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化学反应速率与化学平衡

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《化学反应速率与化学平衡》教材解读
普通高中课程标准实验教科书人教版高中化学一共有两个必修模块和六个选修模块，选修四虽为选修，已步入必考模。而化学学科考试是为了选拔具有学习潜能和创新精神的学生，这就要求考题具有创新性和区分度，且近几年考题跟趋向于实际工艺生产流程，考察学生的应用理解及分析能力。
化学反应速率与化学平衡为每年的必考知识点，相比于必修一必修二难度加大，理解起来较为困难。本部分是化学反应原理最为重要的部分，学习这部分内容要掌握学习方法与学习策略，形象具体地理解知识点的含义。通过多年教学不难发现，该模块内容是必修二化学反应热与能量的延伸与变形，从必修二的零散内容逐渐系统起来，理解这部分内容是建立在必修二基础知识的基础上，又高于基础知识。化学反应速率、化学平衡和反应进行的方向等化学反应原理知识，是在学习了化学反应与能量、物质结构、元素周期律等知识的基础上学习的中学的重要理论之一，有助于加深理解以前所学的元素化合物知识及化学反应，也是后续学习弱电解质的电离平衡、水解平衡等相关知识的重要基础和延续，同时对化学工业过程条件的选择也有重要的指导意义，所以学好本部分知识对提高学生的分析问题、解决问题的能力和实事求是的科学态度有重要的意义。
对于该部分的教学要把握好重难点与深浅度，由浅入深，层层推进，让高二学生起初能够理解该部分内容，对于题型的辨析和创新才能把握得当。本章节主要研究有关化学反应进行的方向、化学反应的快慢和化学反应的限度三方面内容。从内容上看：该章节化学反应速率的重点是化学反应速率的表示方法，难点是实验测定化学反应速率及其意义的理解；化学平衡重点是化学平衡状态的理解、勒夏特列原理的应用、v-t图像的探究，难点在于勒夏特列原理的应用。
针对这部分内容，2018年考纲解度：了解化学反应速率的概念和定量表示方法，能正确计算化学反应的转化率；了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用；了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立；掌握化学平衡的特征，了解平衡常数（K）的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算；理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率及化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律；了解化学反应速率与化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域的应用。
这部分内容在教材中按照如下顺序安排：化学反应速率→化学平衡→化学反应平衡常数→化学反应进行的方向。对于化学反应速率的讲解，首先从物理学方面的速度引入，让学生提高迁移知识的能力，进而根据各物理量的单位表示反应速率单位；引出浓度变化量的求法，深度讲解三段式求算浓度变化量，强调只有转化浓度与化学反应计量系数才会成正比
（一） 做好与必修教材的衔接，促使学生学习能力螺旋式上升。
　　学生的学习起点是影响他们学习新知识的重要因素，因此教学中首先要关注学生已有知识基础，做好与必修教材的衔接。在处理好教材衔接的同时，另一方面，针对必修、选修都有的内容，教学中要做到源于必修、又高于必修，促使学生学习能力螺旋式上升。分析选修四与必修教材的相关内容设置，不难发现做好化学反应速率的计算是本节的重点。
　　（二）创设问题情境，引导学生对实验现象进行分析。
　　本章主要以复习化学反应速率的基础知识为主，但是化学反应速率的表示方法在这里是一个难点。为了增加学生的感性认识，建议在教学中通过实验2-1来引导学生，使学生通过生动直观的实验现象来学习，并留下深刻的印象。同时，及时创设问题情景，引导学生对实验现象进行分析。创设的问题有：
　　1.怎样判断化学反应的快慢？
　　2.通过对实验现象的观察你能否判断出一个反应比另一个反应快多少吗？
　　3.如果在相同时间内测量溶液中氢离子浓度的变化，或测量锌粒质量的变化是否能定量比较反应进行的快慢？
　　通过这些富于启发性的问题，活跃学生思维，增强学生分析总结问题的能力。使学生清楚的认识到表示反应速率的方法是，单位时间内反应物或生成物的浓度的变化来表示的。
　　（三）增设例题，提高学生解题能力。
　　为了进一步提高学生对这部分知识的应用，可以在教学过程中设计三道例题：
　　1.利用反应速率的表达式进行简单的计算；
　　2.引用三段式，计算反应中各物质的反应速率，目的在于为化学平衡的学习打下基础；
　　3.反应速率大小的比较。
　　（四）利用已有知识，实现类比迁移。
　　化学平衡概念的建立是“化学平衡”一节的重点与难点，对这一概念的正确理解直接影响平衡常数及化学平衡移动的学习。为突破这一教学难点，根据学生的认知发展水平和接受能力，从其熟悉的内容出发，帮助他们实现类比迁移，从而降低概念的学习难度。例如通过设计如下问题创设情境，导入新课。
　　问题1：一定温度下，在饱和的蔗糖溶液中加入一块蔗糖晶体，晶体的质量是否改变？
　　问题2：一定温度下，在饱和的蔗糖溶液中垂吊一块缺角的蔗糖晶体，一段时间后，蔗糖晶体又趋于完美了，而且晶体质量不变。晶体的形状发生变化说明什么？质量不变说明什么？这样从学生已有熟悉的关于溶解的知识出发，从溶解平衡导入化学平衡，通过对溶解平衡的理解和迁移，帮助学生建立起化学平衡是个动态平衡的概念。
　　（五）运用模型建构，降低思维难度。
　　化学平衡知识内容较为抽象，比较、假设、模型建构是学习该部分内容的主要方法，教学中要注意学科方法的渗透，加强假设、模型建构等学习方法的指导，使化学原理具体化、形象化、直观化，以便有利于启发学生思维，完成由感性认识向理性认识的飞跃。如在分析压强对平衡移动的影响时，引导学生在头脑中建立这样一个模型，想象一个带有可滑动活塞的密闭容器 ，若将活塞推进，容器体积减小，反应气体浓度增大，即增大压强；若将活塞拉出，容器体积增大，反应气体浓度减小，即减小压强。用上述模型再分析恒容下充入惰性气体或与反应无关的气体，以及恒压下充入惰性气体或与反应无关的气体，使抽象的内容具体化，大大降低了思维难度，有利于学生接受。
　　（六）优化教学内容，扩大教学效益。
　　化学平衡常数是选修4第二章中新增设的内容，该内容在课标中的描述如下：“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”。化学平衡常数的引入有利于学生从定量角度加深对化学平衡的认识理解，帮助学生区分化学反应限度与化学平衡状态，同时也有利于后续“电离平衡及盐类水解平衡”等知识的学习。选修四教材的编排顺序，是先通过感性的实验现象来得出结论，总结勒沙特列原理，进行应用，然后学习平衡常数。为了充分发挥化学平衡常数的功能与价值，便于学生从本质上理解平衡移动规律，可以调整教学顺序，将化学平衡常数的教学提前，在学生理解了平衡常数的概念之后，应用化学平衡常数与浓度商的关系来计算得出勒夏特列原理，让学生感受理论之间的密切联系，实现理论的深层次理解与应用。

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