化学反应的限度主题单元设计.doc

表3-1　主题单元设计
主题单元
标题
化学反应的限度
作者姓名
刘翠
所属单位
山东省青岛第三十九中学
联系地址
青岛市登州路5号
联系电话
18669773057
电子邮箱
Liucui518@
邮政编码
266003
学科领域 （在内打√ 表示主属学科，打+ 表示相关学科）
思想品德
音乐
√化学
信息技术
劳动与技术
语文
美术
生物
科学

数学
外语
历史
社区服务
体育
物理
地理
社会实践
其他（请列出）：
适用年级
高中二年级
所需时间
4课时
主题学习概述(简述单元在课程中的地位和作用、单元的组成情况，解释专题的划分和专题之间的关系，主要的学习方式和预期的学习成果，字数300-500)
本节教材在研究了“如何判断化学反应能否向某方向自发进行”这一问题后，引领学生从“化学反应向某方向进行的限度”这一角度进行深入了解化学反应，即研究化学反应的限度。化学反应的限度是认识化学反应的一个必不可少的维度，在本章中起着承上启下的作用。
此单元把《化学2》的相关内容整合在一起，学生在《化学2》已经学过化学反应速率的基础上，以正逆反应速率是否相等来讨论化学反应的限度。本主题单元从化学反应限度的定量描述和外界条件对化学平衡的影响这两个方面进行深入的学习。
本主题单元抓住平衡常数概念，将平衡常数作为讨论有关平衡问题的总线索，以正逆反应速率是否相等为依据，用平衡常数来定量描述平衡状态，并将平衡转化率作为定量描述平衡状态的补充。对于平衡移动问题的讨论，在建立起浓度商Q概念的基础上，提出普遍使用的Q与K的比较判据，同时也介绍了适于密闭体系的平衡移动的定性判据。
主题学习目标（描述该主题学习所要达到的主要目标）
【知识与技能】
1.描述化学平衡建立的过程，学会判断化学平衡状态。
2.知道化学平衡常数的涵义，会求算某些化学反应的化学平衡常数。
3.了解浓度商的概念。
4.掌握平衡转化率的相关计算，了解平衡转化率与化学平衡常数的异同。
5.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。
【过程与方法】
通过合作探究，学会用数学的方法解决化学问题，能利用浓度商与化学平衡常数的相对大小关系，判断化学反应的方向，学会从微观的角度分析问题的方法。
【情感态度与价值观】
通过对于平衡常数和转化率的学习，培养了严谨的学习态度，了解对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，形成节约能源的意识。通过小组合作学习，强化互助的意识。
对应课标
1.描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。
2.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。
3.认识化学反应速率和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。
主题单元
问题设计
1.任何一个化学反应都是时间越长反应越充分吗？怎样才能知道反应达到化学平衡状态呢？
2.可逆反应向右进行的程度如何定量描述？化学平衡常数与平衡转化率有什么关系？提高反应物的转化率可以采取哪些措施？
3.了解并利用平衡移动规律，在反应限度允许的前提条件下，如何让化学反应向我们需要的方向进行？
专题划分
专题一：化学平衡状态
专题二：化学平衡常数和平衡转化率
专题三：化学平衡的移动
专题一
化学平衡状态
所需课时
1课时
专题一概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
本专题是整个单元的基础，只有让学生了解了化学平衡的特征，建立化学平衡的观点，认识化学反应的进行是有一定限度的，化学平衡是相对的，才能为后面的学习打下基础。学习方式包括实验探究、查找资料、小组讨论等，具体的学习成果有：探究实验报告一份，能够理解可逆反应、化学平衡状态的概念，学会化学平衡状态的判断，建立动态平衡普遍存在的思想。
本专题学习目标 （描述该学习所要达到的主要目标）
【知识和技能】描述化学平衡建立的过程，学会判断化学平衡状态。
【过程和方法】建立化学平衡的观点，增强归纳和形象思维能力。
【情感态度与价值观】通过小组合作学习，强化互助的意识。
本专题问题
设计
1.什么叫做可逆反应？
2.你还知道生活中哪些反应是可逆的？
3.随着反应的进行，反应物和生成物的浓度如何变化？正、逆反应速率如何变化？
4.当反应进行到足够长时间后，反应物和生成物的浓度是否继续发生变化？正、逆反应速率是否为零？
5.当反应进行足够长时间后，是否意味着反应就停止了？
6.化学平衡状态的特征有哪些？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
百度网站：微观模拟二氧化硫的催化氧化
百度网站: 微观模拟工业合成氨
百度网站：微观模拟氯化钠溶于水
常规资源
鲁科版教材《化学2》、《化学反应原理》、学案
教学支撑环境
互联网教室
学生实验的仪器和用品
其 他
创造良好的合作氛围，学校实验室课下对学生开放
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程）
【活动设计】
【素材】1.《必修2》课本P43：观察这幅图

2.百度网站：微观模拟二氧化硫的催化氧化
3.百度网站: 微观模拟工业合成氨
4.百度网站：微观模拟氯化钠溶于水
【问题组】（小组讨论，选派代表汇报讨论成果，其他小组同学质疑并补充）
1.什么叫做可逆反应？
2.你还知道生活中哪些反应是可逆的？
3.随着反应的进行，反应物和生成物的浓度如何变化？正、逆反应速率如何变化？
4.当反应进行到足够长时间后，反应物和生成物的浓度是否继续发生变化？正、逆反应速率是否为零？
5.当反应进行足够长时间后，是否意味着反应就停止了？
【实验探究】（小组同学分工合作完成实验，选派代表汇报实验现象及结论，同学独立完成规律总结）
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程）

【规律总结】
1、化学平衡状态的概念：
化学平衡状态是指在一定条件下的　　　反应里，　　　　　相等，反应物不再　　 　，生成物不再　　，反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变的状态。
2、化学平衡状态的特点：
逆　　　 动　　　　　　等　　　　　　 定　　　　　　 变　　　　　　
【小试牛刀】（巩固所学知识）
在容积不变的密闭容器中，有反应 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)下列能说明该反应已达平衡状态的是：
（1）N2 、H2 、NH3的物质的量之比是1∶3∶2
（2）V（N2） 、V（H2） 、V（NH3）＝1∶3∶2
（3）NH3的生成速率和消耗速率相等
（4）H2的生成速率和NH3的消耗速率之比是3∶2
（5）各成分的质量不随时间变化
（6）单位时间内有1 molN2 生成，同时有2molNH3生成
（7）1 mol氮氮键断开的同时有3 mol氢氢键断开
（8）气体的总质量不随时间变化　
（9）气体总物质的量不随时间变化
（10）体系的总压强不随时间变化　
【变式练习】
下列说法中，可以证明反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是（ ）
A．1个N≡N键断裂的同时，有3个N–H键形成
B．1个N≡N键断裂的同时，有3个H–H键断裂
C．1个N≡N键断裂的同时，有6个N–H键断裂
D．1个N≡N键断裂的同时，有6个N–H键形成
【知识小结】

【我的疑问】（学生自主反思课堂的收获，写下自己的疑问，便于老师有针对性的进行指导）
教学评价
可评价的要素
1.实验探究（20分）
评价方法：量规（互评+师评）
评价指标：实验操作是否规范、现象明显
2.任务完成情况（30分）
评价方法：量规（互评+师评）
评价指标：能否按照设计的方案顺利的完成实验，并能得出相应的结论
3.过程合作情况（30分）
评价方法：量规（互评+师评）
评价指标：最终成果是否小组成员共同努力和团结一致的结果
4. 介绍探究结果时的表现（20分）
评价方法：量规（互评+师评）
评价指标：成果表述的规范与书写是否清晰无误
专题二
化学平衡常数和平衡转化率
所需课时
2课时
专题二概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
本专题是整个单元的重点，将平衡常数作为讨论有关平衡问题的总线索，用平衡常数来定量描述平衡状态，依据平衡常数来分析平衡移动，并将平衡转化率作为定量描述平衡状态的补充。学习方式包括实验探究、查找资料、分析数据、小组讨论等，具体的学习成果有：探究实验报告一份，能够理解化学平衡常数的意义，学会利用浓度商与化学平衡常数的相对大小关系判断化学反应的方向，培养学生对数据的分析、处理能力。
本专题学习目标 （描述该学习所要达到的主要目标）
【知识和技能】
1.知道化学平衡常数的涵义，会求算某些化学反应的化学平衡常数。
2.了解浓度商的概念，并能利用浓度商与化学平衡常数的相对大小关系判断化学反应的方向。
3.掌握平衡转化率的相关计算，了解平衡转化率与化学平衡常数的异同。
【过程和方法】增强对数据的分析、处理能力。
【情感态度与价值观】通过数据分析，培养严谨的科学态度；通过小组合作学习，强化互助的意识。
本专题问题
设计
1.对于一个反应，其平衡常数的表达式是唯一的吗？平衡常数的表达式与哪些因素有关？
2.对于一个反应，其正反应和逆反应的平衡常数之间有什么关系？
3.K的单位与反应的化学方程式之间有什么关系？
4.如何计算反应物的平衡转化率？
5.平衡转化率与化学平衡常数的异同点有哪些？
6.浓度商与化学平衡常数的相对大小与化学反应的方向有何关系？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
百度搜索，
谷歌搜索，.hk/
常规资源
鲁科版教材《化学2》、《化学反应原理》、学案
教学支撑环境
电子白板教室
学生实验的仪器和用品
其 他
创造良好的合作氛围，学校实验室课下对学生开放
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程）
【活动设计】
【交流、研讨一】
1、阅读课本P42资料在线：“反应的平衡常数与反应可能进行的程度”，归纳K的大小与反应进行的程度有什么关系？
2、写出下表中各反应的平衡常数表达式

化学反应
K表达式
单位
1
1/2N2(g)+ 3/2H2(g)   NH3(g)

(mol·L-1)-1
2
N2(g)+ 3 H2(g)   2NH3(g)

 (mol·L-1)-2
3
2NH3(g)   N2(g)+ 3 H2(g)

 (mol·L-1)2
4
FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g)

5
Br2(aq)+H2O
H+(aq)+Br-(aq)+HBrO(aq)

6
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)

【问题组1】（小组讨论，选派代表汇报讨论成果，其他小组同学质疑并补充）
①对于一个反应，其平衡常数的表达式是唯一的吗？平衡常数的表达式与哪些因素有关？
②对于一个反应，其正反应和逆反应的平衡常数之间有什么关系？
③K的单位与反应的化学方程式之间有什么关系？
【交流、研讨二】（自学完成，小组内讨论）
1、浓度商Q的概念：
2、当Q=K时，化学反应 （“是”或“否”）处于平衡状态；
当Q>K时，化学反应 （“是”或“否”）处于平衡状态，要达到平衡状态，反应需向 方向进行；
当Q<K时，化学反应 （“是”或“否”）处于平衡状态，要达到平衡状态，反应需向 方向进行。
【小结】化学平衡常数的意义：

【实验探究】化学平衡常数的影响因素（组内同学分工合作完成，汇报现象并分析原因）
已知：N2O4(g)  2NO2（g） △Ｈ> 0
         无色        红棕色         
探究：取两只充有N2O4、NO2平衡混合气、颜色相同的密闭容器，将其中一只容器放入盛有热水的烧杯中，持续一段时间直到颜色不再发生变化为止，对比观察现象。

【问题组】
【实验探究】（小组同学分工合作完成实验，选派代表汇报实验现象及结论，同学独立完成规律总结）
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程）
【交流、研讨三】
1、描述实验现象，据现象分析NO2、N2O4的浓度变化
2、为探究化学平衡常数的影响因素，科学家设计并进行了严密的实验，在298K、333K时分别测得下表中的数据：
温度（K）
初始浓度（mol/L）
平衡浓度（mol/L）
K
c0(N2O4)
c0(NO2)
[N2O4]
[NO2]
298
0.050
0
0.02175
0.05650

333
0.050
0
0.00488
0.0901

①请计算相应温度下的平衡常数。

②分析表中数据，说明K值随温度的变化关系。

3、对比【活动探究】中H2 (g)＋I2 (g)   2HI (g) ，△Ｈ< 0的平衡常数与温度的关系，你又发现了什么规律？
 【小结】化学平衡常数随温度的变化关系：
【问题组2】（小组讨论，选派代表汇报讨论成果，其他小组同学质疑并补充）
1.如何计算反应物的平衡转化率？
2.平衡转化率与化学平衡常数的异同点有哪些？
3.浓度商与化学平衡常数的相对大小与化学反应的方向有何关系？
【小结】化学平衡常数与转化率的区别和联系
由化学平衡常数K可以推断反应进行的 ，K越大，说明反应进行的越 ，反应物的转化率也越 ，但K只与 有关；转化率也可以表示某一可逆反应进行的 ，α越大，反应进行的越 ，但是α与反应物的起始浓度等因素有关，转化率变化，K 变化。
【小试牛刀】（巩固所学知识）
化学反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）是硫酸制造工业的基本反应。将0.050mol的SO2（g）和0.030mol的O2（g）注入体积为1.0L的密闭反应器，并置于某较高温度下的恒温环境中，达到化学平衡后，测的反应器中有0.44 mol SO3（g），求该温度下反应的平衡常数及SO2和O2平衡转化率。
【知识小结】
【我的疑问】（学生自主反思课堂的收获，写下自己的疑问，便于老师有针对性的进行指导）
教学评价
可评价的要素：
1.实验探究（20分）
评价方法：量规（互评+师评）
评价指标：实验操作是否规范、现象明显
2.任务完成情况（30分）
评价方法：量规（互评+师评）
评价指标：能否按照设计的方案顺利的完成实验，并能得出相应的结论
3.过程合作情况（30分）
评价方法：量规（互评+师评）
评价指标：最终成果是否小组成员共同努力和团结一致的结果
4. 介绍探究结果时的表现（20分）
评价方法：量规（互评+师评）
评价指标：成果表述的规范与书写是否清晰无误
专题三
化学平衡的移动
所需课时
1课时
专题三概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
本专题是整个单元的重点和难点，通过“温度、浓度对化学平衡的影响”的实验探究，培养学生设计实验方案的能力，以及分析实验现象并获取有价值信息的能力，体验化学实验对化学理论发展的贡献；通过对“压强对化学平衡的影响”等问题的探讨，培养学生分析、处理实验数据的能力，以及从数据中获取信息、总结规律的能力。
本专题学习目标 （描述该学习所要达到的主要目标）
【知识和技能】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。
【过程和方法】掌握通过实验现象分析得出结论，并且加以应用的方法。通过研究性学习，了解研究性学习的一般方法。培养主动地获取知识、应用知识解决问题，与他人研讨交流、合作的能力。
【情感态度与价值观】体验化学实验对化学理论发展的贡献，通过小组合作学习，强化互助的意识。
本专题问题
设计
1.如何根据老师提供的实验设计，完成探究实验探究浓度对化学平衡的影响?。
2.如何上网或查找其他版本的教材，设计实验探究温度对化学平衡的影响?。
3.如何上网或查找其他版本教材等资料，选择合适的化学反应，设计实验探究压强对化学平衡的影响?
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
百度搜索，
谷歌搜索，.hk/
常规资源
鲁科版教材《化学2》、《化学反应原理》、学案
教学支撑环境
互联网实验室
学生实验的仪器和用品
其 他
创造良好的合作氛围，学校实验室课下对学生开放
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程）
【任务一】根据老师提供的实验设计，完成下面探究实验探究浓度对化学平衡的影响
【实验卡】

实验内容
实验现象
实验结论
1
向Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3这个平衡体系中加入少量的KSCN溶液

平衡 移动
2
向Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3这个平衡体系中加入少量的FeCl3溶液

平衡 移动

3
再向试管中各滴加0.01mol/LNaOH溶液3～5滴,观察现象.

平衡 移动
【实验报告】在其他条件不变的情况下，
（2）改变浓度：
增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，Qc___Kc，化学平衡____移动。
增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，Qc___Kc，化学平衡____移动。
【任务二】上网或查找其他版本的教材，设计实验探究温度对化学平衡的影响
【实验设计】
实验内容
实验现象
结论
平衡常数K

平衡
移动

平衡
移动

【实验报告】在其他条件不变的情况下，
（1）改变温度：升高反应体系的温度，平衡向________的方向移动；
降低反应体系的温度，平衡向________的方向移动。
温度对平衡移动的影响是通过改变_______________实现的。
【任务三】上网或查找其他版本教材等资料，选择合适的化学反应，设计实验探究压强对化学平衡的影响
【实验卡示例】课本P41针筒实验：三支针筒中均抽入10ml NO2气体，将针筒前端封闭。
（1）将第二支针筒活塞迅速推至5cm3处。

（2）将第三支针筒活塞迅速拉至20cm3处。
T℃时，在密闭容器中发生的反应2NO2（g） N2O4（g）；△H＜0，假设K的数值为a。
【观察并记录】实验现象，讨论分析得出结论
【实验报告】改变压强：在其它条件不变的情况下对于反应前后气体体积改变的反应
增大体系压强，平衡向着气体体积_________的方向移动；减小体系压强，平衡向着气体体积_________的方向移动。
【小结】
勒夏特列原理——平衡移动原理：
教学评价
可评价的要素
1.实验探究（20分）
评价方法：量规（互评+师评）
评价指标：实验操作是否规范、现象明显
2.任务完成情况（30分）
评价方法：量规（互评+师评）
评价指标：能否按照设计的方案顺利的完成实验，并能得出相应的结论
3.过程合作情况（30分）
评价方法：量规（互评+师评）
评价指标：最终成果是否小组成员共同努力和团结一致的结果
4. 介绍探究结果时的表现（20分）
评价方法：量规（互评+师评）
评价指标：成果表述的规范与书写是否清晰无误