基于学科核心素养的《化学平衡状态》教学设计 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1+

第第页“素养为本”的教学设计案例——“化学反应的限度”（必修2）第1课时教学设计“化学平衡状态”是高中化学必修课程中概念原理类的内容，是高中一年级全体学生都要学习的重点知识。该内容教学安排一个课时。教学重点是：能描述化学平衡状态，判断化学反应是否达到平衡。教学难点是：理解可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态的过程。一、教学与评价目标1.教学目标(1) 通过化学史实和实验探究了解可逆反应的含义。(2) 通过科学史实和实验数据的认识分析过程，理解可逆反应在一定条件下可以达到反应的限度即化学平衡状态。(3) 通过设计提高煤的燃烧效率方案的活动，感受控制化学反应条件的重要意义，初步形成绿色应用的意识，感受化学知识在解决实际问题过程中的重要作用。2.评价目标（1）通过对氯化铁与碘化钾的反应探究实验设计方案的交流和点评，诊断并发展学生实验探究的水平（定性水平、定量水平）。（2）通过对科学史实和实验数据的认识和分析，诊断并发展学生对化学反应限度的认识进阶（宏观认识、数据图表分析、本质认识）和认识思路的结构化水平（视角水平、内涵水平）。（3）通过对提高煤的燃烧效率的讨论和点评，诊断并发展学生对化学价值的认识水平（学科价值视角、社会价值视角、学科和社会价值视角）。二、教学与评价思路“化学反应的限度”教学与评价思路示意图三、教学流程1.宏观现象【学习任务1】了解可逆反应的含义以及特征阅读科学史话炼铁高炉尾气之迷:很久以前，人们发现高炉炼铁时总有一部分CO没有被充分利用，就设想利用增加烟筒的高度方法来解决问题，但并未减少高炉中CO含量。可逆反应:在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应。常见的可逆反应：合成氨、生产三氧化硫、氯气溶于水等等。实验探究：可逆反应是否能够完全进行？已知反应：2Fe3++2I-22Fe2++I2，根据以下所提供的试剂和药品设计实验方案并进行实验探究：FeCl3溶液、KI溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。分析认识相关数据:在665℃下，将3molFe2O3与3molCO置于3L的密闭恒容容器中反应能得到3molCO2吗？反应数据见下表：时间/h01234567C(CO)/(mol/L)10.60.30.20.120.10.10.1C(CO2)/(mol/L)00.40.70.80.880.90.90.9结论：可逆反应的特征：反应物不能完全转化为生成物，且反应物与生成物同时存在。【评价任务1】一定温度下的密闭容器中发生反应2SO2＋O22SO3，下列说法是否正确？为什么？A．2molSO2和1molO2反应可生成2molSO3B．向上述反应中再加入18O2，达平衡时，18O只存在于SO3中2.本质探究【学习任务2】揭示一定条件下的可逆反应不能彻底进行的本质。根据上表数据，绘制反应体系中CO，CO2浓度随时间变化的坐标图。思考：初始时刻CO的消耗速率如何？为什么？此时CO的生成速率又如何变化？为什么？随着反应进行，两者速率会如何变化？化学平衡状态的建立过程：画出CO消耗,生成速率随时间变化的坐标图：化学平衡状态：可逆反应在一定条件下进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度保持不变的状态。意义：可逆反应达到最大限度，即反应物达到最大转化率。特征：①逆：可逆反应（研究对象）②等：v(正)=v(逆)③定：条件一定，平衡混合物中各组分浓度一定④动：动态平衡（平衡时：v(正)=v(逆)≠0）分析资料卡片：2SO2＋O22SO3（硫酸工业）反应条件600℃、0.1MP、催化剂400℃、0.1MP、催化剂SO2转化率73.7%99.2%2N2+3H22NH3（合成氨工业）反应条件200℃、0.1MP、催化剂200℃、30MP、催化剂N2转化率26.5%94.7%⑤变：条件改变，原平衡被破坏，发生移动。【评价任务2】诊断并发展学生对化学反应限度的认识进阶（宏观认识、数据图表分析、本质认识）1、如图是可逆反应：X2＋3Y22Z2在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是()A．t2～t3时，各物质的浓度不再发生变化B．t2时，反应未达到限度C．t2～t3时，反应已停止进行D．t1时，反应只向正反应方向进行2、可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在体积固定的密闭容器中进行，反应达到平衡状态的标志是()①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A．①④⑥⑦B．②③⑤⑦C．①③④⑤D．全部3.问题解决【学习任务3】1、当时曾耗巨资改建高炉，以延长CO和Fe2O3的接触时间，为什么没能达到减少CO排放的目标？该反应为可逆反应，建立化学平衡状态后，各物质的浓度不随接触时间延长而变化。运用外界条件对化学平衡状态的影响，分析如何减少CO排放的目标和提高煤的燃烧效率。【评价任务4】诊断并发展学生对化学价值的认识水平（学科价值视角、社会价值视角、学科和社会价值视角）。【设计说明】本教学设计是基于真实情境的问题情景如科学史实和实验数据的呈现，在解决任务的过程中，逐步发展学生的化学学科核心素养。在教学过程中还通过实验方案的设计以及学生动手进行实验操作，不仅仅是让学生通过文字材料的阅读认识到可逆反应的客观存在，同时也能让学生形成感性的认识。接着通过对实验和数据的观察分析得出可逆反应的特征。再从浓度时间图象的绘制过程中，引导学生分析新的问题——可逆反应在一定的时间后组分的浓度会保持不变，为什么？进而进一步进行探究。最终得出化学平衡状态的定义和特征。最后通过化学平衡状态可变的特征，