資源簡介

“化學(xué)平衡狀態(tài)”教學(xué)設(shè)計(jì)
1．教學(xué)目標(biāo)
對三維目標(biāo)進(jìn)行融合和升華，得到“化學(xué)平衡狀態(tài)”素養(yǎng)化教學(xué)目標(biāo)，見下圖：
2． 評價(jià)目標(biāo)
（1）通過探討化學(xué)反應(yīng)的可逆過程和化學(xué)平衡狀態(tài)的建立，診斷并發(fā)展學(xué)生探究化學(xué)概念的思維水平；
（2）基于化學(xué)反應(yīng)速率解釋化學(xué)平衡的建立過程，及探討化學(xué)平衡狀態(tài)的微觀表征，診斷并發(fā)展學(xué)生對化學(xué)平衡建立的認(rèn)識(shí)思路結(jié)構(gòu)化水平和認(rèn)識(shí)對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)知角度；
（3）由高爐煉鐵疑惑的探討過程，診斷并發(fā)展學(xué)生問題解決能力及化學(xué)價(jià)值認(rèn)識(shí)水平。
3． 教學(xué)流程
表 “化學(xué)平衡狀態(tài)”課時(shí)教學(xué)評價(jià)角度與評價(jià)水平
學(xué)習(xí)任務(wù) 學(xué)習(xí)活動(dòng) 素養(yǎng)功能及水平 評價(jià)角度 評價(jià)水平
任務(wù)一、認(rèn)識(shí)可逆反應(yīng)概念和化學(xué)平衡狀態(tài)含義； 活動(dòng)一、結(jié)合碳酸飲料搖晃后開蓋的現(xiàn)象和二氧化碳與水的反應(yīng)，認(rèn)識(shí)可逆反應(yīng)； 宏觀辨識(shí)（水平1） 探究思維 基于經(jīng)驗(yàn)水平、基于概念理解水平
活動(dòng)二、學(xué)習(xí)合成氨工業(yè)，類比遷移探討可逆過程；
活動(dòng)三、類比合成氨工業(yè)平衡的建立，分析化學(xué)平衡建立過程中物質(zhì)濃度的變化，掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的含義；
任務(wù)二、探究化學(xué)平衡建立的本質(zhì)； 活動(dòng)四、類比合成氨工業(yè)平衡，分析化學(xué)平衡建立過程中反應(yīng)速率的變化及特征，揭示平衡建立的本質(zhì)； 微觀探析（水平3） 思路結(jié)構(gòu)化 視角水平、內(nèi)涵水平
活動(dòng)五、歸納總結(jié)化學(xué)平衡狀態(tài)的宏觀和微觀特征，認(rèn)識(shí)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)； 變化觀念與平衡思想（水平2） 認(rèn)識(shí)角度 單角度水平、多角度水平
任務(wù)三、解釋和解決生產(chǎn)、生活中與化學(xué)平衡狀態(tài)有關(guān)的簡單化學(xué)問題。 活動(dòng)六、應(yīng)用化學(xué)知識(shí)，解答煉鐵工程師的困惑； 科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任（水平2） 問題解決 簡單化學(xué)問題、簡單實(shí)際問題
活動(dòng)七、結(jié)合活動(dòng)六，談?wù)務(wù)J識(shí)化學(xué)平衡的意義。 化學(xué)價(jià)值 學(xué)科價(jià)值、社會(huì)價(jià)值
4．教學(xué)過程
[PPT呈現(xiàn)材料]科學(xué)史話：煉鐵高爐尾氣之謎。
[引出新課]在高爐煉鐵反應(yīng)中，生產(chǎn)中煉制生鐵所需焦炭的實(shí)際用量，遠(yuǎn)高于按照化學(xué)方程式計(jì)算所需的量，而從高爐爐頂出來的氣體中總是含有沒有利用的CO。開始，煉鐵工程師們認(rèn)為是CO與鐵礦石接觸不充分造成的，于是設(shè)法增加高爐的高度，然而，令人吃驚的是，高爐增高后，高爐尾氣中CO的比例竟然沒有改變。
[提問]煉鐵工程師為什么會(huì)失敗呢？我們可以從哪些角度入手分析CO未被充分利用的原因呢？
[過渡]今天我們將通過學(xué)習(xí)，來一起揭開煉鐵高爐尾氣之謎。
[設(shè)計(jì)意圖]通過創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生的求知欲，拓展學(xué)生思考化學(xué)反應(yīng)的角度。同時(shí)，將化學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系起來。
[學(xué)習(xí)任務(wù)一]認(rèn)識(shí)可逆反應(yīng)概念和化學(xué)平衡狀態(tài)的含義；
[評價(jià)任務(wù)一]診斷并發(fā)展學(xué)生探究新知的思維水平；
[引導(dǎo)]在我們初中學(xué)習(xí)中常見的一個(gè)反應(yīng)，是可逆反應(yīng)，它是什么？
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[提問]打開碳酸飲料的瞬間會(huì)噴出很多細(xì)小的泡沫，你能解釋這個(gè)過程嗎？
[學(xué)生]打開瓶蓋時(shí)瓶中壓強(qiáng)發(fā)生改變，碳酸分解，CO2溶解度減小，從而逸出。
[講解]由此可知，CO2與水的反應(yīng)就是一個(gè)典型的可逆反應(yīng)，在同一個(gè)條件下，二氧化碳可以與水反應(yīng)生成碳酸，同時(shí)碳酸也能分解生成二氧化碳和水。
[設(shè)計(jì)意圖]引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活和已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行思考和分析，加深學(xué)生的理解。
[提問]所有的化學(xué)反應(yīng)都可逆嗎？請舉出相應(yīng)的化學(xué)方程式進(jìn)行說明。
[提問]H2和O2點(diǎn)燃生成H2O和H2O電解生成H2與O2的反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)嗎？
[學(xué)生]不是，這兩個(gè)反應(yīng)的條件不一樣，兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)不能同時(shí)進(jìn)行，所以不是可逆反應(yīng)。
[提問]可逆反應(yīng)有何特征與條件？請大家歸納一下可逆反應(yīng)的定義。
[設(shè)計(jì)意圖]通過學(xué)生的回答，診斷學(xué)生對概念的認(rèn)識(shí)水平，通過進(jìn)一步提問，引導(dǎo)學(xué)生分析、比較、歸納可逆反應(yīng)的定義、條件和特征，完善可逆反應(yīng)的概念，發(fā)展學(xué)生對概念的理解和認(rèn)識(shí)。
[提問]化學(xué)反應(yīng)中是否存在最大限度？你能通過哪些特征進(jìn)行判斷？
[PPT呈現(xiàn)材料]將0.01molCO和0.01molH2O(g)通入容積為1L的密閉容器中，加入催化劑，并加熱到800℃，發(fā)生反應(yīng)CO+H2O(g) CO2 + H2，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不管怎么延長時(shí)間，容器中始終存在0.005molCO和0.005molH2O(g)。在教師講解后，學(xué)生產(chǎn)生感悟，形成基本觀點(diǎn)。
[基本觀點(diǎn)]一定條件下，可逆反應(yīng)最終會(huì)達(dá)到一個(gè)最大限度。
[過渡]我們的合成氨反應(yīng)也是可逆反應(yīng)，如像反應(yīng)容器中加入N2和H2，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系中NH3的濃度增大，而N2和H2的濃度逐漸減小。從某一時(shí)刻開始，它們的濃度不再改變，反應(yīng)達(dá)到了最大的限度，體系中各組分的濃度或百分含量也不再改變，這樣的狀態(tài)稱之為“化學(xué)平衡狀態(tài)”。
[學(xué)習(xí)任務(wù)二]探究化學(xué)平衡的本質(zhì)。
[評價(jià)任務(wù)二]診斷并發(fā)展學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)角度，診斷學(xué)生對化學(xué)平衡建立的認(rèn)識(shí)思路結(jié)構(gòu)化水平。
[提問]你能分析化學(xué)平衡建立過程中，正、逆反應(yīng)速率的變化嗎？
[學(xué)生]化學(xué)平衡的建立過程：起始時(shí)，v(正)最大，v(逆)=0；反應(yīng)過程中，v(正)漸漸減小，v(逆)漸漸增大，但v(正) ＞v(逆)；達(dá)到平衡時(shí)，v(正) =v(逆) ＞0。
[設(shè)計(jì)意圖]通過引導(dǎo)學(xué)生分析化學(xué)反應(yīng)平衡建立過程中正、逆反應(yīng)速率的變化，認(rèn)識(shí)平衡建立的微觀本質(zhì)。
[提問]你能用v-t圖來表示合成氨平衡建立過程中速率的變化嗎？
[提問]當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后，化學(xué)反應(yīng)就此停止了嗎？
[總結(jié)]當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，化學(xué)反應(yīng)并沒有停止，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，宏觀上表現(xiàn)為各物質(zhì)組成濃度和百分含量均保持不變。但當(dāng)改變條件時(shí)，化學(xué)平衡就會(huì)被打破。如日常生活中我們打開碳酸飲料的瓶蓋時(shí)，壓強(qiáng)發(fā)生了改變，平衡被破壞，化學(xué)反應(yīng)朝著碳酸分解的方向進(jìn)行。因此，化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)的平衡，一旦條件被改變，平衡就會(huì)被破壞。
[設(shè)計(jì)意圖]診斷學(xué)生對化學(xué)平衡概念的認(rèn)識(shí)，然后師生共同補(bǔ)充完善，發(fā)展學(xué)生認(rèn)知思路結(jié)構(gòu)化水平。
[提問]化學(xué)平衡狀態(tài)存在哪些宏觀特征和微觀體現(xiàn)？請借助化學(xué)符號(hào)進(jìn)行說明。
[總結(jié)]宏觀表現(xiàn)：各物質(zhì)組成濃度和百分含量不變；
微觀實(shí)質(zhì)：v(正) =v(逆) ＞0
特征：（1）逆，發(fā)生可逆反應(yīng)；
（2）等，v(正) =v(逆) ＞0
（3）動(dòng)，動(dòng)態(tài)平衡
（4）定，各物質(zhì)組分濃度、體積分?jǐn)?shù)一定；
（5）變，條件改變，平衡破壞。
[設(shè)計(jì)意圖]診斷學(xué)生對化學(xué)平衡宏觀和微觀理解，加強(qiáng)學(xué)生對化學(xué)平衡宏觀和微觀認(rèn)識(shí)的聯(lián)系，落實(shí)學(xué)生的變化觀念與平衡思想核心素養(yǎng)。
[學(xué)習(xí)任務(wù)三]解釋生產(chǎn)生活中與化學(xué)平衡狀態(tài)相關(guān)的簡單化學(xué)問題。
[評價(jià)任務(wù)三]診斷并發(fā)展學(xué)生問題解決能力水平和對化學(xué)價(jià)值的認(rèn)識(shí)水平。
[提問]通過我們剛才的學(xué)習(xí)，你能解釋煉鐵高爐尾氣之謎了嗎，為什么增加高爐的高度仍然不能使CO被充分利用呢？
[學(xué)生]應(yīng)為Fe2O3和CO的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)都存在一定的限度，不能完全轉(zhuǎn)化。煉鐵高爐中Fe2O3和CO的反應(yīng)達(dá)到最大限度后，即使再增加高爐的高度，使其充分接觸也無法改變反應(yīng)的平衡狀態(tài)，不能使CO繼續(xù)轉(zhuǎn)化。
[暢所欲言]本節(jié)課的學(xué)習(xí)對我們生產(chǎn)、生活的價(jià)值。
[設(shè)計(jì)意圖]引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用本節(jié)課所學(xué)知識(shí)解釋課堂導(dǎo)入的煉鐵高爐尾氣之謎，然后進(jìn)行總結(jié)，診斷和發(fā)展學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力和對化學(xué)知識(shí)價(jià)值的認(rèn)識(shí)。
類比宏觀可逆現(xiàn)象，遷移探討化學(xué)反應(yīng)的可逆過程和平衡狀態(tài)的建立過程及其宏觀特征，能基于化學(xué)反應(yīng)速率解釋其過程，并以符號(hào)進(jìn)行表征，形成能基于宏觀和微觀結(jié)合，探究和認(rèn)識(shí)化學(xué)概念的思維。
能基于化學(xué)平衡狀態(tài)的宏觀和微觀特征，判斷和分析反應(yīng)狀態(tài)及反應(yīng)體系中的物質(zhì)成分，能以動(dòng)態(tài)平衡的觀點(diǎn)分析和認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)反應(yīng)平衡狀態(tài)判斷和分析的一般思路。
通過探討高爐尾氣之謎，分析CO未能被充分利用的原因，體會(huì)化學(xué)知識(shí)對解決和解釋生活、生產(chǎn)中簡單化學(xué)問題的應(yīng)用和價(jià)值。
科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任
科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)
證據(jù)推理與模型認(rèn)知
變化觀念與平衡思想
宏觀辨識(shí)與微觀探析
教學(xué)目標(biāo)
理解可逆反應(yīng)、化學(xué)平衡狀態(tài)的概念；認(rèn)識(shí)可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡狀態(tài)的宏觀特征與微觀本質(zhì)，并能判斷化學(xué)反應(yīng)的平衡狀態(tài)。
通過同學(xué)之間交流討論，共同歸納得出結(jié)論；結(jié)合已知的宏觀可逆現(xiàn)象，通過類比的方法理解新概念；能夠通過遷移應(yīng)用加深對新知識(shí)的理解。
通過相互討論問題的過程，學(xué)會(huì)交流與合作；通過遷移應(yīng)用，體會(huì)化學(xué)知識(shí)對解決和解釋生活生產(chǎn)中簡單化學(xué)問題的應(yīng)用和價(jià)值。
科學(xué)認(rèn)識(shí)和觀念
科學(xué)思維和方法
科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀
化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)
圖 “化學(xué)平衡狀態(tài)”教學(xué)目標(biāo)素養(yǎng)化設(shè)計(jì)

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