(教学设计)第6章第2节能力课时4反应条件的调控与速率、平衡的有关计算2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(人教版2019)

(教学设计)第6章第2节能力课时4反应条件的调控与速率、平衡的有关计算2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(人教版2019)课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容第6章第2节《反应条件的调控与速率、平衡的有关计算》，选自2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(人教版2019)。内容主要包括：影响化学反应速率的因素，如温度、浓度、催化剂等；化学平衡的建立与破坏，平衡常数的概念及其计算；根据速率方程和平衡常数进行的相关计算，包括速率常数、反应级数等；通过实例分析，探讨在实际生产和生活过程中如何调控反应条件以达到预期目标。此外，结合实验数据和理论知识，让学生掌握化学平衡移动原理及其在工业生产中的应用。二、核心素养目标《反应条件的调控与速率、平衡的有关计算》一节，旨在培养学生以下核心素养：首先，深化学生对化学反应速率和化学平衡概念的理解，提高学生运用数学语言描述化学现象的能力；其次，通过实验探究和数据分析，培养学生科学探究和实证推理的能力，使学生能够设计实验、预测结果、解释现象；再次，强化学生对于化学反应条件调控的认识，提升学生解决实际化学问题的能力，体现科学态度与责任；最后，结合实际工业生产案例，培养学生的创新意识和绿色化学观念，使其在未来的学习和工作中能够更好地服务社会、贡献国家。三、学习者分析1.学生已经掌握了化学反应的基本类型、化学方程式的书写、物质的量等基本概念，了解了影响化学反应速率的一些基本因素，如温度、浓度等。此外，学生对化学平衡的概念也有一定的认识，能够理解平衡常数及其表达式。

2.学生对化学实验和实际应用有较高的兴趣，具备一定的观察能力和动手能力。在学习风格上，学生偏向于通过探究、讨论的方式获取知识，喜欢与他人合作解决问题。此外，学生在数学计算和逻辑推理方面具备一定的基础，有利于进行速率、平衡的有关计算。

3.学生可能遇到的困难和挑战包括：对速率方程和平衡常数的理解不够深入，导致在实际计算中难以运用；在实验过程中，可能对数据的处理和分析不够熟练，影响结果的准确性；对于复杂的实际问题时，可能难以将理论知识与实际情况有效结合，从而无法提出合理的解决方案。此外，部分学生在面对抽象概念时，可能存在理解困难，需要教师在教学中予以关注和指导。四、教学方法与策略针对本节课的教学目标和学习者特点，采用以下教学方法与策略：

1.讲授与讨论相结合：通过教师讲解，帮助学生梳理化学反应速率、平衡的理论知识，结合小组讨论，促进学生深入理解反应条件调控的原理。

（1）讲授：教师以PPT为辅助工具，详细讲解反应速率、平衡常数、速率方程等概念，并通过实例分析，让学生了解影响反应速率和平衡的因素。

（2）讨论：将学生分成小组，针对特定问题进行讨论，如：“如何通过调控反应条件提高反应速率？”、“在实际生产中，如何利用化学平衡原理提高产率？”等。各小组汇报讨论成果，全班共同探讨，形成共识。

2.实践活动：组织学生进行实验，观察不同条件下反应速率和平衡的变化，培养学生动手能力和实证推理能力。

（1）实验：设计一系列实验，如探究温度、浓度、催化剂对反应速率的影响，观察化学平衡的建立与破坏。学生分组进行实验，记录数据，并分析实验现象。

（2）数据分析：引导学生运用数学方法处理实验数据，计算反应速率、平衡常数等，培养学生运用数学语言描述化学现象的能力。

3.案例研究：引入实际工业生产案例，让学生了解反应条件调控在现实中的应用，培养学生解决实际问题的能力。

（1）案例选取：选择具有代表性的工业生产案例，如合成氨、硫酸工业等，分析反应条件对生产过程的影响。

（2）案例分析：引导学生从化学反应原理、生产效率、环保等方面进行深入剖析，探讨如何优化反应条件。

4.项目导向学习：设置研究性学习项目，让学生自主探究、团队合作，解决实际问题。

（1）项目设计：以实际工业生产中的问题为背景，如“提高某种化工产品的产率”，引导学生运用所学知识，设计实验方案，探讨反应条件的优化。

（2）项目实施：学生分组进行项目研究，通过查阅资料、实验探究、数据分析等环节，提出解决方案。

5.教学媒体与资源的使用：

（1）PPT：制作精美的PPT课件，展示教学内容、案例、实验步骤等，提高教学效果。

（2）视频：播放化学反应原理、实验操作、工业生产过程等相关视频，帮助学生直观地理解教学内容。

（3）在线工具：利用网络资源，如在线化学实验室、计算工具等，辅助学生进行实验设计和数据处理。五、教学流程一、导入新课（用时5分钟）

同学们，今天我们将要学习的是《反应条件的调控与速率、平衡的有关计算》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否遇到过控制煮饭火候或者调节空调温度的情况？”（举例说明）这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索化学反应速率与平衡的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解化学反应速率和化学平衡的基本概念。化学反应速率是指反应物浓度变化快慢的量度，它是化学反应动力学研究的重要内容。化学平衡是指反应物与生成物浓度在一定条件下保持不变的状态，它对于理解反应过程至关重要。

2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了在工业生产中如何通过调控反应条件来提高产率和效率。

3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调影响反应速率的因素和化学平衡常数的计算这两个重点。对于难点部分，我会通过举例和比较来帮助大家理解。

三、实践活动（用时10分钟）

1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与反应条件调控相关的实际问题。

2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示温度、浓度等因素如何影响反应速率。

3.成果展示：每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.讨论主题：学生将围绕“反应条件在实际生活中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。

2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。

3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。

五、总结回顾（用时5分钟）

今天的学习，我们了解了化学反应速率、化学平衡的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对反应条件调控的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。六、拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《化学反应动力学》，了解化学反应速率的测定方法、反应级数等概念。

-《化学平衡的微观解释》，探讨化学平衡的建立与破坏的微观机制。

-《工业化学反应过程及设备》，了解实际工业生产中反应条件调控的应用。

-《化学与环境》，探讨化学反应条件对环境的影响及绿色化学原则在反应条件调控中的应用。

2.课后自主学习和探究：

-研究不同催化剂对反应速率的影响，分析其作用机制。

-探究酸碱平衡中pH值的变化规律，了解缓冲溶液的原理及应用。

-调查生活中常见的化学反应速率调控实例，如食品保存、清洁剂的使用等。

-分析工业生产过程中，如何通过调控反应条件实现节能减排，提高生产效率。

（1）化学反应速率的测定方法：

-速率方程的建立与反应级数的确定。

-实验方法：滴定法、分光光度法、电化学方法等。

（2）化学平衡的微观解释：

-熵、焓与自由能的概念及其在化学平衡中的作用。

-LeChatelier原理及其应用。

（3）实际工业生产中反应条件调控的应用：

-合成氨工业：温度、压力、催化剂的调控。

-硫酸工业：反应温度、反应器设计对产率的影响。

（4）化学反应条件对环境的影响：

-污染物在环境中的迁移、转化与归趋。

-绿色化学原则在反应条件调控中的应用。

（5）综合探究项目：

-以生活中的化学反应为例，探讨反应条件对产物性能、环境影响等方面的综合作用。

-结合实际工业生产案例，分析反应条件调控在提高产率、节约能源、减少污染等方面的意义。七、课后拓展拓展内容：

1.阅读材料：

-《化学反应速率与化学平衡》教材辅助读本，深入了解反应速率和平衡的理论基础。

-《化学实验技术与数据处理》，学习实验设计与数据分析的方法。

-《工业化学过程优化》案例分析，了解实际工业生产中如何通过调控反应条件优化生产过程。

-《化学与环境》专题文章，探讨化学反应条件对环境的影响及可持续发展策略。

-《化学故事》中的相关篇章，通过趣味故事了解化学反应条件调控的科学原理。

2.视频资源：

-反应速率与化学平衡的动画演示，直观展示反应过程和平衡状态。

-工业化学反应条件的调控纪录片，了解实际生产中反应条件调控的复杂性。

-科学家访谈视频，了解化学家在反应条件研究方面的最新进展和挑战。

拓展要求：

1.鼓励学生选择上述阅读材料或视频资源，结合课堂学习内容进行自主学习和拓展。

2.学生在课后进行自主学习时，可以针对以下问题进行思考和探究：

-反应速率与反应条件之间的关系是什么？如何通过实验验证？

-化学平衡常数是如何确定的？它在实际反应过程中有何应用？

-工业生产中如何利用化学平衡原理提高产率和经济效益？

-绿色化学原则在化学反应条件调控中有哪些体现？

3.教师在课后提供必要的指导和帮助，如解答学生在自主学习中遇到的疑问，提供进一步的研究方向和建议。

4.学生在完成拓展学习后，可以通过小组讨论、研究报告或实验设计等形式，将所学知识内化并展示出来。

5.教师鼓励学生将拓展学习中的发现和思考与同学分享，促进知识的交流与合作。八、课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.本节课我们学习了化学反应速率、化学平衡的基本概念，了解了影响反应速率和平衡的因素。

2.掌握了如何通过调控反应条件实现反应速率的提高和化学平衡的优化。

3.学习了反应速率与平衡常数的计算方法，并了解了它们在实际反应中的应用。

4.通过实验和案例分析，深化了对反应条件调控原理的理解。

当堂检测：

一、选择题

1.以下哪个因素不会影响化学反应速率？（）

A.温度B.压力C.反应物浓度D.反应物颜色

2.化学反应达到平衡时，以下哪个物理量保持不变？（）

A.反应物浓度B.生成物浓度C.反应速率D.平衡常数

二、填空题

1.提高化学反应速率可以通过增加________、提高________、使用________等方法。

2.化学平衡常数K表示________与________浓度的比值的乘积。

三、计算题

1.在一定温度下，反应A+B→C的平衡常数K为100，若初始时A和B的浓度均为0.1mol/L，求达到平衡时C的浓度。

2.某反应的速率方程为v=k[A]^2[B]，已知反应速率v为0.1mol/(L·s)，反应物A和B的初始浓度分别为0.2mol/L和0.3mol/L，求反应速率常数k。

四、案例分析

分析以下工业生产过程，回答相关问题：

合成氨工业中，反应方程式为N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)。请说明如何通过调控反应条件（如温度、压力、催化剂等）提高氨的产率。

五、实验设计

设计一个实验，验证温度对反应速率的影响。请列出实验步骤、所需材料和预期结果。板书设计一、化学反应速率与平衡

1.影响化学反应速率的因素

2.化学平衡的概念与特征

3.平衡常数的定义与计算

二、反应条