2019-2020年苏教版化学选修4 专题2第三单元 化学平衡的移动(第1课时) 教案

2019-2020年苏教版化学选修4 专题2第三单元化学平衡的移动（第1课时）教案

课程标准、教材以及学情分析

课标要求：《普通高中化学课程标准》中与本单元有关的要求如下：（1）通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释；（2）认识化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

教材分析：《化学平衡的移动》为苏教版选修《化学反应原理》专题2第三单元内容，具有承上启下的重要作用，是学生学习电离、水解及沉淀溶解等其它平衡体系必不可少的知识基础。《教学参考书》中建议本单元分3课时完成，本教学设计仅针对此单元第1课时即“浓度变化对化学平衡的影响”，因此教学侧重点在于：（1）引出化学平衡移动的概念；（2）得出浓度变化使化学平衡移动的相关结论并加以应用；（3）更深层次地理解浓度变化对化学平衡的影响程度，为总结归纳勒夏特列原理打下基础。

学情分析：学习本课时之前，学生已有的相关知识及能力罗列如下：

1．《化学必修2》中学生已经知道“当反应条件改变时，原化学平衡状态被破坏，一段时间后会达到新的平衡状态”，“化学平衡的移动”这个概念呼之欲出。

2．《化学反应原理》中学生已经掌握化学反应速率的影响因素及结论，能够用v-t图表示化学平衡平衡状态的建立过程，用c-t图表示建立平衡过程中反应物和生成物浓度随时间的变化，这为从速率和浓度变化的角度分析化学平衡的移动打下了基础。

3．作为高二选修化学的学生，他们已经具备一定的简单化学实验设计、实验操作、实验观察和实验分析等能力。能够在教师的引导下将宏观现象与微观本质相结合，并运用图像及化学符号从化学的视角分析和解决一些实际问题。同时高中学生还具备了一定的语言表达能力，能够用化学的语言来发表自己的观点、描述实验现象等。

教学目标

1．了解化学平衡移动的概念，理解化学平衡移动的本质是化学反应速率的改变，体会透过现象(化学平衡移动)抓住本质(化学反应速率的变化)的思维过程。

2．通过实验探究、理论分析等方法，综合探究浓度变化与化学平衡移动之间的相互影响，学会透过宏观现象(溶液颜色的变化)探查微观本质(微粒浓度变化)并运用化学符号(图像)进行表征的科学方法。

3．体验“发现问题、查阅资料、提出猜想、实验及理论验证、形成规律、解决问题”的

科学探究过程，尝试从化学的视角看待生活中的物质和现象，并运用化学知识解决生活中的实际问题。

教学重难点

教学重点：判断改变浓度后化学平衡移动的方向。

学生自主设计探究实验，通过宏观现象的微观分析及c-t图像表征，多角度理解和分析，并引导学生根据c-t图像总结判断化学平衡移动方向的经验性规律。

教学难点：判断改变浓度后化学平衡移动的程度。

利用pH传感仪进行数字实验，绘制增大c(H+)后溶液中c(H+)随时间变化的曲线，帮助学生理解“减弱改变”的含义。

教学思维导图

教学过程

环节一：创设情境，温故引新

【生】学生活动一：

1．一次性纸杯里有一些黑色小干果名字叫黑枸杞，营养丰富，一人一颗，尝尝看味道如何？

2．把剩下的干果全部都装到矿泉水瓶子里去，盖上瓶盖轻轻摇一摇，看看水的颜色变化。你也可以去看看，其他小组泡出来的水是什么颜色的？

3．老师为每个同学准备了品尝小纸杯，可以倒出一点来品尝一下。不过记得留下一些，我们上课做实验要用的，切记！切记！

4．阅读提供的相关资料，看看黑枸杞泡出来的水为什么会有颜色？

【师】大家一定好奇，黑枸杞泡出来的水为什么会有颜色？阅读关于黑枸杞、花青素及瓶装水的pH等相关资料，看看黑枸杞水的颜色与哪些物质及反应有关？

【生】阅读资料，发表意见。

【师】花青素水溶液中存在着一个与颜色有关的可逆反应，该反应进行一段时间后，会达到化学平衡状态。通常用五个字来描述化学平衡状态的特征，它们是什么？

【生】回答问题，复习旧知。（“逆”、“等”、“动”、“定”、“变”及其意义）【师】改变外界条件，破坏原有的平衡状态，建立起新的平衡状态的过程，叫做化学平衡的移动。

若改变条件后，v正>v逆可逆反应就会继续向正反应方向进行，直到建立新的平衡状态，这个过程称为平衡向正反应方向移动，或者平衡正向移动。

如果v正

当然也有可能v正=v逆，则平衡不移动。

【师】由此可见，改变条件的瞬间，正逆反应速率不再相等是化学平衡移动的根本原因。

【师】改变哪些外界条件会让化学反应速率发生变化吗？

【生】回答问题，复习旧知。(浓度、温度、压强、催化剂……)

设计意图：本节课的实验以黑枸杞水(也就是花青素水溶液)为主要试剂，意在与学生一起体验科学探究的过程。用陌生的物质（黑枸杞和花青素）以及新奇的现象（水溶液颜色的鲜艳与丰富）调动起学生的好奇心和求知欲，在发现问题之后，经过查阅资料、提出猜想、实验和理论验证、形成规律、解决问题这一系列的过程，探寻现象背后的化学知识与规律。

使学生在这一节课上不但能够学习到相关的化学知识，更能体验到科学探究的方法、过程，体会到学习的快乐。

环节二：实验探究“c(H+)变化对化学平衡的影响”

【师】既然这些因素能够影响化学反应速率，那么也就有可能会进一步地影响到化学平衡。大家觉得上述影响因素中，可能是谁影响到了这个可逆反应A (蓝色) + H+AH+ (红

色)，使溶液显现出不同的颜色？

【生】讨论，回答。［水不同、酸碱性不同、c(H+)不同，需要教师引导深入］

【生】学生活动二：实验设计与探究

试设计实验探究：改变c(H+)对可逆反应A(蓝)+H+AH+(红)进行方向的影响。备选试剂：稀H2SO4溶液、稀NaOH 溶液、食用白醋、食用小苏打

【生】小组讨论，设计方案，汇报、评价。

【师】帮助学生梳理实验方案，提出注意事项。

【生】学生实验，汇报现象，并分析得出结论。［增大c(H+)，平衡正向移动；减小c(H+)，平衡逆向移动］

【生】结合瓶装标签上给出的pH，确认黑枸杞水的颜色确实与c(H+)有关。

设计意图：

通过复习“能够影响化学反应速率的因素”引导学生思考“影响黑枸杞水中可逆反应 A (蓝色) + H+AH+ (红色)的影响因素”，提出“在其它条件一定的情况下，c(H+)不同可

能是使水颜色不同的原因”的猜想，再通过设计实验来验证这一猜想，意在培养学生的实验设计和现象分析能力。

提供的四种试剂中，H2SO4溶液和NaOH 溶液是实验室常用的酸和碱，白醋和小苏打则是家庭中容易得到的酸性和碱性的物质，从物质的类别来看，涉及强酸、弱酸、强碱及显碱性的盐，具有一定的覆盖面。

对实验现象的分析，意在培养学生“宏微结合”的能力。引导学生对宏观现象(溶液颜色的变化)给出微观的解释(微粒浓度的变化、化学平衡的移动)，以培养学生宏微结合的化学核心素养。

环节三：图像分析“c(H+)变化对化学平衡的影响”

【师】改变c(H+)为什么会使化学平衡移动？我们要从化学反应速率的变化上去寻找原因。

【生】学生活动三：

学生活动三：理论解释

1．已达到平衡状态的可逆反应A + H+AH+，若其它条

件不变，在t1时刻仅增大H+浓度，试绘制速率(v)随时间(t)变化

的曲线。

2．已达到平衡状态的可逆反应A + H+AH+，若其它条

件不变，在t1时刻仅减小H+浓度，试绘制速率(v)随时间(t)变化

的曲线。

设计意图：利用化学符号(v-t图)对“c(H+)变化对化学平衡的影响”进行表征，是学生本节课必须掌握的基本方法。因是初次接触，所以图1先由学生预测改变条件瞬间正逆反应速率的变化，再由师生共同分析完成。在此基础上图2由学生独立完成，再进行点评修正。通过图像的绘制，能够更好地帮助学生理解化学平衡移动的本质，同时也可利用图像判断平衡移动的方向。

环节四：寻找规律，实验验证

【师】以上两张v-t图不但解释了改变c(H+)使平衡移动的原因，也可以用于判断平衡移动的方向。但是总觉得有点麻烦，应该还有更简便的判断平衡移动方向的方法。

【生】在老师的引导下分析增大或减小c(H+)后，c(H+)随时间变化的趋势，得出经验性规律：对于可逆反应，在其它条件不变时，若增大某一物质的浓度，则平衡移动会让它的浓度减小；若减小某一物质的浓度，平衡移动又会向让它的浓度增大。

【生】学生活动四：

已知重铬酸根（Cr2O-27）和铬酸根（CrO-24）离子间存在如下平衡：

Cr

2

O-27 + H2O2CrO-24 + 2H+

橙色黄色

根据分析得到的规律预测：向4 mL浓度为0.1 mol·L1-的K2Cr2O7溶液中：

①滴加1 mol·L1-的NaOH溶液，溶液颜色会变_____。

②再继续滴加1 mol·L1-的HNO3溶液，溶液颜色会变_____。

【师】演示实验证实以上推测的正确性。

设计意图：本环节意在帮助学生寻找“改变浓度后化学平衡移动方向”的规律，因此刻意回避了再次达到平衡时c(H+)的大小问题，而是将其留到环节六，等学生能够熟练判断平衡移动方向之后再深入进行探讨。学生将c-t图表现出来的c(H+)的变化趋势迁移至其它反应当中，预测平衡移动方向及溶液颜色变化，最后通过实验验证其普遍适用性。

环节五：利用规律，解决问题

【师】实验结果告诉我们，判断化学平衡移动的方向可以有便捷的方法。现在我们就利用这一方法，用化学平衡移动的思想来解决一些生产和生活中的实际问题。

【生】学生活动五：学以致用

1．人体吸入CO后，大部分与血红蛋白发生紧密而可逆的结合，使得血红蛋白丧失携氧功能，组织缺氧，导致CO中毒。反应如下：CO + HbO2HbCO + O2

(1) 如果你碰到疑似CO中毒者，你会采取什么措施？为什么？

(2) 中毒患者送医之后，通常会辅以高压氧舱治疗，为什么？

2．工业合成氨：N2+ 3H2高温、高压

2NH3是一个典型的可逆反应，为了促进反应正向进

行，从浓度的角度可以采取哪些措施？

设计意图：从生活、生产中各选一例进行分析，目的在于：①熟悉从化学平衡移动的视角分析可逆反应的过程；②熟练掌握判断化学平衡移动方向的方法；③体会化学平衡移动在生产生活中的应用；④理解“工业上常常通过适当增加相对廉价的反应物来提高产量降低成本”的意义。

环节六：深度探究，规律提升

【师】借助浓度(c)-时间(t)图，我们解决了

判断平衡移动方向的问题，比如增大c(H+)，平衡

移动就会使c(H+)减小，那么，减小到什么程度呢？是能够完全消除这种改变，还是使这种改变减弱，或者还有其它可能？

【师】演示实验：向黑枸杞水中加入盐酸，利用

pH传感仪测定溶液pH，并利用软件公式换算成c(H+)，

绘制溶液c(H+)随时间变化的曲线。

【师】图像表明，平衡移动仅仅只是减弱浓度的

改变，并不能使之完全消除。

【师】大量的实验研究及数据分析表明，对于不

同的可逆反应，改变不同微粒的浓度，都能够得出相同的结论。所以我们可以用一句话来概括浓度变化对化学平衡的影响：对于可逆反应，其它条件不变时，改变某一物质的浓度，化学平衡会向减弱这种改变的方向移动。

设计意图：遵循“循序渐进”的原则，在学生学会定性判断平衡移动的方向后，又进一步提出了更高地要求：定量分析平衡移动的程度。因c(H+)的变化是肉眼不可见的，因此选择用pH传感仪进行数字化实验，从数据上说明平衡移动后c(H+)的变化，从而得出“减弱改变”这一结论，为进一步得出勒夏特列原理打下伏笔。

环节七：总结归纳，拓展延伸

【师】这节课上，我们以黑枸杞水为线索和实验素材，重点探究了浓度对化学平衡的影响，并得出相应的结论。更重要的是，我们一起体验了科学探究的过程：从生活中的一种物质一个现象出发，发现问题，查阅资料、提出猜想、通过实验和理论的验证，并且总结形成了规律。最后，我们习得的这些知识和方法，当然也可以帮助我们解决生活中的小疑惑。

【师生】天然黑枸杞水与染色水的鉴别。利用化学平衡移动所表现出来的现象，证明可逆反应以及花青素的存在。

【师】其实，关于花青素水溶液颜色的探索远不止于此，该可逆反应［A+H+AH+］还会受到浓缩、稀释、温度等其它因素的影响，希望大家能在课后利用身边易得的材料(紫薯、甘蓝、黑米等)，把实验探究继续进行到底。

设计意图：梳理本节课的核心知识及科学探究方法，并把课上的实验探究继续延伸到课后，使学生真正体会到从生活中学习化学的乐趣。

教学设计亮点

一、从生活中学习化学

《普通高中化学课程标准（实验）》的“教学建议”中要求“加强化学与生活、社会的联系，创设能促使学生主动学习的教学情境，引导学生积极参与探究活动，激发学生学习化学的兴趣。”

本节课以黑枸杞水创设情境，用生活中一种陌生的食物、泡水后出现的一些奇怪颜色把学生引入一片未知的领域，他们带着好奇心开始对一个与颜色有关的可逆反应的研究。在教师的引领下，复习旧知、引入新课、实验探究、规律总结、应用及提升全部串联在这一主线上。

二、从探究中建构知识

整节课以探究黑枸杞水的颜色变化为主线，从学生的已有知识和认识规律出发，循序渐进地设计学生活动，逐步建构起化学平衡移动的概念及浓度变化对化学平衡移动影响的规律。共设计了六个课堂学生活动和一个课外活动，紧紧围绕知识主线，由表及里、由浅入深、由课内到课外，看上去只是学习了浓度变化对化学平衡的影响，但其实勒夏特列原理已经初具模型。

三、从活动中提升素养

倪娟博士曾提到“一门学科对学生发展的价值，除了学科领域的知识以外，从更深的层次，还应该给学生认识世界提供独特的视角、思维的方法和特有的逻辑”。本节课除了希望学生获得相应的化学知识以外，还侧重从以下四个方面提升学生的核心素养：通过自主设计实验探究c(H+)对化学平衡的影响这一过程，提升学生的实验探究能力；通过“条件改变则化学平衡会发生移动”这一事实，使学生意识到平衡状态的保持是有条件，培养学生的变化观念；通过对实验现象的观察与分析，使学生将溶液颜色变化与溶液中微粒的浓度相结合，从微观层面解释宏观现象，提升学生的宏观辨识与微观探析能力；再通过绘制v-t图、c-t图锻炼学生利用图表表征化学平衡移动过程的技能；在总结“化学平衡移动的方向和程度”的两个学生活动过程中，体会思维模型的建构过程。