2019版鲁科化学必修2 教师用书.pdf

第 1 章原子结构元素周期律1说明本书是普通高中教科书化学必修第二册的教师用书。编写本书的目的在于帮助教师认识高中化学必修课程的功能定位和教科书的风格特点；掌握教科书所反映的学生发展、社会发展和学科发展对普通高中化学教学在基础性、时代性、选择性方面的具体要求；熟悉所倡导的积极主动的多样化学习方式和科学有效的学习策略；了解所坚持的遵循科学教育规律培养学生的创新精神和实践能力、进一步提高他们的化学学科核心素养的编写原则。本书按普通高中教科书化学必修第二册的章节顺序编写。每章包括： 本章教材对课程标准有关要求的体现介绍教科书每章对应的课程标准的内容主题，阐述每章对应的化学学科核心素养发展目标。本章教材内容构成介绍教科书每章的体系结构、编排特点，便于教师整体性把握每章的内容框架。本章教学安排给出每章教学时间安排建议，以及学生必做实验和“微项目”教学安排建议，便于教师提前规划每章的教学。本章各节教材分析包括各节教学目标、教材设计思路、教材解读与教学建议、习题答案与习题分析、教学问题讨论与教学资源拓展、教学设计等。微项目包括微项目的设计意图、本体分析、实施建议、实施案例等，使教师能够全面认识微项目，了解微项目实施的各种方案以及实施的具体情况，为教师自己的实施提供了重要的参考资料。本章自我评价给出章习题的编码、答案、典型习题分析，旨在引导教师更好地利用教材中的习题，改进习题教学，提高学生解决问题的基本能力。每节包括： 教学目标给出每节教学所应达到的具体教学目标。教材设计思路介绍每节教材的核心知识、主要思路与内容框架。教材解读与教学建议对经过缩微处理的每页教材内容，在边白处做必要的注释和说明，并给出这一页教材内容的具体教学建议。习题答案与习题分析给出每节教材的习题编码、习题答案和典型习题分析。教学问题讨论与教学资源拓展针对每节教材使用及其教学中可能遇到的问题进行分析解答，并联系教材内容提供相关的拓展的教学资源，为教师的教学提供参考。教学设计给出每节教材中相关内容的教学设计，包括设计说明、教学及评价目标、教学过程、教学反思等。化学教师用书必修第二册2本书的编写以现代教育理论和先进的教学理念为指导，吸收了大量教育教学改革的最新成果，内容丰富、实用，设计科学、新颖，不仅对教材体系、教学内容做了详尽的分析，提出了具体的教学建议，而且给教师在教学中发挥创造性留有充分的空间。本套书的总主编为王磊、陈光巨、曹居东，本书主编为支瑶、刘宗寅。本书第 1 章核心编者有支瑶、李景昭、刘传友、杨明国、卜庆军、高建伟；第 2 章核心编者有支瑶、盛连蔚、傅兴春、江合佩、苏文塨、王明浩；第 3 章核心编者有陈颖、李勇、孙红保、杜光翠、鞠秀芳、丁五洲、王成任、王海勤、武丹。第 1、2 章由支瑶统稿，第 3 章由陈颖统稿。本书的编写得到各方面的关心和指导。刘宗寅编审付出了艰辛的劳动。实验区教研人员和一线骨干教师也提供了宝贵的意见和建议。在此，向他们表示诚挚的谢意！由于时间仓促，书中难免有疏漏之处，恳请广大教师和教学研究人员提出宝贵意见，以便使其不断完善。 北京师范大学基础教育化学教材编写委员会 2019 年 11 月 目录第 1 章原子结构元素周期律 1第 1 节原子结构与元素性质 7第 2 节元素周期律和元素周期表 29第 3 节元素周期表的应用 50微项目海带提碘与海水提溴体验元素性质递变规律的实际应用70本章自我评价78第 2 章化学键化学反应规律86第 1 节化学键与物质构成92第 2 节化学反应与能量转化 110第 3 节化学反应的快慢和限度 131微项目研究车用燃料及安全气囊利用化学反应解决实际问题 153本章自我评价 161第 3 章简单的有机化合物 168第 1 节认识有机化合物 173第 2 节从化石燃料中获取有机化合物 200第 3 节饮食中的有机化合物 233微项目自制米酒体验我国传统酿造工艺的魅力 263本章自我评价 278第 1 章原子结构元素周期律1第 1 章原子结构元素周期律 一、本章教材对课程标准有关要求的体现（一）所对应的课程标准的有关主题本章内容直接对应课程标准 “课程内容”中“必修课程”部分的“主题 3 ：物质结构基础与化学反应规律” ，并与 “主题 2：常见的无机物及其应用” “主题 5：化学与社会发展”相关联，具体对应关系如下图所示。1. 对于“主题 3 ：物质结构基础与化学反应规律”本章各节对应“3.1原子结构与元素周期律” ：认识原子结构、元素性质与元素在元素周期表中位置的关系。知道元素、核素的含义，了解原子核外电子的排布。结合有关数据和实验事实认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律，建构元素周期律。知道元素周期表的结构，以第 3 周期的钠、镁、铝、硅、硫、氯，以及碱金属和卤族元素为例，了解同周期和同主族元素性质的递变规律。体会元素周期律（表）在学习元素化合物知识与科学研究中的重要作用。2. 对于“主题 2 ：常见的无机物及其应用”本章第 3 节、微项目与“2.6物质性质及物质转化的价值”相关联：结合实例认识金属、非金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。原子结构元素周期律主题 2 ：常见的无机物及其应用物质性质及物质转化的价值主题 3 ：物质结构基础与化学反应规律原子结构与元素周期律主题 5 ：化学与社会发展化学在自然资源和能源综合利用方面的重要价值化学教师用书必修第二册23. 对于“主题 5 ：化学与社会发展”本章微项目与“5.3化学在自然资源和能源综合利用方面的重要价值”相关联：以海水、金属矿物、煤、石油等的开发利用为例，了解依据物质性质及其变化综合利用资源和能源的方法。（二）所对应的学科核心素养发展目标本章教学主要促进学生 “宏观辨识与微观探析” “证据推理与模型认知” “科学探究与创新意识”化学学科核心素养的发展。具体说明如下： “宏观辨识与微观探析”化学学科核心素养的发展重点表现为：深化对原子结构的认识，建立原子结构与元素性质、元素性质与物质性质之间的关系；在此基础上，能从物质的微观结构说明某些同类物质的共性和不同类物质性质的差异及其原因，能解释某些同类的不同物质性质变化的规律。“证据推理与模型认知”化学学科核心素养的发展重点表现为：构建“位” “构” “性”关系认识模型，并发展对元素及其化合物化学性质的认识模型，从“各类物质的一般性质氧化性和还原性”二维模型发展到“各类物质的一般性质氧化性和还原性相似性和递变性”三维模型。“科学探究与创新意识”化学学科核心素养的发展重点表现为：形成实验探究元素性质递变规律、比较物质性质的思路方法，发展物质分离提纯实验的设计与实施能力，提高基于理论进行预测、提出假设的能力和基于实验事实概括、推理得出结论的能力。具体能力目标如下： 能画出 1 20 号元素的原子结构示意图。能用原子结构知识解释元素性质及其递变规律，并能结合实验及事实进行说明。 能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构特征，分析、预测、比较元素及其化合物的性质。 能结合有关资料说明元素周期表对合成新物质、寻找新材料的指导作用。 能列举化学科学发展的重要事件，说明其对推动社会发展的贡献，能说出其中的创新点。 具有较强的问题意识，能提出化学探究问题，能做出预测和假设。能依据实验目的和假设，设计解决简单问题的实验方案，能对实验方案进行评价。能观察并如实记录实验现象和数据，进行分析和推理，得出合理的结论。 能从化学的角度分析从资源到产品的转化途径，能对资源的开发利用进行评价。 二、本章教材内容构成（一）体系结构本章是在初中化学和高中化学必修课程第一册相关内容学习的基础上，借助原子结构的知识，引导学生探究影响元素性质的内在因素，并从寻找“元素性质递变规律”的视角对元素化合物知识第 1 章原子结构元素周期律3进行概括、整合，使学生对元素化合物性质的认识开始由感性走向理性。本章还借助元素周期表，向学生展示了丰富多彩的元素世界，进一步拓展了学生关于元素化合物的知识视野。本章教材包括三节和一个“微项目” ： 第 1 节原子结构与元素性质 第 2 节元素周期律和元素周期表 第 3 节元素周期表的应用和微项目海带提碘与海水提溴体验元素性质递变规律的实际应用 。首先，在学生已有知识经验的基础上，引导学生进一步深入认识原子的结构，并利用原子结构的知识预测、解释某些元素的某些性质，建立对原子结构与元素原子得失电子能力之间关系的认识模型；然后，引导学生探索元素性质（原子半径和元素的化合价）与原子结构之间的关系，归纳出元素周期律，同时初步形成建构变量关系模型的思路确定变量及变量之间的关系；最后，在掌握元素周期律的基础上，引导学生发现元素周期表中元素的排布规律，认识元素周期表的结构，认识同周期元素性质的递变规律，研究同主族元素的性质，预测陌生元素化合物的性质。 “微项目”则通过海带提碘与海水提溴流程的设计与分析，引导学生应用元素性质递变规律解决实际问题，进一步体会元素性质递变规律的应用价值。（二）编排特点本章教材内容呈现了“位置结构性质”认识模型的建构、发展与应用的全过程，体现了学习内容逐级建构的特点。1. 逐级建构“位置结构性质”认识模型，发展学生的“模型认知与证据推理”化学学科核心素养建构“位置结构性质”认识模型是本章教材内容的核心，是“模型认知与证据推理”化学学科核心素养在本章的具体体现，也是本章学习的重点和难点。为了有效发展学生的“模型认知与证据推理”化学学科核心素养，突破重点和难点，本章教材采用“逐级建构”的思路组织内容、设计活动，具体见下表。化学教师用书必修第二册4教材位置核心活动认识模型建构及发展第 1 节二、原子结构与元素原子得失电子能力活动探究：比较钠、镁、钾元素原子的失电子能力建立原子结构与元素原子得失电子能力的关联：第 2 节一、元素周期律活动探究：元素周期律初探建立原子结构与元素性质、元素在周期表中的位置的关联：第 3 节一、认识同周期元素性质的递变规律活动探究：第 3 周期元素原子得失电子能力的比较建立原子结构元素性质物质性质（递变性）的关联第 3 节二、研究同主族元素的性质交流研讨：以A 族金属元素和A 族元素为例，推测同主族元素性质的相似性和递变性活动探究：探究卤族元素性质的相似性和递变性建立原子结构元素性质物质性质（相似性、递变性）的关联第 3 节三、预测元素及其化合物的性质交流研讨：预测硅及其化合物的性质建立原子结构元素在周期表的位置元素性质物质性质的整体认识模型2. 基于“位置结构性质”认识模型应用元素周期律、元素周期表研究、预测元素及其化合物性质，体现元素周期律表的应用价值，发展学生的“宏观辨识与微观探析”化学学科核心素养“位置结构性质”认识模型是理解元素周期律、认识元素周期表、预测元素化合物性质，以及发展学生的“宏观辨识与微观探析”化学学科核心素养的重要思维工具。本章教材在编写过程中，从发现元素周期律到理解元素周期律，始终通过问题引领学生基于认识模型进行分析推理，基于原子结构预测、推测元素性质，并寻找相应的宏观证据（物质性质）为其推测提供证据，促使学生建立宏观与微观之间的联系，发展学生的“宏观辨识与微观探析”化学学科核心素养。例如，在研究同主族元素的性质的“交流研讨”活动中，教材设计了如下问题： “元素周期表中，同原子结构元素性质原子核对最外层电子的引力原子半径原子得失电子能力单质的氧化性或还原性最外层电子数核电荷数电子层数表征同类迁移第 1 章原子结构元素周期律5主族元素原子的核外电子排布有什么特点？” “请你以A 族金属元素和A 族元素为例，推测同主族元素性质的相似性和递变性。 ” “尝试利用学过的元素及其化合物的知识为你的推测寻找证据。 ”利用这三个问题，引导学生从对原子结构的微观认识发展到对元素性质的宏观认识，再从所学的元素化合物知识中为推理寻找证据。3. 从元素性质到物质性质，将“价类”二维认识模型发展为三维认识模型，深化学生对元素化合物知识的认识 原子结构与元素周期律是在必修课程模块主题 2 基础上对元素化合物认识的进一步提升，使学生的认识工具从“价类”二维认识模型发展到三维认识模型（下图） 。为了发展学生对元素化合物知识的认识，教材编写了“预测元素及其化合物的性质” ，并在核心活动“预测硅及其化合物的化学性质”的基础上，提出了认识元素及其化合物的基本视角，明确提出可以从元素在元素周期表中的位置、原子结构、元素的性质这三个角度认识元素，从物质类别、元素化合价、元素在元素周期表中的位置这三个角度认识含某元素的物质的化学性质。此外，在“微项目”中，通过海带提碘和海水提溴所用氧化剂的选择和对利用不同的方法制取氯、溴、碘单质的原因的分析，进一步引导学生建立原子结构元素位置元素性质物质性质物质用途之间的关联，促成他们对元素化合物的三维认识模型的建构。4. 从具体任务的完成到分析问题思路的提炼，注重发展学生的科学思维教材中不仅通过多样化的活动引导学生逐级建构“结构位置性质”认识模型，还关注学生建构认识模型的通用性思路。例如，通过“活动探究”栏目对元素周期律进行初探之后，利用“方法导引”栏目提出建构变量关系模型的思路，引导学生迁移应用所探究的内容。 三、本章教学安排（一）课时安排建议本章计划共用 10 个课时，具体分配如下：化学教师用书必修第二册6章节教学时间第 1 节原子结构与元素性质2 课时第 2 节元素周期律和元素周期表2 课时第 3 节元素周期表的应用3 课时“微项目”及本章复习3 课时（二）实验和“微项目”教学安排按照课程标准规定，本章学生必做实验为“同周期、同主族元素性质的递变”实验。教材将该实验分散编排在第 3 节的“认识同周期元素的性质递变规律”和“研究同主族元素的性质”两部分内容中。建议将该学生必做实验与探究活动融合在一起，在新授课中组织学生完成分组实验，即引导学生经历“理论预测方案设计与交流实验实施结论获得与反思讨论”的全过程，而非孤立地进行实验，以充分发挥学生必做实验的教学功能，促进学生的“宏观辨识与微观探析” “证据推理与模型认知”化学学科核心素养的落实。“微项目”教学： “海带提碘与海水提溴体验元素性质递变规律的实际应用”的教学可以有两种实施方案：在本章末组织教学，以此为载体，开展“元素周期律的应用”的教学，同时完成对本章的复习任务；与第 3 节“研究同主族元素的性质”内容整合，将“探究卤族元素性质的相似性和递变性”拓展开来，以寻找适合的氧化剂为核心任务展开教学。不论采用哪种实施方案，都要关注本微项目的双重价值的实现：应用“结构位置性质”认识模型解决实际问题；提炼、概括物质分离和提纯的基本思路。第 1 章原子结构元素周期律7 第 1 节原子结构与元素性质 一、教学目标1. 认识原子核的结构，懂得质量数和AZX 的含义，掌握构成原子的微粒间的关系；知道元素、核素、同位素的含义。2. 了解原子核外电子的排布规律，能画出 1 20 号元素的原子结构示意图；了解原子的最外层电子排布与元素的原子得失电子能力和化合价的关系。3. 通过原子结构与元素原子得失电子能力的讨论，初步建立“原子结构元素性质”认识模型，体会元素性质与物质性质的关联。4. 通过对构成原子的微粒间的关系和氢元素核素等问题的探讨，培养分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。5. 通过人类探索原子结构的历史了解假说、模型等科学研究方法和科学研究的历程，培养科学态度和科学精神。6. 通过对未来的能源核聚变能的阅读关注与化学有关的热点问题，形成可持续发展的思想。二、教材设计思路（一）体系结构原子结构与元素性质概括原子的各种微粒与元素、核素之间的关系，核外电子排布规律，原子结构与元素原子得失电子能力之间的关系通过比较钠、镁、钾元素原子的失电子能力建立原子结构与元素原子得失电子能力的关系，建构认识模型，为后续认识元素周期律、元素周期表奠定思维基础；同时，转变学生关于“最外层电子数多少决定原子得失电子能力强弱”的迷思认识“活动探究” ：比较钠、镁、钾元素原子的失电子能力卢 瑟 福 粒 子散射实验及核式原子模型的提出“交流研讨” ：构成原子的各微粒的关系“观察思考” ：比较氕、氘、氚的原子结构初、高中衔接，呈现宏观证据（实验）与微观模型建构的关系，体会假说、模型方法在原子结构研究中的应用通过数据分析认识构成原子的各微粒间的关系，建立核素、同位素的概念，建立元素、核素、同位素的关联，了解核外电子排布规律化学教师用书必修第二册8（二）编写思路学生在初中化学课程的学习中已经知道原子是由原子核和核外电子构成的，但是不知道原子核是由什么构成的以及电子在原子核外是怎样运动、怎样排布的。学生在高中化学教材必修第一册第3 章中学习了许多元素化合物的知识，但是不知道元素的性质与原子结构有什么关系。本节将在学生已有经验的基础上，继续引导学生深入探讨原子核的结构以及核外电子的排布规律，并利用原子结构的知识分析某些元素的有关性质、预测陌生元素的化学性质，帮助建立原子的结构与元素原子得失电子能力之间的关系，促进学生“宏观辨识与微观探析”化学学科核心素养的发展；通过实验事实验证，引导学生体会物质性质与元素性质之间的关系，促进学生“证据推理与模型认知”化学学科核心素养的发展；通过人们对原子结构认识的发展过程，向学生渗透说明假说、模型等科学研究方法及其作用。第 1 章原子结构元素周期律9借助卢瑟福的实验帮助学生复习原子构成的初步知识，同时引发学生对原子核的构成和核外电子运动状态的思考，提出本节教材的两个核心问题。初中化学教材中已在正文或阅读材料中提及本部分知识，所以在此进行简化处理。对此部分内容，教师在教学过程中可以根据学生情况灵活处理。教学建议1. 本节教材所涉及内容是假说、模型这两种科学研究方法的典型案例，建议教师在教学过程中注意引导学生认识这两种科学研究方法及其在化学研究中的作用。2.“联想 质疑”栏目具有引出本节核心知识和科学研究方法（模型、假说）教学的双重功能，因此，建议教师在教学过程中进行如下处理：先组织学生根据已有经验对原子的结构进行想象，再借助电脑动画或其他手段重现卢瑟福实验，引导学生根据实验现象提出原子结构模型，并鼓励学生就原子结构的相关问题提出质疑。在引出本节核心问题的同时，要注意引导学生初步了解假说、模型方法在科学研究中的应用。教材解读三、教材解读与教学建议化学教师用书必修第二册10列表展示电子、质子、中子的相关数据，引导学生自己对这些数据进行处理，从中找出构成原子的微粒间的关系及质量数与相对原子质量的关系，这有利于突破教学难点。教学建议1. 通过高中化学教材必修第一册的学习，学生已初步学会如何利用数据获取有用信息，因此，在进行“构成原子的微粒间的关系”这部分内容的教学时，建议教师组织学生充分利用所给数据并结合已有知识展开讨论，引导学生在对数据的分析、处理的过程中获得新知识。2. 必要时可以将质子、中子相对质量的求算方法和原子相对质量的求算方法以小资料的形式给出。3. 建议补充关于原子和阴、阳离子的质子数、中子数、质量数、核电荷数、核外电子数之间数量关系的练习。教材解读第 1 章原子结构元素周期律11图 1-1-3 只 是 人 们为了形象地展示原子中质子、中子、电子的数量关系而提出的一种图示表征方法，并不是原子的真实结构。对于天然存在的某种元素，不论是处于游离态还是处于化合态，各种核素在自然界里的丰度一般不变。只需要学生了解某元素相对原子质量是该元素的各种核素相对原子质量的平均值即可，不要求计算。教学建议1. 教师在利用图 1-1-3 进行教学时，要向学生指明观察的重点，即氕、氘、氚原子中的质子、中子、电子之间的数目关系，避免学生错误地认为原子的真实结构如图所示。 2. 教师在进行“观察 思考”栏目的教学时，也可以用原子符号11H、21H、31H 代替图 1-1-3，作为学生进行思考、讨论的依据。3. 在进行“元素、核素、同位素”的教学时，建议教师通过具体实例引导学生理解三者之间的关系。例如，11H、21H、31H 是三种不同的核素，它们互为同位素，它们都属于氢元素。4. 建议补充介绍一些放射性核素的具体应用，增加学生的感性认识。要注意将核素、同位素、元素的辨识及对核素中微粒之间关系的分析与其应用结合起来。教材解读化学教师用书必修第二册12引导学生关注新能源开发、利用过程中的热点问题，树立可持续发展的观念。此外，可以介绍核技术应用的另一重要领域同辐产业。同辐技术是同位素与辐射技术的简称，是基于原子核科学的基础知识、粒子加速和射线产生的原理和方法，利用放射性同位素和电离辐射产生电离射线的特性，而广泛应用于国民经济各个领域的一种技术。教学建议1. 核外电子运动的教学可以与第 6 页的“拓展视野”栏目结合起来，引导学生阅读材料，查阅、补充相关资料，了解一个多世纪以来科学家是如何研究核外电子的运动状态的，从而使学生体会假说和模型在科学研究中不可替代的作用，并鼓励学生尝试使用假说和模型这两种科学研究方法探索物质构成的奥秘。2. 本部分教学的重点是对原子的核外电子排布规律的掌握和运用，关于能量最低原理，只需学生了解“电子是按能量高低在核外由近及远分层排布的”即可，不宜深入探讨。 3. 要求学生会画 1 20 号元素的原子结构示意图，会用结构示意图表示阴、阳离子。教材解读第 1 章原子结构元素周期律13玻尔模型提出了电子在原子核外是分层排布的，但并没有解决各层能容纳多少个电子这一问题，因此教师在向学生展示玻尔原子模型的示意图时，应注意选择符合真实情况的图示。关于电子云模型的相关内容，将在选择性必修 2 物质结构与性质模块中详细介绍。教学建议1. 本页正文主要涉及两部分内容：一是元素原子得失电子能力与最外层电子的关系，二是元素化合价与原子最外层电子数的关系。编写这部分内容的目的有二：一是引导教师和学生关注原子结构与元素性质的关系，利用原子结构的知识对元素的某些性质进行合理解释，如为什么在化合物中钠元素、镁元素分别为 +1 价、+2 价，为什么钠原子、镁原子在化学反应中均易失去电子；二是进行初、高中化学学习的过渡与衔接。2. 教师在进行“原子结构与元素性质”的教学时，可以引导学生结合学过的元素化合物知识展开讨论，从中找出规律。但是，由于影响元素性质的因素比较复杂，因此在教学过程中不要将某些提法绝对化，在选择问题时也要注意其合理性， 特别要注意准确定位原子最外层电子数与其原子得失电子能力的关系最外层电子数决定了元素原子得失电子的趋势而非得失电子的能力，避免学生形成迷思认识。教材解读化学教师用书必修第二册14本部分内容是本次教材修订的新增内容，是建构“位置结构性质”认识模型的起点，是发展学生“模型认知与证据推理” “宏观辨识与微观探析”化学学科核心素养的关键环节之一。实践证明，确定构成原子的各微粒与原子得失电子能力的关系是学生认识“结构性质”之间关系的难点。本部分教 材 选 择 Na、Mg、K 三种元素为研究对象，减少了教学内容，聚焦了关注点，兼顾了同周期、同主族元素原子结构的特点，有利于突破教学难点。经教学实践检验，这样处理效果良好。教学建议：1. 从总体教学策略上，建议教师通过三个层次的活动设计外显模型建构的过程：第一个层次的活动是探查学生的原有认识，可以请学生在纸上写出决定元素原子得失电子能力的有关因素，并以Na、Mg、K 元素原子失电子能力比较为例进行分析；第二个层次的活动是结合实验、数据等事实检验学生的分析情况，并在此基础上修正原子结构与元素性质的关系模型；第三个层次的活动是利用修正后的模型分析比较硫、氯两种元素原子得电子能力的强弱。2. 在具体教学过程中，教师要特别注意转变学生的迷思认识最外层电子数的多少决定元素原子得失电子能力强弱。为此，教师可以将 Na、Mg、K 三种元素拆分成两组，分别预测其失电子的能力。实践表明，先分析 Na、K，再比较 Na、Mg 更有利于转变学生的迷思认识。教材解读第 1 章原子结构元素周期律15建议由学生独立完成问题 1、3 的模型建构，并通过对学生作品的比较和生生评价来完善学生所建构的模型。教学建议：对于原子结构与元素原子得失电子能力之间关系的模型表征可参考下图。教材解读原子结构元素性质原子核对最外层电子的引力原子半径原子得失电子能力单质的氧化性或还原性最外层电子数核电荷数电子层数表征同类迁移化学教师用书必修第二册16四、习题答案与习题分析（一）习题编码学习表现指标学习表现指标描述题目序号A1辨识记忆能说出构成原子的微粒的种类、质量、电性、在原子内部的位置及核外电子排布规则；能用语言或图示描述质子数、中子数、质量数、核外电子数之间的关系（不涉及性质） ；能辨识原子符号（AZX） ，能画出 1 20 号元素的原子、离子的结构示意图1，2，3A3说明论证能利用原子结构说明元素性质的相似性和递变性（如碱金属和卤族元素）4B1分析解释能利用原子结构分析解释陌生元素的性质（如碱土金属和氧族元素）6B2推论预测能根据信息推测陌生元素的原子结构，能根据元素原子核外电子排布特征推测或比较典型陌生元素及其性质，能判断陌生元素的种类、核素的种类、同位素5，7（二）习题答案【学习理解】1.（1）质量数质子数 （2）微粒符号质子数中子数质量数核外电子数66126168O 1688101882.+11 29错误，原子呈电中性，核外电子数等于核内质子数，因此氟原子 L 层电子数应为 7错误，每层电子层最多容纳 2n2，因此钠原子核外应该有 K、L、M 三个电子层， 电子数分别为 2、8、1+12 28 2+14 29 3+16 27 7正确错误，每层电子层最多容纳 2n2，因此硅原子核外电子 L 层电子数应为8，M 层电子数应为 4错误，电子是在原子核外离核由近及远、能量由低到高的不同电子层上分层排布的，因此硫原子的 L 层电子数应为 8，M 层电子数应为 6第 1 章原子结构元素周期律173. 氧原子（O ） 钠离子（Na+） 氯原子（Cl） 氯离子（Cl-）4. 利用原子结构的知识论证：镁原子和铝原子的电子层数相同，镁原子的核电荷数小于铝原子的核电荷数， 镁原子半径大于铝原子半径，镁原子核吸引电子的能力小，更容易失去最外层电子，即镁元素原子的失电子能力强于铝元素原子。利用实验事实论证：取一小段镁条和铝条，用砂纸除去表面的氧化膜，分别放入盛有等体积、等浓度的盐酸的两只烧杯中，镁条与盐酸反应的剧烈程度大于铝条与盐酸反应的剧烈程度，则证明镁元素原子的失电子能力强于铝元素原子。【应用实践】5.（1）22286136 （2）+8628188 （3）D氡原子最外层有 8 个电子，已经达到稳定结构（4）AB质子数质子数和中子数6.（1）O S氧原子的最外层电子数与硫原子的相同，但其电子层数小于硫原子的电子层数，最外层电子离核更近，氧原子更容易得到电子，即氧元素原子的得电子能力强于硫元素原子。7.（1）钠更容易与氯气反应。钠原子和铝原子的核外电子层数相同，钠原子的核电荷数小于铝原子的核电荷数，最外层电子离核更远，钠原子的失电子能力比铝强，所以钠更容易与氯气反应。（2）1 20 号元素原子中，金属元素原子易失电子，生成金属阳离子，且最高正化合价在数值上等于最外层电子数；稀有气体原子的核外电子排布已达到稳定结构，既不容易获得电子又不容易失去电子，通常表现为 0 价；其他非金属元素原子的最外层电子数一般大于等于 4， 最低化合价在数值上等于最外层电子数减去 8，最高化合价在数值上等于最外层电子数。（三）典型习题分析习题目标从原子结构的角度比较元素原子得电子能力的强弱，加深对原子结构与元素性质之间的关系的理解，以提升说明论证、分析比较、推论预测的能力；通过本题练习，能从元素层面和原子水平上认识物质的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的学科观念，发展“宏观辨识与微观探析” “证据推理与模型认知”等化学学科核心素养。具体的练习目标包括：了解原子核外电子排布规律，以及原子的最外层电子排布与元素原子得失电子能力的关系。情境载体本题以教材“原子结构与元素原子得失电子能力”中的“活动探究”栏目内容为基础，通化学教师用书必修第二册18过练习加深对非金属元素（O 与 F，O 与 S）原子结构与得电子能力之间关系的理解。对于这两组元素的对比分析，需要结合信息自主调用由原子的结构推断原子得电子能力的方法等。问题任务本题需要利用原子结构与得失电子之间的关系解决实际问题，属于提升分析解释、推论预测能力水平方面的习题。在解答本题时，首先要从电子层数和核电荷数两个角度分析氧和氟、氧和硫两组元素的原子结构特点，并进一步分析哪个因素是决定元素原子得电子能力强弱的主要因素，即不仅要有比较元素性质的视角，还要有用原子结构进行分析解释的视角。学科思维第（1）题：首先需要分析氧、氟两种元素的原子结构特点，即核外电子层数相同，核电荷数氧小于氟。核电荷数越大，最外层电子离核越近，原子越容易得电子，因此氟原子的得电子能力比氧原子强。第（2）题：首先需要分析氧、硫两种元素的原子结构特点，即最外层电子数相同，电子层数氧原子小于硫原子。电子层数越少，最外层电子离核越近，原子越容易得电子，因此氧原子的得电子能力比硫原子强。本题要求运用元素原子结构与元素性质之间的关系来分析、解决不同元素原子得电子能力的强弱比较问题。在练习中，利用元素原子结构与元素性质之间的关系对物质及其变化的本质进一步抽象，可以更好地建构和形成“结构决定性质”的化学学科核心观念。易错分析学生存在一些迷思认识，如认为原子的相对原子质量小，原子半径就小，原子得电子能力就强，错误地推论氧原子的得电子能力强于氟原子；认为得电子数的多少决定得电子能力的强弱，即达 8 电子稳定结构需要得电子数多的原子，得电子能力强。另外，未掌握原子结构与得失电子能力的关系，未建立相应的认识模型，缺少切入角度，找不到解题思路，也是发生错解的原因。变式题例比较下列两组元素原子失电子能力的强弱，并从原子结构的角度进行论证。（1）K 和 Ca （2）Mg 和 Ca 参考答案： （1）K Ca钾原子和钙原子的电子层数相同，钾原子核电荷数小于钙原子，最外层电子离核较远，更容易失去电子，即钾原子的失电子能力强于钙原子。（2） Mg Ca钙原子的最外层电子数与镁原子的相同，但其电子层数大于镁原子的电子层数，最外层电子离核较远，更容易失去电子，即钙原子的失电子能力强于镁原子。第 1 章原子结构元素周期律19习题目标从原子结构的角度比较元素原子得电子能力的强弱、建立原子结构与元素化合价的关联，加深对原子结构与元素性质之间关系的理解，提升概括关联、推论预测的能力；通过本题的练习，能从元素和原子水平认识物质的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的学科观念，发展“宏观辨识与微观探析” “证据推理与模型认知”化学学科核心素养。具体的练习目标包括：能画出 1 20 号元素的原子结构示意图，能用原子结构解释元素性质及其递变规律，并能结合实验及事实进行说明； 能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质，提升概括关联、推论预测的能力。情境载体第（1）题以教材“原子结构与元素原子得失电子能力”中的“活动探究”栏目内容为基础，通过练习加深对 1 20 号元素的原子结构与得失电子能力、反应难易程度、化合价之间关系的理解；基于“原子结构与元素性质”认识模型，经历比较说明、推论预测等思维过程去解决问题，并进行概括关联与学习迁移。问题任务第（1）题：需要分析金属元素原子结构与失电子能力、反应难易程度之间的关系，属于提升推论预测能力水平方面的习题。在解答本小题时，首先要分析钠、铝的原子结构特点，据此判断元素原子失电子能力的强弱，并结合实验事实进行说明，分析、预测、比较元素及其化合物的性质，提升从原子结构角度分析预测元素及物质性质的能力。第（2）题：需要分析 1 20 号元素的原子结构与化合价之间的关系，属于概括关联水平提升方面的习题。在解决本小题时，首先要列出 1 20 号元素原子的最外层电子数与元素的主要化合价，并概括二者之间的关系。通过该过程，提升概括关联能力，并通过对最外层电子数与主要化合价之间关系的表征把握“结构决定性质”的学科观念。学科思维第（1）题：首先需要分析钠、铝两种元素的原子结构特点，即原子核外电子层数相同，核电荷数钠原子小于铝原子。核电荷数越小，最外层电子离核越远，原子越容易失去电子，钠原子的失电子能力比铝原子强，故钠比铝更容易与氯气发生反应。第（2）题：首先需要查阅资料或者画出有关元素的原子结构示意图，对应标明各元素的常见化合价，并分析概括原子最外层电子数与元素主要化合价之间的关系。本题要求以原子结构为基础，从原子核外电子排布的特点出发，进一步探究元素性质与原子结构之间的关系，为下一阶段学习元素周期律奠定基础。本题中，第（1）题是从学科本原对物质及其变化的认识过程的一种概括，利用元素原子结构与元素性质的关系，对物质及其变化的本质和其认识过程进一步抽象，以建构和形成“结构决定性质”的化学学科核心观念；第（2）题是从学科本原出发对元素“构” “性”两者之间的关系进一步概括，得出“结构决定性质，性质反映结构”这一化学学科的统摄性观念，这一观念是“宏观辨识与微观探析”等化学学科核心素养的体现。易错分析第（1）题：学生存在一些迷思认识，如认为原子的相对原子质量大，原子半径就大，原子失电子能力就强，错误地推论铝原子的失电子能力强于钠原子；认为原子失电子数的多少决定失电子化学教师用书必修第二册20能力的强弱，即达到 8 电子稳定结构需要失电子数多的原子，失电子能力强。另外，未掌握原子结构与得失电子能力的关系，未建立相应的认识模型，缺少切入角度，找不到解题思路，也是产生错解的原因。第（2）题：学生对化学术语含义理解不准确，如出现非金属元素正化合价等于最外层电子数、非金属元素负化合价等于 8- 最外层电子数等错误描述，不能准确说出最高化合价和最低化合价。变式题例请利用原子结构的知识回答下列问题。（1）预测：氯气与硫哪一种更容易与铝反应？请说明理由。（2）已知镓（Ga）元素的原子结构示意图为 ，请分析镓的主要化合价。参考答案：（1）氯原子和硫原子的电子层数相同，氯原子的核电荷数大于硫原子的核电荷数，最外层电子离核更近，更容易得到电子，即氯元素原子的得电子能力强于硫元素的原子，因此氯气更容易与铝反应。（2）0、+3 价。五、教学问题讨论与教学资源拓展1. 人类对物质结构认识的发展简史从古代到现代，人们对物质结构的认识，特别是对原子的认识，经历着不断深化、完善的漫长历史过程。这个过程至今还未结束，人们对这一问题的研究还在不断地发展中。早在公元前，古人就对“宇宙是由什么东西构成的” “宇宙是连续的，还是不连续的”这两个问题提出了不同的看法。公元前 450 年以前，希腊哲学家德谟克里特继承留基伯的思想最先提出“原子论” ，认为宇宙万物都是由最微小、坚硬、不可入、不可分割的物质粒子所构成的。他将这种粒子称作原子，认为宇宙万物间的千差万别都是由组成它的原子在数目、形状和排列上的不同所导致的。同一时期，我国春秋战国时代，一些著名的思想家如惠施、墨子等，也都从不同角度提出了物质含有不能再分的最小单位的观点，但当时这种观点主要是哲学家的一种朴素的、唯物的直觉想象，是一种哲学臆想。中国从战国到秦汉转入炼丹术时期。公元 7 9 世纪，炼丹术由中国传播到阿拉伯，促进了那里炼金术的发展。公元 11、12 世纪，炼金术又由阿拉伯传到欧洲。这样，经过了一段很长的历史时期，人们对物质结构的研究并没有得到新的发展，而是随着生产和科技的发展，人们的注意力又转到冶金、酿酒、染色和玻璃等跟手工业生产有关的实用化学方面的研究上。一直到公元 17 世纪末、18 世纪初，德国化学家斯塔尔提出了明确的燃素学说，他认为火是由无数细小而活泼的微粒构成的物质实体。这种由火微粒构成的火元素就是“燃素” 。燃素说提出之后，人们的注意力又重新回到了对物质结构的研究上。燃素学说虽未能正确解释燃烧现象，但结束了炼金术对化学的统治。第 1 章原子结构元素周期律211777 年，法国化学家拉瓦锡发现了氧气，使人们对燃烧现象有了科学的解释，从