化学反应原理第二章教学重难点及解决策略（吴建勋）

1、化学反应原理化学反应原理第二章第二章 化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡学科主题教学研究学科主题教学研究 吴建勋吴建勋内容纲要1. 1. 该主题学科知识的深层次理解该主题学科知识的深层次理解2. 2. 该主题的教学策略该主题的教学策略3. 3. 学生常见错误与问题的分析及解决策略学生常见错误与问题的分析及解决策略1.该主题学科知识的深层次理解1.1 1.1 本主题知识结构本主题知识结构1.2 1.2 本主题在整个中学课程体系中的地位本主题在整个中学课程体系中的地位 和作用和作用1.3 1.3 本主题知识拓展学习本主题知识拓展学习序：课程标准对本章相关内容的要求及启示序：课程标准对本章

2、相关内容的要求及启示内容标准内容标准1 1知道知道化学反应速率化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应的速率。反应的速率。2 2知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。3 3通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。影响，认识其一般规律。4 4通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研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。究领域中的重大作用。5 5能用焓变和熵变说明能用焓变和熵

3、变说明化学反应的方向化学反应的方向。6 6描述描述化学平衡建立化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利的过程，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。用化学平衡常数计算反应物的转化率。 7 7通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。相关理论加以解释。8 8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。究领域中的重要作用。化化学学热热力力学学判据：反应焓变（判据：反应焓变（H H） 反应熵变（反应熵变（S S

4、）影响规律：影响规律：H H T TS S 化化学学反反应应化化学学反反应应条条件件的的优优化化工工业业合合成成氨氨共共同同影影响响化化学学动动力力学学限限度度速速率率定量描述：化学平衡常数定量描述：化学平衡常数 平衡转化率平衡转化率影响因素：影响因素：T T 、c c 、P P 定量描述：化学反应速率定量描述：化学反应速率影响因素的理性分析：影响因素的理性分析： c c 、T、催化剂催化剂 方方向向1.1 1.1 本主题的知识结构本主题的知识结构知识之间的关系知识之间的关系1.2 1.2 本主题在整个中学课程体系中的地位和作用本主题在整个中学课程体系中的地位和作用 从中学阶段对化学反应的认识

5、看从中学阶段对化学反应的认识看u 较全面、系统、深入（定量、理性）认识化学反应较全面、系统、深入（定量、理性）认识化学反应物质物质能量能量方向、速率、限度方向、速率、限度类型类型化学反应化学反应原子原子的的重新组合重新组合感受感受到反应有快慢到反应有快慢到反应中有到反应中有吸热、放热现象吸热、放热现象基本反应类型基本反应类型初中初中反应历程反应历程基元基元反应反应 理性分析理性分析化学反应的化学反应的方向、快慢和限度方向、快慢和限度化学能化学能热能（热能（定量定量计算计算 ）电能（电能（理性理性分析）分析）更加本质更加本质的认识的认识氧化还原反应、离子反应氧化还原反应、离子反应选修选修必修必修

6、旧旧键键的断裂的断裂新新键键的生成的生成感性认识感性认识化学反应化学反应的快慢和限度的快慢和限度氧化还原反应的氧化还原反应的实质实质感性认识感性认识离子反应离子反应化学能化学能热能（热能（定性定性认识）认识）电能电能（感性感性）1.2 1.2 本主题在整个中学课程体系中的地位和作用本主题在整个中学课程体系中的地位和作用 从具体知识的发展层级看从具体知识的发展层级看化学化学2化学反应的快慢（感性认识、定性分析）化学反应的快慢（感性认识、定性分析）化学反应的限度（建立化学平衡及其移动的概念）化学反应的限度（建立化学平衡及其移动的概念）化学反应原理化学反应原理化学反应的方向（定量判断）；化学反应化学

7、反应的方向（定量判断）；化学反应速率（理性分析）化学反应的限度（定量计算、理性分析）速率（理性分析）化学反应的限度（定量计算、理性分析）化学与技术化学与技术影响化学平衡的因素影响化学平衡的因素(知道知道)，并应用该理论初步探索氨的工并应用该理论初步探索氨的工业合成的最佳生产条件业合成的最佳生产条件 实验化学实验化学 通过实验使通过实验使学生反应条件对反应速率的学生反应条件对反应速率的影响，感受浓度对化学平衡影响，感受浓度对化学平衡的影响，简介温度、压强对的影响，简介温度、压强对化学平衡的影响化学平衡的影响2.该主题的教学策略 该主题教学重点、难点及案例分析该主题教学重点、难点及案例分析 1.

8、1.认识角度的增加：化学反应的方向认识角度的增加：化学反应的方向 2.2.认识方式类型转变：认识方式类型转变： 从孤立到系统（从本主题看，从具体内容看）从孤立到系统（从本主题看，从具体内容看） 从定性到定量从定性到定量 从静态到动态（从对反应的认识到对反应的调控）从静态到动态（从对反应的认识到对反应的调控） 3.3.形成认识思路（从对化学反应的认识到某一具体形成认识思路（从对化学反应的认识到某一具体认识角度）认识角度）2.1 2.1 该主题总体发展目标该主题总体发展目标u总：发展学生对化学反应的认识总：发展学生对化学反应的认识 建议：建议： 设计贯穿始终的促进学生认识发展的情境线索设计贯穿始终

9、的促进学生认识发展的情境线索和问题线索和问题线索 例如：以实验室合成氨反应实现到其大规模例如：以实验室合成氨反应实现到其大规模工业发展的化学史料为素材，与学生共同经历利用工业发展的化学史料为素材，与学生共同经历利用化学反应的历程化学反应的历程2.2 2.2 该主题的教学重点、难点及案例分析该主题的教学重点、难点及案例分析合成氨工业的合成氨工业的发展发展19001900年，法国化学家年，法国化学家勒夏特列勒夏特列认为，认为， N2N2、H2H2可以在高压可以在高压下直接化合成氨。但实验验证时发生了爆炸，于是他觉得下直接化合成氨。但实验验证时发生了爆炸，于是他觉得有危险，放弃了研究有危险，放弃了研

10、究。稍后，德国化学家稍后，德国化学家能斯特能斯特，通过计算认为合成氨，通过计算认为合成氨不能实现。不能实现。使合成氨又惨遭厄运。使合成氨又惨遭厄运。 19311931年年诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖颁给了德国化学家颁给了德国化学家 波施（波施（C.BoschC.Bosch）他发现了他发现了合成氨廉价的催化剂，使生产效率显著提高，生合成氨廉价的催化剂，使生产效率显著提高，生产成本明显降低。产成本明显降低。19181918年年诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖颁给了哈伯，哈伯于颁给了哈伯，哈伯于19081908年年7 7月在月在实验室用实验室用N N2 2 、H H2 2在在600600、200200个大气压，

11、合成出氨个大气压，合成出氨, , 产产率为率为2 2。u总：发展学生对化学反应的认识总：发展学生对化学反应的认识 建议：建议： 设计贯穿始终的促进学生认识发展的情境线索设计贯穿始终的促进学生认识发展的情境线索和问题线索（如：合成氨反应、二氧化硫催化氧化，和问题线索（如：合成氨反应、二氧化硫催化氧化，等）等） 可以采用分散与集中（利用化学反应方向的教可以采用分散与集中（利用化学反应方向的教学）相结合的方式学）相结合的方式2.2 2.2 该主题的教学重点、难点及案例分析该主题的教学重点、难点及案例分析2.2 2.2 该主题的教学重点、难点及案例分析该主题的教学重点、难点及案例分析u化学反应速率及影

12、响化学反应速率的因素化学反应速率及影响化学反应速率的因素（含碰撞理论和过渡态理论）教学重点（含碰撞理论和过渡态理论）教学重点 1.1.影响化学反应速率因素的理论解释影响化学反应速率因素的理论解释 建议：建议： 抓住本质，展开逻辑推理，从被动接受到主抓住本质，展开逻辑推理，从被动接受到主动进行调控、设计动进行调控、设计 建议：建议： 抓住本质，展开逻辑推理抓住本质，展开逻辑推理化学反应的快慢化学反应的快慢单位时间、单位体积内的活化分子数单位时间、单位体积内的活化分子数本质本质加速加速提高提高单位单位时间、时间、单位单位体积体积内的内的活化活化分子分子数数途径途径增加单位体增加单位体积内反应物积内

13、反应物分子总数分子总数充入反应充入反应物分子物分子缩小体积缩小体积提高所有反应物分子能量提高所有反应物分子能量降低活化能降低活化能措施措施增加浓度增加浓度增大压强增大压强升高温度升高温度使用催化剂使用催化剂定量定量u化学平衡化学平衡教学重点教学重点 1.化学平衡常数的教学化学平衡常数的教学 建议：建议： 1.充分利用数据建立化学平衡常数相关概念充分利用数据建立化学平衡常数相关概念 2.利用实例体现化学平衡常数的功能利用实例体现化学平衡常数的功能 表征化学反应的限度表征化学反应的限度 表征化学平衡状态表征化学平衡状态 分析影响化学平衡状态的外部因素分析影响化学平衡状态的外部因素 判断化学平衡的移

14、动判断化学平衡的移动2.2 2.2 该主题的教学重点、难点及案例分析该主题的教学重点、难点及案例分析建立化学平衡常数概念（建立化学平衡常数概念（具体案例待插入）具体案例待插入） 以以N2 + 3H2 2NH3等反应为例，分析：等反应为例，分析：1.平衡常数平衡常数K有单位吗？有统一单位吗？举例说明。有单位吗？有统一单位吗？举例说明。2.对于某一化学反应，化学平衡常数的表达式唯一吗？举对于某一化学反应，化学平衡常数的表达式唯一吗？举例说明。例说明。理解并应用化学平衡常数概念理解并应用化学平衡常数概念 介绍化学平衡常数的功能介绍化学平衡常数的功能1：表征化学反应限度：表征化学反应限度摘自北师大摘自

15、北师大“新世纪新世纪”（鲁科）版教材（鲁科）版教材初始状态：初始状态： (2.9410-4)2 (2.510-2)(4.0010-3)=8.610-4 K 反应向逆反应方向进行，达到平衡状态反应向逆反应方向进行，达到平衡状态Q K 已达化学平衡状态已达化学平衡状态 改变哪些条件可以使化学平衡状态发生移动？为什么？改变哪些条件可以使化学平衡状态发生移动？为什么？化学平衡常数功能化学平衡常数功能3：分析影响化学平衡状态的外部因素：分析影响化学平衡状态的外部因素Q=K 平衡移动平衡移动QK 改变改变Q(限度不变限度不变) 改变改变K(限度改变限度改变)改变某组份浓度（浓度）改变某组份浓度（浓度） 改

16、变温度改变温度同时改变各组分浓度（压强）同时改变各组分浓度（压强）请你思考：请你思考：反应达化学平衡状态时，反应达化学平衡状态时，Q = K。 此时，此时，1.若增大反应物浓度，则若增大反应物浓度，则Q K，平衡向，平衡向 方向移动方向移动2.若减小反应物浓度，则若减小反应物浓度，则Q K，平衡向，平衡向 方向移动方向移动3.若增大生成物浓度，则若增大生成物浓度，则Q K，平衡向，平衡向 方向移动方向移动4.若较小生成物浓度，则若较小生成物浓度，则Q K，平衡向，平衡向 方向移动方向移动 （填（填、=或或0自发自发2NH4Cl(s)+Ba(OH)2(s)= BaCl2(s)+ 2NH3(g)+

17、2H2O(l)0自发自发NaOH(s) = Na+ + OH-0自发自发提示：从反应前后物质的存在状态及微粒的运动角度考虑提示：从反应前后物质的存在状态及微粒的运动角度考虑发现“熵变”对反应方向的影响3. 3. 学生常见错误与问题的分析与解决策略学生常见错误与问题的分析与解决策略u常见问题常见问题1：化学平衡状态的特征判断：化学平衡状态的特征判断 表现：根据所给条件判断平衡状态时，用压强、平表现：根据所给条件判断平衡状态时，用压强、平均摩尔质量、密度等物理量替代物质的量浓度时，不均摩尔质量、密度等物理量替代物质的量浓度时，不知该如何思考知该如何思考 原因分析：原因分析： （1 1）未理解化学平

18、衡状态各特征的功能）未理解化学平衡状态各特征的功能 （2 2）对压强、平均摩尔质量、密度等物理量不熟）对压强、平均摩尔质量、密度等物理量不熟悉，不能与反应体系中各组份的物质的量建立联系悉，不能与反应体系中各组份的物质的量建立联系u常见问题常见问题1：化学平衡状态的特征判断：化学平衡状态的特征判断 解决策略：解决策略： 1.1.抓住化学平衡状态特征的功能及特点抓住化学平衡状态特征的功能及特点 特征特征1 1：正逆反应速率相等（理解化学平衡状态、：正逆反应速率相等（理解化学平衡状态、两个两个“方向方向”的速率、等量替换）的速率、等量替换） 特征特征2 2：各组分浓度不变（表征化学平衡状态、变：各组分浓度不变（表征化学平衡状态、变量转化）量转化） u常见问题常见问题1：化学平衡状态的特征判断：化学平衡状态的特征判断 解决策略：解决策略： 2.2.提供具体知识支持提供具体知识支持 压强、平均摩尔质量、平均密度等物理量与体系压强、平均摩尔质量、平均密度等物理量与体系中各组份的物质的量的关系中各组份的物质的量的关系u常见问题常见问题2：影响化学平衡的因素的判断（特别：影响化学平衡的因素的判断（特别是浓度和压强、充入惰性气体）是浓度和压强、充入惰性气体）