本部分翻译自 Pearson IAL Chemistry Specification

单元概览

引言

• 本单元通过引入过渡类型的化学键和探索分子间力的性质和影响来发展化学键的处理方法。
• 对周期表的研究延伸到涵盖第1、2和7族的化学，其中关于氧化还原反应的思想被应用于卤素及其化合物的反应。
• 在化学中，能量学的研究具有理论和实际重要性。在这个单元中，学生将学习如何定义、测量和计算焓变。他们将了解焓变研究如何帮助化学家理解化学键。
• 该单元还在定性水平上发展了对化学家如何控制反应中化学变化的速率、方向和程度的理解。
• 本单元中的有机化学涵盖了卤代烷和醇，并探索了选定反应的机制。
• 光谱学的研究提供了进一步的例子，说明准确敏感的分析方法的重要性，这些方法可应用于研究化学变化，但也可用于检测乙醇等药物。

化学与实际行动

• 化学中模型的运用通过 Maxwell-Boltzmann 分布和碰撞理论展示了温度对化学反应速率的影响。
• 该单元展示了化学家如何在原子水平研究化学变化，并提出机制来解释他们的观察结果。
• 对速率和平衡的研究显示了化学对更可持续经济的贡献，通过重新开发制造过程使其更加高效、更安全和更环保。

实践技能

本单元的实践教学将帮助学生发展以下技能：

• 学生可以从在聚苯乙烯杯中进行简单反应的实验开始，以研究化学反应中的能量变化。这将引出本单元的第一个核心实验。
• 无机化学和基本氧化还原反应也可以通过简单的试管反应进行探索。
• 本单元介绍了容量分析技术，并通过两个核心实验来培养学生这一关键技能。
• 可以通过各种反应探索温度、浓度和表面积对反应速率的影响，这也是有机化学第一个核心实验的一部分。
• 有机化学的进一步核心实验用于培养学生使用玻璃器皿和一些实验操作，如回流、使用分液漏斗和蒸馏的技能。
• 最后一个核心实验考虑了离子和有机官能团的定性分析。

数学技能

本单元将穿插运用数学知识，帮助学生发展以下方面的技能（详情请参阅附录 6：数学技能及其例证）：

• 绘制和外推温度升高与时间的图表以进行置换反应。
• 计算焓变（以 J 和 kJ mol^-1 表示）。
• 使用代数解决赫斯定律问题。
• 使用键焓计算焓变。
• 在测量能量变化和滴定中评估实验结果的测量不确定性和系统误差。
• 计算复杂系统中的氧化数。
• 通过组合离子半方程式平衡氧化还原反应方程式。
• 从反应时间计算速率并绘制图表。
• 理解 Maxwell-Boltzmann 分布的图表。
• 推导平衡常数的代数表达式。
• 在分析质谱和红外光谱方面发展数学技能。

这些数学技能的运用将帮助学生更好地理解化学概念，并进行定量分析和计算。