化学2

科目基礎情報

学校 阿南工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 化学2
科目番号 1112D02 科目区分 一般 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 一般教養 対象学年 2
開設期 通年 週時間数 前期:2 後期:2
教科書/教材 高等学校 化学基礎(第一学習社)、高等学校 化学(第一学習社)、フォローアップドリル 化学・化学基礎(数研出版)、化学図録(数研出版)
担当教員 山田 洋平

到達目標

1. 構成原子間の電子移動により酸化還元反応が進むことを理解し、酸化還元反応の量的な計算ができる。
2. 身近な電池の仕組みを理解し、各電極上で進行する反応を記述できる。
3. 電気分解により各電極上で進行する反応を記述できる。
4. 与えられた条件から熱化学方程式を立式できる。反応熱の計算ができる。
5. 反応速度の定義を学び、反応速度式で記述することができる。
6. 基本的な炭化水素を記述、分類できる。官能基から有機化合物の性質を類推できる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安最低限の到達レベルの目安
到達目標1酸化数を正確に決定できる。酸化反応、還元反応を別々に立式し、それらを足し合わせることができる。様々な酸化剤・還元剤を用いた酸化還元反応の量的な計算ができる。酸化数を決定できる。酸化反応、還元反応を別々に立式し、それらを足し合わせることができる。基礎的な酸化剤・還元剤を用いた酸化還元反応の量的な計算ができる。酸化数がおおよそ決定できる。半反応式が与えられれば、全反応式を書ける。酸化剤・還元剤を用いた酸化還元反応の量的な計算が少しはできる。
到達目標2様々な電池(ボルタ・ダニエル・鉛蓄電池・燃料電池)の仕組みをすべてそらんじて説明できる。ボルタ・ダニエル・鉛蓄電池・燃料電池のうち2・3種の電池の仕組みをそらんじて説明できる。単元の復習をすれば、ボルタ・ダニエル・鉛蓄電池・燃料電池のうち2・3種の電池の仕組みをそらんじて説明できる。
到達目標3電気分解により起こる反応を記述できる。また、反応の量的な計算が正確にできる。電気分解により起こる反応を記述できる。電気分解における量的な計算が7割程度できる。選択肢を与えられれば、電気分解により起こる反応をおおよそ正しく選択できる。電気分解における量的な計算が5割程度できる。
到達目標4熱化学方程式を立式できる。エネルギー図と連立方程式の両解法を用いて反応熱の計算が正確にできる。熱化学方程式を立式できる。エネルギー図と連立方程式の両解法を使い分けて、反応熱の計算を実行できる。吸熱、発熱反応を区別できる。基礎レベルであれば、エネルギー図から情報を読み取れる。反応熱の計算ができる。
到達目標5反応速度の測定結果から反応速度式が記述できる。反応速度と濃度、温度、触媒の関係を説明することができる。アレニウス式を用いて、反応速度定数と活性化エネルギーの関係を説明することができる。反応速度の測定結果から反応速度式が記述できる。反応速度と濃度、温度、触媒の関係を説明することができる。活性化エネルギーを含む反応経路の図を見て、反応の進行状況に関する情報を読み取れる
到達目標6アルカン・アルケン・アルキン・シクロアルカンなど炭化水素の分類・命名ができる。構造異性体・立体異性体の概念を説明できる(分子模型を組みたてられる)。飽和/不飽和炭化水素を用いた反応について、構造式が書ける。官能基を含む有機化合物(アルコール・エーテル・アルデヒド・ケトン・カルボン酸)について、構造式を書ける。単元を軽く復習すれば、アルカン・アルケン・アルキン・シクロアルカンなど炭化水素の分類・命名ができる。構造異性体・立体異性体の概念を説明できる(分子模型を組みたてられる)。飽和/不飽和炭化水素を用いた反応について、構造式が書ける。官能基を含む有機化合物(アルコール・エーテル・アルデヒド・ケトン・カルボン酸)について、構造式を書ける。単元を復習すれば、基本的な炭化水素の命名、記述であればできる。構造式を見て一部の官能基を識別できる。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
講義は理科総合(1年)での学習内容をふまえて進めていく。理解が十分でない内容は必ず復習をして、授業には集中して取り組むこと。
本科目は数理・データサイエンス・AI教育プログラム(リテラシー)を構成し,プログラムの修了には本科目の修得が必要である。
授業の進め方・方法:
講義と演習を中心に進めていく。
注意点:

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 有機化合物1 基本的な分子の電子式、構造式の記述ができる。元素のもつ結合の手の数を説明できる。
2週 有機化合物2 原子模型を用いてアルカン分子を作成し、有機化合物の種の多さを体感する。飽和炭化水素・不飽和炭化水素の名称や構造を説明できる。
3週 有機化合物3 飽和炭化水素・不飽和炭化水素の名称や構造、性質を説明できる。代表的な構造式を見て、官能基を見つけることができる。
4週 有機化合物4 アルカンの性質・製法・反応を記述することができる。
5週 有機化合物5 アルケンの性質・製法・反応を記述することができる。
6週 有機化合物6 アルキン、官能基を持つ物質の合成法や反応について記述することができる。
7週 有機化合物7/酸化還元反応1 官能基を持つ物質の合成法や反応について記述することができる。元素分析の仕組みを説明できる。酸化還元反応を水素原子の移動・酸素原子の移動・電子の移動の観点から説明できる。
8週 前期中間試験 中間試験
2ndQ
9週 酸化還元反応2 酸化数の変化から、酸化された物質、還元された物質を決定できる。
酸化剤と還元剤の半反応式をつくることができる。また、それらを足し合わせることで全反応式を立てることができる。
10週 酸化還元反応3 酸化剤・還元剤の強さに関する概念を説明できる。酸化還元滴定を用いた量的関係について計算できる。
11週 酸化還元反応4 金属のイオン化傾向と金属の反応性について関連付けして説明できる。
この考え方を用いて起こり得る酸化還元反応を推測することができる。
12週 酸化還元反応5 酸化還元反応に関するまとめ。総復習。
13週 電池1 電池の基本的な原理を説明できる。
ダニエル電池・ボルタ電池の原理を説明できる。
14週 電池2 鉛蓄電池・燃料電池の原理を説明できる。
15週 電池3・電気分解1 電池分野のまとめ。電気分解の原理を説明できる。
16週 前期末試験
後期
3rdQ
1週 電気分解2 反応系を見て、電極材料と水溶液中に存在する分子やイオンを列挙できる。演習問題を解くことができる。
2週 電気分解3 電極材料と水溶液の情報から、電極上で起こる反応を記述できる。
3週 電気分解4 電気分解の応用例(NaCl水溶液の電気分解・電解精錬)を説明できる。
4週 電気分解5 電気分解における量的関係の計算ができる。
5週 熱化学方程式1 熱化学方程式の表記ルールを説明できる。
基本的な熱化学方程式を書くことができる。
6週 熱化学方程式2 基本的な熱化学方程式を書くことができる。
7週 熱化学方程式3 ヘスの法則を利用して、既知のΔHから未知のΔHを求めることができる。
8週 後期中間試験
4thQ
9週 熱化学方程式4 反応エンタルピー、結合エネルギー、ヘスの法則を駆使して、エンタルピー変化に関する問題を解くことができる。
10週 化学反応の速さ1 反応速度に影響を与える因子を説明できる。
反応速度の定義について説明できる。
11週 化学反応の速さ2 過酸化水素を用いた反応速度実験について、原理を理解し、測定結果をグラフ化したり、反応の速さに関する情報を求めることができる。
12週 化学反応の速さ3 反応速度式を立てることができる。
13週 化学反応の速さ4 反応の速さに関するまとめ
14週 化学平衡1 化学平衡の概念を説明できる。濃度・圧力・温度変化と平衡移動の関係性について説明できる。
15週 化学平衡2 ハーバーボッシュ法について、ルシャトリエの原理を用いて説明できる。
16週 学年末試験

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週
基礎的能力自然科学化学化学代表的な金属やプラスチックなど有機材料について、その性質、用途、また、その再利用など生活とのかかわりについて説明できる。3
洗剤や食品添加物等の化学物質の有効性、環境へのリスクについて説明できる。3
酸化還元反応について説明できる。3
イオン化傾向について説明できる。3
金属の反応性についてイオン化傾向に基づき説明できる。3
ダニエル電池についてその反応を説明できる。3
鉛蓄電池についてその反応を説明できる。3
一次電池の種類を説明できる。3
二次電池の種類を説明できる。3
電気分解反応を説明できる。3
電気分解の利用として、例えば電解めっき、銅の精錬、金属のリサイクルへの適用など、実社会における技術の利用例を説明できる。3
ファラデーの法則による計算ができる。3
化学実験化学実験実験の基礎知識(安全防具の使用法、薬品、火気の取り扱い、整理整頓)を持っている。3
事故への対処の方法(薬品の付着、引火、火傷、切り傷)を理解し、対応ができる。3
試薬の調製ができる。3
代表的な無機化学反応により沈殿を作り、ろ過ができる。3

評価割合

定期試験小テストポートフォリオ発表・取り組み姿勢その他合計
総合評価割合60202000100
基礎的能力60202000100
専門的能力000000