高中化学-压强对化学平衡的影响教学设计学情分析教材分析课后反思

《第2节化学反应的限度》第四课时“压强的影响”教学设计教学目标：1、通过类比、数据分析，初步推得压强对化学平衡的影响，培养学生推理分析能力。2、通过实验探究、手持技术的运用，进一步理解压强对化学平衡的影响，培养学生的科学探究精神和素养。3、归纳、整合浓度、温度、压强对化学平衡的影响，通过图像分析进一步掌握勒夏特列原理的含义。教学重点：掌握压强对化学平衡的影响及勒夏特列原理教学难点：运用图表数据、实验探究、手持技术来分析理解压强对化学平衡影响的本质教学方法：充分采用图表分析、实验探究、传感器技术应用等途径，构建情智课堂、互动课堂和情境课堂教学设计过程：【情境导入】展示图片，引出2014年一个重要的热点话题是“APEC蓝”。同学们知道这个热词的意义吗？目的：引领同学们参与讨论，关注生活、生产，老师最终点评，揭示学习的课题：若要“留住APEC蓝”，减排NOx势在必行。因此，学习有关理论知识研究NOx具有重要的意义。本节课我们围绕2NO2(g)N2O4(g)来进一步研究外界条件对化学平衡的影响，具有现实意义。【复习回顾】一定温度下，在密闭容器中发生的反应：2NO2(g)N2O4(g)ΔH=—57.2kJ•mol-1思考：升温、降温、增大c(NO2)、增大c(N2O4)，化学平衡如何移动？目的：回顾所学，为本节课最后概括整合奠定基础。【问题探究1】若同等程度地改变NO2、N2O4的浓度，如c(NO2)、c(N2O4)都增大至2倍或减少至1/2，平衡又如何移动呢？条件问题层次1问题层次2问题层次3QK平衡移动方向采取的措施方法气体变化的物理量c(NO2)、c(N2O4)都增大至2倍根据上节课的学习，能否通过浓度进行定性分析平衡移动的方向呢？为什么？用注射器盛有NO2，如何实现以上两个条件的变化？c(NO2)、c(N2O4)都减少至1/2倍表格中，通过3个不同层次的问题，让学生学会分析问题、解决问题，实现由定量到定性，具体到抽象的思维跨越，最终理解压强的变化实质是浓度的变化。问题层次1：感性认识，从学生的起点能力出发，让学生产生定性推理的认知冲突，思维激起千层浪，为有序统摄提供条件。问题层次2：自主学习感悟，启发学生回顾Q、K的表达式以及如何从定量角度来判断平衡移动方向，更深层次上来理解Q与K的相对大小对平衡的影响。问题层次3：学习小组合作交流，发散思考，启发学生：将体积压缩到一半，可使c(NO2)、c(N2O4)都增大至2倍；将体积扩大到2倍，可使c(NO2)、c(N2O4)都减少至1/2倍。然后从浓度过渡到压强物理量。问题层次4：教师总结提升，启发学生逆向思考，得出结论：缩小气体体积→增大压强→同等程度增大浓度→平衡向生成N2O4方向移动扩大气体体积→减小压强→同等程度减小浓度→平衡向生成NO2方向移动【实验探究1】教材实验。实验内容：三支针筒中均抽入10cm3NO2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。2、教具运用：实物投影仪在实物投影仪上进行上述操作，将第二支针筒活塞刚迅速推至5cm3处以及再次达平衡后气体颜色的变化，与第一支针筒中气体颜色的对比非常明显，更便于理解平衡的移动是减弱条件的改变。3、思考：通过观察、思考完成表格中的内容：实验条件现象（颜色变化）现象变化的原因增大压强减小压强【实验探究2】利用手持技术—压强传感器进行实验探究：1、实验试剂与仪器：试剂：铜丝、浓硝酸、NaOH溶液（用来吸收多余的NO2）仪器：压强传感器、数据采集器、计算机、针筒、木块、大试管、导管、乳胶管2、实验步骤：（1）用铜与浓硝酸反应制取NO2气体，用一针筒收集半筒NO2。另一针筒收集相同体积的空气。（2）连接好装置，用木块挡在针筒活塞与筒身之间以保证推进距离相等，依次推动针筒活塞。观察投影屏幕上压强曲线变化图。（3）减压后再次分别观察压强曲线的变化。（4）实验后，将废气通入NaOH溶液中进行处理。3、实验观察实验实验操作现象结论充NO2气体的针筒缩小体积扩大体积实验目的：实验探究1中，让学生观察气体颜色的变化来体会平衡的移动，颜色变化虽然比较明显，但只是用感官感知，为了更具体的表示出变化过程，用压强传感器进行实验，可增强常规化学实验的可操作性及可观测性。通过压强变化曲线图让学生更加清楚地看到压强的变化规律，帮助学生更好地理解平衡移动的影响因素。实验现象、结论：缩小体积，增大压强，充空气的针筒的压强曲线在固定体积后不再变化，保持水平；充NO2气体的针筒的压强曲线在固定体积后逐渐下降，说明平衡向着减小压强的方向移动。【新知小结】通过上述实验的探究以及定量推理，可以发现：增大压强，平衡向着减小压强的方向移动，即向着气态物质系数减小的方向移动；减小压强，平衡向着增大压强的方向移动，即向着气态物质系数增大的方向移动。【迁移应用】教材中“交流研讨”：在T℃时，对处于化学平衡的三个反应将压强均增至2倍，完成下列表格：编号反应气态物质系数的改变量ΔVg平衡移动方向2NO2(g)N2O4(g)②2NH3(g)

N2(g)+3H2(g)③N2(g)+O2(g)2NO(g)

思考：尝试归纳压强对化学平衡移动的影响【联想质疑】迄今为止，我们学习研究得出了温度、浓度、压强对化学平衡移动的影响规律。那么它们之间是否存在某种内在联系呢？让学生通过下列问题进行深入探究：对于密闭体系中进行的反应：2NO2(g)N2O4(g)ΔH=—57.2kJ•mol-1。如果只改变影响平衡的一个条件，试着总结平衡移动方向与条件改变的关系。条件改变平衡移动方向移动后的结果升高温度向吸热方向移动减弱温度升高降低温度

增大c(NO2)

减小c(NO2)

增大体系压强

减小体系压强

【概括整合】勒夏特列原理：在密闭体系中，如果改变平衡体系条件（如温度、浓度、压强）之一，平衡将向减弱这种改变的方向移动。【应用升华】充分利用教材中“身边的化学”。引领学生学以致用，从化学走向生活，从化学走向应用，进一步激发学习的内驱力，在课堂中实现学生情智的发展与能力的提升。首先展示煤气中毒图片，明确问题：你知道为什么产生CO中毒吗？根据你的生活经验，有人发生CO中毒，在场的你应该怎样抢救中毒病人？然后从化学角度阐述其危害的原理：CO(g)+Hb(O2)

O2(g)+Hb(CO)，展示救治的有关图片，进一步启发：通过化学平衡的学习，还应采取什么措施？为什么这样做呢？以巩固本节的学习内容，最后通过迁移应用检测本节所学内容。【迁移应用】1、对于反应aA(g)+bB(g)cC(g+dD(g)在密闭容器内达到平衡状态时，若增大压强会使平衡混合物中C的质量分数降低，说明平衡移动，反应物与生成物之间的系数关系为：

2、压强的变化不会使下列反应的平衡发生移动的是()A.H2(g)+I2(g)2HI(g)B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)C.2SO2(g)+O2(g)2SO3(gD.C(s)+CO2(g)2CO(g)E.Fe3++nSCN-[Fe(SCN)n]3-n3、一定温度下，合成氨工业中，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应在密闭容器内已达到平衡状态。（1）若维持体积不变，充入氩气。压强怎样变化？平衡是否移动？为什么？（2）若维持压强不变，充入氩气。平衡是否移动？为什么？4.已知反应A2(g)＋2B2(g)2AB2(g)的ΔH<0，下列说法正确的是 （）A.升高温度，A2的转化率增大B.升高温度有利于反应速率增大，从而缩短达到平衡的时间C.达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动D.达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动5.⑴现有一透明的注射器针筒，充满NO2气体(如图甲)，当推动活塞时，气体的颜色将

(填“变浅”、“变深”、“先变深后变浅”或“先变浅后变深”)，当气体体积变为图甲的一半时(如图乙)，NO2的浓度

(填“大于”、“等于”或“小于”)推压活塞前NO2浓度的2倍。当观察到

时，可确定针筒内已经达到了化学平衡状态。当活塞后拉时，通过针筒又吸进少量NO2气体，再前推活塞固定在图乙位置，NO2的转化率将

(填“增大”、“减小”、或“不变”)。⑵另有一透明的注射器针筒，充满H2、I2、HI气体(如图甲)，当推动活塞时，气体的颜色将

(填“变浅”、“变深”、“先变深后变浅”或“先变浅后变深”)，当气体体积变为图甲的一半时(如图乙，此时I2仍为气体)，HI的浓度

(填“大于”、“等于”或“小于”)推压活塞前HI浓度的2倍。学情分析学情分析是教学设计系统中“影响学习系统最终设计”的重要因素之一。

教学设计理论主张“为学习设计教学”。强调任何教学活动都要以着满足学习者的学习需要为出发点和落脚点，为学习者服务，以教学引导、促进学习者学习；教学设计必须把学习和学习者作为焦点，以帮助每一个学习者有效地学习为目的，而且学习是学习者主动接受刺激，积极思维，心理结构和业绩行为发生持久变化的过程和结果，所以“学情分析”是教学设计的依据。本节课的学情是学生在学习压强的影响时，已经学习了温度、浓度对化学平衡的影响。在学生的原认知结构中已经有了从定性和定量角度来讨论温度、浓度对平衡影响的认识，而压强对平衡的影响实际是通过对反应物浓度的改变来实现的。根据建构主义理论，学生在原认知的基础上进行知识的建构是最容易的。因此，学习压强对平衡的影响应当建立在浓度对平衡影响的基础上。学生学习的知识相关性越大、系统性越强对知识的记忆、理解和掌握也就越容易，同时也越容易激活学生的思维，因此在学习压强对

平衡的影响时应当先复习温度、浓度对平衡的影响，然后学习压强对平衡的影响更符合学生的认知规律。学习压强之后，三个影响条件的学习都已结束，总结反应条件对平衡的影响（即化学平衡移动规律）就是水到渠成。最后一部分是对整个第二节的小结，学情是学生在第一课时学习了平衡常数和转化率两部分内容，现在又学习了化学平衡移动规律，这三部分涉及的内容广，要求学生理解、掌握的内容多，因此不适合教师总结。比较适合自主互助学习方式。布卢姆认为：教学策略“必须与处理学习者个别差异的某种方式相结合，即把教学与学习者的需要与特征联系起来”。使教学从每个学生的起点开始和随时解决属于学生自己的问题是保证教学适应“既定学习者的程度”的重要内容，也是使教学与学习者的需要与特征联系起来的有效方式。而自主互助学习方式不仅满足不同学生的情感需求，也能最大限度地满足学生的认知差异，而且还能把反馈矫正落到实处，使一大批学生获得了成功，增强了自信，从而提高了学习效率和质量。所以最后一部分内容处理设计为“回忆、讨论、总结”的自主互助学习方式。效果分析本课时采用了首先用浓度商与平衡常数的定量关系理论判据来推理压强对化学平衡的影响，让学生学会理论联系实际；然后采用了对照实验，实现由具体到一般，由宏观到微观的跨越。本课时的设计另一明显特点就是还创造性地使用了手持技术、数字资源的应用，实现了信息技术、数字化资源与教材资源的有机融合，体现了先进的教育理念。总之，依据《课程标准》，创造性实施《课程标准》，才使本课时的教学设计在教学策略、方法、手段上独到、科学、先进，形成鲜明的教育教学个性。本课采用了“探究教学模式”，教学中收到意想不到的效果，具体表现如下：一、“问题情景”和“问题解决”的创设：学生观看“APEC蓝”图片，自然产生疑问：怎样把“APEC蓝”保持下去？减排NOx势在必行，引出本节课题。“问题解决”与“问题情景”相呼应，一是体现了课堂教学的完整性，二是及时对学生所学知识的应用，让学生体会“知识的有用性”和“怎样用知识”。这一设计激发了学生的求知欲望，体现了变“教教材”为“用教材教”的课改理念，同时体现了化学科学来自于生活，应用于生活的特点。二、探究活动的设计：本课采取“问题探究”、“实验探究”、“手持技术——压强传感器实验探究”三部分完成对“压强影响平衡的规律”的探究。压强改变实际上是改变了气体的浓度，从而使反应的浓度商发生改变，引起平衡移动。鉴于这一认识，交流研讨中设计了第一个问题：“对于密闭容器中的气体来说，在保持温度不变时，把容器的体积压缩为原来的一半时，气体的压强将变成原来的多少倍？如果把容器的体积扩大为原来的两倍呢？”这样的设计在“压强改变”和“平衡移动”之间设置了“浓度变化”作为台阶，学生可以通过计算求得浓度商与化学平衡常数的关系，由此判断平衡移动的方向。课后调查显示所有的讨论小组都能很顺利地完成交流研讨，而且学生对于“压强改变引起浓度改变从而影响平衡”这一实质理解准确。“实验探究”部分应该设计成演示实验还是学生分组实验呢？二氧化氮气体有毒，因此设计成了演示实验。此时为了使实验现象更明显，使用了实物投影仪。在实物投影仪上进行上述操作，将第二支针筒活塞刚迅速推至5cm3处以及再次达平衡后气体颜色的变化，与第一支针筒中气体颜色的对比非常明显，更便于理解平衡的移动是减弱条件的改变。上述实验探究中，让学生观察气体颜色的变化来体会平衡的移动，颜色变化虽然比较明显，但只是用感官感知，为了更具体的表示出变化过程，用压强传感器进行实验，可增强常规化学实验的可操作性及可观测性。通过压强变化曲线图让学生更加清楚地看到压强的变化规律，帮助学生更好地理解平衡移动的影响因素。探究活动的设计使学生体验了科学规律的发现过程，达到了探究教学的目的。三、概括整合的设计：课标要求学生“认识化学平衡的调控在生活生产和科学研究领域的重要作用。”所以本节课的最终目的是让学生运用所学到的规律解释生活生产和科学研究领域的化学平衡现象或解决化学平衡问题。概括整合让学生从两个层面对所学知识进行整理：一是怎样知道化学反应达到了什么限度？即化学反应限度的定量描述问题；二是怎样使化学反应达到人们期望的限度？即化学平衡的移动问题，通过整合让学生构建这两部分之间的联系，这是掌握平衡问题的关键所在。本课对第二节所作的概括整合达到了预设的目标，使学生既对知识作了整理又有了更新、更高层次的认识。四、拓展提高的设计：以“身边的化学”为线索设计了“应用升华”，为学生打开一扇运用平衡移动规律的窗户，让学生带着新的问题走出课堂、走向生活，体现了对教材的超越和对学生现实生活的关注。

教材分析中学化学选修《化学反应原理》第二章“第二节化学反应的限度”设计为三课时学完。第一课时完成化学平衡常数与平衡转化率；第二课时讲《反应条件对化学平衡的影响》中的前2个条件：温度的影响与浓度的影响；第三课时讲压强的影响和对整个第二节的小结。整个第三部分《反应条件对化学平衡的影响》在教材编排上均是通过学生实验探究、观察现象、问题思考、分析推理、讨论交流，得出规律。在这三个条件中温度的影响是通过改变平衡常数K，进而使Q和K的数值不相等，来实现化学平衡的移动。浓度的影响是通过改变浓度熵Q的值进而使Q和K不相等来实现化学平衡移动的，在此基础上总结出Q与K的大小与平衡移动方向的关系。对于压强对平衡的影响，教材是首先让学生完成一个表格，其次再做一个实验：对密封在注射器中的NO2、N2O4混合气体通过加压、减压。然后通过学生对现象的观察和分析以及对问题的思考和讨论总结出两个结论：⑴对于有气体参加或生成的反应，压强对平衡的影响实际上是通过对浓度的改变来实现的。⑵压强的改变与△νg和化学平衡移动方向的关系，并点出对于只涉及固体或液体的反应，压强对平衡体系的影响极其微弱，可以不予以考虑。之后又通过《身体内的化学》怎样抢救煤气中毒病人，来让学生理解压强对平衡的影响。最后总结反应条件对平衡的影响。在总结完平衡移动规律后点出了勒夏特列原理，并以“历史回眸”形式让学生认识勒夏特列原理的局限性。评测练习【复习回顾】一定温度下，在密闭容器中发生的反应：2NO2(g)N2O4(g)ΔH=—57.2kJ•mol-1思考：升温、降温、增大c(NO2)、增大c(N2O4)，化学平衡如何移动？【问题探究】一定温度下，若同等程度地改变NO2、N2O4的浓度，如c(NO2)、c(N2O4)都增大至2倍或减少至1/2，平衡又如何移动呢？【迁移应用】教材中“交流研讨”：在T℃时，对处于化学平衡的三个反应将压强均增至2倍，完成下列表格：编号反应气态物质系数的改变量ΔVg平衡移动方向2NO2(g)N2O4(g)②2NH3(g)

N2(g)+3H2(g)③N2(g)+O2(g)2NO(g)

思考：尝试归纳压强对化学平衡移动的影响【联想质疑】迄今为止，我们学习研究得出了温度、浓度、压强对化学平衡移动的影响规律。那么它们之间是否存在某种内在联系呢？让学生通过下列问题进行深入探究：对于密闭体系中进行的反应：2NO2(g)N2O4(g)ΔH=—57.2kJ•mol-1。如果只改变影响平衡的一个条件，试着总结平衡移动方向与条件改变的关系。条件改变平衡移动方向移动后的结果升高温度向吸热方向移动减弱温度升高降低温度

增大c(NO2)

减小c(NO2)

增大体系压强

减小体系压强

【概括整合】勒夏特列原理：【迁移应用】1、对于反应aA(g)+bB(g)cC(g+dD(g)在密闭容器内达到平衡状态时，若增大压强会使平衡混合物中C的质量分数降低，说明平衡移动，反应物与生成物之间的系数关系为：

2、压强的变化不会使下列反应的平衡发生移动的是()A.H2(g)+I2(g)2HI(g)B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)C.2SO2(g)+O2(g)2SO3(gD.C(s)+CO2(g)2CO(g)E.Fe3++nSCN-[Fe(SCN)n]3-n3、一定温度下，合成氨工业中，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应在密闭容器内已达到平衡状态。（1）若维持体积不变，充入氩气。压强怎样变化？平衡是否移动？为什么？（2）若维持压强不变，充入氩气。平衡是否移动？为什么？4.已知反应A2(g)＋2B2(g)2AB2(g)的ΔH<0，下列说法正确的是 （）A.升高温度，A2的转化率增大B.升高温度有利于反应速率增大，从而缩短达到平衡的时间C.达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动D.达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动5.⑴现有一透明的注射器针筒，充满NO2气体(如图甲)，当推动活塞时，气体的颜色将

(填“变浅”、“变深”、“先变深后变浅”或“先变浅后变深”)，当气体体积变为图甲的一半时(如图乙)，NO2的浓度

(填“大于”、“等于”或“小于”)推压活塞前NO2浓度的2倍。当观察到

时，可确定针筒内已经达到了化学平衡状态。当活塞后拉时，通过针筒又吸进少量NO2气体，再前推活塞固定在图乙位置，NO2的转化率将

(填“增大”、“减小”、或“不变”)。⑵另有一透明的注射器针筒，充满H2、I2、HI气体(如图甲)，当推动活塞时，气体的颜色将

(填“变浅”、“变深”、“先变深后变浅”或“先变浅后变深”)，当气体体积变为图甲的一半时(如图乙，此时I2仍为气体)，HI的浓度

(填“大于”、“等于”或“小于”)推压活塞前HI浓度的2倍。教学反思本课采用了“探究教学模式”，教学中的几点反思如下：一、“问题情景”和“问题解决”的创设：学生观看“APEC蓝”图片，自然产生疑问：怎样把“APEC蓝”保持下去？减排NOx势在必行，引出本节课题。“问题解决”与“问题情景”相呼应，一是体现了课堂教学的完整性，二是及时对学生所学知识的应用，让学生体会“知识的有用性”和“怎样用知识”。这一设计激发了学生的求知欲望，体现了变“教教材”为“用教材教”的课改理念，同时体现了化学科学来自于生活，应用于生活的特点。二、探究活动的设计：本课采取“问题探究”、“实验探究”、“手持技术——压强传感器实验探究”三部分完成对“压强影响平衡的规律”的探究。压强改变实际上是改变了气体的浓度，从而使反应的浓度商发生改变，引起平衡移动。鉴于这一认识，交流研讨中设计了第一个问题：“对于密闭容器中的气体来说，在保持温度不变时，把容器的体积压缩为原来的一半时，气体的压强将变成原来的多少倍？如果把容器的体积扩大为原来的两倍呢？”这样的设计在“压强改变”和“平衡移动”之间设置了“浓度变化”作为台阶，学生可以通过计算求得浓度商与化学平衡常数的关系，由此判断平衡移动的方向。课后调查显示所有的讨论小组都能很顺利地完成交流研讨，而且学生对于“压强改变引起浓度改变从而影响平衡”这一实质理解准确。“实验探究”部分应该设计成演示实验还是学生分组实验呢？二氧化氮气体有毒，因此设计成了演示实验。此时为了使实验现象更明显，使用了实物投影仪。在实物投影仪上进行上述操作，将第二支针筒活塞刚迅速推至5cm3处以及再次达平衡后气体颜色的变化，与第一支针筒中气体颜色的对比非常明显，更便于理解平衡的移动是减弱条件的改变。上述实验探究中，让学生观察气体颜色的变化来体会平衡的移动，颜色变化虽然比较明显，但只是用感官感知，为了更具体的表示出变化过程，用压强传感器进行实验，可增强常规化学实验的可操作性及可观测性。通过压强变化曲线图让学生更加清楚地看到压强的变化规律，帮助学生更好地理解平衡移动的影响因素。探究活动的设计使学生体验了科学规律的发现过程，达到了探究教学的目的。三、概括整合的设计：课标要求学生“认识化学平衡的调控在生活生产和科学研究领域的重要作用。”所以本节课的最终目的是让学生运用所学到的规律解释生活生产和科学研究领域的化学平衡现象或解决化学平衡问题。概括整合让学生从两个层面对所学知识进行整理：一是怎样知道化学反应达到了什么限度？即化学反应限度的定量描述问题；二是怎样使化学反应达到人们期望的限度？即化学平衡的移动问题，通过整合让学生构建这两部分之间的联系，这是掌握平衡问题的关键所在。