教学设计2018.06.21，来自广药大医药化工学院.pdf
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广东省第四届高校青年 教师教学大赛 教学设计 汇编本 2018.07 1 目 录 《无机化学》教学大纲中基本教学内容共 9 章，此次教学设计的 10 个节段分别选自第 1、2、3、4、6 等 5 章。 1. 现代价键理论 ............................................................................................. 1 选自第二章：分子结构/第二节：现代价键理论 2. 杂化轨道理论 .......................................................................................... 41 选自第二章：分子结构/第三节：杂化轨道理论 3. 分子间作用力 .......................................................................................... 47 选自第二章：分子结构/第四节：分子间作用力 4. 沉淀-溶解平衡 ........................................................................................ 29 选自第三章：沉淀与溶解/第二节：沉淀-溶解平衡 5. 酸碱理论.......................................................................................................................................................................................................19 选自第四章：酸与碱/第一节：近代酸碱理论 6. 缓冲溶液.........................................................................................................................................................................................................24 选自第四章：酸与碱/第四节：缓冲溶液 7. 配位化合物 .............................................................................................. 53 选自第六章：配位化合物/第一节：配位化合物基本概念 8. 溶液的蒸气压下降和沸点升高 ................................................................ 1 选自第一章：溶液/第三节：稀溶液的依数性 9. 溶液的渗透压...............................................................................................................................................................................7 选自第一章：溶液/第三节：稀溶液的依数性 10. 化学反应速率 .....................................................................................................................................................................13 选自第三章：化学反应速率/第二节：影响化学反应速率的因素 2 现代价键理论 一、教学基本情况 授课主题 课程类型 教 现代价键理论（Modern valence bond theory） 理论课 标 教学 重点与难点 1 学时 授课日期 2018 年 7 月 7 日 知识目标 1． 掌握共价键的形成及其本质。 2． 掌握价键理论的基本要点与共价键的特点。 3． 熟悉共价键的键型。 技能目标 1． 培养学生对共价键形成的本质有确切的了解，共价键是电子云的 重叠，在本质上依然是电性的。 2．清楚了解共价键具有饱和性和方向性的特点，为后续杂化轨道的学 习打下基础。 情感目标 1．了解原子形成分子的方式，认识到丰富多彩的物质都是由元素的原 子通过化学键而形成的。 学 目 学 时 共价键的形成及其特点。 《无机化学》第 7 版. 张天蓝主编. 人民卫生出版社, 2016. 教材分析 本教材由国内权威专家修订编著，适用于食品科学相关专业，其知识结构较 系统，将基础理论与生产生活实际联系密切，反映无机化学前沿进展。 学生分析 1. 教学对象为食品质量与安全专业 2017 级四年制本科新生，从中学到大学的跨 阶段学习模式尚未完全适应，且专业基础尚未建立，因此在教学中尽量运用类 比教学，并引导学生多观察、多思考，建立学习主动性，增加学习兴趣。 2. 用本着基础理论学习为生活生产服务的精神，对于食品质量与安全专业学生， 结合相应食品知识讲授相关基础理论知识内容，突出其实际意义；在问题设置 中加入食品监测专业人员的角色思考；适当引入生活案例进行分析，并加强食 品安全思想的教育。 教学方法 1.以生活需求为导向，问题为中心，案例为引子，结构为主线的多元互动式教学 模式。通过针对性提问互动，由浅入深，引导学生主动逻辑思维，并锻炼学生 的表达能力。 2.结合生活实例，培养辩证思维，同时渗透人文关怀精神。 3.采用多媒体技术结合板书画图，运用视频、动画等将知识形象化、具体化，帮 助学生理解与记忆。 教学用具 1.教鞭；2. 多媒体设备；3.PPT；4.黑板；5.视频。 双语词汇 八隅体（octet rule） ； 现代价键理论（valence bond theoy )； 3 共价键（covalent bond） ； 分子轨道理论（molecular orbital theory） 。 二、教学流程 进程 内容 目的与方法 时间分配 回顾 经典价键理论 范围和注入 复习 8 电子稳定学说 1-2min 提问互动 BF3，PCl5 结合案例，切入主题 2-3min 总起概述 共价键的形成 明确框架，突出重点 2-3min 机理分析 电子配对原理 能量最低原理 原子轨道最大重叠原 理 深入剖析，追根索源 12-15min 提问互动 N2 分子的形成 承上启下 1-2min 知识导入 共价键的特点和键型 结合图示，引发思考 1-2min Cl2, HF 等分子的形 成 验证理论 15-18min 5min . 层层递进，揭示答案 案例应用 结合实例，引发思考 课堂小结 解释 BF3，PCl5 成因, 整体课堂总结 强化记忆，首尾呼应 1-2min *虚线内为 20 分钟现场授课部分 4 三、教学过程 教师讲授提纲 一、课程导入 教学活动设计及意图 【回顾与导入】 教学手段运用 时间 分配 【图片展示】 分别展示原子通过共用电子对 1.回顾中学时期学过的经 典共价键理论，即 Lewis 学说 （八隅体理论） 。 提问：Cl2 和 N2 分子是怎么形成 的？ 形成分子。 2-3 min 通过对已学内容的回顾，以及与 本节内容的内部相关性，引出本 堂课的内容，同时介绍学习目标， 温故而知新。 二、课程讲述 举例 BF3，PCl5 等分子的形成， 中心原子少于或者多余 8 电 子，但分子仍然很稳定，从而 【思考】 ： 这些分子到底是怎么形成的，为 什么稳定呢？ 5 min 支 出 经 典共 价 键理 论 的局 限 性。 【图片展示】 H2 分子的能量和核间距 R 之间 的关系曲线图 (一) 共价键的形成 选取 H2 分子的形成过程，用两 字力学的方法，得到 H2 分子的 能量和核间距 R 之间的关系曲 线，理解共价键的形成是由于 未成对电子的配对。 【互动】 引导学生回忆原子核外的电 子排布，切实了解未成对电子的 概念。 可以举例常见原子，复习 一 下和外 电子 排布及 遵循 的规 则。 5 6-8min (二) 总结得出共价键的本质 【推导】 是由于原子相互接近时轨道 从电子云的观点考虑，可认为 H 重叠（即波函数叠加） ，原子间 的 1s 轨道在两核间重叠，使电 通过共用自旋相反的电子对使 子在两核间出现的几率大，形成 能量降低而成键。 负电区。两核吸引核间负电区， 使 2 个 H 结合在一起。 6-8min 【归纳】 成键原理 （a） 电子配对原理 （b） 能量最低原理 （c） 原子轨道最大重叠原理 重叠部分越大，键越牢固，分子 越稳定。 (三) 共价键的特点 1、具有饱和性 一个原子有几个未成对电 子(成单电子)，就可以和几个 【提问】 水分子中有几个共价键？同时 引发学生的思考，引导学生不盲 从，独立思考。 【图片展示】 说明中心原子的价电子层中， 有几个单电子，就形成几个共 价键。 自旋量子数不同的电子配对成 键，一个电子和另一个电子配 对后，就不能再和其它原子的 电子配对。 5-7min 【互动】 层层递进，H2, N2 中有几个共价 键，为什么？ 培养学生逻辑思维能力，挖掘思 【板书展示】 书写出 H 原子和 N 原子的价层 电子排布，并说明他们各自所 形成的共价键的数目。 维的深度。 【图片展示】 以 HCl 分子的形成为例，比较 三种重叠方式，看哪一种达到 最大重叠，即为最稳定的共价 键。 2、具有方向性 除 s 轨道外，p, d 和 f 轨道在 空间都有一定的伸展方向，成 键 时 只 有沿 着 一定 的 方向 取 向，才能满足最大重叠原则。 6 (四)共价键的键型 【互动】 除 s 轨道外，p, d 和 f 轨道在 分别回忆 s，p 和 d 轨道的形状及 空间都有一定的伸展方向，成 空间取向。 【图片展示】 展示“头碰头”和“肩并肩” 键 时 只 有沿 着 一定 的 方向 取 向。 【提问】 根据原子轨道的重叠方式，把 了解如何重叠，才能形成最大重 共价键的键型分为 σ 键和 π 键。 叠，两个原子间的最大重叠方式 有几种？ σ 键：“头碰头” 【案例分析】 举例说明 σ 键和 π 键的区别 π 键：“肩并肩” 7 4-6min 进行比较，得出 σ 键和 π 键的 【案例分析】 区别： 通过 N2 分子之间三个共价键的 σ 键特点： 形成方式，层层递进，培养学生 (1)σ 键的轨道重叠程度比 π 键 逻辑思维能力，挖掘思维的深度。 【图片展示】 的轨道重叠程度大，因而 σ 键 比 π 键牢固。 (2)σ 键可单独存在于两原子 间，是构成分子的骨架，两原 子间只可能有 1 个 σ 键。 3-5min π 键特点： (1)π 键较易断开，化学活泼性 强。 (1)一般它是与 σ 键共存于具有 双键或叁键的分子中。 【回顾总结】 (四) 课堂小结 四、参考资料与推荐阅读 1. 麦松威，周公度，李伟基. 《高等无机结构化学》，北京：北京大学出版社， 2014 年。 2. 陈慧兰. 《高等无机化学》，北京：高等教育出版社，2005 年。 3. 章慧.《配位化学-原理与应用》，北京：化学工业出版社，2009 年。 4. 吉林大学，武汉大学，南开大学，《无机化学》，北京：高等教育出版社， 2017 年。 8 杂化轨道理论 一、教学基本情况 授课主题 课程类型 教 杂化轨道理论（Hybrid orbitals theory） 理论课 标 教学 重点与难点 1 学时 授课日期 2018 年 7 月 7 日 知识目标 1. 掌握杂化轨道的概念和形成。 2. 掌握杂化轨道的类型。 3. 熟悉杂化轨道类型与分子构型的关系。 技能目标 1. 培养学生对杂化轨道形成的本质有确切的了解，杂化轨道是电子发 生激发以及能量的重新分配，在本质上依然是电性的。 2. 清楚了解杂化轨道的类型和特点，为后续价层电子对互斥理论的学 习打下基础。 情感目标 1．了解原子形成分子的方式，认识到丰富多彩的物质都是由元素的原 子通过化学键而形成的。 学 目 学 时 杂化轨道的形成及其特点。 《无机化学》第 7 版. 张天蓝主编. 人民卫生出版社, 2016. 教材分析 本教材由国内权威专家修订编著，适用于食品科学相关专业，其知识结构较 系统，将基础理论与生产生活实际联系密切，反映无机化学前沿进展。 学生分析 1. 教学对象为食品质量与安全专业 2017 级四年制本科新生，从中学到大学的跨 阶段学习模式尚未完全适应，且专业基础尚未建立，因此在教学中尽量运用类 比教学，并引导学生多观察、多思考，建立学习主动性，增加学习兴趣。 2. 用本着基础理论学习为生活生产服务的精神，对于食品质量与安全专业学生， 结合相应食品知识讲授相关基础理论知识内容，突出其实际意义；在问题设置 中加入食品监测专业人员的角色思考；适当引入生活案例进行分析，并加强食 品安全思想的教育。 教学方法 1.以生活需求为导向，问题为中心，案例为引子，结构为主线的多元互动式教学 模式。通过针对性提问互动，由浅入深，引导学生主动逻辑思维，并锻炼学生 的表达能力。 2.结合生活实例，培养辩证思维，同时渗透人文关怀精神。 3.采用多媒体技术结合板书画图，运用视频、动画等将知识形象化、具体化，帮 助学生理解与记忆。 教学用具 1.教鞭；2. 多媒体设备；3.PPT；4.黑板；5.视频。 双语词汇 共价键（covalent bond） ；现代价键理论（valence bond theoy )； 分子轨道理论（molecular orbital theory） ； 杂化轨道（hybrid orbitals）。 9 二、教学流程 进程 内容 目的与方法 时间分配 回顾 共价键理论 范围和注入 复习共价键的包和性 1-2min 提问互动 CH4 结合案例，切入主题 3-4min 总起概述 杂化轨道的形成 明确框架，突出重点 3-4min 机理分析 原子轨道线性组合， 重新分配能量和空间 方向，组成等数目的 杂化轨道。 深入剖析，追根索源 8-12min 提问互动 BeCl2，BF3 的形成 承上启下 1-2min 知识导入 杂化轨道特点和类型 结合图示，引发思考 1-2min PCl5，SF6 等分子的形 成 验证理论 15-18min 5min . 层层递进，揭示答案 案例应用 结合实例，引发思考 课堂小结 解释 CH4，PCl5 成因, 整体课堂总结 强化记忆，首尾呼应 1-2min *虚线内为 20 分钟现场授课部分 10 三、教学过程 教师讲授提纲 一、课程导入 教学活动设计及意图 【回顾与导入】 教学手段运用 时间 分配 【图片展示】 分别展示共价键形成的本质以 1.回顾上节课学习的共价 键理论。 提问：H2,HCl 和 N2 分子是怎么形 成的？ 及 HCl 和 N2 分子是怎么形成 的。 通过对已学内容的回顾，以及与 本节内容的内部相关性，引出本 堂课的内容，同时介绍学习目标， 温故而知新。 3-5 min 得出结论：一个原子最外层有几 个单电子，最多形成几个共价键。 二、课程讲述 举例 CH4 中的 C 原子，最外层 电子中只有两个是单电子，按 理说最多形成 2 个共价键，可 【互动】 引导学生思考这个问题，并考 察学生对于教材的预习情况。 在甲烷分子中，命名存在 4 个 C-H 共价键。 (三) 杂化轨道概念的引入 （1）成键过程中，同一原子中 几个能量相近类型不同的原子 11 【图片展示】 S 轨道和不同数目 p 轨道的杂 化，分别以 BeCl2，BF3，CH4 为具体案例分析，并显示空间 取向。 5 min 轨道线性组合，重新分配 能量 【推导】 和空间方向，组成等数目的杂 分别以 s 轨道和不同的 p 轨道去 化轨道 线性组合，观察空间取向。 （2）杂化轨道的角度波函数在 某方向的值比杂化前大得多， 【归纳】 更有利于原子轨道间最大程度 共价键成键原理仍然适用 地重叠，因而杂化轨道比原来 （a） 电子配对原理 轨道的成键能力强。 （b） 能量最低原理 （3）杂化轨道之间力图在空间 （c） 原子轨道最大重叠原理 取最大夹角分布，使相互间的 重叠部分越大，键越牢固，分子 排斥能最小，故形成的键较稳 越稳定。 6-8min 定。不同类型的杂化轨道之间 的夹角不同，成键后所形成的 分子就具有不同的空间构型。 6-8min (四) 总结得出杂化轨道形成 的本质以及引出杂化轨 道的常见类型 (三) 杂化轨道的类型及分子 【互动】 构型 引导杂化后，形成的单电子，和 1、s-P 型杂化 共价键成键模式相同。 2 讲清楚 sp 型、sp 型以及 3 sp 杂化类型的由来以及空间 结构，和前面共价键的形成取 12 【图片展示】 说明中心原子的周边，形成几 个共价键，就有几对电子，根 据排斥能量的大小，初步决定 了分子的空间构型。 5-7min 得联系。 【提问】 层层递进，PCl5，SF6 等分子是怎 么形成的，杂化方式是什么，空 间构型又可能是什么？引导学生 【板书展示】 书写出 P 原子和 S 原子的价层 电子排布，并说明他们各自能 形成的共价键的数目。 能够考虑到外层 d 电子层的存 在。 【图片展示】 2. spd 型杂化 通过举例的方法，引入 spd 型 培养学生逻辑思维能力，挖掘思 杂化类型，并根据中心原子周 维的深度。 8-10min 围电子对的排斥，探讨形成分 子的空间构型。 【互动】 让学生考虑 sp3d2 杂化的空间构 型。 3.简单探讨不等性杂化类型 举例 NH3 , H2O 【互动】 调动学生思考的积极性，让学生 自己搞清楚，下节课初几分钟讲 解。 13 教师讲授提纲 教学活动设计及意图 三、 课堂小结 【互动练习】 归纳今天课堂所学，并做几个 分别练习 AlCl3, CCl4, CO2 分子的 练习，加强学生的课堂掌握能 杂化轨道类型，并确认其分子构 力。 型。 时间 分配 教学手段运用 【回顾总结】 四、参考资料与推荐阅读 3-4min 1. 麦松威，周公度，李伟基. 《高等无机结构化学》，北京：北京大学出版社， 2014 年。 2. 大连理工大学无机化学教研室，《无机化学》（第五版），北京：高等教育 出版社，2009 年。 3. 陈慧兰. 《高等无机化学》，北京：高等教育出版社，2005 年。 4. 章慧.《配位化学-原理与应用》，北京：化学工业出版社，2009 年。 5. 吉林大学，武汉大学，南开大学，《无机化学》，北京：高等教育出版社， 2017 年。 14 分子间作用力 一、教学基本情况 授课主题 课程类型 教 学 分子间作用力（intermolecular forces） 理论课 教学 重点与难点 1 学时 授课日期 2018 年 7 月 7 日 知识目标 1. 掌握分子间作用力和氢键的概念、 特征， 熟悉分子间作用力的类型、 特点、产生原因；氢键形成条件、特征、应用。 2. 掌握化学键、分子间作用力及氢键之间的区别。 技能目标 1. 培养学生灵活应用现有知识背景对新知识点的分析能力，为今后使 用理论知识解决实际问题打下坚实基础。 2. 通过掌握分子间作用力及氢键的概念，能解释物质的性质及其变 化。 认知目标 1．通过合理引导，联系生活中的实例，激发学生学习的兴趣，促进学 生自学质疑、交流探究，获得新知。 2．通过对物质三种聚集态相互转换的讨论，对学生渗透矛盾对立统一 的辩证唯物主义观点。 目 标 学 时 分子间作用力的类型、特点及产生原因；氢键形成的条件、特征及其应用。 《无机化学》第 7 版. 张天蓝主编. 人民卫生出版社, 2016. 教材分析 本教材由国内权威专家修订编著，适用于食品科学相关专业，其知识结构较 系统，将基础理论与生产生活实际联系密切，反映无机化学前沿进展。 学生分析 1. 教学对象为食品安全与工程专业 2017 级四年制本科新生，从中学到大学的跨 阶段学习模式尚未完全适应，且专业基础尚未建立，因此在教学中尽量运用类 比教学，并引导学生多观察、多思考，建立学习主动性，增加学习兴趣。 2. 用本着基础理论学习为生活生产服务的精神，对于食品质量与安全专业学生， 结合相应食品知识讲授相关基础理论知识内容，突出其实际意义；在问题设置 中加入食品监测专业人员的角色思考；适当引入生活案例进行分析，并加强食 品安全思想的教育育。 教学方法 1.以生活需求为导向，问题为中心，案例为引子，结构为主线的多元互动式教学 模式。通过针对性提问互动，由浅入深，引导学生主动逻辑思维，并锻炼学生 的表达能力。 2.结合生活实例，培养辩证思维，同时渗透人文关怀精神。 3.采用多媒体技术结合板书画图，运用视频、动画等将知识形象化、具体化，帮 助学生理解与记忆。 教学用具 1.分子模型；2.多媒体设备；3.PPT；4.黑板；5.视频。 双语词汇 范德华力（ Van der Waals forces） ；取向力（dipole-dipole attration）； 诱导力（ induction force） ；色散力（dispersion force） ； 氢键（hydrogen bond） 15 二、教学流程 进程 内容 目的与方法 时间分配 回顾 分子、原子、离子晶 体 范围和注入 物质聚集形态比较 承上启下 1-2min 结合实例，切入主题 2-3min 总起概述 分子间存在作用力 明确问题，突出重点 2-3min 分点详述 分子间作用力： 取向力 诱导力 色散力 结构决定性质 12-15min 层层递进，揭示答案 冰为何能浮在水上 反复强化，自然过渡 1-2min 与化学键比较 15-18min 5min 提问互动 . 提问互动 氢键： 分子间氢键 分子内氢键 与分子间作用力比较 实例应用 各分子的熔沸点比较 结合实例，引发思考 1-2min 课堂小结 分子间的相互作用包 括范德华力和氢键 强化记忆，首尾呼应 1-2min 分点详述 *虚线内为 20 分钟现场授课部分 16 三、教学过程 教师讲授提纲 一、课程导入 教学活动设计及意图 【回顾与导入】 时间 分配 【图片展示】 1.回顾离子键、金属键和共价 提问：为什么物质存在气态液态 键，这三类化学键都是原子间 固态三种聚集形态？ 强的相互作用。引出分子间也 存在相互作用力，但是比较弱。 通过对已学内容的回顾，以及与 介 绍 本 次课 的 主要 内 容和 目 本节内容的内部相关性，引出本 标。 堂课的内容，同时介绍学习目标， 温故而知新。 2.实验：分子间的相互吸引力 教学手段运用 1-2min 【动手并思考】把一块洗净的玻 璃杯吊在细线的下端，使玻璃板 水平接触水面，如果想使玻璃板 2-3min 离开水面，必须用比玻璃板重量 大的力向上拉动细线，这是为什 么呢？（请两三个同学到讲台试 试） （玻璃板离开水面后，可以看到 玻璃板下表面上仍有水，说明玻 璃板离开水面时，水层发生断裂。 水分子发生断裂时，由于玻璃分 子和水分子、水分子和水分子之 间存在引力，外力要克服这些分 子引力，从而造成外界拉力大于 玻璃板的重力） 二、课程讲述 引入分子间相互作用力的概 念，并与原子间相互作用力比 12-15 较。 min 17 （一）分子间作用力概念： 【思考】 【实例分析】 1、分子与分子之间存在着一 原子间相互作用力即化学键键能 HCl 键能 432 kJ/mol 种能把分子聚集在一起的作用 多少？ HBr 键能 366 kJ/mol 力，这种作用力就叫分子间作 分子间相互作用力又是多少？ HI 键能 298 kJ/mol 用力。 HCl 范德华力 21.14 kJ/mol 2、实质：是一种静电作用，比 1、将水由液态变成气态在一个 HBr 范德华力 23.11 kJ/mol 化学键弱很多 标准大气压下需 100℃，将 1mol HI 范德华力 26.00 kJ/mol 3、范德华力和氢键是两种常 水由液态变成气态，所需能量为 见的分子间作用力 47.3 kJ. 2、将水分子拆成氢原子和氧原 子需 1000℃以上，将 1mol 水拆 成氢原子和氧原子需 436 kJ. 分子间作用力是决定物质（由分子 组成的）的熔沸点及溶解度等性质 的重要因素 (二)范德华力的特点 1.只存在于分子间，包括单原 子分子 2.只有分子充分接近时才有 相互作用(300-500 pm) 【思考】玻璃打碎后，不能把它 3.范德华力没有方向性和饱 们再拼在一起，为什么？ 和性(只要分子周围空间允许， 【详解】 取向力： 当气体分子凝聚时，它总是尽 可能吸引更多的其他分子) (三)范德华力三个来源 1、取向力 2、诱导力 【互动】范德华力对物质（由分 3、色散力 子组成的）的性质有哪些影响？ 诱导力： （熔沸点及溶解度等）是怎样影 响的？ 色散力： 发生在各种分子之间，是范德华力 的主要形式 18 教师讲授提纲 教学活动设计及意图 教学手段运用 时间 分配 以下为现场授课内容（20min） 一、范德华力对物质性质的影 响 【投影】请预测下列各组物质熔 沸点高点 1、H20、H2S、H2Se、H2Te （一般情况下，组成和结构相似的 分子，相对分子量越大，范德华力 越大，熔沸点越高。 ） 二、★ 重点 氢键 【拓展思考】为什么冰可以浮在 1、氢键形成的条件 水面上？ 【讲解】 固体----液体----气体的变化 过程中，必须克服分子间作用 力，而水的范德华力是最小的。 2-4min 说明水分子之间还存在另外一 种相互作用，这种相互作用就 是氢键 【动画】观看 flash 氢键的形成过程 （1）分子中有电负性大、具有 孤电子对、半径小的元素（F、 10-15mi n O、N） 。 【随堂小测】 如果升高温度，分子晶体变成 气态时，______（填“能”或 “不能”）形成氢键。 （2）氢与之成键。 水分子三态与氢键的关系 2、氢键的特点 【图示】 X—H···Y （1）具有方向性和饱和性 X，Y=F、O、N （虚线所示为氢 （2）氢键不是化学键，键能介 键） 于化学键和分子间作用力之间 X：电负性大、半径小 Y：电负性大、半径小，外层有 孤对电子 3、氢键的强弱：与 H 两侧的 【解释】 原子的电负性有关 F－H…F > H…O > F－H…O > O－ O － H…N > N－ H…N 4、氢键的类型： （1）分子间氢键（增强分子间 【思考】 作用力） 1、HF, HCl, HBr 和 HI 中哪个物 （2）分子内氢键（消弱分子间 质熔沸点最高？ 作用力） 2、对硝基苯酚和邻硝基苯酚，哪 【课题互动】学生相互讨论 个熔点高？ 19 5、★ 难点 ：氢键对物质性质 【详解】分子间氢键使熔沸点升 的影响 高，分子内氢键使熔沸点降低 （1）对物质熔沸点的影响 （2）对物质溶解度有影响 【详解】溶质与溶剂分子间形成 氢键，增加溶质在该溶剂中溶解 度；溶质分子形成分子内氢键， 则在极性溶剂中溶解度降低，在 非极性溶剂中溶解度增大。 （四）课堂小结 思考题：氢键在我们的生命活动 从下往上，再次梳理分子间相 中起着什么的作用？ 互作用力，以及分子间相互作 （氢键使 DNA 有双螺旋结构，保 用力对物质性质的影响。 证了遗传和变异；氢键可以使蛋 【实例】1、碳族、氮族、氧族、 卤族氢化物沸点高低 2、醋酸、硝酸分子量相近，但 3-5min 熔沸点相差较大 【举例】1、乙醇分子可与水分 子形成氢键，两者可以任意比 例混合 2、邻硝基苯酚和对硝基苯酚， 二者在水中溶解度之比为 0.39:1；在苯中溶解度之比为 1.93:1。 图表方式简要小结： 白质溶于水；氢键使蛋白质有特 2-4min 殊的立体结构） 四、参考资料与推荐阅读 1. 麦松威，周公度，李伟基. 《高等无机结构化学》，北京：北京大学出版社， 2014 年。 2. 计亮年，毛宗万，黄锦汪，等. 《生物无机化学导论》（第三版），北京：科 学出版社，2010 年。 3. 陈慧兰. 《高等无机化学》，北京：高等教育出版社，2005 年。 4. 章慧.《配位化学-原理与应用》，北京：化学工业出版社，2009 年。 5. 吉林大学，武汉大学，南开大学，《无机化学》，北京：高等教育出版社， 2017 年。 20 沉淀-溶解平衡 授课主题 课程类型 教 学 沉淀-溶解平衡（ Precipitation-dissolution balance ） 理论课 教学 重点与难点 学 时 1 学时 授课日期 2018 年 7 月 7 日 知识目标 1. 掌握溶度积的定义，溶度积规则。 2. 熟悉沉淀平衡的移动。 技能目标 1. 培养学生灵活应用所学的知识背景对新知识点的分析能力，为今后 使用理论知识解决实际问题打下坚实基础。 2. 利用所学的沉淀溶解的知识，熟悉沉淀溶解平衡在生活实际中的应 用。 。 认知目标 1．通过溶度积的定义、溶度积规则的学习，引导学生学会用辩证的观 点看待问题，树立正确的科学观。 2．通过对沉淀平衡的移动学习，强调学习的主动性，培养创造性思维。 目 标 一、教学基本情况 溶度积定义；溶度积规则；沉淀平衡移动。 《无机化学》第 7 版. 张天蓝主编. 人民卫生出版社, 2016. 教材分析 本教材由国内权威专家修订编著，适用于食品科学相关专业，其知识结构较 系统，将基础理论与生产生活实际联系密切，反映无机化学前沿进展。 学生分析 3. 教学对象为食品质量与安全专业 2017 级四年制本科新生，从中学到大学的跨 阶段学习模式尚未完全适应，且专业基础尚未建立，因此在教学中尽量运用类 比教学，并引导学生多观察、多思考，建立学习主动性，增加学习兴趣。 4. 用本着基础理论学习为生活生产服务的精神，对于食品质量与安全专业学生， 结合相应食品知识讲授相关基础理论知识内容，突出其实际意义；在问题设置 中加入食品监测专业人员的角色思考；适当引入生活案例进行分析，并加强食 品安全思想的教育。 教学方法 1.以生活需求为导向，问题为中心，案例为引子，结构为主线的多元互动式教学 模式。通过针对性提问互动，由浅入深，引导学生主动逻辑思维，并锻炼学生 的表达能力。 2.结合生活实例，培养辩证思维，同时渗透人文关怀精神。 3.采用多媒体技术结合板书画图，运用视频、动画等将知识形象化、具体化，帮 助学生理解与记忆。 教学用具 1. 多媒体设备；2.PPT；3.黑板；4.视频；5.教鞭 双语词汇 沉淀（precipitation） ； 沉淀反应（precipitation reaction） ； 沉淀溶解平衡（ precipitation dissolution equilibrium) 21 二、教学流程 进程 内容 目的与方法 时间分配 回顾 化学平衡的概念 范围和注入 引发对化学平衡本质 的关注 1-2min 提问互动 化学平衡的概念 回顾消化，切入主题 2-3min 总起概述 化学平衡 明确框架，突出重点 3-4min 提问 引入难溶强电解质 反复强化，自然过渡 1-2min 知识导入 溶度积常数 结合图示，引发思考 5-6min 溶度积常数 溶度积与溶解度关系 沉淀溶解平衡的移动 同离子效应 掌握溶度积规则 10-15min 5min . 分点详述 课堂小结 同离子效应影响 盐效应影响 溶度积的定义 溶度积规则 强化记忆，首尾呼应 3min *虚线内为 20 分钟现场授课部分 22 三、教学过程 教师讲授提纲 教学活动设计及意图 教学手段运用 时间 分配 【图片展示】 一、课程导入 【回顾与导入】 1.回顾之前提出化学平衡的概 念， ；引出溶度积常数，溶度积 与溶解度的关系，沉淀溶解平 衡。介绍本次课的主要内容和 目标。 提问： 【与现实生活联系】 难溶钡盐碳酸钡为什么不能用作 造影剂？ 而硫酸钡可以用作造 影剂？ 通过对已学内容的回顾，以及与 本节内容的内部相关性，引出本 堂课的内容，同时介绍学习目标， 温故而知新。 3-5min 造影技术的图片 二、课程讲述 (五) 溶度积的定义 难溶电解质的沉淀溶解达到平 衡时， aAn+(aq) AaBb(s) 目的：掌握溶度积的概念，有助 + bBm-(aq) 于理解溶度积与溶解度关系。 aS 【图片展示】 沉淀和溶解两个不同过程 bS 【互动】 n+ a m- b Ksp＝ [A ] [B ] S a b K sp a a bb 5-8min 1、 提问：解释沉淀和溶解的不 同过程？ Ksp 为难溶电解质 AaBb 的溶度 积常数，S 为 AaBb (s)的溶解度 (mol·L-1)。 23 教师讲授提纲 教学活动设计及意图 教学手段运用 (二) ★ 重点溶度积规则 【理论联系实际】 【图片展示】 在任一条件下，离子浓度幂的 如何用沉淀溶解平衡知识理解龋 龋齿的图片 乘积为离子积 IP。 齿的？ 时间 分配 (1) 当 IP＝Ksp 时，溶液达饱和， 师生互动，提高学生的参与感， 既无沉淀析出，又无沉淀溶解。 调动学生的积极性。 8-10min (2) 当 IP＜Ksp 时，溶液未饱和， 不会析出沉淀，若加入难溶电 解质，则会继续溶解。 【思维拓展】 (3) 当 IP＞Ksp 时，溶液过饱和， 为什么防止龋齿的最好的办法吃 有沉淀析出，直至溶液处于饱 低糖食物和餐后立即刷牙？ 和。 【例题分析】 例 1：25℃，AgCl 的溶解度为 1.92×10-3 g·L-1， 求同温度下 AgCl 的溶度积。 这是溶度积规则，它是判断沉 淀生成和溶解的依据。 【图片展示】 Pb(CrO4)2 的沉淀溶解平衡过 程 8-10min 过渡： 提问：沉淀溶解平衡是动态平衡， 条件如何变化会影响？ 24 教师讲授提纲 教学活动设计及意图 教学手段运用 (三) ★ 难点 沉淀溶解平衡 【分析引导】 ：盐效应伴随着同离 移动 子存在，但是作用结果相反，培 【例题分析】 例 2：求 25℃时， Ag2CrO4 在 0.010 mol·L-1 K2CrO4 溶液 中的溶解度。 养学生辩证的眼光看待问题，培 1. 同离子效应 养严密的逻辑思维 时间 分配 在难溶电解质溶液中加入与 其含有相同离子的易溶强电解 师生利用同离子效应规则，一 起计算求解。 质，而使难溶电解质的溶解度 4-5min 降低的作用。 2. 盐效应： 在难溶电解质溶液中，加入易 溶强电解质而使难溶电解质的 溶解度增大的作用。 学以致用： 学生紧跟老师思路，利用前面化 8-10min 学平衡移动的知识对沉淀溶解平 衡的溶度积常数进行推导，将零 散知识串联，熟悉溶度积与溶解 度的关系。 （四）课堂小结 思考题： 从下往上，再次梳理下溶度积 锅炉在长期使用过程中会产生水 与溶解度关系，沉淀溶解平衡 垢。对于锅炉内壁附着的 CaSO4, 移动。 解 释 为 什 么 可 以 用 Na2CO3 处 理？ 四、参考资料与推荐阅读 1. 大连理工大学无机化学教研室，《无机化学》（第五版），北京：高等教育 出版社，2009 年。 2. 申泮文. 《近代化学导论》，北京：高等教育出版社，2009 年。 3. 吉林大学，武汉大学，南开大学，《无机化学》，北京：高等教育出版社， 2017 年。 25 2-5min 酸碱理论 一、教学基本情况 授课主题 课程类型 教 学 酸碱理论（Acid and alkali theory） 理论课 教学 重点与难点 1 学时 授课日期 2018 年 7 月 7 日 知识目标 1. 掌握水的解离平衡、水的离子积常数以及溶液 pH 值的计算。 2. 熟悉酸碱质子理论，拉平效应和区分效应。 3. 了解酸碱电离理论的基本概念。 技能目标 1. 通过让学生讨论分析，培养他们的表达能力和描述能力，为今后进 行食品检测的记录等打下技能基础。 2．能根据酸碱的解离平衡，让学生能推导出一元弱酸或一元弱碱溶液 的 pH 值计算公式。 情感目标 1．以质子转移过程为切入点，让学生讨论哪些类型反应的实质是质子 转移反应，培养学生的发散性思维。 2．通过对生活中一些酸碱实例的认识，培养学生勤于思考、善于发现 问题的能力。 目 标 学 时 酸和碱的相关概念；一元弱酸弱碱溶液 pH 值的计算，拉平效应和区分效应。 《无机化学》第 7 版. 张天蓝主编. 人民卫生出版社, 2016. 教材分析 本教材由国内权威专家修订编著，适用于食品科学相关专业，其知识结构较 系统，将基础理论与生产生活实际联系密切，反映无机化学前沿进展。 学生分析 1. 教学对象为食品质量与安全专业 2017 级四年制本科新生，从中学到大学的跨 阶段学习模式尚未完全适应，且专业基础尚未建立，因此在教学中尽量运用类 比教学，并引导学生多观察、多思考，建立学习主动性，增加学习兴趣。 2. 用本着基础理论学习为生活生产服务的精神，对于食品质量与安全专业学生， 结合相应食品知识讲授相关基础理论知识内容，突出其实际意义；在问题设置 中加入食品监测专业人员的角色思考；适当引入生活案例进行分析，并加强食 品安全思想的教育。 教学方法 1.以生活需求为导向，问题为中心，案例为引子，结构为主线的多元互动式教学 模式。通过针对性提问互动，由浅入深，引导学生主动逻辑思维，并锻炼学生 的表达能力。 2.结合生活实例，培养辩证思维，同时渗透人文关怀精神。 3.采用多媒体技术结合板书画图，运用视频、动画等将知识形象化、具体化，帮 助学生理解与记忆。 教学用具 1. 多媒体设备；2.PPT；3.黑板；4.视频；5.教鞭。 双语词汇 质子传递（proton donor） ； 质子给予体（proton donor） ； 共轭酸碱对（conjugate acid base pair)； 两性物质（amphiprotic substance） ； 质子自递（autoprotolysis）； 离子积常数( ionic product constant) 质子自递平衡常数（autoprotolysis equilibrium constant） 拉平效应（leveling effect） ； 区分效应（differentiating effect） 26 二、教学流程 进程 内容 目的与方法 时间分配 实例介绍 认识生活中的酸和碱 范围和注入 引发兴趣 2-3min 历史回顾 酸碱的认识过程 回顾消化，切入主题 2-3min 概念引入 酸碱的概念 实例分析，加深理解 5-6min 深入分析 酸碱反应的实质： 深入探讨，追求实质 6-7min . ①酸碱解离反应 ②水的自身解离； 部分 ③类水解 ④非水体系中的酸碱 反应 *虚线内为 20 分钟现场授课 提问互动 酸碱的相对强弱 生活实例，便于理解 4-5min 互动导入 水的质子自递平衡 结合图示，引发思考 6-7min 详细讨论 一元弱酸溶液 pH 值 的计算 例题分析，加强记忆 13-15min 强化记忆，首尾呼应 2-3min 课堂小结 的计算 结合肾小球滤过功能 解释尿毒症成因 27 三、教学过程 教师讲授提纲 教学活动设计及意图 一、课程导入 【回顾与导入】 教学手段运用 时间 分配 【图片展示】 小苏打和水 1. 介 绍 生活 中 的一 些 酸碱 实 例，回顾酸和碱的认识过程。 指出酸碱理论的局限性，引出 本节课的主要内容。 提问：小苏打和水是酸还是碱？ 2-3min 通过对已学内容的回顾，以及与 本节内容的内部相关性，引出本 堂课的内容，同时介绍学习目标， 温故而知新。 二、课程讲述 提出酸碱的概念，说明半 反应不能单独存在，引出酸碱 反应都是质子的传递反应。 目的：熟悉酸碱的质子理论，能 (六) 酸和碱的定义 判断出生活中的物质哪些是酸， ★ 重点 通过一系列方程式的实例进行 酸和碱的分析：酸 4-5min 【实例分析】 解释酸和碱的概念， 哪些是碱？ H+ HAc + H + + Ac- 酸 碱 碱，指出其中的一些既可以做 酸又可以做碱的特例，引出两 性物质的概念并进行解释 提 问 ：常见 的两性物 质还 有哪 些？ 【板书】 写出常见的一些两性物质。 (七) 酸碱反应的实质 【实例分析】 通过实例分析，得出结论： 以醋酸在水溶液中为例： 酸碱反应实质是共轭酸碱对之 间的质子转移反应。 对学生讨论进行总结并举例说 明：① 酸碱解离反应；② 水 的自身解离；③ 盐类水解；④ 总反应： HAc(aq) + H2O(l) 【互动】 酸1 学生讨论有哪几类反应的实质是 质子转移反应。 H3O+(aq) + Ac-(aq 2 酸2 非水体系中的酸碱反应，它们 的反应实质都是质子的转移反 应。 28 碱 碱1 6-7min 教师讲授提纲 教学活动设计及意图 （三）★ 难点：酸和碱的相对 提问：HCl 和 HAc 在水中和在液 氨中的相对强弱？ 强弱 1、拉平效应 将各种不同强度的酸在某 种溶剂的作用下，拉到同一水 教学手段运用 时间 分配 【图片展示】 目的：说明酸和碱的强度首先取 决于其本身的性质，其次与溶剂 的性质等因素有关。 4-5min 平的效应。 2、区分效应 用一种溶剂把强度接近的 酸的相对强弱区分开来的效 应。 联系生活：以班级同学跳高为例， 当把标杆定的非常低时，相当于 拉平效应，达不到区分的目的。 当定到一定高度时，才能区分出 同学间的跳高水平。 【实例分析】 H2O(l) + H2O(l) （四）水的质子自递平衡 1、水的质子自递平衡和水 的离子积 水是两性物质。水分子之 H3O+(aq) + OH-(aq) 【互动】 人 的眼泪 有涩 涩的味 道， 为什 么？ 间的质子传递称为水的质子自 K 6-7min [H 3O ][OH ] [H 2 O][H 2 O] 【板书推导】 由：pH＝-lg[H3O+] pOH= -lg[OH-] 递反应，达到平衡时： Kw 称为水的离子积常数， 25℃时为 1.0×10-14。 根据：Kw＝[H3O+] [OH-] 2、水溶液的 pH 值 推出：pH + pOH=14.00 pH 值范围在 1~14。 （五）★ 重难点：一元弱酸溶 【实例分析】 液 pH 值的计算 在弱酸HA的水溶液中， HA(aq) + H2O(l) 弱酸或弱碱由于它们在溶液中 H3O+(aq) + A-(aq) 只有部分解离 29 13-15 min 教师讲授提纲 教学活动设计及意图 教学手段运用 时间 分配 推导出：当 Ka·ca≥20Kw，且 ca/Ka≥500 时， [H3O ] Ka ca 【例题分析】 计算 0.100 mol·L-1 HAc 溶液的 pH 值。 （四）课堂小结 从酸碱质子理论的概念入 手，梳理整节课的内容。 思考题：在水溶液中能够稳定存 板书推导计算过程。 板书介绍主要概念和公式。 在的最强酸和最强碱分别是哪一 种？试解释之。 四、参考资料与推荐阅读 1. 大连理工大学无机化学教研室，《无机化学》（第五版），北京：高等教育 出版社，2009 年。 2. 申泮文. 《近代化学导论》，北京：高等教育出版社，2009 年。 3. 吉林大学，武汉大学，南开大学，《无机化学》，北京：高等教育出版社， 2017 年。 30 2-3 min 缓冲溶液 一、教学基本情况 授课主题 课程类型 教 缓冲溶液（Buffer solution） 理论课 授课日期 2018 年 7 月 7 日 知识目标 技能目标 1. 培养学生灵活应用现有知识背景对新知识点的分析能力，为今后使 用理论知识解决实际问题打下坚实基础。 2．能利用前期的酸碱平衡知识理解同离子效应及缓冲溶液的原理，能 自行推导缓冲溶液 pH 值计算公式。 情感目标 1．通过同离子效应和盐效应之间的关系，引导学生学会用辩证的观点 看待问题，树立正确的科学观。 2．通过对缓冲溶液 pH 值计算公式的推导，强调学习的主动性，培养 创造性思维。 标 教学 重点与难点 1 学时 1. 掌握同离子效应的概念。熟悉盐效应的概念及其与同离子效应的区 别和联系。 2. 掌握缓冲溶液的概念、作用机理。 3. 掌握缓冲溶液 pH 值的计算方法，熟悉缓冲溶液在生活实际中的应 用。 学 目 学 时 缓冲溶液的缓冲机理的解释；缓冲溶液 pH 值的计算；缓冲溶液在实际生活中的应 用。 《无机化学》第 7 版. 张天蓝主编. 人民卫生出版社, 2016. 教材分析 本教材由国内权威专家修订编著，适用于食品科学相关专业，其知识结构较 系统，将基础理论与生产生活实际联系密切，反映无机化学前沿进展。 学生分析 1. 教学对象为食品质量与安全专业 2017 级四年制本科新生，从中学到大学的跨 阶段学习模式尚未完全适应，且专业基础尚未建立，因此在教学中尽量运用类 比教学，并引导学生多观察、多思考，建立学习主动性，增加学习兴趣。 2. 用本着基础理论学习为生活生产服务的精神，对于食品质量与安全专业学生， 结合相应食品知识讲授相关基础理论知识内容，突出其实际意义；在问题设置 中加入食品监测专业人员的角色思考；适当引入生活案例进行分析，并加强食 品安全思想的教育。 教学方法 1.以生活需求为导向，问题为中心，案例为引子，结构为主线的多元互动式教学 模式。通过针对性提问互动，由浅入深，引导学生主动逻辑思维，并锻炼学生 的表达能力。 2.结合生活实例，培养辩证思维，同时渗透人文关怀精神。 3.采用多媒体技术结合板书画图，运用视频、动画等将知识形象化、具体化，帮 助学生理解与记忆。 教学用具 1. 多媒体设备；2.PPT；3.黑板；4.视频；5.教鞭。 双语词汇 酸碱平衡（acid-base equilibrium） ；同离子效应（common-ion effect） ； 盐效应（salting-out effect） ；缓冲溶液（buffer solution) 31 二、教学流程 进程 内容 目的与方法 时间分配 回顾 酸碱平衡移动 范围和注入 承上启下 1-2min 案例分析 人体的 pH 值变化 结合案例，切入主题 2-3min 缓冲溶液的功能 明确问题，突出重点 2-3min 深入剖析，追根索源 12-15m in . 总起概述 机理分析 同离子效应 盐效应 缓冲移动的机理 层层递进，揭示答案 *虚线内为 20 分钟现场授课部分 提问互动 知识导入 实例应用 课堂小结 缓冲溶液的 pH 值 自然过渡，质变量变 1-2min 缓冲溶液 pH 值的计 算： 酸碱平衡； 同离子效应 与同离子效应类比 15-18m in 5min 应用化学平衡的知识， 逐步导出计算方法 缓冲溶液的选择 结合实例，引发思考 结合缓冲机理，解释 人体 pH 恒定的原理 强化记忆，首尾呼应 32 1-2min 1-2min 三、教学过程 教师讲授提纲 一、课程导入 教学活动设计及意图 【回顾与导入】 教学手段运用 时间 分配 【图片展示】 1.回顾酸碱平衡移动的原理及 提问：酸碱平衡移动的原理？一 一元弱酸溶液中 pH 值的计算 元弱酸中 pH 值的计算方法？ 方法，为本节课缓冲溶液的机 理引入和 pH 值的计算做准备。 通过对已学内容的回顾，以及与 本节内容的内部相关性，引出本 堂课的内容，温故而知新。 2-3min 提问：目前热炒的碱性水，可以 2.生活实例：碱性水 改变人体的 pH 值吗？ 通过目前市面热炒的碱性水的概 念，引发学生兴趣，通过为何人 二、课程讲述 体体液 pH 值恒定的问题，引发学 提出缓冲溶液的概念。通过同 生思考。 离子效应和盐效应来解释。 【思考】 【实验展示】 观看实验动画，思考为什么缓冲 (八) 缓冲溶液概念 溶液在外加少量酸碱的情况下 pH 1-2min 能够抵抗外来少量强酸、强碱， 值不变？ 或稍加稀释时可保持其 pH 基 本不变的溶液。 【互动】 【实例分析】 HAc +H2O （二）同离子效应 加入与弱酸弱碱含有相同离子 2、 引导学生通过前面学过的酸 碱平衡移动知识自行分析同 离子效应。 H3O + + Ac- 加入 NH4Ac， 平衡向左移动， 同离子效应 的易溶强电解质而使弱电解质 的解离度降低的现象。 （用化学平衡移动来解释） （三）盐效应 加入与弱酸弱碱不含有相同离 子的易溶强电解质而使弱电解 2. 同离子效应伴随着盐效应的 存在，辩证看待科学问题 H3O + + Ac- 加入 NH4Cl，平衡向右移动， 盐效应 【机理分析】 【推导】 1. 利用同离子效应和酸碱平衡 理论，自行分析缓冲机理 质的解离度升高的现象。 2. 层层递进，培养学生逻辑思维 （四）缓冲机理 HAc +H2O 能力，挖掘思维的深度。 33 以 HAc—Ac-体系为例 当加入少量强酸时，外来 H+ 将质子传给 Ac- ，质子转移平 衡左移，溶液的 pH 保持基本 不变。 6-8min 教师讲授提纲 教学活动设计及意图 以下为现场授课内容（20min） 1、 提问：喝了呈碱性的水，就 额可以使我们的体液变碱性吗？ 1. 生活实际联系： 同时引发学生的思考，引导学生 （依据学生为食品安全与工程 不盲从，独立思考。 专业的特点，对目前市面上热 卖的碱性活水可使人体体液呈 碱性，降低肿瘤几率的说法提 出质疑，引发学生对食品安全 控制的兴趣，并鼓励其钻研业 务，对现实生活中的概念有自 己独立的思考。 ） 2. 问题分析 （引发学生思考，为什么外加 少量酸碱，人体的 pH 不变， 教学手段运用 时间 分配 视频观看： 商家网站对碱性活水的介绍。 3、 生活实际联系：很多商家宣 传碱性水治百病，可以改变人体 pH 值。而实际人体有自己的调节 系统，这个系统可以抵抗外加少 量的酸碱，保持人体的 pH 值不 变。 2-4min 4、 理论联系实际：将人体的缓 冲体系简化为一个缓冲溶液的实 验，使学生直观的看到变化，体 会到缓冲溶液的功能。 人体的这个神秘调节系统是什 么？用课件展示缓冲溶液的缓 冲效果） 3. 提出同离子效应和盐效应 的概念 （1）★ 重点同离子效应 （缓冲溶液中外加少量酸碱， 实际就是外加与缓冲溶液相同 4、 回顾：化学平衡理论，在平 【实验动画】 直 观 显示 缓冲 溶液 的作用 效 果。 衡两端离子浓度改变的情况下， 如何移动。引导学生用自己所学 3-5min 的知识，对新的知识点进行分析 推导。 的酸碱，从化学平衡，导入同 离子效应，进而分析缓冲溶液， 循序渐进） （2）盐效应 （与同离子相应相辅相成，是 一个问题的另外一个方面） 4. ★重难点：缓冲机理 （从同离子效应自然过渡到 缓冲机理分析，用同离子效应 的方法和结论来引导学生自行 分析出缓冲溶液的作用机理） 5.分析引导：盐效应伴随着同离 子存在，但是作用结果相反，培 养学生辩证的眼光看待问题，培 养严密的逻辑思维 6.层层递进：在同离子效应的分 析方法和结论的基础上，自然过 渡到对缓冲溶液的分析，培养学 生用现有知识技能分析解决实际 问题的能力。 34 【课堂互动】 教师板书，学生互动，一起举 例对同离子效应进行分析推导 教师讲授提纲 1. 生活联系实际： 生活中有哪些地方需要用 到缓冲溶液？ 教学活动设计及意图 【理论联系实际】 教学手段运用 时间 分配 【图片展示】 师生互动，提高学生的参与感， 调动学生的积极性。 你接触过哪些缓冲溶液？ （提出问题，将缓冲溶液的概 念应用到生活中） 【思维拓展】 许多化学反应，必须在中性条件下进 4-7min 行，若反应会生成酸，则必须将反应在 中性缓冲溶液中进行。 2. 自然过渡 如何控制这些缓冲溶液的 pH 值？ 【例题分析】 【导入】 如何配制缓冲溶液？如何将 pH 值量 化？ 【回顾】 酸碱平衡的计算 一元弱酸弱碱的计算 学以致用： 学生紧跟老师思路，利用前面酸 碱平衡移动和一元弱酸及同离子 效应的知识对缓冲溶液的 pH 值 计算进行推导，将零散知识串联， 熟练掌握缓冲溶液的 pH 值的计 算方法。 （四）课堂小结 思考题：如何配置一份符合要求 从下往上，再次梳理缓冲溶液 的 缓冲溶液 ？如何 选择缓 冲体 的概念和机理，掌握缓冲溶液 系？如何配比？ 例题：若在 50.00 mL 0.150mol·L-1 NH3 (aq)和 0.200 mol·L-1 NH4Cl 组成的缓冲溶 液中，加入 0.100 mL 1.00 mol·L-1 的 HCl。求加入 HCl 前 后溶液的 pH 各为多少？ 8-10min 师生利用化学平衡知识，一起 推导，得到计算公式。 【回顾总结】 2-4min pH 的计算方法。 五、参考资料与推荐阅读 1. 铁步荣. 《无机化学》，北京：科学出版社，2018 年。 2. 申泮文. 《近代化学导论》，北京：高等教育出版社，2009 年。 3. 吉林大学，武汉大学，南开大学，《无机化学》，北京：高等教育出版社， 2017 年。 35 配位化合物 一、教学基本情况 授课主题 课程类型 教 学 配位化合物（Coordination compounds） 理论课 教学 重点与难点 1 学时 授课日期 2018 年 7 月 7 日 知识目标 1. 掌握配合物的组成（中心原子、配体、配位数）。 2. 掌握配合物的命名。 3. 熟悉配合物的异构现象。 技能目标 1. 培养学生对配合物的组成有确切的了解，为今后使用理论知识解决 实际问题打下坚实基础。 2．清楚了解配合物的异构现象，为后续应用方面的学习打下基础。 情感目标 1．了解配合物的异构现象对于其性质的影响，引导学生学会用辩证的 观点看待问题，树立正确的科学观。 2. 通过对与生活实际密切相关的配合物的引入，强调学习的主动性， 培养创造性思维。 目 标 学 时 配体的分类以及配合物的命名。 《无机化学》第 7 版. 张天蓝主编. 人民卫生出版社, 2016. 教材分析 本教材由国内权威专家修订编著，适用于食品科学相关专业，其知识结构较 系统，将基础理论与生产生活实际联系密切，反映无机化学前沿进展。 学生分析 1. 教学对象为食品质量与安全专业 2017 级四年制本科新生，从中学到大学的跨 阶段学习模式尚未完全适应，且专业基础尚未建立，因此在教学中尽量运用类 比教学，并引导学生多观察、多思考，建立学习主动性，增加学习兴趣。 2. 用本着基础理论学习为生活生产服务的精神，对于食品质量与安全专业学生， 结合相应食品知识讲授相关基础理论知识内容，突出其实际意义；在问题设置 中加入食品监测专业人员的角色思考；适当引入生活案例进行分析，并加强食 品安全思想的教育。 教学方法 1..以生活需求为导向，问题为中心，案例为引子，结构为主线的多元互动式教学 模式。通过针对性提问互动，由浅入深，引导学生主动逻辑思维，并锻炼学生 的表达能力。 2.结合生活实例，培养辩证思维，同时渗透人文关怀精神。 3.采用多媒体技术结合板书画图，运用视频、动画等将知识形象化、具体化，帮 助学生理解与记忆。 教学用具 1.教鞭；2. 多媒体设备；3.PPT；4.黑板；5.视频。 双语词汇 配位化合物（coordination compound） ； 络合物（complex） ； 配位键（coordinate bond)； 配体（ligand） ； 内界（inner sphere） ； 外界（outer sphere） ； 配位原子（coordinate atom） ； 几何异构（geometrical isomerism） 36 二、教学流程 时间分配 进程 内容 目的与方法 导入 血红素、叶绿素 范围和注入 案例切入 1-2min 提问互动 观看动画 结合动画，切入主题 2-3min 总起概述 配合物的形成 明确框架，突出重点 2-3min 机理分析 配合物的组成及异构 现象。 深入剖析，追根索源 12-15min . 层层递进，揭示答案 提问互动 [Cu(NH3)4]2+怎么读 承上启下 1-2min 知识导入 引入配合物的命名 结合图示，引发思考 1-2min 举例配合物的内界、 外界的读法，以及与 无机化合物读法的比 较 验证理论 15-18min 5min 案例应用 课堂小结 结合实例，引发思考 解释血红素、叶绿素 的构成 强化记忆，首尾呼应 1-2min *虚线内为 20 分钟现场授课部分 37 三、教学过程 教师讲授提纲 教学活动设计及意图 一、课程导入 【导入】 教学手段运用 时间 分配 【图片展示】 分别展示血红素和叶绿素的结 1.结合与生活密切相关的 血红素和叶绿素的结构，引入 一种新的化合物——配合物 二、课程讲述 观看[Cu(NH3)4]SO4 的合成动 画，探讨配合物的合成路径。 提问：血红素和叶绿素的结构有 构，探讨结构的特点。 什么特点。可以给予学生提示， 1-2 min 逐渐导入概念。 【思考】 ： 【图片展示】 这些化合物到底是怎么形成的？ 5-6 min (九) 配合物的组成 1. 通过动画实验过程，导出最 终 形 成 的 [Cu(NH3)4]SO4 物 质 是 【互动】 【图片展示】 引 导 学 生 了 解 从 CuSO4 到 展示新生成物质的组成。 Cu(OH)2 ， 再 到 深 蓝 色 的 [Cu(NH3)4]SO4 的过程，让学生明 白物质之间的转化。 38 6-8min 2、中心原子、配体 从配合物的组成式引入配合物 的概念：具有孤对电子的离子 或分子和具有空轨道的原子或 【互动】 引导学生回忆原子核外的电 子排布，了解空轨道、单电子、 孤对电子的概念。 【图片展示】 图片展示配合板书，解释为什 么配位键的形成。 离子通过配位键组成的化合 物。 1）中心原子（或原子 M ） ：有 空轨道 2）配体 L：有孤对电子 3）二者形成配位键 ML 3.配位数 1）概念：配合物中直接与中心 原子以配位键结合的配位原子 的数目称为配位数。 【图片展示】 【推导】 3. 通过图片导入，让学生直观理 解配位数的概念。 配位数 = 中心原子与配体形 成配位键的数目 2.层层递进，培养学生逻辑思维 能力，挖掘思维的深度。 2）探讨配位数大小的因素： （1）中心原子电子层结构 第二周期以后的元素，价层为 (n-1)d, ns, np 或 ns, np, nd，配 【案例分析】 [AlF6]3-、[SiF6]2- 位数可超过 4。 （2）空间效应 中心原子体积大，配体的体积 [AlF6]3-， [AlCl4]-， [BF4]- 小，有利于生成配位数大的配 离子。 （3）静电作用 中心原子的电荷愈多，愈有利 [PtCl4]2-， [PtCl6]2- 于形成配位数 大的配离子 配体所带的电荷愈多，配体间 的斥力就愈大，配位数相应变 [Ni(NH3)6]2+， [Ni(CN)4]2- 小 39 6-8min (二)配合物的空间构型和异构 【互动】 现象。 举一些常见的配合物，和学生互 1. 配合物分子或离子的空间 动是什么构型，为什么？ 构型与配位数的多少密切相关 【回顾】 【图片展示】 配合案例分析，了解配合物的 空间构型和配位数的关系。 6-8min 需要回忆杂化轨道化合物的空间 构型。 【案例分析】 cis-[PtCl2(NH3)2] 2.配合物的几何异构现象 【图片展示】 顺式 按照配体对于中心离子的不同 棕黄色,极性分子 位置区分，分为顺反异构。 trans-[PtCl2(NH3)2] 反式 淡黄色,非极性分子 结果：顺式 Pt(Ⅱ)配合物显示治 癌活性。 (三) 配合物的命名 服从一般无机化合物的命名原 【推导】 则： 化学物质结构对于性质的影响。 阴离子在前，阳离子在后; 阴离子为简单离子，则称某化 【案例分析】 某; [Co(NH3)6]3+ 阴离子为复杂离子，则称某酸 六氨合钴(III)离子 某; [Co(H2O)(NH3)5]2(SO4)3 若外界为氢离子，则缀以“酸” 【实例分析】 硫酸五氨·一水合钴(III) 4-6min 结合板书 字; (三) 课堂小结 从下往上，再次梳理配合物的 【回顾总结】 2 min 概念和命名规则，掌握配合物 的相关知识。 四、参考资料与推荐阅读 1. 麦松威，周公度，李伟基. 《高等无机结构化学》，北京：北京大学出版社， 2014 年。 2. 章慧.《配位化学-原理与应用》，北京：化学工业出版社，2009 年。 3. 大连理工大学无机化学教研室，《无机化学》（第五版），北京：高等教育 出版社，2009 年。 40 溶液的蒸气压下降和沸点升高 授课主题 课程类型 教 溶液的蒸气压下降和沸点升高（Colligative properties of dilute solution） 理论课 标 教学 重点与难点 学 时 1 学时 授课日期 2018 年 7 月 7 日 知识目标 1. 掌握溶液蒸气压下降的原因和 Raoult 定律。 2. 掌握沸点升高的原因及其计算。 3. 熟悉沸点升高的实际应用。 技能目标 1. 通过对实验的介绍，让学生回去自己操作，培养学生的实验动手能 力。 2．与学生的互动回答，培养学生的语言表达能力。 情感目标 1．应用糖水和纯水实验的引入，培养学生对科学的好奇感；对实验现 象的分析，激发学生对科学的热爱。 2．通过沸点升高的生活案例分析，强调学习主动性，培养发散性思维。 学 目 一、教学基本情况 稀溶液蒸气压；Raoult 定律。 《无机化学》第 7 版. 张天蓝主编. 人民卫生出版社, 2016. 教材分析 本教材由国内权威专家修订编著，适用于食品科学相关专业，其知识结构较 系统，将基础理论与生产生活实际联系密切，反映无机化学前沿进展。 学生分析 1. 教学对象为食品质量与安全专业 2017 级四年制本科新生，从中学到大学的跨 阶段学习模式尚未完全适应，且专业基础尚未建立，因此在教学中尽量运用 类比教学，并引导学生多观察、多思考，建立学习主动性，增加学习兴趣。 2. 本着基础理论学习为生活生产服务的精神，对于食品质量与安全专业学生，结 合相应食品知识讲授相关基础理论知识内容，突出其实际意义；在问题设置中 加入食品监测专业人员的角色思考；适当引入生活案例进行分析，并加强食品 安全思想的教育。 教学方法 1.以生活需求为导向，问题为中心，案例为引子，结构为主线的多元互动式教学 模式。通过针对性提问互动，由浅入深，引导学生主动逻辑思维，并锻炼学生 的表达能力。 2.结合生活实例，培养辩证思维，同时渗透人文关怀精神。 3.采用多媒体技术结合板书画图，运用视频、动画等将知识形象化、具体化，帮 助学生理解与记忆。 教学用具 1.教鞭；2. 多媒体设备；3. PPT；4.黑板；5.视频。 双语词汇 蒸发（evaporation） 凝结（condensation） 蒸气压（vapor pressure） ； 蒸气压下降（vapor pressure lowering） ； 沸点（boiling point)； 正常沸点（nomal boiling point） ； 沸点升高（boiling point elevation） 41 二、教学流程 进程 内容 目的与方法 时间分配 回顾 溶液的概念和分类 范围和注入 强调溶液具备条件 1-2min 提问互动 水和糖水的转移 实验引导，切入主题 1-2min 总起概述 纯溶剂的蒸气压 简要回顾，自然过渡 2-3min 深入分析 稀溶液蒸气压： 观察下降现象 分析下降原因 拉乌尔定律 对比分析，层层递进 12-15min 提问 煮沸的鸡汤很烫 生活实例，吸引兴趣 2-3min 实例分析 减压蒸馏提取和精制 物质 实例分析，引发思考 2-3min . 简洁归纳，实例应用 分点详述 溶液沸点升高： 液体的沸点 溶液的沸点升高 讨论沸点升高引起原 因，联系生活 12-15min 5min 课堂小结 应用溶液蒸气压解释 生活实例 强化记忆，首尾呼应 2-3min *虚线内为 20 分钟现场授课部分 42 三、教学过程 教师讲授提纲 一、 课程导入 教学活动设计及意图 【回顾】 教学手段运用 时间 分配 【图片展示】 葡萄糖溶液 1、回顾关于溶液的概念，介绍 一类与溶质本性无关，只取 决于溶液中所含溶质粒子 浓度的溶液。 2、 介绍本节课所讨论的溶液 具有什么样的条件。 提问：什么是溶液？按溶液的性 质把溶液分为哪两大类？ 1-2min 目的：通过对已学内容的回顾， 以及与本节内容的内部相关性， 引出本节课所讨论的难挥发性的 非电解质溶液。 【导入】 思考：若把一杯水和一杯糖水放 在一密闭容器里，为什么水会完 全转移到糖水中。 1-2min 二、课程讲述 从水的蒸发和凝结开始， 【动画模拟】 引入纯溶剂的蒸气压，再到稀 溶液的蒸气压。对比分析得出 稀溶液蒸气压下降原因，然后 对其下降的多少进行计算。 (十) 纯溶剂蒸气压 1、定义：在一定温度下与液相 【回顾】 水的蒸发与凝结过程： 2-3min 处于平衡时蒸汽所具有的 压力 p( 简称蒸气压)。 H 2O( l ) H 2O( g ) 43 教师讲授提纲 2、与哪些因素有关： 1) p与液体的本性有关； 2) 温度升高，p增大。 (十一) ★ 重难点：稀溶液蒸 气压 1、 观察现象，得出与纯溶剂 相比，难挥发非电解质稀 教学活动设计及意图 【互动】 教学手段运用 时间 分配 【图片展示】 从图中可以看到纯溶剂蒸气 压的哪些规律？ 【导入】 通过提问将右侧装置中的水换成 葡萄糖溶液，压力计会有什么样 的变化，引入稀溶液的蒸气压。 溶液的蒸气压低。 6-7min 【图片展示】 2、 分析蒸气压下降原因 提问：为什么难挥发非电解质稀 溶液的蒸气压会下降？ 分析：溶质分子占据了部分液面， 使 系统 在较低的蒸气浓度或压 力下达到平衡。 结论：溶液的蒸气压总是低于纯 0 溶剂的蒸气压( p < p )，这就是溶 液的蒸气压下降 。 44 教师讲授提纲 教学活动设计及意图 教学手段运用 时间 分配 【回顾】 解释：一杯水和一杯糖水放在密 2-3min 闭容器中，最终水转移到糖水中。 【图片展示】 浓度越大，溶液 的蒸气压 下降的就越多。 3、 ★ 难点： 拉乌尔定律 在一定温度下, 难挥发非 电解质稀溶液的蒸气压等于纯 溶剂的蒸气压与溶剂物质的量 分数的乘积。 p = p0 xA 【推导】 xA+ xB =1 p= p0 xA = p0(1- xB) = p0 – p0 xB ∴ p0- p = p0 xB 令 Δp = p0- p 有 Δp = p0 xB Δp表示溶液的蒸气压下降。 Δp≥0。 3-4min 【图片展示】 煮沸的鸡汤很烫： 【导入】 以煮沸的鸡汤要比纯水沸腾 时温度高为例。 2-3min （三）溶液的沸点升高 1、 液体的沸点 1） 液体的沸点是液体的蒸 气压等于外界压强时的温 度。 液体的沸腾： 【实例分析】 液体沸点随压力变化的实例：减 压蒸馏提取和精制物质，医学上 的高压灭菌等。 2）液体的正常沸点 是指外 压为 101.3 kPa 时的沸点。 45 5-6min 教师讲授提纲 2、难点：溶液的沸点升高 溶液的沸点总是高于纯溶 剂的沸点，这一现象称之为溶 液的沸点升高。 溶液沸点升高是由溶液的 蒸气压下降引起： ΔTb = Tb - Tb0 = Kb mB 教学活动设计及意图 从温度-蒸气压的图片中说 教学手段运用 时间 分配 【图片展示】 温度-蒸气压的图 6-8min 明 溶液的 沸点 高于纯 溶剂 的沸 点。 【互动】 讨论溶液沸点升高的原因？ 目的：难挥发性非电解质稀溶液 的沸点升高的原因是溶液的蒸汽 压低于纯溶剂的蒸汽压。 （四）课堂小结 对比纯溶剂与溶液的蒸气 压，观察到蒸气压下降，然后 分析其原因。最后到它的计算 和应用。 思考题：已知293K时水的饱和蒸 汽压为2.338 kPa，将6.840 g蔗糖 (C12H22O11)溶于100.0 g水中，计 算蔗糖溶液的质量摩尔浓度和蒸 汽压 。 图表方式简要小结 五、参考资料与推荐阅读 1. 铁步荣. 《无机化学》，北京：科学出版社，2018 年。 2. 计亮年，毛宗万，黄锦汪，等. 《生物无机化学导论》（第三版），北京：科 学出版社，2010 年。 46 2-3min 溶液的渗透压 一、教学基本情况 授课主题 课程类型 教 学 溶液的渗透压（Solution osmotic pressure） 理论课 教学 重点与难点 1 学时 授课日期 2018 年 7 月 7 日 知识目标 1. 掌握溶液的渗透压和 Van’t Voff 定律。 2. 熟悉溶液的凝固点降低和其计算。 3. 了解渗透压在医学上的应用。 技能目标 1. 培养学生灵活应用现有知识背景对新知识点的分析能力，为今后使 用理论知识解决实际问题打下坚实基础。 2．通过互动过程，加强学生表达能力。 情感目标 1．通过生活实例分析，让学生思考现象发生的原因，培养学生的思维 能力。 2．介绍渗透压在医学上的应用，说明渗透浓度的严谨性，启迪学生将 来在从事工作时要有强烈的责任感。 目 标 学 时 溶液的凝固点降低；渗透现象和渗透压力；渗透压力的计算。 《无机化学》第 7 版. 张天蓝主编. 人民卫生出版社, 2016. 教材分析 本教材由国内权威专家修订编著，适用于食品科学相关专业，其知识结构较 系统，将基础理论与生产生活实际联系密切，反映无机化学前沿进展。 学生分析 1. 教学对象为食品安全与工程专业 2017 级四年制本科新生，化学专业基础较为 薄弱，因此在教学中尽量运用类比教学，并引导学生多观察、多思考，建立 学习主动性，增加学习兴趣。 2. 用本着基础理论学习为生活生产服务的精神，结合相应化学基础理论知识内 容，将其巧妙应用于现实生活中；鼓励学生用自己所学的知识解释生活中的 现象，突出其实际意义；适当引入生活案例进行分析，并加强科学世界观的 教育。 教学方法 1. 以生活需求为导向，问题为中心，案例为引子，结构为主线的多元互动式教学 模式。通过针对性提问互动，由浅入深，引导学生主动逻辑思维，并锻炼学 生的表达能力。 2. 结合生活实例，培养辩证思维，同时渗透人文关怀精神。 3. 采用多媒体技术结合板书画图，运用动画等将知识形象化、具体化，帮助学生 理解与记忆。 教学用具 1. 教鞭；2. 多媒体设备；3.PPT；4.黑板；5.视频 双语词汇 凝固点（freezing point） ； 凝固点降低（freezing point depression） ； 半透膜（semi-permeable membrane)； 渗透（osmosis） ； 渗透压力（osmosis pressure） ； 渗透浓度（osmolarity） ； 等渗溶液（isotonic solution） ； 低渗溶液（hypotonic solution） 高渗溶液（hypertonic solution） 47 二、教学流程 进程 内容 目的与方法 回顾 稀溶液蒸气压降低 范围和注入 承上启下 2-3min 提问互动 纯液体凝固点 生活实例，切入主题 2-3min 重点讨论 溶液凝固点降低 分析原因，突出重点 11-13min 案例分析 生活实例解释： 往下雪的路面上撒 盐；冬天汽车水箱加 甘油等 实例分析，加深印象 2-3min 提问 肉上抹盐保鲜 实例引入，激发兴趣 1-2min 层层递进，解释答案 12-15min 5min 分点详述 溶液蒸气压： 半透膜 渗透现象 渗透压 Van’t Voff 定律 时间分配 . 实际应用 课堂小结 对比非电解质稀溶液 和电解质稀溶液 等渗、高渗和低渗溶 液 结合渗透压解释海鱼 不能生活在淡水中 48 医学应用，贴近生活 4-5min 强化记忆，首尾呼应 1-2min 三、教学过程 教师讲授提纲 一、课程导入 教学活动设计及意图 【回顾与导入】 教学手段运用 时间 分配 【图片展示】 往下雪的路面撒盐 1.回顾稀溶液蒸气压下降的原 因，以及产生的沸点升高的后 果。介绍本次课的主要内容和 目标。 提问：为什么冬季路面积雪，可 撒一些盐促使溶解，防治因路滑 而造成交通事故？ 1-2min 通过对已学内容的回顾，以及与 本节内容的内部相关性，引出本 堂课的内容，同时介绍学习目标， 温故而知新。 二、课程讲述 从凝固点的概念开始，分析凝 凝固点测试装置 固点下降的原因。 (十二) 溶液凝固点降低 1、 纯液体的凝固点： 介绍凝固点的概念。 详细分析水和溶液的冷却 【回顾】 纯水的凝固点（273k）又称冰点 水(l) 冰(S) 0.610 kPa 0.610 kPa 2-3min 曲线图。对比纯水的理想冷却 曲 线 和 实验 条 件下 的 冷却 曲 目的：引出凝固点的概念。 水和溶液的冷却曲线 线，并进行解释。 2、★ 难点 结论：稀溶液的凝固点总是比纯 液体的凝固点降低 溶剂凝固点低，这一现象称为溶 比较溶液的理想冷却曲线 液的凝固点降低 和实验条件下的冷却曲线，并 进行解释。 6-8min 【互动】 思考：为什么稀溶液的凝固点会 降低？ 溶液的蒸发速度小于固态的蒸 发速度与气态的凝聚速度。 49 教师讲授提纲 推导出难挥发非电解质稀 薄溶液的凝固点降低与溶液的 质量摩尔浓度的定量关系： Δ Tf = Tf0 - Tf = Kf ·bB 教学活动设计及意图 教学手段运用 【举例练习】 将 0.638 g 尿素溶于 250 g 水中， 测 得此溶 液的 凝固点 降低 值为 0.079 K，试求尿素的相对分子质 量。 时间 分配 5-6min 【图片展示】 联系生活：解释冬季路面积雪， 可撒一些盐促使溶解 肉上抹盐 （二）溶液的渗透压 从 U 型装置开始，介绍半透膜 概念，到渗透现象的产生，溶 液出现渗透压，然后对其定量 计算，到医学应用。 【导入】 提问：为什么在肉上抹食盐后它 们的保质期会延长呢？ 1-2min 【图片展示】 U 型装置 1、★ 重难点 渗透现象和渗透压力 通过纯水和蔗糖溶液所构成 的 U 型装置引出半透膜，渗透 现象和渗透压，并说明渗透现 联系生活：细胞膜、萝卜皮、肠 象产生的原因。 衣、人工制备的火棉胶膜、玻璃 纸及羊皮纸都是半透膜。 【图片展示】 半透膜 2-3min 50 教师讲授提纲 渗透现象：溶剂分子通过 半透膜进入到溶液的现象，可 发生于纯溶剂与溶液之间或不 教学活动设计及意图 教学手段运用 【互动】 问题：渗透现象产生的条件有哪 些？ 【动画展示】 引导学生观察溶剂分子移动过 程： 时间 分配 同浓度的溶液之间。 5-6min 渗透压力( )：为维持只 允许溶剂通过的膜所隔开的溶 液与溶剂之间的渗透平衡而需 提问：渗透现象发生后，U 型装 渗透压产生的过程： 置两边的页面会发生什么变化？ 要的超额压力。 2、 ★ 难点 溶液渗透压力的计算 给出公式渗透压与浓度及温 度的关系：Π = cBRT （Van’t Voff定律） 【板书】 举例说明 i 的取值： NaCl、HCl 和 K2SO4 说明电解质稀薄溶液产生的 渗透压的计算公式： Π = icBRT 联系生活：在医学上，溶液渗透 压的大小常用渗透浓度来表示。 3、等渗、高渗和低渗溶液 以图片为例，在等渗、高渗 正 常人体血浆的渗透浓度约为 304 mmol/L。 和低渗溶液中，对细胞会产生 怎么样的影响。 51 8-9min 教师讲授提纲 教学活动设计及意图 目的：通过给学生说明注意临床 教学手段运用 时间 分配 生理盐水和葡萄糖溶液 上生理盐水和葡萄糖溶液注射浓 1-2min 度，让学生增加将来在药物生产 和分析过程中的社会责任感。 （四）课堂小结 思考题： 从下往上，再次梳理下腔静脉 1、 在医院冰敷时会用一种自制 系静脉回流概况。 盐水冰袋， 解释其制作原理？ 2、 海鱼为什么不能生活在淡水 中？ 【板书】 2-3min 简要小结： 1. 渗透压的概念； 2. 渗透压的计算。 四、参考资料与推荐阅读 1. 大连理工大学无机化学教研室，《无机化学》（第五版），北京：高等教育 出版社，2009 年。 2. 申泮文. 《近代化学导论》，北京：高等教育出版社，2009 年。 3. 吉林大学，武汉大学，南开大学，《无机化学》，北京：高等教育出版社， 2017 年。 52 化学反应速率 一、教学基本情况 授课主题 课程类型 教 化学反应速率（Chemical reaction rate） 理论课 授课日期 2018 年 7 月 7 日 知识目标 技能目标 1. 培养学生灵活应用现有知识背景对新知识点的分析能力，为今后使 用理论知识解决实际问题打下坚实基础。 2. 能应用影响化学反应速率的因素来判断和改变化学反应，并熟练应 用于生产生活实际中。 情感目标 1．通过浓度和物质本性对化学反应速率的影响，树立内因和外因对事 物产生不同影响的科学世界观。 2．通过对化学反应速率的碰撞理论和过渡态理论的分析，建立量变引 起质变的唯物主义思想。 标 教学 重点与难点 1 学时 1. 掌握化学反应速率的概念，理解和正确区分瞬时速率和平均速率的 定义。 2. 掌握影响化学反应速率的因素。 3. 了解两个反应速率理论。 学 目 学 时 化学反应速率的概念及两种表示方法；化学反应速率影响因素的理解；碰撞理论 和过渡态理论的原理。 《无机化学》第 7 版. 张天蓝主编. 人民卫生出版社, 2016. 教材分析 本教材由国内权威专家修订编著，适用于食品科学相关专业，其知识结构较 系统，将基础理论与生产生活实际联系密切，反映无机化学前沿进展。 学生分析 1. 教学对象为食品质量与安全专业 2017 级四年制本科新生，化学专业基础较为 薄弱，因此在教学中尽量运用类比教学，并引导学生多观察、多思考，建立学 习主动性，增加学习兴趣。 2. 用本着基础理论学习为生活生产服务的精神，结合相应化学基础理论知识内 容，将其巧妙应用于现实生活中；鼓励学生用自己所学的知识解释生活中的现 象，突出其实际意义；适当引入生活案例进行分析，并加强科学世界观的教育。 教学方法 1. 以生活需求为导向，问题为中心，案例为引子，结构为主线的多元互动式教学 模式。通过针对性提问互动，由浅入深，引导学生主动逻辑思维，并锻炼学生 的表达能力。 2. 结合生活实例，培养辩证思维，同时渗透人文关怀精神。 3. 采用多媒体技术结合板书画图，运用视频、动画等将知识形象化、具体化，帮 助学生理解与记忆。 教学用具 1. 多媒体设备；2.PPT；3.黑板；4.视频；5.教鞭 双语词汇 化学反应速率（chemical reaction rate） ；瞬时速率（Instantaneous rate） 平均速率（Average rate） ；浓度（Concentration)；碰撞（collision） 过渡态（transition state） 53 二、教学流程 时间分配 进程 内容 目的与方法 回顾 化学热力学 范围和注入 承上启下 1-2min 案例分析 烟花，钢铁 结合案例，切入主题 2-3min 总起概述 化学反应速率概念 明确问题，突出重点 2-3min 机理分析 影响因素： 浓度； 温度； 物质本性 深入剖析，追根索源 12-15min . 层层递进，揭示答案 *虚线内为 20 分钟现场授课部分 提问互动 知识导入 实例应用 课堂小结 为何会影响速率？ 自然过渡，质变量变 1-2min 化学反应的两个理 论： 1. 碰撞理论 2. 过渡态理论 解释影响因素 15-18min 5min 两个理论各有优势，解 释不同问题 药物半衰期的不同 结合实例，引发思考 结合速率理论，解释 化学反应的快慢 强化记忆，首尾呼应 54 1-2min 1-2min 三、教学过程 教师讲授提纲 20 分钟现场授课部分 一、课程导入 1.回顾上一章化学反应热力学 的知识，能否解释所有化学反 应现象，引入化学动力学和化 学反应速率概念。 教学活动设计及意图 【回顾与导入】 提问：上一章化学热力学以最简 洁明快的方式，教会了我们怎么 精准判断化学反应能否进行，什 么情况下能够进行。我们已经能 够解释为什么铁会生锈，而生锈 的铁不能够自动变光亮。那么， 了解了这些对我们研究化学反应 是不是已经足够了呢？ 教学手段运用 时间 分配 【图片展示】 1-2min 【导入】通过对已学内容的回顾， 以及与本节内容的内部相关性 (化学反应的两个方面，可能性与 方向性）引出本堂课的内容，温 故而知新。 4.提问：这些都是热力学上可以 3.生活实例：瞬间爆炸的原子 弹，几年几十年被腐蚀的钢铁， 几万几十万年形成的溶洞。 进行的化学反应，为什么完成的 时间相差那么大呢？这些能够用 我们所学到的热力学知识能够解 1min 答吗？ 通过引入生活中反应时间相差千 万倍的化学反应，激发学生思考， 引起学生强烈的探索兴趣。 【思考】 二、课程讲述 提出化学反应速率的概念。分 如何量化的来表示化学反应的快 慢？如何表示？ 平均速率和瞬时速率来解释。 【回顾类比】 1. 化学反应速率的概念 用来表示化学反应进行的快慢 的物理量。可以用平均速率或 瞬时速率来表示。 我们以前学过如何来表示物质运 动的快慢，及运动速率。运动速 率可以用瞬时速率或平均速率来 表示。那么我们也可以用这种方 55 【互动思考】 物理学上，我们如何来衡量一 个物质运动的快慢？用什么方 法来表示？ 6-8min 2.平均速率定义： 法来表示化学反应的快慢。 在体积一定的密闭容器中的 反应，经常用单位时间内反应 借助学生现有知识背景，用物理 物浓度的减少或生成物浓度的 学上的物质运动来类比化学反应 增加来表示。 的快慢，使学生更加容易接受。 3.瞬时速率 若将观察的时间间隔无限缩 小，平均速率的极限值即为化 【提问互动】 学反应在 t 时的瞬时速率（用 通过对化学反应瞬时速率曲线的 作图的方法可求出反应的瞬时 观察，发现化学反应速率变化的 速率） 规律，进而引发学生为何会有这 【引导】 从瞬时反应的图中我们可以看 出，化学反应不是等速进行的。 那么哪些因素会对反应速率产 生影响呢？发现，随着时间的 持续，反应物的浓度逐渐降低 时，反应速率（平均和瞬时） 都逐渐减小。看来反应物浓度 似乎会影响，那么是怎么影响 的，还有哪些因素会产生影响 呢？ 样的变化的思考。 提问：化学反应是“等速”进 行的吗？ 通过表象，得出结论。透过现象 化 学 反 应速 率 随时 间 会变 化 看本质。层层递进，培养学生逻 吗？ 辑思维能力，挖掘思维的深度。 （二）影响反应速率的因素 速率定律：浓度对化学反应速 【提问思考】 率的影响。 观看现象对比。镁条在氧气和空 结论：在一定温度下, 增加反 气中燃烧的对比。类似还有木炭、 应物的浓度可以增大反应速 铁丝等。为什么现象不同？ 【视频观看】 率。 1. 定义：在一定温度下，化学 视频观看引发学生兴趣，进一步 反 应 的 速 率 与 各 反 应物 诱导学生学会分析现象，从理论 浓度幂的乘积成正比。 高度进行分析。 反应：aA + bB ＝ g G+ hH m v = k C A CB n （或称“速率方程”） 2. 反应速率常数 【引导分析】 v = k C Am C B n 公式可以看出，浓度和速率常数 速率方程中的 k 称为速率常 对化学反应速率非常重要，如何 56 【实例分析】 空气和氧气中最大的差别是什 么？为何会有这样的区别？说 明什么？ 学生自己发现氧气浓度不同， 互动得出浓度影响化学反应速 率的结果。 数。 影响？速率常数与那些因素有 –k 的物理意义：k 在数值上等 关？ 于各反应物浓度均为 1mol·L-1 时的反应速率。 –与反应物浓度无关，与反应物 从浓度增大会加快反应速率来加 本质及温度有关。 强学生量变引起质变的科学认 【动画模拟】 识，从速率常数取决于内因来树 立内因是事物的主要因素的哲学 1889 年 阿 仑 尼 乌 斯 思想。 (Arrhennius) 指 出 反 应 速 率 常 数和温度存在如下关系： (1)在一定温度下，活化能越 【提问思考】 小，则速率常数 k 就越大， 因 为 何温度 升高 会使反 应速 率加 此反应速率大。 大？根据物质结构一章的基础， (2)温度升高，活化分子数增 学生推测出分子运动加剧，发生 加，有效碰撞显著增多， 反应的概率加大。 反 应速率越快。 (3)无论对于吸热反应还是放 微观到宏观，微观粒子的运动加 热反应,升高温度时反应速率 剧，宏观上提高了反应速率，树 均提高. 立学生唯物主义思想和正确的宇 宙观世界观。 【引导思考】 提问：大家知道分子运动加剧会 通过前面的实验结果和现象观 引起化学反应速率增大，分子运 察，在解释这些现象的时候引 动是个物理过程，是如何影响化 入化学反应速率的理论。 学过程快慢的呢？ 【动画模拟】 二、课程讲述 一、碰撞理论 自然过渡，理论指导实践，从理 反应物分子间的相互碰撞是发 论高度对现有的实验现象进行解 生化学反应的先决条件。 释。 2-4min 【实例分析】 在不同温度下进行的化学反应 条件：有效碰撞（ 方位 、能 量） 。 1. 临界能或阈能：发生有效碰 撞的分子所具有的最低能量。 57 Ec 2. 活化分子: 能够发生有效 碰撞的能量高的分子。 • 活化分子越多，单位体积内 有效碰撞的次数越多，反应速 3-5min 率越快。 【动画模拟】 • 在一定温度下，反应物中活 化分子百分率是恒定的。 碰撞理论的优缺点 优点：较直观的讨论了一般反 应过程，应用在双分子反应机 【互动讨论】 碰撞理论是否能解释所有现 象？是否完美？ 理上比较成功。 缺点：把分子当成刚性球体， 通过对碰撞理论优缺点的分析， 忽略了分子的内部结构，对解 培养学生辩证观点看待问题的哲 释复杂反应有困难。 学思维和严密的逻辑思维能力。 二、 过渡态理论 1. 要点：反应物经过一个中间 过渡态，生成一个不稳定的中 间活化络合物，然后再分解为 【提问】 产物。 为 何不同 的药 物吃药 的频 率不 反应过程中，分子结构发生变 同？为下节课引入化学反应的级 化。 数等概念打下基础。 三、 实例应用 理论联系实际，培养学生用现有 为什么有的药一天服三次，而 理 论解释 和解 决现实 问题 的习 有的药一天服一次？ 惯，学以致用。 （四）课堂小结 从下往上，再次梳理化学反应 梳理小结，清晰脉络。 【回顾总结】 2-4min 速率的概念和影响因素机理， 熟悉化学反应的理论。 四、参考资料与推荐阅读 1. 申泮文. 《近代化学导论》，北京：高等教育出版社，2009 年。 2. 吉林大学，武汉大学，南开大学，《无机化学》，北京：高等教育出版社， 2017 年。 58