【Учебник по человеку】Химия старшей школы, выбранная обязательная часть, первая часть
Этот курс охватывает основные темы по химии в старшей школе, выборные обязательные 1, с акцентом на тепловое воздействие химических реакций, скорость реакций и химическое равновесие, ионные реакции в водных растворах, а также принципы электрохимии.
Уроки
Lesson
Обзор курса
📚 Краткое содержание
В этом курсе рассматриваются основные темы химии старшей школы, включая тепловые эффекты химических реакций, скорость реакции и химическое равновесие, ионные реакции в водных растворах, а также принципы электрохимии.
Исследуйте тайны энергии и равновесия, овладейте ключевыми принципами химических реакций.
Автор: Институт разработки учебников по химии, Народное издательство образования
Благодарности: Утверждено экспертным комитетом Комитета по учебникам (2019)
🎯 Цели обучения
- Овладеть связью между теплотой реакции и изменением энтальпии (\Delta H), а также уметь рассчитывать теплоту реакции по энергии связей или общей энергии веществ.
- Свободно записывать и объяснять термохимические уравнения, чётко понимать взаимосвязь между состоянием, стехиометрическими коэффициентами и изменениями энергии.
- Применять закон Гесса для расчёта изменения энтальпии многошаговых реакций, а также проектировать эксперименты для измерения теплоты нейтрализации.
- Качество количественного и микроскопического анализа: освоить расчёты скорости химической реакции и пропорциональные соотношения, использовать теорию столкновений для объяснения влияния концентрации, температуры и катализаторов на скорость.
- Применение закономерностей равновесия: понять признаки химического равновесного состояния, свободно записывать выражения для констант равновесия и предсказывать направление смещения равновесия на основе принципа Ле Шателье.
- Способность комплексной регуляции и принятия решений: освоить критерий определения самопроизвольности реакции (\Delta G) и применять теорию скорости и равновесия для оптимизации условий промышленного производства (например, синтез аммиака).
- Понимание электролиза воды и кислотно-щелочной характера раствора: освоить значение постоянной ионизации воды K_w, уметь проводить простые расчёты рН, понимать принципы и методику титрования нейтрализации.
- Овладеть закономерностями гидролиза солей: анализировать влияние гидролиза различных солей на кислотно-щелочной характер раствора, использовать закон сохранения заряда и материального баланса для решения задач с концентрациями ионов в растворе.
- Анализ равновесия растворимости осадков: освоить понятие произведения растворимости K_{sp}, уметь использовать соотношение между ионным произведением Q и K_{sp} для определения образования, растворения и превращения осадков.
- Уметь различать и объяснять принцип работы гальванических и электролитических элементов, точно записывать уравнения реакций на электродах и полные уравнения реакций.
Уроки
Обзор: Данный курс направлен на глубокое изучение изменений энергии в химических реакциях, с центральной темой — «теплота реакции». В рамках курса рассматриваются экспериментальное измерение теплоты реакции (нейтрализация), термодинамическое определение (энтальпия), стандартная форма записи (термохимические уравнения), специфические виды теплоты реакции (теплота сгорания) и теоретический расчёт теплоты многоступенчатых реакций (закон Гесса). После изучения данного урока студенты смогут количественно понять законы сохранения и преобразования энергии в химических реакциях.
Результаты обучения:
- Овладеть связью между теплотой реакции и изменением энтальпии (\Delta H), а также уметь рассчитывать теплоту реакции по энергии связей или общей энергии веществ.
- Свободно записывать и объяснять термохимические уравнения, чётко понимать взаимосвязь между состоянием, стехиометрическими коэффициентами и изменениями энергии.
- Применять закон Гесса для расчёта изменения энтальпии многошаговых реакций, а также проектировать эксперименты для измерения теплоты нейтрализации.
Обзор: Этот модуль курса углубляет изучение кинетики и термодинамики химических реакций. Через изучение «скорости химической реакции» рассматриваются механизмы быстроты реакции и микроскопические столкновения, а через «химическое равновесие» — пределы протекания реакции и способы его регулирования. Также рассматривается определение направления реакции с помощью «энтропии» и «свободной энергии». В конце курса теоретические знания применяются к реальным промышленным процессам, таким как синтез аммиака, что способствует развитию у учащихся способности комплексного анализа химических проблем с разных сторон.
Результаты обучения:
- Качество количественного и микроскопического анализа: освоить расчёты скорости химической реакции и пропорциональные соотношения, использовать теорию столкновений для объяснения влияния концентрации, температуры и катализаторов на скорость.
- Применение закономерностей равновесия: понять признаки химического равновесного состояния, свободно записывать выражения для констант равновесия и предсказывать направление смещения равновесия на основе принципа Ле Шателье.
- Способность комплексной регуляции и принятия решений: освоить критерий определения самопроизвольности реакции (\Delta G) и применять теорию скорости и равновесия для оптимизации условий промышленного производства (например, синтез аммиака).
Обзор: Данная программа охватывает ключевые аспекты четырёх основных равновесий в водных растворах: равновесие электролиза воды, титрование кислот и щелочей, равновесие гидролиза солей и равновесие растворимости малорастворимых электролитов. Через сочетание количественных (величины K_w, рН, K_{sp}) и качественных подходов (принцип смещения равновесия, идея сохранения) раскрываются фундаментальные закономерности ионных реакций в водных растворах и их применение в повседневной жизни (очистка воды, медицинская диагностика, очистка веществ).
Результаты обучения:
- Понимание электролиза воды и кислотно-щелочного характера раствора: освоить значение постоянной ионизации воды K_w, уметь проводить простые расчёты рН, понимать принципы и методику титрования нейтрализации.
- Овладеть закономерностями гидролиза солей: анализировать влияние гидролиза различных солей на кислотно-щелочной характер раствора, использовать закон сохранения заряда и материального баланса для решения задач с концентрациями ионов в растворе.
- Анализ равновесия растворимости осадков: освоить понятие произведения растворимости K_{sp}, уметь использовать соотношение между ионным произведением Q и K_{sp} для определения образования, растворения и превращения осадков.
Обзор: Цель этого курса — помочь студентам понять принципы преобразования химической энергии в электрическую и наоборот. Рассматриваются принципы работы гальванических и электролитических элементов. Включены как базовые модели батарей, так и практические источники питания (первичные, вторичные, топливные элементы), а также применение электролиза в промышленности. В завершение курса внимание уделяется механизмам коррозии металлов и стратегиям электролитической защиты, формируя целостную систему знаний в области электрохимии.
Результаты обучения:
- Уметь различать и объяснять принцип работы гальванических и электролитических элементов, точно записывать уравнения реакций на электродах и полные уравнения реакций.
- Уметь классифицировать и оценивать характеристики источников питания (первичные батареи, аккумуляторы, топливные элементы) на основе их конструкции и принципа действия.
- Уметь отличать химическую коррозию металлов от электрохимической коррозии (выделение водорода и поглощение кислорода), выбирать соответствующий метод электролитической защиты (метод жертвенного анода или метод внешнего тока) в зависимости от конкретной ситуации.