高中化學選修四第二章第三節(jié)化學平衡《化學平衡常數》教學設計

1、人教版高中化學基于微粒觀和動態(tài)平衡思想構建的化學平衡教學設計【教材分析】第二章和第三章的知識點由淺入深，關系緊密，層層相扣，形成一個完整的知識鏈。任意環(huán)節(jié)的缺失和模糊都將造成后續(xù)內容學習的巨大困難。速率的定義和計算影響速率的因素（考慮單個反應的速率）化學平衡(同時考慮可逆反應的兩個反應的速率) 水溶液中弱電解質的電離平衡（兩個或以上可逆反應互相影響，即同時考慮4個或以上反應的速率）鹽類水解平衡（同電離平衡，但情況）沉淀溶解平衡（涉及兩相互相轉化的平衡）。可見，化學平衡內容是理論難度加深的第一環(huán)節(jié)，是為后續(xù)平衡學習打好理論基礎，并且建立學習模式的關鍵。另外，本節(jié)另一個核心知識點化學平衡常數，可以

2、對平衡進行定量描述，是解釋各類平衡眾多特性的理論依據?？梢赃@么說，本節(jié)內容在第二章和第三章里是最核心、最重要的?！緦W情分析】 高二學生，經過初三和高一的學習，他們已經儲備了一定的相關知識：物質的溶解、溶解度、飽和溶液、可逆反應、化學平衡的限度、化學反應速率等，積累了一些化學方程式，掌握了基本的實驗技能。但是學生對這些知識點的內涵理解不夠深，不夠透徹，對它們之間存在的內在聯系也不清楚。更重要的是學生還沒有學習一套完整而抽象的化學知識體系的經驗。 【教學設計理念】眾所周知，化學平衡這一知識點，在教和學兩方面都存在著較多的問題。學生理解平衡的定義、外延和內涵方面尤其困難。分析眾多

3、同行的研究成果，結合本人教學實踐，筆者認為學生在學習化學平衡狀態(tài)時，有以下幾個突出的思維障礙。1.不能用微粒觀來解釋可逆反應的特征。2.分不清化學平衡移動的方向和反應速率的變化這兩個問題。3.將化學反應快慢和反應進行的程度掛鉤4.使用勒夏特列原理時，搞不清“單一條件”所指。5.對勒夏特列原理中“減弱”的理解有困難。6.分析平衡移動問題時，因果混淆。7.分析平衡移動時，不明確舊平衡的狀態(tài)，不明確究竟改變了什么條件。8.習慣把平衡常數當成一種計算工具，較少用于判斷反應進行的方向。當然，學生的思維障礙點遠不止這些。為了幫助同學突破思維障礙，我們一般就問題論問題，一個個的幫助學生解決。這樣做有效果，但

4、是往往耗費大量的時間精力。如果深入去探討這些思維障礙的形成原因，找到一些本源性的癥結所在，進而采取針對性的措施解決問題，將顯著減少思維障礙點，使學生能較清晰的理解各知識點。本人認為，以引導學生形成動態(tài)平衡思想和微粒觀為理論指導，設計一些有效的教學環(huán)節(jié)，解決以下幾個思維障礙的源頭，是非常必要的。1.碰撞理論缺失。2.學習可逆反應特點時，未能形成相應的微粒觀。3.理性總結缺乏感性支持。4.未能理解定性和定量的關系?！窘虒W目標】 1以硫酸銅固體溶解平衡實驗展開討論，討論并總結可逆“過程”特點 。2用動畫模擬2NO2 N2O4，幫助學生從微觀角度去理解可逆“過程”的特點。3通過改進教材的實驗

5、，使學生能歸納出勒夏特列原理，并獲取感性材料的支撐。4通過對教材中平衡常數部分表格中的數據進行挖掘，引導學生自己得出平衡常數的表達、意義、應用等方面的知識?！窘虒W重點】1. 將可逆反應和化學平衡的特點呈現。2. 用實驗手段得出勒夏特列原理。3. 用數據分析手段深化對化學平衡常數的理解?！窘虒W難點】逐步加深對化學平衡狀態(tài)及移動的理解?！窘虒W環(huán)節(jié)】（說明：本文列出的教學環(huán)節(jié)，均針對某個思維障礙的源頭而獨立設計的片段，并非本節(jié)內容完整的教學設計）教學環(huán)節(jié)1認識可逆反應特點【提問】將硫酸銅晶體加入到飽和硫酸銅溶液中，固體會溶解嗎？預測出現什么現象？【討論回答】1.不能溶解，因為溶液已經飽和。2.不能溶

6、解，因為水分子間的空隙已經被溶解了的硫酸銅占滿。【展示實驗圖片】取已經稱重的硫酸銅有缺陷的單晶體，吊放入到飽和硫酸銅溶液中?！居^察描述】單晶體不溶，且形狀發(fā)生變化，若稱重，其質量增大。精確實驗告訴我們，固體總質量不變?！居懻摗啃螤钭兓嬖V我們，硫酸銅晶體只要接觸水，就會在水分子作用下溶解。固體總質量不變告訴我們，溶液中的Cu2+和SO42同時不斷的結晶出來，而且溶解的速率和結晶的速率相同?！窘Y論】可逆“過程”特點：正逆兩個過程同時發(fā)生；正逆過程條件一致；所有組分共存。正逆“過程”速率相同時，體系“貌似”靜止，達到限度，即達到平衡狀態(tài)?！净貞洝空埢貞浉咭粌热?，可逆的化學反應，是否也有其平衡狀態(tài)呢

7、？ 【展示動畫】由加入NO2到達到化學平衡狀態(tài)過程中微觀粒子的變化。2NO2N2O4【提問】作出反應中正逆方向的v-t圖【討論】可逆體系特點正逆反應同時進行、正逆反應條件相同、所有組分共存。平衡狀態(tài)有何特點逆（對象時可逆反應）、等（v正=v逆）、定（任意組分的濃度不變）、動（v正=v逆0）、變（若外界條件改變，導致v正v逆，平衡會被打破）教學環(huán)節(jié)2勒夏特列原理的推導和理解【提問】平衡的本質是v正=v逆。而速率是可以通過改變外界條件而改變的。如果對一個平衡體系改變外界條件，v正=v逆是否依然成立呢？【分組實驗、填寫學案】（學案1見附件）【提問】1.改變條件后，若v正和v逆是否相等，可逆反應向哪個

8、方向進行？ 2.人為改變的外界條件變化和平衡移動導致的此條件的變化，有何規(guī)律？3.改變某外界條件后，經過平衡移動，此外界條件的確實發(fā)生變化了嗎？是怎樣的變化？4.平衡向正向移動，v正一定增大嗎？平衡向逆方向移動，v逆一定減小嗎？5.正反應速率增大，反應物轉化率一定提高嗎？【討論總結】1.外界條件可以使平衡發(fā)生移動2.正好相反。3.發(fā)生了變化，且是“減弱”了這種改變。4.平衡移動的方向某個反應的速率變化沒有必然關系5.轉化率的大小和反應速率快慢沒有必然關系【提升】作出每個實驗過程中對應的v-t圖教學環(huán)節(jié)3平衡常數表格數據的充分利用。【閱讀、填寫學案2】三、化學平衡常數【提問1】1.平衡常數的定義

9、？2.寫出以下幾個反應的平衡常數表達式。C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)Cr2O72+H2O 2CrO42+2H+CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH1/2H2(g)+1/2I2(g) HI(g)(1)固體和純液體不出現在K表達式里(2)氣態(tài)和有機相中的水要寫進表達式里(3)K表達式與方程式書寫有關3.一個反應的平衡常數值有何規(guī)律？【討論回答】1.固體和純液體不出現在K值表達式中。2.平衡常數值只與溫度相關，與起始濃度無關，與建立平衡的途徑無關?！咎釂?】1.化學平衡常數值的大小有何實際意義？2.計算并分析前三組實驗中，H2和I2的轉化率，可以發(fā)現什么規(guī)律？

10、分析后三組HI的轉化率，又有什么發(fā)現？3.“K越大，反應物的轉化率越大”，你對這句話如何理解？【思考討論】1.K值大小可以衡量一個可逆反應進行程度的依據。同類反應，外界條件相同時，K越大，反應程度越大；同一反應，在不同溫度下反應（其他條件相同），K越大，反應進行程度越大。2.加入單一物質，此物質的轉化率變小，與其反應的其它物質轉化率變大。而加入的物質如果本身就可以單獨建立平衡體系，則其轉化率要分情況討論?？偨Y來講，溫度一定的情況下，某一反應的反應物轉化率都能用K算出。但不存在普遍的線性相關的簡單規(guī)律?！咎釂?】1.每組實驗，從起始到平衡，c2(HI)/c(H2)·c(I2)值如何變化？2.根據實驗7的起始濃度，能夠判斷反應進行的方向？3.某時刻，在實驗6達到的平衡狀態(tài)下，將H2和HI的濃度各增大0.01（其他條件不變），平衡會移動嗎？【思考討論】1.起始時，c2(HI)/c(H2)·c(I2)值都不等于K，若小于K，則向正向反應，最終達到K。若大于K，則向逆向進行，最終達到K。2.任意狀態(tài)下，只要明確各物質的濃度，若 QC<K，反應向正向進行 QC=K，反應處于平衡狀態(tài) QC>K，反應向逆向進行3.改變平衡體系的外界條件，用改變條件后的Qc與K的關系，可以判斷平衡移動的方向。【提問4】1. 應用勒夏特列原理和濃度商與K關系都可以判斷反應進行的方向