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[教學設計]第二章 化學反應速率與平衡

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學習網(wǎng)

一、教學內(nèi)容概述

 

本章內(nèi)容是按照如下順序安排的:化學反應速率→化學平衡→化學平衡常數(shù)→化學反應進行的方向。

 

化學反應速率屬于化學動力學的范疇。為了讓學生在研究化學反應進行的快慢及如何定量表述上有感性知識,教材安排了簡單易行的實驗。在實驗過程中使學生體會到,要想準確表達化學反應進行的快慢,就必須建立起一套行之有效的方法:確定起點,確定時間單位,找出易于測量的某種量或性質(zhì)的變化。要明確反應物的本質(zhì)決定了反應速率,在影響速率的因素方面著重介紹濃度、壓強、溫度及催化劑等外界條件對化學反應速率的影響;通過實驗和理論分析,使學生由感性認識上升到理性認識。

 

化學平衡屬于化學熱力學的范疇。當化學反應的正反應速率和逆反應速率相等時,反應就達到在該條件下的最大限度,即達到了化學平衡狀態(tài);瘜W平衡是一種動態(tài)平衡,它只與起始狀態(tài)和終了狀態(tài)有關(guān),與變化途徑無關(guān)。這就為學生在思考問題時提供了靈活利用所學知識的可能,在始態(tài)和終態(tài)保持不變的前提下,可以設計不同的途徑來達到同一個平衡,從而使問題簡化。教科書通過實驗,介紹濃度、壓強(氣體反應)、溫度等外界條件對化學平衡的影響。

 

由于有了化學反應速率的知識做基礎(chǔ),學生可以通過實驗及相應的【思考與交流】、【學與問】等欄目的引導推理,得出正確的結(jié)論,認識化學平衡移動,是正反應速率和逆反應速率發(fā)生變化的結(jié)果,化學平衡總是向著反應速率變化幅度最大的方向移動。

 

本章雖然沒有具體的化工生產(chǎn)內(nèi)容,但選擇化工生產(chǎn)最適宜的條件必然涉及化學反應速率和化學平衡等理論的應用。可以引導學生學習分析具體反應的特點,如反應物的聚集狀態(tài),氣體體積的變化,能量變化等,進而利用所學理論知識進行合理選擇。同時要學習全面思考問題,兼顧各種條件的相互影響,如溫度對平衡和速率的影響,高壓對平衡的影響及對設備材料的要求,在比較中趨利避害,取得最優(yōu)化的條件。使學生了解化學理論對生產(chǎn)實際的指導作用。

 

化學平衡常數(shù)有利于從定量角度加深對化學平衡的認識理解,教科書利用某一反應體系的一組濃度數(shù)據(jù),導出化學平衡常數(shù)以及化學平衡常數(shù)只隨溫度變化、不隨濃度變化的結(jié)論。

 

化學反應進行的方向涉及到反應的自由能變化(ΔG),要用到焓變和熵變知識,需要對化學反應的實質(zhì)有更多的領(lǐng)悟,所以把它放在本章的最后(第四節(jié)),以知識介紹的方式呈現(xiàn)出來,讓學生了解決定反應進行方向的因素不是單一的焓變,熵變也是決定因素之一。教材通過生活中的實際事例,力爭使知識淺顯易懂,使學生從混亂度的角度形成對熵的概念的粗淺認識。力求學生能利用化學反應原理知識解釋日常生活中某些現(xiàn)象,思考問題時能夠更加全面。

 

本章知識的內(nèi)容結(jié)構(gòu)如下圖所示:

 

 

 二、本章教學內(nèi)容在模塊內(nèi)容體系中的地位和作用

 

化學反應速率、化學平衡和反應進行的方向等化學反應原理知識,是在學習了化學反應與能量、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律等知識的基礎(chǔ)上學習的中學化學的重要理論之一,有助于加深理解以前所學的元素化合物知識及化學反應,后續(xù)學習的電離平衡、水解平衡等,實際上是化學平衡知識的延續(xù),因此它還是后一章內(nèi)容學習的基礎(chǔ)。

 

三、總體教學目標分析

 

內(nèi)容標準

學習要求

補充說明

1.知道化學反應速率的定量表示方法,通過實驗測定某些化學反應的速率。

1.1知道化學反應速率的概念及其定量表示方法,能進行有關(guān)化學反應速率的簡單計算。

 

1.2了解測定化學反應速率的方法,通過實驗測定某些化學反應的速率。

2.知道活化能的涵義及其對化學反應速率的影響。

2.1知道活化分子、有效碰撞、活化能的涵義及其對化學反應速率的影響。

 

3.通過實驗探究溫度、濃度、壓強和催化劑對化學反應速率的影響,認識其一般規(guī)律。

3.1通過實驗探究溫度、濃度、壓強和催化劑對化學反應速率的影響。

 

3.2認識溫度、濃度、壓強和催化劑對化學反應速率影響的一般規(guī)律。

4.通過催化劑實際應用的事例,認識其在生產(chǎn)、生活和科學研究領(lǐng)域中的重大作用。

4.1通過催化劑實際應用的事例,認識其在生產(chǎn)、生活和科學研究領(lǐng)域中的重大作用。

 

5.能用焓變和熵變說明化學反應的方向。

5.1能初步利用焓變和熵變說明化學反應的方向。

 

6.描述化學平衡建立的過程,知道化學平衡常數(shù)的涵義,能利用化學平衡常數(shù)計算反應物的轉(zhuǎn)化率。 

6.1知道化學反應的可逆性及其限度;能描述化學平衡建立的過程,認識化學平衡移動規(guī)律。

可利用圖像、數(shù)據(jù)等描述化學平衡的建立過程。

6.2知道化學平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的涵義。

6.3能進行有關(guān)化學平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的簡單計算

7.通過實驗探究溫度、濃度和壓強對化學平衡的影響,并能用相關(guān)理論加以 解釋。

7.1通過實驗探究溫度、濃度和壓強對化學平衡的影響。

 

7.2理解化學平衡移動原理,能運用該原理對化學平衡的移動情況進行分析。

8.認識化學反應速率和化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領(lǐng)域中的重要作用。

8.1能綜合運用化學反應速率和化學平衡移動原理分析合成氨等工業(yè)生產(chǎn)反應的最佳條件。

 

8.2認識化學反應速率和化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領(lǐng)域中的重要作用。

 

結(jié)合以上課標和模塊學習要求,本章的教學目標可以概括如下:

 

1.知道化學反應速率的概念及表示方法;認識濃度、壓強、溫度和催化劑等對化學反應速率的影響。

 

2.了解化學平衡的建立,知道化學平衡常數(shù)的涵義,并能利用化學平衡常數(shù)進行簡單的計算,了解影響化學平衡的因素,認識化學反應速率和化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領(lǐng)域中的重要作用。

 

3.初步了解焓變和熵變與反應進行的方向之間的關(guān)系。

 

4.結(jié)合實驗培養(yǎng)學生的觀察能力、記錄實驗現(xiàn)象及設計簡單實驗的能力,培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度。教學中注意提高學生分析問題、解決問題、交流和表達的能力。

 

四、重難點分析

 

本章知識結(jié)構(gòu):

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

從以上知識結(jié)構(gòu)圖可以看出:本章內(nèi)容在教材編寫上,力圖體現(xiàn)從定量角度更為深刻地認識化學反應,從而利用化學反應不斷地設計、合成和分析新的物質(zhì),發(fā)現(xiàn)新的材料。因此與有關(guān)化學反應進行的方向、速率、限度三方面相關(guān)的概念和理論,就構(gòu)成了本章的教學重點。

 

從學生學的角度考慮,概念、理論本身就非常抽象,理解起來較難,加上用定量方法表示概念和理論學生接觸較少,因此為學生掌握本章內(nèi)容造成相當難度。

 

從教師教的角度考慮,化學反應速率、化學平衡以及影響因素等教學內(nèi)容,教師在大綱教學時相對熟悉,而化學平衡常數(shù)和用焓熵判據(jù),判定化學反應進行的方向,是本章的新增內(nèi)容,教師接觸較少,無形中給教師的教造成一定難度。通過以上分析。確定本章的重、難點如下:

 

本章教學重點:

 

1.化學反應速率的表示方法。

 

2.濃度、壓強、溫度、催化劑對化學反應速率的影響。

 

3.化學平衡的概念的建立。

 

4.影響化學平衡移動的條件。

 

5.勒沙特列原理的歸納總結(jié)。

 

6.焓減與熵增與化學反應方向的關(guān)系。

 

本章教學難點:

 

1.建立化學平衡的概念。

 

2.影響化學平衡移動的條件。

 

3.勒沙特列原理的歸納總結(jié)。

 

4.平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計算。

 

5.焓減與熵增與化學反應方向的關(guān)系。

 

五、教學方式與教學方法分析

 

1.準確把握教學要求,把規(guī)定的內(nèi)容講透徹,講明白,不要過分拓展教學內(nèi)容。如第四節(jié)關(guān)于熵的教學,建議也只停留在混亂度這個層面上,不必給出嚴格的熵的定義,以免使問題復雜化。

 

2.從學生的已有知識和生活經(jīng)驗出發(fā),分層次完成各部分知識的教學, 讓學生調(diào)動、利用已有的知識儲備與新知識嫁接。例如利用必修2中的化學反應與能量的概念引入熵和焓的學習;利用必修2中的化學反應限度的概念引入化學平衡常數(shù)的學習和化學平衡影響因素的學習等。

 

3.利用好教科書,給學生閱讀和思考的空間,把握各個概念的要點。盡可能利用好教材中的欄目進行教學,尤其是《科學探究》、《思考與交流》欄目,充分發(fā)展學生的思維,要多向互動,充分交流,營造能讓學生展現(xiàn)自我的氛圍,為學生主動構(gòu)建、發(fā)展自己的知識體系提供幫助從而激發(fā)學生努力學習、探究的欲望。如第三節(jié)有關(guān)勒沙特列原理的學習時通過教師演示實驗、列舉化學現(xiàn)象和事實和生活經(jīng)驗歸納總結(jié)升華出規(guī)律。

 

4.充分利用好教材中安排的實驗,實驗前應讓學生討論并明確實驗目的和實驗方法,然后在實驗,以提高實驗的效率。也可以采用邊講邊實驗的方式,增加學生動手的機會,加深體驗,有利于他們從中領(lǐng)悟教科書內(nèi)容。

 

5.教學中在利用理論模型加深學生對實驗現(xiàn)象的理解的同時,應要充分發(fā)揮學生的想象力,注意讓學生體會理論模型的意義。要引導學生學會利用數(shù)據(jù),從中分析總結(jié)規(guī)律。盡可能利用數(shù)據(jù)、動畫等方法進行說明,以使教學深入淺出、生動形象。

 

6.本章內(nèi)容理論性強,在必修2定性研究化學反應限度的基礎(chǔ)上向定量發(fā)展(速率、平衡常數(shù)),因此對于普通校來說應從教學實際出發(fā),控制反應方向判據(jù)的深廣度(有關(guān)化學反應的方向只要學生能用實例說明焓、熵與反應方向的關(guān)系,即可達到本章的學習要求)。請教師參考以下表格(不要求學生掌握):

 

用焓變、溫度和熵變綜合判斷反應的方向

 

類型

DH

DS

DG及反應方向

反應實例

1

焓減

熵增

-,(任何溫度)均自發(fā)

2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)

2

焓增

熵減

 +,(任何溫度)均不自發(fā)

3/2O2(g)=O3(g)

3

焓增

熵增

+,(常溫)不自發(fā)

-,(高溫)自發(fā)

N2O4(g)=2NO2(g)

4

焓減

熵減

-,(常溫)自發(fā)

+,(高溫)不自發(fā)

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)

 

六、教學資源建議

1.必修2中有關(guān)化學反應限度的學習,為本章的學習奠定了前提基礎(chǔ)。因此學生在必修2中學到的定性知識,教師當作重要的教學資源聯(lián)系應用。

 

2.與本教材配套的人民教育出版社發(fā)行的光盤中,有部分文字、圖片和音像資料,教師根據(jù)不同教學內(nèi)容可以選擇使用。

 

3.相關(guān)教學內(nèi)容請教師隨時關(guān)注人民教育出版社網(wǎng)站上,課改試驗區(qū)教師提供的教學資源。

 

七、學時建議

第一節(jié) 化學反應速率         1學時

第二節(jié)   影響反應速率的條件   2學時

第三節(jié)   化學平衡             5學時

第四節(jié)   化學反應進行的方向   1學時

復習機動                   2學時

合計                         11學時

 

 


本文來自:逍遙右腦記憶 http://m.bjhkkj.cn/gaoer/77044.html

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