高中化学-反应条件对化学平衡的影响教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE第二节化学反应的限度——条件对化学平衡的影响教学目标知识与技能（1）了解温度、浓度对化学平衡的影响，并能够判断平衡移动的方向。（2）能运用Q与K大小比较的理论解释各因素对化学平衡移动影响的结果。过程与方法（1）通过分析实验现象，培养学生获取有价值信息的能力。（2）通过“温度、浓度对化学平衡的影响”的实验探究，培养学生设计实验方案的能力。情感态度与价值观（1）通过对“氧气与血红蛋白结合过程中的平衡移动”“煤气中毒病人的救治”以及“关节炎在冬季疼痛原因”等资料的介绍，感受化学科学对认识生命现象的作用，增强探索化学反应原理的兴趣。（2）在分组实验、合作探究等活动中培养团结协作的精神。教学重难点温度、浓度、压强对化学平衡的影响。教学过程1、新课的导入过程【导入】学生观看一段煤气中毒的视频，寻找出解救办法的共同特点【学生】增大氧气的浓度【教师】那么氧气的吸入对CO在人体内的存在会产生怎样的影响，大家需要在储备了“反应条件对化学平衡的影响”这一理论知识之后才能分析其实质。【设计意图】所谓情境教学是指在教学过程中有目的地引入或创设具有一定情绪色彩的、生动具体的场景，引起学生一定的态度体验[2]。生活化的实例以及实物视频的展示都能拉近学生与化学之间的距离，增强学生课堂的主动性，同时激发学生的求知欲望，为理论部分的展开垫定一个良好的开端。【教师】展示本节的学习目标。2、复习回顾【提问】首先回顾两个与本节内容相关联的两个问题：化学平衡的研究对象以及化学平衡状态的特征。【学生】可逆反应；等、动、定、变；【教师】化学平衡是在一定条件下的平衡，改变外界因素，平衡被破坏，在新的条件下达到一个新的平衡状态，称之为化学平衡的移动。【提问】原平衡被破坏后，Q与K的大小关系与平衡移动之间存在什么关系。【学生】Q>K时平衡逆向移动；Q<K时平衡正向移动。3、探究学习过程【过渡】如果想探究外界因素与平衡移动之间的关系，首先要建立一个平衡体系。【活动探究一】温度对化学平衡的影响2NO2(g)N2O4(g)△H=-57.2kJ•mol-1红棕色无色【教师】同学们分别将两只充有二氧化氮的密闭烧瓶进入盛有冷水和热水的烧杯中，观察现象并在表1中记录。【PPT展示】表格1序号实验内容实验记录实验结论(平衡移动方向)温度变化混合气体颜色c(NO2)1将充有NO2的烧瓶放入冷水

2将充有NO2的烧瓶放入热水

【学生】操作实验并记录现象。【讨论】分组讨论，总结规律。冷水中，温度降低，混合气体颜色变浅，平衡向正方向移动；热水中，温度升高，混合气体颜色加深，平衡向逆方向移动。【教师】为了让实验的结论更具有说服力，再分析另一个平衡体系与温度之间的关系。【PPT展示】在一定条件下，对于下述反应，升高温度时，体系颜色加深，请据此现象完成（预测）下列表格。（放热反应）2HI(g)H2(g)+I2(g)（吸热反应）无色紫色改变条件现象结论升温颜色加深降温【学生】升温，颜色加深，平衡向正方向移动；降温，颜色变浅，平衡向逆方向移动。【设计意图】通过二氧化氮与四氧化二氮的反应的实验体系，大部分学生只能得出温度与正逆反应方向的关系，比如升高温度平衡向逆反应方向移动，降低温度平衡向正反应方向移动，不能很快联系到温度与热效应的关系。再通过迁移应用的分析，出现了与上述相反的结论。此时学生可以再次寻找两个反应中的共同特点，从而找出温度与热效应的关系。【PPT展示】2NH2NH3(g)N2(g)+3H2(g)△H=+92.2kJ·mol-12.00.0015K/(mol·L-1)2673473T/K0.6016.8K/(mol·L-1)-1333298T/K2NO2(g)N2O4(g)△H=－57.2kJ·mol-1【学生分组讨论】1、温度对化学平衡的影响与化学反应的热效应有什么关系？2、温度变化时，该反应的化学平衡常数会有什么变化？【提示】当反应体系从外界吸热时温度升高，假设平衡向放热方向移动，体系将会因反应放热而继续升高温度；如此发展下去，体系温度将无限制地升高。然而事实并非如此，因此升温促使平衡向放热方向移动的假设是不正确的[3]。【小结】升高温度，化学平衡向吸热方向移动；降低温度，化学平衡向放热方向移动。升高温度时，放热反应的平衡常数K减小，平衡逆向移动；降低温度时，放热反应的平衡常数K增大，平衡正向移动。温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的。【设计意图】由学生自己从中发现规律再而得出的结论对学生产生的影响较深，也更容易理解和运用。而且由数据得出的结论更具有说服力和可信度。【联系生活】（双选）关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体，尤其在寒冷季节易诱发关节疼痛。其化学机理为：①HUr+H2OUr-+H3O+②Ur-(aq)+Na+(aq)NaUr(s)尿酸尿酸根离子下列对反应②叙述中正确的是A．正反应的△H>0B．正反应的△H<0C．升高温度平衡正向移动D．降低温度平衡正向移动【教师】一个化学反应除了有物质能量的变化之外还会伴随着物质的变化，那么物质的浓度对化学平衡会产生怎样的影响呢？【活动探究二】浓度对化学平衡的影响【学生】根据提示（向小烧杯中加入30mL蒸馏水，先滴入5滴1mol·L-1KSCN再滴入5滴1mol·L-1FeCl3溶液，）建立FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl这一可逆反应的平衡体系。【学生预测】根据已学Q与K的大小关系，分析浓度对化学平衡的可能影响。【设计实验】分组讨论设计实验方案，在讨论过程中呈现各组的方案。方案甲：向平衡体系中加入1mol·L-1KSCN或1mol·L-1FeCl3溶液方案乙：将烧杯中已达平衡的溶液分别装入3支试管中，一支做对照，另外两支分别滴入1mol·L-1KSCN和1mol·L-1FeCl3溶液。【教师点评】从各个小组内分析出最佳方案。【实施实验】1、向平衡体系中加入少量1mol/LKSCN溶液，观察溶液颜色的变化。2、向平衡体系中加入少量1mol/LFeCl3溶液，观察溶液颜色的变化。实验实验现象实验结论12【学生】实验1，颜色加深，平衡正向移动；实验2，颜色加深，平衡正向移动。【讨论】1、增大或减小反应物浓度时，化学平衡移动为什么？2、增大或减小生成物浓度时，化学平衡移动为什么？【学生小结】若增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，Q<K，平衡正向移动；若减少反应物浓度或增大生成物浓度，Q>K，平衡逆向向移动。【设计意图】学生在学习化学平衡常数时已经知道浓度商、化学平衡常数的相对大小与化学平衡移动的关系。学生通过“预测、设计实验方案、讨论方案、实施方案、解释与结论”这一完整的研究性质的基本程序，让学生在提升实验操作能力的同时也形成一个较系统的探究学习过程。展示方案、交流谈论的课堂设计也能够活跃气氛，让学生在极浓厚的学习兴趣中实现共同的进步。【精题点拨】铬酸钾(K2CrO4)与重铬酸钾(K2Cr2O7)有如下转化:已知重铬酸钾的稀溶液呈橙红色。2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O黄色橙红色(1)向重铬酸钾的稀溶液中加入NaOH，溶液呈色；(2)向(1)的溶液中再加入过量的H2SO4，溶液呈色；(3)向重铬酸钾的稀溶液中加入Ba(NO3)2溶液(BaCrO4为黄色沉淀),平衡向移动（左，右）【学生】运用浓度与平衡移动的理论判断平衡移动的方向。【教师】在课堂开始我们提过的有关煤气中毒的事件，大家也都知道解救的方法——让病人获得充足的氧气。那么这个过程中涉及了怎样的平衡移动过程呢？同学们可以根据以下信息加以理解：【PPT展示】Hb+O2(g)Hb(O2)Hb+CO(g)Hb(CO)【学生】氧气的浓度增大，氧气结合Hb的化学平衡右移，由于CO的浓度低于平衡浓度，CO结合Hb的化学平衡左移，这样使Hb(CO)分解。煤气病人得到充足的氧气，中毒症状得到缓解。【设计意图】化学理论知识的学习动力之一就是能够解决学生生活中常见的现象，只有在这样的驱动力下，对于理论知识的学习才能够产生正能量的影响。煤气中毒、关节炎疼痛问题，学生在生活中也遇到或看到过，大部分同学也能想出对应的方法来解救，但其中涉及的理论性的原因可能并不是每个人都能解答的。高中生有很强的展示欲和表现力，因此“身边化学”这一环节的实施不但激发了学生课堂的积极性，也同时巩固了理论的知识。【教师】根据浓度、温度对化学平衡的影响，能不能概括出一个外界条件与平衡移动方向关系的普遍原理？【学生分组讨论】温度与浓度的改变使得平衡发生移动，移动后的体系与原平衡有什么特点。【教师】封闭体系中，如果仅改变平衡体系的一个条件，化学平衡总是朝着能减弱这个改变的方向移动。4、知识汇总【学生】绘制本节内容的思维导图。【作品展示】将知识体系全面，框架调理的作品作为示范进行展示。【教师汇总】新平衡状态新平衡状态平衡移动借助Q与K的大小进行判断升高温度，平衡向吸热方向移动降低温度，平衡向放热方向移动△H>0,T升，K增大；T降，K减小；△H<0,T升，K减小；T降，K增大；改变浓度，若Q>K，平衡逆向移动改变浓度，若Q<K，平衡正向移动原平衡状态勒夏特列原理【设计意图】思维导图运用放射性思维方式，将习得知识过程与解决问题过程转换为以知识的核心概念或是关键问题为中心、借助联想式思维技巧来实现全方位解读知识概念和全面优化解决问题的过程[4]。运用思维导图的形式来展示本节课的收获或者是对本节内容的理解，能够将所学的知识进一步转化为自己的知识。以课堂展示学生作品的形式会鼓励学生集中精力听课并积极的将其吸收转化。【作业】1、利用勒夏特列原理分析压强对化学平衡的影响；2、完成课本第52-53页迁移应用第1、2题；【板书设计】《反应条件对化学平衡的影响》学情分析1、学生已有的知识储备学生通过《化学2（必修）》的学习已经知道可逆反应进行到一定程度后即达到化学平衡状态，平衡状态是一定条件下的平衡，知道温度、浓度等反应条件的改变将使化学平衡状态发生移动，但不知道条件改变时化学平衡将如何移动。通过本节前两课时的学习，建立了Q与K的概念，理解其含义，并能应用Q与K的大小比较来判断平衡的移动方向：Q<K，平衡正向移动，Q>K，平衡逆向移动。但并不能将此理论与各因素对化学平衡移动的影响联系在一起，还欠缺运用此理论来解决实际问题的能力。2、学生的能力水平及认知特点本节课的教学对象是高二理科的学生，高中阶段的学生认知结构已基本形成，思维能力也更加成熟，能够将表观现象转化为理论体系，行为的自觉性也提高。他们具有独立思考问题的能力，在刚学习化学平衡、平衡转化率、平衡常数K与浓度商Q的比较判据等理论的基础上，拥有较强的解决实际问题和表现自我的一种学习欲望。但因欠缺设计实验方案以及实验操作能力等方面的原因，在学习过程中，对于已有的知识体系可能找不到突破口和切入点，会使得实验探究活动遇到一定的阻碍。所以在教学过程中需要教师形成正确且直接的引导作用，能够让学生将理论体系与表观现象结合的更加完善一些。《反应条件对化学平衡的影响》效果分析本节教学设计对学生的能力要求主要体现在以下几方面：知识的回顾、对理论结果的预测、设计及实施实验、对实验现象和实验数据的分析、将理论与生活案例相联系等。在知识回顾的过程中，对化学平衡的研究对象已经很熟悉，但对化学平衡状态的特征的分析很容易局限在一个范围内进行，比如浓度不变、颜色不变、压强不变等，其实质是含量保持为定值，还不能从一个更高的角度进行总结。在教师的提示与引导下学生可以总结为更简洁的几个字，拓展了学生之前对平衡特征的认识。对理论题的预测，更多的是受预习效果的影响，就觉得增大反应物浓度平衡应该正向移动，而对Q与K的大小判据不能很好的与本节的研究内容相联系。设计实验更多的是体现学生对实验基本能力的要求，50%以上的学生给出的方案不具备科学性，而是简单的一种验证操作缺少对照性。而在实验实施的过程中，因为有了合理方案做指导，学生能够通过明显且科学性的实验现象对理论进行合理的分析和总结，在学生的主动性上有了很大的提高。过多的理论学习可能会使学生产生疲倦和厌烦感，但本节通过实验探究、合作讨论等环节的应用使得课堂的气氛比较的活跃。最后将所学理论体系与生活中的实际案例练习起来，既能反映学生对知识的理解和掌握，又能解决实际问题，学生会有一种成就感体现出来。所以解决问题的环节学生的分析与参与程度也较高。《反应条件对化学平衡的影响》教材分析本节是选自鲁科版《化学反应原理（选修）》第二章《化学反应的方向、限度与速率》第二节《化学反应的限度》第三课时《反应条件对化学平衡的影响》。学生通过《化学2（必修）》的学习已经知道可逆反应进行到一定程度后即达到化学平衡状态，平衡状态是一定条件下的平衡，知道温度、浓度等反应条件的改变将使化学平衡状态发生移动，但不知道条件改变时化学平衡将如何移动。本节教材在化学必修课程的基础上对外界条件对化学平衡的影响这一问题进行深入的探讨。从学生的发展认知上看，更符合学生的理解层次，对学生思维能力的提高也有明显的作用。从教学内容上看，本节是对Q于K比较判据的实际性的应用，承接了前两节内容的知识，实现了Q、K概念的在学科中的理论应用价值，让学生充分感受提出Q、K概念的实际价值意义所在。从整章的教学顺序上看，本章内容分为四节，首先需要关注一个化学反应发生的可能性（自发性），即化学反应的方向问题。在判断了其可能性之后，反应进行的程度（限度）便是下一步要关注的问题。化学反应的方向和限度是从化学热力学的角度研究某反应发生的可能性及进行程度，不能够解决实际过程中的反应问题，即不能全面判断反应是否真的可以发生以及反应发生的具体情况。因为反应的实际情况还涉及到反应的速率问题，而第三节内容《化学反应的速率》就是从动力学学角度研究反应进行的快慢。而第四节《化学反应条件的优化——工业合成氨》是一个典型的化学工业，有利于学生应用化学平衡的理论和化学反应速率理论综合选择化工生产的适宜条件，从而让学生体会化学热力学理论和化学动力学理论对生产实践的指导作用。由于本章内容涉及的概念比较多，涉及的内容相对比较深，比较抽象，要求也较高，是本书难度较大的部分。在研究教材的过程中，除了完成对课程理论体系的教学之外，要更多的选取典型的实验探究活动和与理论紧密联系的实际生活问题来降低学习的难度，提高学生的学习积极性。第二节化学反应的限度——反应条件对化学平衡的影响【学习目标】通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能够判断平衡移动的方向。通过实验探究、问题研讨等活动，培养设计实验、处理实验数据的能力。【复习回顾】化学平衡的研究对象；化学平衡状态的特征；当Q>K时，反应达平衡，向移动；当Q〈K时，反应达平衡，向移动；当Q=K时，反应达平衡，移动。【过渡】一定条件下某化学平衡化学平衡破坏新的化学平衡V正=V逆条件改变V正≠V逆新条件V正′=V逆′各组分浓度各组分浓度各组分浓度保持不变随时间改变保持新的不变化学平衡是有条件的平衡。由于温度、浓度和压强的变化而使可逆反应由一个平衡状态变为另一个平衡状态的过程，称为【课堂学习过程】三、反应条件对化学平衡的影响1、温度的影响【活动探究】已知2NO2(g)N2O4(g)△H=_57.2kJ·mol-1（）色（）色请观察实验现象，完成表格1实验内容改变条件颜色变化C（NO2）结论将充有NO2的烧瓶放入热水中将充有NO2的烧瓶放入冷水中【结论1】降低温度，平衡向移动；升高温度，平衡向移动。表2温度对2HI(g)H2(g)+I2(g)平衡移动的影响改变条件现象结论升温颜色加深降温【结论2】降低温度，平衡向移动；升高温度，平衡向移动。【思考】温度对化学平衡的影响出现相反结论的原因以及两个平衡体系中平衡移方向的共同点。【结论】降低温度，平衡向反应方向移动；升高温度，平衡向反应方向移动。2NH2NH3(g)N2(g)+3H2(g)△H=+92.2kJ·mol-12.00.0015K/(mol·L-1)2673473T/K0.6016.8K/(mol·L-1)-1333298T/K2NO2(g)N2O4(g)△H=－57.2kJ·mol-1改变温度，平衡常数发生改变，温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的。△H>0，升温，K；降温，K。△H<0，升温，K；降温，K。（增大或减小）【例1】（双选）关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体，尤其在寒冷季节易诱发关节疼痛。其化学机理为：①HUr+H2OUr-+H3O+②Ur-(aq)+Na+(aq)NaUr(s)尿酸尿酸根离子下列对反应②叙述中正确的是A．正反应的△H>0B．正反应的△H<0C．升高温度平衡正向移动D．降低温度平衡正向移动2、浓度的影响【观察思考】已知：FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl浅黄色红色表格3实验内容实验现象实验结论1向平衡体系中加入少量1mol·L-1KSCN溶液2向平衡体系中加入少量1mol·L-1FeCl3溶液【结论】若增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，Q<K，平衡向移动；若减少反应物浓度或增大生成物浓度，Q>K，平衡向移动。（填正、逆）【思考】改变浓度，化学平衡发生移动，K有变化吗？【例2】铬酸钾(K2CrO4)与重铬酸钾(K2Cr2O7)有如下转化:已知重铬酸钾的稀溶液呈橙红色。2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O黄色橙红色(1)向重铬酸钾的稀溶液中加入NaOH，溶液呈色；(2)向(1)的溶液中再加入过量的H2SO4，溶液呈色；(3)向重铬酸钾的稀溶液中加入Ba(NO3)2溶液(BaCrO4为黄色沉淀),平衡向移动（左，右）【思考】CO中毒事件中氧气的吸入对平衡的移动有何影响。【整合提升】勒夏特列原理：封闭体系中，如果改变平衡体系的一个条件，化学平衡总是朝着能这个改变的方向移动。【我的收获】绘制思维导图【课后巩固练习】1、化学反应2A＋B2C达到平衡后升高温度，C的物质的量增加，关于此反应下列说法正确的是 ()A．正反应为放热反应B．没有显著热量变化C．正反应为吸热反应D．原平衡没有移动2、氯化铜的稀溶液在盐酸中呈黄绿色，存在的化学平衡是下列可使溶液变成淡蓝色的方法是()A．减少蒸馏水 B．加硝酸银溶液C．加氯化钠固体D．加硫酸钠固体3、下列事实不能用勒·夏特列原理解释的是 ()A．光照新制的氯水时，溶液的pH逐渐减小B．加催化剂，使N2和H2在一定条件下转化为NH3C．可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气D．降低温度，有利于SO2与O2反应生成SO34、在体积一定的密闭容器中，进行化学反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数和温度的关系如下表：t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答：(1)该反应的化学平衡常数表达式K=(2)该反应为反应(填“吸热”或“放热”).(3)某温度下,平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)，则此时的温度为℃；(4)若c(CO2)c(H2)<c(CO)c(H2O)，则反应体系的温度应控制在。5、密闭容器中的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，△H＜0若仅改变影响平衡的一个条件，完成下表条件改变升温降温增加c(N2)减小c(N2)平衡移动方向6、在一定条件下，反应H2(g)+Br2(g)2HBr(g)的△H<0，达到化学平衡状态且其他条件不变时：(1)如果升高温度,平衡混合物的颜色；（变深或变浅）(2)体积固定，容器中加入一定量的氢气，化学平衡移动，αBr2(g)。(变大、变小)【课后巩固练习】参考答案《反应条件对化学平衡的影响》课后反思本节的理论性较强，如果通过传统的教学模式只从理论上分析会变得枯燥且不容易理解吸收。这样不仅让课堂变得死气沉沉，而且会影响上课老师的情绪，致使课堂变得被动。因此本节在教学设计上注重了以下几方面的教学：学生的认知与知识体系要相符合本节在教学设计上，首先通过复习巩固与本节相关的知识作为支持，而后通过实验探究让学生获得感性的认识，得出结论；另一方面再运用所学习的平衡常数与浓度商之间的的比较判据对所得的结论进行理性的分析，从而加深对平衡移动规律的认识。在实验教学过程中，学生通过“预测实验现象”、“设计实验方案”、“实施实验”、“分析获得结论”这一完整的探究学习过程，使他们能够在获得知识的同时提升综合思维能力。在学生的探究活动中，寻找到知识点中的兴趣点进行合理的设计，演变成学生感兴趣而且知识简化型的学习线