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阅读案例,并回答问题。 下面是某教师关于“化学反应的限度”的教学实录片段。 环节一:了解反应限度 教师:(创设情境)19世纪,为了生产更多的氮肥,科学家希望用氢气和氮气合成氨时,反应物能完全转化为生成物,但是却始终未能成功。 教师:同学们想过吗,是不是在所有的化学反应中反应物都能转化为生成物?让我们一起来做一做下面的实验(学生分组做以下实验): ①取10mL 0.1mol·L⁻¹的$$KI$$溶液于试管中,向其中加入2滴0.1mol·L⁻¹的$$FeCl_3$$溶液,充分振荡; ②继续向上述溶液中加入等体积的$$CCl_4$$,充分振荡后静置; ③在上层清液中滴加1滴$$KSCN$$溶液。 教师:大家都观察到了什么现象? 学生:①中溶液变黄;②分层,下层显紫红色;③溶液变成血红色。 教师:这些现象说明什么?为什么在实验③中还能看到血红色? 学生:说明上层清液中还有$$Fe^{3+}$$,$$Fe^{3+}$$不能完全转化为$$Fe^{2+}$$。 教师:对,说明在$$2KI+2FeCl_3=I_2+2FeCl_2+2KCl$$反应中,$$Fe^{3+}$$不能完全转化为$$Fe^{2+}$$,或者说,在反应向右进行的同时,也在向左进行。这种在同一反应条件下,既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的反应,反应有一定的限度,反应物不能完全转化为生成物,这类反应就被称为可逆反应。 教师:你们还能列举哪些可逆反应? 学生:合成氨反应。 教师:对,合成氨反应是可逆反应,氮气和氢气在合成氨气的同时,氨气也在分解。 学生:氢气和氧气生成水。 教师:是吗?我们一起来分析一下。可逆反应是指在相同条件下,既可以向正反应方向进行,又可以向逆反应方向进行的反应。氢气和氧气生成水的条件是点燃,水电解生成氢气和氧气的条件是通电。显然,氢气和氧气生成水的反应不是可逆反应。 环节二:理解反应限度 教师:(创设情境)某实验合成氨研究中,450°时,往一个2L的密闭容器中充入1mol$$N_2$$,和3mol$$H_2$$,反应过程中对$$NH_3$$的浓度进行检测,得到的实验数据如下表: 教师:请大家根据表格分析氨气的浓度呈现怎样的变化规律? 学生:氨气的浓度先增大后保持不变。 教师:为什么氨气浓度会有这样的变化?我们可以绘制氨气的生成速率(正反应速率)与分解速率(逆反应速率)随时间变化的速率($$v$$)—时间($$t$$)关系图来分析。 我们知道,反应速率和反应物浓度成正比,开始密闭容器体系中没有氨,氨的分解速率为0,随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,直至正反应速率与逆反应速率相等。此时,氨分解和合成的速率相等且都不为0,所以氨的浓度保持不变。反应物和生成物的浓度不再变化,可逆反应达到最大限度,即化学平衡状态,所以化学平衡的本质是动态平衡。 环节三:…… 问题: (1)请简述该案例中教师的主要教学思路。(6分) (2)请分析该教师上述教学过程的主要优点。(10分) (3)该案例中教师的教学还可以做哪些优化?(4分)(含图)(含图)
阅读以下教学案例材料,回答问题: 教师:是吗?我们一起来分析一下。可逆反应是指在相同条件下,既可以向正反应方向进行,又可以向逆反应方向进行的反应。氢气和氧气生成水的条件是点燃,水电解生成氢气和氧气的条件是通电。显然,氢气和氧气生成水的反应不是可逆反应。 环节二:理解反应限度 教师:(创设情境)某实验合成氨研究中,450℃时,往一个2L的密闭容器中充入1mol$$\ce{N_{2}}$$,和3mol$$\ce{H_{2}}$$,反应过程中对$$\ce{NH_{3}}$$的浓度进行检测,得到的实验数据如下表: | 时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | | $$c(\ce{NH_{3}})/\text{mol·L}^{-1}$$ | 0 | 0.08 | 0.14 | 0.18 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 教师:请大家根据表格分析氨气的浓度呈现怎样的变化规律? 学生:氨气的浓度先增大后保持不变。 教师:为什么氨气浓度会有这样的变化?我们可以绘制氨气的生成速率(正反应速率)与分解速率(逆反应速率)随时间变化的速率($$v$$)—时间($$t$$)关系图来分析。 (图为$$v-t$$图像:正反应速率从初始值逐渐降低,逆反应速率从0逐渐升高,最终两者速率相等并保持稳定) 我们知道,反应速率和反应物浓度成正比,开始密闭容器体系中没有氨,氨的分解速率为0,随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,直至正反应速率与逆反应速率相等。此时,氨分解和合成的速率相等且都不为0,所以氨的浓度保持不变。反应物和生成物的浓度不再变化,可逆反应达到最大限度,即化学平衡状态,所以化学平衡的本质是动态平衡。 环节三:…… 问题: (1)请简述该案例中教师的主要教学思路。(6分) (2)请分析该教师上述教学过程的主要优点。(10分) (3)该案例中教师的教学还可以做哪些优化?(4分)【缺少答案,请补充】(含图)(含图)
阅读下列材料,回答问题: 材料一普通高中化学课程标准关于糖类的内容标准是:结合实例认识糖类在生产、生活中的重要应用。 材料二某版本高中化学教科书中“食品中基础有机化合物”的部分内容如下: ### 糖类 在人体所需的基本营养物质中,除了脂肪以外,糖类是另一种重要的人体供能物质。在有机化学中,葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素都属于糖类(carbohydrate)。糖类的组成及其在自然界的存在见表8-6。 | 物质 | 葡萄糖 | 蔗糖 | 淀粉 | 纤维素 | | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | | 组成 | $$\ce{C_{6}H_{12}O_{6}}$$ | $$\ce{C_{12}H_{22}O_{11}}$$ | $$(\ce{C_{6}H_{10}O_{5}})_n$$ 相对分子质量从几万到几十万 | $$(\ce{C_{6}H_{10}O_{5}})_n$$ 相对分子质量在200万以上 | | 在自然界的存在 | 葡萄汁、蜂蜜、带甜味的水果 | 甘蔗、甜菜等植物体内 | 植物种子和块根、大米、小麦 | 植物的细胞壁、棉花、木材 | #### 交流讨论 分析上述糖类化合物的元素组成以及碳、氢、氧原子数的比例,说明为什么人们曾把这些糖类化合物称为“碳水化合物”。 葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素的形态不同,在水中的溶解性也不同。淀粉、纤维素没有甜味,它们是天然高分子化合物,组成与结构比葡萄糖复杂得多。 人们从食物中摄入淀粉,淀粉在淀粉酶的作用下发生复杂的变化,水解生成葡萄糖。 $(\ce{C_{6}H_{10}O_{5}})_n + n\ce{H_{2}O} \xrightarrow{催化剂} n\ce{C_{6}H_{12}O_{6}}$ 淀粉 葡萄糖 葡萄糖在人体组织中发生缓慢氧化,放出热,提供生命活动所需要的能量。 $$\ce{C_{6}H_{12}O_{6}(s)+6O_{2}(g) = 6CO_{2}(g)+6H_{2}O(l)} \quad \Delta H=-2803\ \text{kJ·mol}^{-1}$$ 工业上可以用淀粉、纤维素为原料生产葡萄糖。 #### 实验探究 观察下列实验,思考并回答有关问题。 【实验1】观察葡萄糖、蔗糖、淀粉(用可溶性淀粉作样品)、纤维素(用脱脂棉作样品)的颜色、状态以及它们在水中的溶解性。 | | 葡萄糖 | 蔗糖 | 淀粉 | 纤维素 | | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | | 颜色、状态 | | | | | | 水溶性 | | | | | 【实验2】在洁净的试管中加入2 mL 2%的硝酸银溶液,边振荡试管,边滴加2%的稀氨水,直到析出的沉淀恰好溶解为止(制得澄清的银氨溶液),再加入1 mL 10%的葡萄糖溶液,将试管在温水浴里加热3~5 min,观察并记录实验现象。 【实验3】在试管中加入2 mL 10%的氢氧化钠溶液,滴加4~5滴5%的硫酸铜溶液,得到含氢氧化钠的氢氧化铜悬浊液。再加入2 mL 10%的葡萄糖溶液,加热至沸腾,观察并记录实验现象。 【实验4】向两支试管中分别加入4 mL淀粉溶液。①向一支试管中滴加碘水,观察溶液颜色的变化。②向另一支试管中加入少量20%的硫酸溶液,加热4~5 min,待溶液冷却后分装在其他两支试管中。向其中一支试管中滴加碘水;将另一支试管中的水解液用氢氧化钠溶液中和,然后加入新制的氢氧化铜碱性悬浊液,加热至沸腾。 你能观察到什么现象?实验说明了什么? 你认为酸在淀粉水解中起到什么作用?为什么检验淀粉水解生成的葡萄糖时,要先用氢氧化钠溶液中和水解混合液? 葡萄糖可以与银氨溶液反应生成光亮的“银镜”,也可以与新制的氢氧化铜碱性悬浊液反应生成砖红色沉淀,这两个反应均可用于检验葡萄糖的存在。医学上曾用类似的反应来检验病人尿液中葡萄糖的含量是否偏高。 含淀粉的物质可以用来酿酒,植物秸秆(主要成分是纤维素)可以用来制造工业用途的酒精。这是因为淀粉、纤维素在一定条件下能够水解成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下能转化为酒精。葡萄糖转化为酒精的反应可简略地表示为: $\ce{C_{6}H_{12}O_{6}} \xrightarrow{酒化酶} 2\ce{C_{2}H_{5}OH} + 2\ce{CO_{2}}↑$ 产生的酒精在某些微生物的作用下能进一步发生反应得到醋酸。 材料三 教学对象为高一学生。 问题: (1)请写出实验2中反应的离子方程式。(4分) (2)请完成“糖类”的教学设计,也包括教学目标、教学重难点、教学过程(不少于300字)。(26分)【缺少答案,请补充】(含图)(含图)(含图)