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1、第 1 页 共 29 页化学平衡教学设计化学平衡教学设计一、教材分析一、教材分析化学平衡处于化学反应原理模块第二章的第三节，其它三节依次为：化学反应速率、影响化学反应速率的因素、化学反应进行的方向。先速率后平衡的顺序体现了科学家研究化学反应快慢、利用化学反应限度的基本思路，即：先从动力学的角度研究反应速率，再从热力学的角度研究反应的限度，因此反应限度的研究是科学研究的非常关键一步。二、学生情况分析二、学生情况分析1学生的认识发展分析学生在高一必修阶段，通过化学反应速率和反应限度的学习对可逆反应形成了初步感性认识。在选修阶段，通过对化学平衡这部分内容的学习初步意识到有些反应在一定温度下是不能完全
2、发生的，存在反应限度。通过对数据指标的分析，使学生形成对反应限度的定性、定量的认识，能够定量计算化学反应限度（K）。平衡常数是反应限度的最根本的表现，对于某一个具体反应来说，平衡常数与反应限度确实是一一对应的关系，这使学生从定性到定量的认识一个反应在一定条件（温度）下的平衡常数只有一个，但是平衡转化率可以有多种，对应不同的平衡状态。2学生认识障碍点分析学生认识障碍点主要在于“化学平衡状态”及“化学反应限度”两个核心概念的理解上。学生对平衡问题的典型错误理解：一是不理解平衡建立的标志问题。第二，不能将反应限度看成化学反应进行程度的量化指标，不能从定性和定量角度认识平衡状态与反应限度的关系，因此学
3、生认为“化学平衡常数”比较难于理解。 三、指导思想与理论依据指导思想与理论依据本教学设计首先依据普通高中化学课程标准对化学平衡的要求：知道化学反应的可逆性及其限度，能描述化学平衡建立的过程，认识化学平衡移动规律；知道化学平衡常数和转化率的涵义，能进行化学平衡常数和转化率的计算。依据化学反应原理模块的功能定位，发展学生的“定量观”“微粒观”“动态观”，引入化学平衡常数的学习，对学生判断化学平衡移动方向带来了科学的依据，从而明确了教学设计的核心目标：从定量的角度建立学生对化学反应限度的认识。 在此基础上，本设计又对化学平衡常数的功能与价值，以及学生认识发展第 2 页 共 29 页的特点进行了分析，
4、通过数据的分析与计算，使学生对化学平衡能够有一个更深刻的认识，进而确定了“向数字寻求帮助让数据支撑结论”教学设计的思路。第 3 页 共 29 页四、基于上述分析确定本设计的知识线索、学生认知线索、问题线索、情四、基于上述分析确定本设计的知识线索、学生认知线索、问题线索、情 景及学生活动线索如下：景及学生活动线索如下：知识逻辑线 认识发展线 驱动问题线 情景素材线 学生活动线 可逆反应建立化学平 衡状态的数 据指标认识同一反 应的不同平 衡状态的数 据表征 化学反应限 度化学平衡常 数及影响因 素 建立对化学平 衡状态认识认识浓度可以 表征平衡状态 从生成物浓度 以及反应物转 化率角度认识 不同
5、平衡状态 认识到存在反 应限度了解定量描述 反应限度的方 法认识 Q 和 K 的 关系影响 K 的因素 分析用什么指标（数 值）表示化学平 衡状态中各物质 的变化比较直观？改变体系中单一 组分的浓度还是 同一个平衡状态 吗？温度不变能不能 无限地增加一种 反应物的转化率？如何定量表示化 学反应限度？ 影响化学平衡常 数的因素是什么？雨水 pH 及酸雨的 形成 H2(g)+CO2(g)H2O (g)+CO(g)反应 进行到不同时间时 各物质的浓度。H2(g)+CO2(g)H2O (g)+CO(g)以不 同初始浓度进行的 数据举例说明反应存在 限度找出上述两个反应 的反应限度表示式Q 与 K 的应
6、用举 例 认识浓度作为数据指标 的特点认识可以从生成物浓度 表征同一反应的平衡状 态建立转化率概念 认识也可以从反应物转 化率角度比较不同状态 认识化学反应存在限度认识化学平衡常数 认识温度影响化学平衡 常数 第 4 页 共 29 页五、教学目标五、教学目标知识技能：知识技能：知道化学反应存在限度问题，能认识到一个反应同一温度下的不同的化学平衡状态只有一个反应限度。 了解化学平衡常数，通过数据分析建立对平衡常数的认识过程。 培养学生分析数据、归纳结论,语言表达与综合计算能力。过程与方法：过程与方法： 通过分析建立平衡状态以及各种反应限度的有关数据，使学生认识到一个反应在同一温度下可有不同的化学
7、平衡状态，但其平衡常数只有一个，即各物质的浓度关系只有一个。 充分发挥数据的功能，让数据分析支撑认识的发展。 通过平衡常数的讨论，使学生初步认识到其价值在于：预测在一定条件下可逆反应能够进行的程度，从而更合理地分配研究资源。情感、态度与价值观：情感、态度与价值观： 通过对化学平衡常数认识过程的讨论使学生初步了解掌握反应限度的重要意义以及化学理论研究的重要意义。 培养学生严谨的学习态度和思维习惯。教学重点和难点教学重点和难点教学重点：了解定量描述化学平衡状态的方法化学平衡常数 教学难点：从不同化学平衡状态出发建立化学反应限度的认识第 5 页 共 29 页六、教学流程示意六、教学流程示意高考资源网
8、（） ，您身边的高考专家共 29 页 第 6 页七、教学过程七、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图引入【导入】雨水的 PH 及原因 酸雨的成因 【设疑】 哪些数值可以表示一个可逆反应达到化学 平衡状态？这些数值应具有哪些特征？ 关注环境问题，建立平衡情 境 学生思考、讨论、回答 通过分析比较， 体会浓度作为 数据指标可以 表征化学平衡 状态，具有易 测量、可追踪 的特点。 化学平衡 状态建立 的数据表 示方法【活动 1】观察表 1 中数据，观察浓度在 化学平衡中的重要作用。 从数据表 1 你能获得什么信息？ 请找出化学平衡状态建立的特征。 观察数据表 1，提取表征反 应及平衡的信息，找出
9、化学 平衡状态建立的特征 观察数据认识浓度可以用来 表征 认识浓度可以 用来表征化学 平衡状态 同一反应 可建立多 个平衡状 态【活动 2】一定温度下对于一个可逆反应 是否只存在一个平衡状态？ 由不同浓度反应物建立起的平衡状态，是是 否为同一平衡状态否为同一平衡状态呢？ 【活动 3】认识转化率，进行比较。 H2(g)CO2(g)H2O(g)+CO(g) 始 1.0 1.0 0 0 转 x x x x 平 1-x 1-x 0.6 0.6 所以 x=0.6 (H2)=(0.61)100%=60% 【小结】反应物转化率可以更直观反映不 同的平衡状态，还可以进行比较，是除了 生成物浓度之外最常用的数据
10、。 观察、回答：不是，因为生 成物浓度都不同 了解转化率概念和计算方法 尝试计算 计算转化率 讨论、交流 总结 进一步从数据 角度认识化学 平衡。 体会分析化学 平衡状态的不 同角度 了解并掌握反 应物转化率的 有关计算 体会化学 反应限度【设疑】是否可以无限地增加一种反应物 的转化率呢？ 【讲解】以一定温度下的反应 H2O (g) +CO(g)H2(g)CO2(g) SO2(g) +NO2(g)SO2(g)NO(g) 结合转化率图像说明化学反应存在限度， 反应不同限度就可能不同。不同反应中反学生交流研讨，可能有学生 会认为反应物转化率虽然不 会达到 100%，但可以无限 靠近 100%学生交
11、流研讨，体系中各物 质浓度之间存在着一种定量不同化学反应 存在不同限度 初步建立对化 学反应限度的 认识 高考资源网（） ，您身边的高考专家共 29 页 第 7 页应物转化率的极限是不同的。 关系 建立化学 平衡常数 概念【提问】如何定量地描述化学反应的限度？【活动 4】根据数据，提出猜想，通过计 算，验证猜想 【讲解】 科学家经过反复的研究发现体系中各个物 质的浓度整体具有一种定量关系可以定量 描述反应限度。 【引导】刚刚发现的这一规律对其他的化 学反应适用吗？ 对比这两个反应， H2(g)CO2(g)H2O (g) +CO(g) H2I22HI 【思考】观察这两个反应，当用 分别表示两个反
12、应的反应限度的时候，第 二个反应有出入，我们忽略了什么？ 【提问】 对于任何一个可逆反应的限度： mA+nBpC+qD 你能用通式表示吗？ 【讲解】建立浓度商，用 Q 表示。 【提问 1】 在体系未达平衡和达平衡的状态下，Q 会 呈现出怎样的变化规律？ 【讲解】 最终确定以一定温度下达平衡时的生成物 浓度幂之积与反应物浓度幂之积的关系作 为定量研究反应限度的数据指标 观察反应 H2(g)CO2(g)H2O (g) +CO(g) 中的几组平衡浓度数据 小组讨论，汇报交流再次进行小组讨论，汇报交 流 建立各物质浓度幂次方乘积 的关系 书写表达式 汇报倾听、思考 组织小组讨论和交流 汇报、讨论 尽量
13、用科学的语言表示反应 限度 尝试定量描述 反应限度 通过 1：1 的反 应中几组平衡 浓度的数据初 步建立对此反 应化学反应限 度的定量认识 认识化学反应 限度是用体系 中各物质浓度 整体表示的一 种经验公式， 与各物质化学 计量数关系紧 密 建立对浓度商 Q 的认识 对 Q 和 K 关系 的认识明确化学平衡 常数可以定量 的表示化学反 应限度 体会化学 平衡常数 的价值 再从 Q 和 K 的角度观察表 1 中的反应， 可以判断某一时刻反应的状态 t(s)c(H2) c(I2) c(HI) 学生交流研讨，计算 Q 和 K采用数据方法 使学生认识到 K 的功能价值。高考资源网（） ，您身边的高考
14、专家共 29 页 第 8 页mol/Lmol/Lmol/L20000.040.040.12Q=9 v(结晶)平衡时：v(溶解)=v(结晶)高考资源网（） ，您身边的高考专家共 29 页 第 11 页固体溶质 溶液中的溶质结论：溶解平衡是一种动态平衡【过渡】那么对于可逆反应来说，又是怎样的情形呢？我们以 CO 和 H2O（g）的反应为例来说明化学平衡的建立过程。【板书】二、化学平衡状态二、化学平衡状态1、化学平衡的建立【讨论】可逆反应 CO+H2O(g)CO2+H2，在 1L 密闭容器中进行，已知起始时，CO 和 H2O（g）的物质的量均为 0.05mol，请你画出反应物浓度和生成物浓度随时间变
15、化的图形（ct 图）及反应速率（v正、v 逆）随时间变化的图形（vt 图）并总结规律。【学生讨论后画出】由以上分析，总结什么是化学平衡状态？【板书】化学平衡状态：化学平衡状态研究的对象：一定条件下的可逆反应【讨论】1、反应开始时，反应物 CO、H2O(g)的浓度和生成物 CO2、H2的浓度如何？正反应和逆反应的速率如何？、随着反应的进行，反应物和生成物的浓度怎样变化？正、逆反应速率怎样变化？、当正逆时，反应物的浓度和生成物浓度会不会发生变化？为什么？【讲解】一定条件下，正、逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再随时间变化而变化的状态。平衡状态也就是该可逆反应在该条件下反应进行的最大程度。【讨
16、论】、当一个可逆反应达到平衡时，各物质的浓度保持不变，这时反应是否停止了？（强调正逆；平衡是动态的，而不是静止的）、为什么达到平衡状态时反应混合物中各物质的浓度保持不变？（强调动和静以及现象与本质的关系）高考资源网（） ，您身边的高考专家共 29 页 第 12 页3、化学平衡状态是不是永恒不变的？（强调化学平衡是有条件的、暂时的、相对的平衡，强调内因和外因的关系）【通过讨论，阅读教材后总结回答，板书】【板书】2、化学平衡状态的特征：（1）动：动态平衡（2）等：正=逆（3）定：各组分的浓度不再发生变化（4）变：如果外界条件改变，原有的化学平衡状态将被破坏【讲解】在具体的学习过程中，要判断一个可逆化学反应是否达到平衡状态，必须充分地利用化学平衡状态的特征，去灵活地寻找在问题中描述的
