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化學(xué)平衡

化學(xué)平衡

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)

使學(xué)生建立的觀點(diǎn);理解的特征;理解濃度、壓強(qiáng)和溫度等條件對(duì)的影響;理解平衡移動(dòng)的原理。

能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解能力,通過(guò)對(duì)變化規(guī)律本質(zhì)的認(rèn)識(shí),培養(yǎng)學(xué)生分析、推理、歸納、總結(jié)的能力。

情感目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度及從微觀到宏觀,從現(xiàn)象到本質(zhì)的科學(xué)的研究方法。


教學(xué)建議

教材分析

本節(jié)教材分為兩部分。第一部分為的建立,這是本章教學(xué)的重點(diǎn)。第二部分為常數(shù),在最新的高中化學(xué)教學(xué)大綱(2002年版)中,該部分沒(méi)有要求。

觀點(diǎn)的建立是很重要的,也具有一定的難度。教材注意精心設(shè)置知識(shí)臺(tái)階,采用圖畫(huà)和聯(lián)想等方法,幫助學(xué)生建立的觀點(diǎn)。

教材以合成氨工業(yè)為例,指出在化學(xué)研究和化工生產(chǎn)中,只考慮化學(xué)反應(yīng)速率是不夠的,還需要考慮化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度,即。建立觀點(diǎn)的關(guān)鍵,是幫助學(xué)生理解在一定條件下的可逆反應(yīng)中,正、逆反應(yīng)速率會(huì)趨于相等。教材以蔗糖溶解為例指出在飽和溶液中,當(dāng)蔗糖溶解的速率與結(jié)晶速率相等時(shí),處于溶解平衡狀態(tài),并進(jìn)而以 的可逆反應(yīng)為例,說(shuō)明在上述可逆反應(yīng)中,當(dāng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時(shí),就處于狀態(tài)。這樣層層引導(dǎo),通過(guò)圖畫(huà)等幫助學(xué)生聯(lián)想,借以

在一定程度上突破狀態(tài)建立的教學(xué)難點(diǎn)。

教材接著通過(guò)對(duì)19世紀(jì)后期,在英國(guó)曾出現(xiàn)的用建造高大高爐的方法來(lái)減少高爐氣中   含量的錯(cuò)誤做法展開(kāi)討論。通過(guò)對(duì)該史實(shí)的討論,使學(xué)生對(duì)的建立和特征有更深刻的理解,培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)際問(wèn)題的能力,并訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法。

教法建議

教學(xué)中應(yīng)注意精心設(shè)置知識(shí)臺(tái)階,充分利用教材的章圖、本節(jié)內(nèi)的圖畫(huà)等啟發(fā)學(xué)生聯(lián)想,借以建立的觀點(diǎn)。

教學(xué)可采取以下步驟:

1.以合成氨工業(yè)為例,引入新課,明確研究的課題。

(1)復(fù)習(xí)提問(wèn),工業(yè)上合成氨的化學(xué)方程式

(2)明確合成氨的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng),并提問(wèn)可逆反應(yīng)的定義,強(qiáng)調(diào)“二同”——即正反應(yīng)、逆反應(yīng)在同一條件下,同時(shí)進(jìn)行;強(qiáng)調(diào)可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底,所以對(duì)任一可逆反應(yīng)來(lái)講,都有一個(gè)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度問(wèn)題。

(3)由以上得出合成氨工業(yè)中要考慮的兩個(gè)問(wèn)題,一是化學(xué)反應(yīng)速率問(wèn)題,即如何在單位時(shí)間里提高合成氨的產(chǎn)量;一是如何使 盡可能多地轉(zhuǎn)變?yōu)?SUB> ,即可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度以及各種條件對(duì)反應(yīng)進(jìn)行程度的影響——研究的問(wèn)題。

2.從具體的化學(xué)反應(yīng)入手,層層引導(dǎo),建立的觀點(diǎn)。

如蔗糖飽和溶液中,蔗糖溶解的速率與結(jié)晶的速率相等時(shí),處于溶解平衡狀態(tài)。

又如 ,說(shuō)明一定溫度下,正、逆反應(yīng)速率相等時(shí),可逆反應(yīng)就處于狀態(tài),反應(yīng)無(wú)論進(jìn)行多長(zhǎng)時(shí)間,反應(yīng)混合物中各氣體的濃度都不再發(fā)生變化。

通過(guò)向?qū)W生提出問(wèn)題:達(dá)到狀態(tài)時(shí)有何特征?讓學(xué)生討論。最后得出:狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里,正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)(此時(shí)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行到最大限度)。并指出某一狀態(tài)是在一定條件下建立的。

3.為進(jìn)一步深刻理解的建立和特征,可以書(shū)中的史實(shí)為例引導(dǎo)學(xué)生討論分析。得出在一定條件下當(dāng)達(dá)到狀態(tài)時(shí),增加高爐高度只是增加了CO和鐵礦石的接觸時(shí)間,并沒(méi)有改變建立時(shí)的條件,所以平衡狀態(tài)不變,即CO的濃度是相同的。關(guān)于CO濃度的變化是一個(gè)移動(dòng)的問(wèn)題,將在下一節(jié)教學(xué)中主要討論。從而使學(xué)生明白本節(jié)的討論題的涵義。

“影響的條件”教材分析

本節(jié)教材在本章中起承上啟下的作用。在影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件和等知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行本節(jié)的教學(xué),系統(tǒng)性較好,有利于啟發(fā)學(xué)生思考,便于學(xué)生接受。

本節(jié)重點(diǎn):濃度、壓強(qiáng)和溫度對(duì)的影響。難點(diǎn):平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用。

因濃度、溫度等外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響等內(nèi)容,不僅在知識(shí)上為本節(jié)的教學(xué)奠定了基礎(chǔ),而且其探討問(wèn)題的思路和方法,也可遷移用來(lái)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行本書(shū)的學(xué)習(xí)。所以本節(jié)教材在前言中就明確指出,當(dāng)濃度、溫度等外界條件改變時(shí),就會(huì)發(fā)生移動(dòng)。同時(shí)指出,研究的目的,并不是為了保持平衡狀態(tài)不變,而是為了利用外界條件的改變,使向有利的方向移動(dòng),如向提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的方向移動(dòng),由此說(shuō)明學(xué)習(xí)本節(jié)的實(shí)際意義。

教材重視由實(shí)驗(yàn)引入教學(xué),通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析,引導(dǎo)學(xué)生得出增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度都可以使向正反應(yīng)方向移動(dòng)的結(jié)論。反之,則向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。并在溫度對(duì)影響后通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析,歸納出平衡移動(dòng)原理。

壓強(qiáng)對(duì)的影響,教材中采用對(duì)合成氨反應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,引導(dǎo)學(xué)生得出壓強(qiáng)對(duì)移動(dòng)的影響。  

教材在充分肯定平衡移動(dòng)原理的同時(shí),也指出該原理的局限性,以教育學(xué)生在應(yīng)用原理

時(shí),應(yīng)注意原理的適用范圍,對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度的熏陶和科學(xué)方法的訓(xùn)練。

“影響的條件”教學(xué)建議

本節(jié)教學(xué)可從演示實(shí)驗(yàn)入手,采用邊演示實(shí)驗(yàn)邊講解的方法,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,啟發(fā)學(xué)生充分討論,由師生共同歸納出平衡移動(dòng)原理。

新課的引入:

①?gòu)?fù)習(xí)上一節(jié)講過(guò)的“狀態(tài)”的概念,強(qiáng)調(diào)狀態(tài)是建立在一定條件基礎(chǔ)上的,當(dāng)濃度、壓強(qiáng)、溫度等反應(yīng)條件改變時(shí),原平衡的反應(yīng)混合物里各組分的濃度也會(huì)隨著改變,從而達(dá)到新的平衡狀態(tài)。

②給出“的移動(dòng)”概念,強(qiáng)調(diào)的移動(dòng)是可逆反應(yīng)中舊平衡的破壞、新平衡的建立的過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中,反應(yīng)混合物中各組分的濃度一直在變化著。

③指出學(xué)習(xí)和研究的實(shí)際意義正是利用外界條件的改變,使舊的破壞并建立新的較理想的。

具體的教學(xué)建議如下:

1.重點(diǎn)講解濃度對(duì)的影響

(1)觀察上一節(jié)教材中的表3-l,對(duì)比第1和第4組數(shù)據(jù),讓學(xué)生思考:可從中得出什么結(jié)論?

(2)從演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn)入手,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析,引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論。這里應(yīng)明確,溶液顏色的深淺變化,實(shí)質(zhì)是 濃度的增大與減小而造成的。

(3)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響展開(kāi)討論,說(shuō)明濃度的改變?yōu)槭裁磿?huì)使發(fā)生移動(dòng)。討論時(shí),應(yīng)研究一個(gè)具體的可逆反應(yīng)。討論后,應(yīng)明確濃度的改變使正、逆反應(yīng)速率不再相等,使發(fā)生移動(dòng);增加某一反應(yīng)物的濃度,會(huì)使反應(yīng)混合物中各組分的濃度進(jìn)行調(diào)整;新平衡建立時(shí),生成物的濃度要較原平衡時(shí)增加,該反應(yīng)物的濃度較剛增加時(shí)減小,但較原平衡時(shí)增加。

2.壓強(qiáng)和溫度對(duì)的影響:應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并從中得出正確的結(jié)論。溫度對(duì)影響也是從實(shí)驗(yàn)入手。要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,歸納出壓強(qiáng)和溫度的改變對(duì)的影響。

3.勒夏特列原理的教學(xué):在明確了濃度、壓強(qiáng)、溫度的改變對(duì)的影響以后,可采用歸納法,突破對(duì)勒夏特列原理表述中“減弱這種改變”含義理解上的困難:

其他幾個(gè)問(wèn)題:

1.關(guān)于催化劑問(wèn)題,應(yīng)明確:①由于催化劑能同等程度增加正、逆反應(yīng)速率,因此它對(duì)的移動(dòng)沒(méi)有影響;②使用催化劑,能改變達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。

2.關(guān)于移動(dòng)原理的應(yīng)用范圍和局限性,應(yīng)明確:①平衡移動(dòng)原理對(duì)所有的動(dòng)態(tài)平衡都適用,為后面將要學(xué)習(xí)的電離平衡、水解平衡作鋪墊;②平衡移動(dòng)原理能用來(lái)判斷平衡移動(dòng)的方向,但不能用來(lái)判斷建立新平衡所需要的時(shí)間。教育學(xué)生在應(yīng)用原理時(shí)應(yīng)注意原理的適用范圍,對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度的熏陶和科學(xué)方法的訓(xùn)練。

3.對(duì)本節(jié)設(shè)置的討論題,可在學(xué)生思考的基礎(chǔ)上,提問(wèn)學(xué)生回答,這是對(duì)本節(jié)教學(xué)內(nèi)容較全面的復(fù)習(xí)和鞏固。

4.對(duì)于本節(jié)編入的資料,可結(jié)合勒夏特列原理的教學(xué),讓學(xué)生當(dāng)堂閱讀,以了解勒夏特列的研究成果和對(duì)人類的貢獻(xiàn);可回顧第二節(jié)“工程師的設(shè)想”的討論,明確:欲減少煉鐵高爐氣中CO的含量,這屬于的移動(dòng)問(wèn)題,而利用增加高爐高度以增加 CO和鐵礦石的接觸時(shí)間的做法并未改變可逆反應(yīng)的條件,因而是徒勞的。
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