中学化学课程中的化学热力学与化学动力学学习要求分析，本文主要内容关键词为：化学论文,热力学论文,动力学论文,课程论文,中学化学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中学化学课程中涉及了化学热力学和化学动力学内容，了解这些知识在课程标准中的要求有助于学生把握热力学和动力学知识在中学化学中的应用。化学热力学讨论了化学反应的热效应、化学反应的方向与限度、水溶液化学平衡、电化学等内容，化学动力学研究了化学反应的快慢。
一、化学热力学与化学动力学简介
（一）化学热力学
化学热力学是物理化学和热力学的一个分支学科，它主要研究物质系统在各种条件下的物理和化学变化中所伴随着的能量变化，从而对化学反应的方向和进行的程度作出准确的判断。把热力学的定律、原理、方法用来研究化学过程以及伴随这些化学过程而发生的物理变化，就形成了化学热力学(chemical thermodynamics)。在化学过程中研究化学反应，一般涉及以下四个问题：能否发生反应；反应涉及的能量；反应的速度；反应的程度。具体讲，是利用热力学第一定律来解决反应中的能量变化问题；利用热力学第二定律来解决反应能否发生（即反应的方向）和反应的程度问题。通过研究化学热力学，我们能知道在一定条件下反应能否发生、进行的程度以及能量关系，但它不能告诉我们反应的速率、反应的根本原因以及反应的历程等问题。
化学热力学的核心理论有三个：所有的物质都具有能量，能量是守恒的，各种能量可以相互转化；事物总是自发地趋向于平衡态；处于平衡态的物质系统可用几个可观测量描述。即热力学的理论基础主要是热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。
热力学研究的对象是大量分子的集合体，而不适用于个别分子、原子等微观粒子。
（二）化学动力学
化学动力学是研究化学反应过程的速率和反应机理的物理化学分支学科，它的研究对象是物质性质随时间变化的非平衡的动态体系。
时间是化学动力学的一个重要变量。体系的热力学平衡性质不能给出化学动力学的信息，全面认识一个化学反应过程并付诸实现，不能缺少化学动力学研究。
（三）化学动力学与化学热力学区别
化学动力学是研究化学过程进行的速率和反应机理的物理化学分支学科。化学动力学与化学热力学不同，不是计算达到反应平衡时反应进行的程度或转化率，而是从一种动态的角度观察化学反应，研究反应系统转变所需要的时间以及这之中涉及的微观过程。化学动力学与热力学的基础是统计力学、量子力学和分子运动论。它的研究对象是性质随时间而变化的非平衡的动态体系。
化学热力学主要研究物质系统在各种条件下的物理和化学变化中所伴随着的能量变化，从而对化学反应的方向和进行的程度作出准确的判断。化学热力学是建立在三个基本定律基础上发展起来的。
二、化学课程标准对化学热力学和化学动力学的要求
（一）义务教育段
通过对课标分析，在义务教育段化学只对热力学有要求，要求学生“知道物质发生化学变化时伴随有能量变化，认识通过化学反应获得能量的重要性”“初步形成‘物质是变化的’等观点”，并不要求从能量变化和微观角度理解化学变化。
（二）高中必修段
化学必修2中对化学热力学与化学动力学的学习要求不高。化学热力学要求学生知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因；了解化学能与热能、化学能与电能的转化；通过实验认识化学反应的限度，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用等。化学动力学内容只涉及了通过实验了解化学反应速率和影响反应速率的条件等内容。即从定性的角度了解化学反应的影响因素。但是比较强调观念的建构对化学反应的认识发展。所以，在教学过程中重视让学生能够有意识地从多种角度甚至是多个层面去认识常见的化学反应。
（三）高中选修段
在《化学反应原理》模块中，课程标准从化学反应与能量、化学反应速率和化学平衡以及溶液中的离子平衡等方面，探索化学反应的规律及其应用。通过本课程模块的学习，学生应认识化学变化所遵循的基本原理，初步形成关于物质变化的正确观念；了解化学反应中能量转化所遵循的规律，知道化学反应原理在生产、生活和科学研究中的应用；了解运用化学反应原理合成新物质对科学技术和人类社会文明所起的重要作用，能对生产、生活和自然界中的有关化学变化现象进行合理的解释。增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。
选修模块的《化学反应原理》三个主题都涉及了大量的化学热力学内容，例如：能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算；描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率；知道水的离子积常数，能进行溶液pH的简单计算等。
主题1和主题3中没有涉及化学动力学内容。主题2从定量的角度分析化学反应速率，涉及化学反应速率的计算，初步理解活化能的概念，通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，从微观角度建立反应速率的动力学理论。三个主题中都涉及了化学热力学问题，要求进行化学平衡常数的计算、应用化学平衡常数计算平衡转化率、应用浓度商和浓度平衡常数判断平衡移动的方向等，从定性发展到定量。
三、教学中应注意的问题
（一）化学热力学
对化学能量变化的探讨，只停留在“知道”产生原因的层面，对能量在生产、生活的转化进行了解即可。知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，并笼统地将反应中吸收或放出能量归结为反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低，不作深究。关于化学能与热能、电能的相互转化，侧重讨论化学能向热能或电能的转化，以及化学能直接转化为电能的装置——原电池，主要考虑其应用的广泛性和学习的阶段性。在化学电池中，通过原电池和干电池初步认识化学电池的化学原理和结构，并不要求上升为规律性的知识；通过介绍新型电池（如锂离子电池、燃料电池等）体现化学电池的改进与创新，初步形成科学技术的发展观。人教版教科书中，虽涉及了反应的“可逆性”及“平衡状态”，但未从原理的高度予以重点讨论，选取了“燃料的燃烧效率”这一常见的典型例子进行综合分析，让学生从中了解控制反应条件的重要性。
（二）化学动力学
对于化学反应速率的概念，影响反应速率的条件在必修阶段只要求认识即可，在选修阶段知道化学反应速率的定量表示方法；通过实验测定某些化学反应的速率；知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响；通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律；通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用，从微观角度初步建立反应速率的动力学理论。
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