“化学平衡”探究式教 学 设 计

季 慧

（姜堰中学 江苏 姜堰 225500）

一、教学设计与教学说明

本节课内容选自人教版选修四 《化学反应原理》，是一节很经典的化学理论课。本节课的教学设计主要从实验出发，以边讲边探究的形式进行，一边引导学生认真观察实验现象，一边启发学生充分讨论，不仅给学生提供了建构理解的基础，还给学生留有了广阔的建构空间。

本设计的引入借助的是德国的动画短片《Balance》，让学生对平衡的建立和破坏有直观的感受，采用的是平铺直叙的方式，比较直接。组织教学过程中，主体思路是以学生活动为主，让学生动手，分组实验，自行设计对比实验，从实验现象变化的过程来对外界条件对化学平衡的影响获得直观的认识，并且让学生走进化学，尊重事实，培养实验素养和实验动手能力，激发学习和探索结论的热情。

在浓度、温度影响化学平衡的实验基础上，教师顺势引导，让学生讨论化学平衡移动的结果对其所施加条件的“反抗作用”，从而归纳总结出一般规律，即勒夏特列原理，以及该原理的适用范围，在此基础上再让学生通过数据分析来推测压强对化学平衡的影响，让学生对勒夏特列原理加深理解，学以致用，并用可乐瓶中的溶解平衡做一个具体示范，让学生知道化学是“生活中的科学”。关于催化剂的影响，鉴于学生已有的知识水平，不具体展开，只是提供“催化剂对正、逆反应速率改变的同等程度”这样的学习素材，让学生归纳出“催化剂只是影响反应到达平衡所需的时间，并不能改变平衡状态或者是原料的利用率”。

最后，以两例典型的工业生产事例—氨的合成、二氧化硫的催化氧化，让学生结合平衡移动原理从理论上进行讨论，探讨一些可行的方法，让学生知道化学是“生产中的科学”，化学理论并不是枯燥的“纸上谈兵”，最终要服务于实际生产这样一个事实。

二、教学过程

教学内容及教师活动 学生活动 设计意图［课前准备］播放德国动画短片《Balance》。［导入］社会的平衡实际上是人与人之间的最和谐的状态，但一旦有了外界的某些干扰，这种潜在的秩序就会紊乱。化学世界里也是如此。观看录像，感受平衡的存在和破坏。理解平衡只是相对的，随外界条件的改变而变化。让学生直观感受，由社会平衡直接过渡到化学平衡，降低学习的梯度。［举例］800℃时，将 0．01molCO 和 0．01molH2O（g）通入1L密闭容器里，在催化剂作用下反应。只能生成 0．005molCO2 和 0．005molH2， 而且不随时间的改变而改变，达到该条件下反应的最大限度，称之为“化学平衡状态”，重要特征之一是正、逆反应速率相等。但外界某些条件改变时，这种暂时的最佳状态同样会遭到破坏。使得正、逆反由具体事例回顾平衡的概念及重要特征，形成“化学平衡移动”的概念，了解平衡移动的实质是由于正、逆反应速率不相等。不增加回顾旧知识的难度，直接引入平衡的建立和破坏，为下面的学习提供知识平台。引导学生思考打破原平衡，建立新平衡，如何通过改变条件来实现。

应速率不再相等，直到建立新的条件下新的平衡状态。这种旧平衡被破坏，新平衡建立的过程就称之为“化学平衡的移动”。［板书］一、原因：条件改变，v正≠v逆［启发质疑］v正≠v逆，具体有哪两种情况？［引入］这节课的主要任务就是来研究外界因素对平衡所产生的影响。总的原则是用实验说话，从实验中得出结论，从结论中寻找规律。［实验一］NO2球分别浸入热水和冰水中，观察现象，总结归纳。突出第三个NO2球的对照作用。［质疑］如何判断玻璃球中平衡状态的到达？［提问］如何用科学的语言概括温度对化学平衡移动的影响？［板书］二、影响因素1、温度［强调］之所以强调“其他条件不变”，是因为只讨论单一变量的影响。［过渡］接下来试着改变某些物质的浓度。指导学生完成实验二，Cr2O72-与2CrO42-之间的转化。［质疑］要改变生成物H+离子的浓度，可以怎样操作？请选用相关药品探究H+浓度的变化对该平衡的影响．［强调］采用的是点滴板操作，注意加入试剂的用量，实验前先认真构思，注意安全。引导学生得出反应物浓度对平衡移动的影响。［板书］2、浓度：增大生成物浓度，平衡向着逆反应方向移动，减小生成物浓度，平衡向着正反应反应移动。［过渡］反应物浓度的变化对平衡的影响是否也一样呢？对平衡体系三，有哪些方法可以改变反应物的浓度呢？指导学生完成实验三，Fe3++3SCN-⇌Fe（SCN）3改变反应物的浓度，由溶液颜色的变化判断平衡移动的方向。［板书］反应物浓度的影响：增大反应物浓度，平衡向着正反应方向移动；减小反应物浓度，平衡向着逆反应方向移动。［引入］是不是发现一些有共性的规律呢？引导认识平衡移动的结果，详细讲授增大反应物浓度对平衡移动影响的结果：减弱反应物浓度增大的程度。了解化学平衡只是暂时的、相对的，随着外界条件的改变而变化。理解概念，知道平衡移动的两种情况：v正 ＞v逆平衡向正方向移动；v正 ＜v逆平衡向逆方向移动。观察温度变化对该平衡体系颜色的影响，完成学案上相应的内容。形成对比实验的概念。注意观察实验现象，运用简洁的语言对实验现象作出简单的解释。发现温度对化学平衡有影响，归纳出温度对平衡影响的一般规律，平衡移动的方向与反应的热效应有关。思考：得出改变氢离子浓度的方法。学生自行实验，小组之间加强合作，相互配合。讨论发言，相互补充。在实验中发现问题，从现象中得出结论：改变生成物的浓度使得化学平衡发生移动。学生归纳结论：其他条件不变时，增大生成物浓度，平衡向着逆方向移动，减小生成物浓度，平衡向着正反应反应移动。学生自行实验，用不同的方法改变反应物的浓度，认真观察溶液颜色的变化，完成学案上相应的内容，得出反应物浓度的变化对平衡的影响：其他条件不变时，增大反应物浓度，平衡向着正反应方向移动；减小反应物浓度，平衡向着逆反应方向移动。对平衡移动结果的认识较难理解。在教师的引导下自行分析减小生成物浓度、升高和降低温度对平衡移动影响的结果，注意体会“减弱”两字开门见山地将本节研究的中心问题提了出来，从而激发起他们对新问题的求知兴趣。这就为下一步实验探索创造了良好的心理条件，明确了探索的方向。通过边实验，边思考，适时总结，主动地获取知识，提高了学生的实验能力、观察能力和思维能力。强调实验设计的关键：建立平衡体系；控制单个变量进行对照实验。根据教学内容选择恰当的教学方法，充分发挥各学习小组的作用，采取自主、合作、探究的方法的同时，加强对学生的引导。培养学生动手操作的能力，研究问题实事求是的科学态度。鼓励学生提出不同的操作方法，激发学生的兴趣。用直观的现象说明问题。让学生在实验中提高观察、思维、概括等方面的能力。培养学生由现象到本质，由一般到共性的思维模式。从结论中寻找规律。对实验现象和结论有更深层次的理解。得出一般规律。联系前后所学内容，为以后所学电离平衡、水解平衡等埋下伏笔。

［归纳］化学平衡的自我调节能力，［科学史话］法国科学家勒夏特列由大量实验事实归纳出其中的奥妙，称之为“勒夏特列原理”或者“平衡移动原理”，适用于一切动态平衡。由大量实验事实验证，在工业生产和环境保护技术方面有重要应用。［设问］可以发现影响平衡移动的这些因素正是影响化学反应速率的因素，那压强呢？是否对平衡的移动也有影响呢？［资料分析］合成氨工业的一组数据。450℃时N2与H2反应生成NH3的实验数据：N2（g） ＋3H2（g）⇌2NH3（g）压强／Mpa 1 5 10 30 60 100 NH3% 2．0 9．2 16．4 35．5 53．6 69．4［解释］可乐瓶中的溶解平衡。巩固所学知识，学以致用。［引入］由于外界条件的不断变化，使得平衡总是处于不断的变化中。研究化学平衡的目的，是希望通过控制和改变外界条件，使得反应向着我们所希望的方向进行。［解决实际问题］实际工业生产中的事例讨论：1．2SO2（g） ＋ O2（g）⇌2SO3（g）（正反应是放热反应），是硫酸制造工业的重要步骤，在实际工业生产中通常采用通入过量空气的方法。为什么？2．已知工业合成氨的原理为：N2 （g）＋3H2（g）⇌2NH3（g）（正反应是放热反应），为了提高氨的生产速率及产率，可采取哪些措施？在讨论中发现新的问题，讨论中引入催化剂的影响。体会化学反应原理对实际生产的重要指导意义。对学习化学的意义有更深层次的认识。小结影响化学平衡的因素，联系影响化学反应速率的因素，发现两者之间的共性。分析资料，寻找规律。小组讨论，发言。归纳压强对平衡移动的影响。特别强调压强只能适用于有气体参加或生成的反应学生讨论发言，能用所学知识解决生活中的现象。知道工业常用方法：适当增大廉价反应物的浓度，提高价格较高原料的转化率，降低生产成本。合成氨工业条件的选择，小组讨论，发现工业条件的选择要综合多方面的因素。在讨论思考中发现新的问题。明确由于催化剂能同等程度增加正、逆反应速率，因此它对化学平衡的移动没有影响；但不可忽视的是使用合适的催化剂，能改变达到平衡所需要的时间。引导学生体验通过实验探究分析解决问题，归纳内在规律。从资料中获得信息，继而得出结论。联系工业生产，了解实际生产必须有理论作支撑。压强的影响与勒夏特列原理保持一致。学会用所学知识解决生活中的化学问题，激发学习的兴趣，体会学习的喜悦。让学生知道在生产、生活和科研中控制反应条件，促进反应的完成程度以提高原料的利用率或转化率。巩固所学知识，学以致用，联系实际，从化学平衡本质的角度去探究生产、生活、科研中涉及的化学变化现象或事例，启发学生思考。加深对化学平衡移动原理的理解和认识。［本课总结］一个原理、一种方法、一类用途。 学生的认识从直观到抽象，又由感性认识上升到理性认识，产生认识上质的飞跃，使他们的思维加深。［巩固练习］ 完成学案上的课后练习。 巩固知识，提高能力。

三、课后反思

本节课强调的是由实验现象归纳总结一般规律的过程，而不仅仅是为了让学生被动地获得外界条件对化学平衡影响的结论，设计教学思路时将外界对平衡的影响作用集中在一节课内完成，突出了知识的连贯性，让学生直接从实验现象归纳出“勒夏特列原理”。而压强对化学平衡的影响是作为“勒夏特列原理”的一个应用，结合合成氨工业的相关数据，让学生自行分析归纳，加深对该原理的理解，提升了动态的思维品质。