应用
教学建议
1、教学策略：概念形成策略、探究性学习策略 2、教学方法：演示-观察法、实验-探究法、引导发现法 3、教学情境：借助“背景”创设的教学情境、借助问题创设的教学情境