选修4第二章《化学反应速率和化学平衡》教学初探.doc

选修4第二章化学反应速率和化学平衡教学初探论文摘要：选修4第二章化学反应速率和化学平衡是化学反应原理的重要组成部分，其有关知识不仅有助于学生更深入地理解元素化合物性质及化学反应，还为后续章节的学习奠定了基础，同时本章内容还是中学化学学科中最富有思维深度和理论价值的一部分。选修4中的本章，较之老教材和必修2无论从教学内容、教学要求、还是组织形式都有所改变，这就从根本上要求教师的教育理念、教学方式和学生的学习方式作出相应变化调整。本文就笔者在新课程中本章教学的一些初步尝试做以总结，以求抛砖引玉，得到更多指教。关键词：新课程、选修4、化学反应速率、化学平衡选修4第二章化学反应速率和化学平衡是化学反应原理的重要组成部分，本章包含了化学反应进行的方向、化学反应的快慢和化学反应的限度三方面内容，这些知识不仅有助于学生从更高的知识层面理解元素化合物的性质及化学反应，还为后续一章水溶液中的离子平衡的学习奠定了基础。同时本章内容是中学化学学科中最富有思维深度和理论价值的一部分，有利于向学生展示化学科学的魅力，是化学思维方法培养中最重要的部分之一，是培养学生思维能力的重要契机。笔者在新课程的教学实践中，有一些关于本章教学的初步探索，希望与大家分享，以求抛砖引玉，得到更多指导。 一、相关内容在不同教材设置中的比较化学2与选修4中的该部分内容在课标中的要求分别如下：化学2 选修4 通过实验认识化学反应的速率和化学反应的限度，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。 知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应速率。知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。通过实验探究浓度、压强、温度和催化剂对化学反应速率的影响，认识一般规律。通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。能用焓变和熵变说明化学反应的方向。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。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。认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学领域中的重要作用。 分析上表，我们不难发现，选修4与原教材以及化学2的相关内容都有相似之处，但同中有变。首先内容变化了，选修4中增加了以下知识点：a.知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响；b.能用焓变和熵变说明化学反应的方向；c.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。其次要求变化了，某些知识的教学要求有所提高，例如，化学反应速率从通过实验认识化学反应的速率提高到知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应速率。化学平衡从通过实验认识化学反应的限度，了解化学平衡的涵义，认识化学平衡的特征，提高到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。再有内容组织也发生了很大变化，增设了很多栏目引导学生探究、分析、比较、归纳，尽可能给学生提供动手实验的机会，强调实验对于理论产生的重要性。更加关注化学与社会的联系，突出化学的应用价值。二、新课程本章教学实践中的几点做法（一）做好与必修教材的衔接，促使学生学习能力螺旋式上升学生的学习起点是影响他们学习新知识的重要因素，因此教学中首先要关注学生已有知识基础，做好与必修教材的衔接。分析选修四与必修教材的相关内容设置，不难发现做好平均化学反应速率的计算、影响化学反应速率的因素、化学平衡的状态、可逆反应的v-t图等内容的教学铺垫，将有利于学生对本章内容的学习。在处理好教材衔接的同时，另一方面，针对必修、选修都有的内容，教学中要做到源于必修、又高于必修，促使学生学习能力螺旋式上升。为此，我们采取了以下做法：1、改变实验形式。将必修2时的验证性实验全面地改为设计探索性实验，让学生熟练掌握控制实验变量的方法，学会从大量的实验现象和数据中提取有用的信息，进行归纳、下结论，并能够以此结论进行实验最佳条件的选择与控制，从而在实验教学中落实科学方法教育的渗透。2、对必修2学生已有知识进行拓展延伸。如必修2中学生对于化学平衡状态的判断基本上比较肤浅，停留于物质的百分含量是否变化、正逆反应速率是否相等的层面。而对于混合气体的总压、总体积、总物质的量、各气体的分压、各气体的体积、体积分数的理解是十分含糊的。因此在教学中很有必要对必修2所学的化学平衡状态的标志进行复习与丰富，以便为后续学习化学平衡移动、等效平衡扫清障碍。3、增加必修2中未涉及的内容。如增加必修里面并未涉及的压强对有气体参加的化学反应的速率的影响。引导学生讨论等温等容和等温等压条件下，体系中无关气体的通入对速率的影响，使学生深入理解压强的改变只有引起了浓度的变化，才会对速率产生影响，从而为各种情况下化学平衡的移动打下基础。又如引入一点外界因素对可逆反应中正逆反应速率的影响，为化学平衡的学习打下基础。再如利用书本绪言中建立的活化分子碰撞模型来让学生深层次的理解速率变化的本质，使他们能灵活的判断各种情况下速率是否变化，而非仅仅记住结论。（二）选择恰当的教学方法和策略，实现有效教学“化学反应速率和化学平衡”是中学化学的重要理论之一，其内容特点是既抽象又具体。一方面它的理论解释对学生而言是全新的，有些反应的深层本质学生接触不到，只能凭思考想象，增大了学习的难度；另一方面该部分内容在生活中有大量鲜活的事实，从而容易引发学生联想。根据上述特点，为实现有效教学，本章中我采用了如下策略及方法突破重难点，提高教学效果。1、利用已有知识，实现类比迁移化学平衡概念的建立是“化学平衡”一节的重点与难点，对这一概念的正确理解直接影响平衡常数及化学平衡移动的学习。为突破这一教学难点，我根据学生的认知发展水平和接受能力，从其熟悉的内容出发，帮助他们实现类比迁移，从而降低概念的学习难度。例如我通过设计如下问题创设情境，导入新课。问题1：一定温度下，在饱和的蔗糖溶液中加入一块蔗糖晶体，晶体的质量是否改变？问题2：一定温度下，在饱和的蔗糖溶液中垂吊一块缺角的蔗糖晶体，一段时间后，蔗糖晶体又趋于完美了，而且晶体质量不变。晶体的形状发生变化说明什么？质量不变说明什么？这样从学生已有熟悉的关于溶解的知识出发，从溶解平衡导入化学平衡，通过对溶解平衡的理解和迁移，帮助学生建立起化学平衡是个动态平衡的概念。2、运用模型建构，降低思维难度化学平衡知识内容较为抽象，比较、假设、模型建构是学习该部分内容的主要方法，教学中要注意学科方法的渗透，加强假设、模型建构等学习方法的指导，使化学原理具体化、形象化、直观化，以便有利于启发学生思维，完成由感性认识向理性认识的飞跃。如在分析压强对平衡移动的影响时，我引导学生在头脑中建立这样一个模型，想象一个带有可滑动活塞的密闭容器 ，若将活塞推进，容器体积减小，反应气体浓度增大，即增大压强；若将活塞拉出，容器体积增大，反应气体浓度减小，即减小压强。用上述模型再分析恒容下充入惰性气体或与反应无关的气体，以及恒压下充入惰性气体或与反应无关的气体，使抽象的内容具体化，大大降低了思维难度，有利于学生接受。3、注重问题引领，促进认知发展 化学平衡概念的建立以及平衡移动是化学平衡问题中的重难点，学生接受较为困难。为此，在新课教学中，我精心设置问题情境，通过问题引领，使学生对平衡的学习更加细化，从而促进其认知发展。如在进行“化学平衡建立”的教学中，就“平衡标志”问题我进行了如下一些设问，引领学生充分讨论从起始到达到平衡过程中，各种物理量的变化情况。讨论：恒容恒温下，反应2SO2（g）+ O2(g) 2SO3(g) ，随时间增加，这三种物质浓度变化情况。 SO2 O2 正逆反应速率比较 SO3 起始 2 mol/L 1 mol/L 0 时间增加 平衡 时间增加 （1）根据填出的上表，画出体系中各物质的浓度(c) 、正逆反应速率(v正v逆）与时间的关系图；（2）从反应起始到平衡过程中，体系中压强(p)、混合气体密度()、混合气体平均相对分子质量(Mr)随时间的变化情况如何?（3）将上述反应方程式改为；I2(g) + H2(g) 2HI(g) 时，这些物理量如何变化？（4）对于反应：A(s)+2B(g) C(g)+D(g)，这些物理量又如何变化？这样通过层层深入的问题设置，将平衡各阶段过程分解为一个个问题，从而将化学平衡的讨论加以延伸和细化，促使学生积极思考，主动参与学习过程，构建对化学平衡的认识。（三）注意加强习题整合，培养学生思维能力化学平衡的问题千变万化，出题形式也变化多端，学生在应用平衡移动规律解决问题时，往往缺少思路，顾此失彼；同时教师在习题选择时容易一步到位，使学生过早接触到综合性很强的问题，以致于理论基础并不扎实的学生容易迷失，无所适从。为此教师必须注意优化习题教学，首先要充分挖掘习题中的素材，将习题问题化，留给学生更加充分的自主思考空间，以利于学生理解清楚最重要的基本概念。其次，由于化学平衡的习题灵活多变，因此对于典型问题的讲解不应该以一道道习题为研究重点，而要对多个问题进行重组、整合， 将化学平衡从不同的角度，不同的环节进行透彻的分析。如我对多个涉及密闭容器中HI(气) 分解的可逆反应的平衡习题进行重组、整合，改编为以下题目：在带活塞的密闭容器中可逆反应2HI(气) H2(气)+I2(气) H0达到平衡， (1)恒V，增加少量的HI，(2)恒T，将活塞推进，(3) 恒V，升高温度。在以上每一种情况中，我以填空的形式引导学生分析正逆反应速率的变化、平衡移动的方向、I2蒸气的浓度、平衡气体的颜色的变化。这种改编，将习题变成层层递进的问题，通过不同角度的问题设置，使学生认识到混合气体颜色变化的原因是I2蒸汽浓度的变化，而I2蒸汽的浓度的改变可以通过平衡移动或平衡不移动而改变密闭容器的体积来实现，使学生明确了问题的本质，进而培养了学生的思维能力。（四）优化教学内容，扩大教学效益 化学平衡常数是选修4第二章中新增设的内容，该内容在课标中的描述如下：“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”。 化学平衡常数的引入有利于学生从定量角度加深对化学平衡的认识理解，帮助学生区分化学反应限度与化学平衡状态，同时也有利于后续“电离平衡及盐类水解平衡”等知识的学习。选修四教材的编排顺序，是先通过感性的实验现象来得出结论，总结勒沙特列原理，进行应用，然后学习平衡常数。为了充分发挥化学平衡常数的功能与价值，便于学生从本质上理解平衡移动规律，我调整了教学顺序，将化学平衡常数的教学提前，在学生理解了平衡常数的概念之后，应用化学平衡常数与浓度商的关系来计算得出勒沙特列原理，让学生感受理论之间的密切联系，实现理论的深层次理解与应用。教学片段如下：引入：问题1：某反应某时刻各组分浓度，问此时是否达平衡状态？若没有达平衡状态，反应再向哪个方向进行？小结：可以利用Q、K的相对大小关系判断平衡移动问题。问题2：哪些条件可以使化学平衡发生移动？说明理由。小结：影响化学平衡的因素。理论预测：改变外界条件（浓度、压强、温度），化学平衡如何移动？（利用K、Q相对大小关系）实验设计、演示证明、获得结论 总结：平衡移动规律从教学实践来看，这样处理教材，抓住平衡常数这一核心概念，使教学更加具有解释力，增强逻辑性；同时有利于促进学生认识发展，实现观念建构。总之相比老教材和必修2，选修4中“化学反应速率和化学平衡”一章的教学，无论从教学内容、教学要求、还是组织形式都有所改变，各种变化从根本上就是要求教师的教育理念、教学方式和学生的学习方式作出相应变化调整。对此，我们必须用心体会，多学习，多实践，多反思，逐步摸索出有利于教师和学生共同学习发展的教学模式，从而高效完成教学任务。参考文献：化学课程标准 中华人民共和国教育部 9 人民教育出版社 2003.4本文转自 盐亭劳动保障网: