第三节

化学平衡（第1课时）

化学平衡贯穿高中必修与选修内容，主要体现在必修二“化学反应与能量”和选修四“化学反应速率与化学平衡”、“水溶液中的离子平衡”等主题中，承前而又启后，是学生认识化学、学习化学过程中不可缺少的一部分。但是从化学平衡中抽象出的化学平衡模型往往是学生的认知难点，因此化学平衡这一节不仅是中学化学教学的重点也是难点。

一、单元课程理念分析

本单元主题为“化学反应速率与化学平衡”，从化学反应速率入手，延伸到影响化学反应速率的影响因素，最后过渡到化学平衡。化学反应速率与化学平衡不仅是高中化学学习的重点与难点，同时它也遍布在我们的日常生活中、工业生产中，在这一单元的学习中，教师应该注重引导学生进行实验探究，并进行归纳总结。从课程基本理念来看，通过本单元的学习，教师应该引导学生进一步学习化学的基本原理与基本方法，形成科学的世界观；要从学生的已有经验和将要经历的社会生活实际出发，包括生活经验以及前面已经学习过的化学知识，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的化学相关的社会问题，培养学生的责任感、参与意识和决策能力。贯彻落实以化学实验为主的课程理念，使学生体验科学究过程，激发学生学习化学的兴趣，强化科学探究意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。同时，教师应该用更加多元化的评价方式对学生进行评价，学生也应该主动的进行自我评价。

二、内容标准分析

在义务教育的化学学习过程中，已经学习过饱和溶液以及溶解度的概念，这对于学生理解蔗糖的溶解、结晶平衡很有帮助。在必修二“化学反应与能量”的学习过程中，学生学习了化学反应速率的概念以及浅显的化学反应限度问题，并学习了催化剂温度对化学反应速率的影响，以及炼铁高炉尾气中存在的化学反应的限度问题。但是前面学习的这些内容仅是学习化学平衡章节的铺垫内容，虽然有部分交叉，但却是螺旋式上升的知识结构，在内容标准的要求上也有很大不同，但是也有着紧密的联系。

内容标准对比：

教材章节

内容标准

活动与探究建议

九年级下册第九单元第二节：溶解度

1.认识溶解现象，知道水是最重要的溶剂，酒精、汽油等也是常见的溶剂。

2.了解饱和溶液和溶解度的涵义。

3.了解结晶现象。

4.了解溶液在生产、生活中的重要意义。

①利用溶解性表或溶解度曲线，查阅有关物质的溶解性或溶解度；依据给定的数据绘制溶解度曲线。

②

探究氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠三种物质在水中溶解时的温度变化。

必修二第二章第三节：化学反应的速率和限度

1.认识提高燃料燃烧效率的重要性。

2.通过实验认识化学反应的速率和化学反应的限度，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。

①实验探究：温度、催化剂对过氧化氢分解速率的影响。

②设计实验：证明某些化学反应的可逆性。

选修四第二章第三节：化学平衡

1.描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。

2.通过实验探究温度、浓度、压强对化学平衡的影响，并能用理论加以解释。

3.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。

①实验：温度、浓度对溴离子与铜离子配位平衡的影响。

②讨论：化学反应的趋势和速率。

③讨论：合成氨反应条件选择的依据。

从内容标准的动词上来看，从初中时期的知道、认识阶段，到必修二认识、了解阶段，再到本章节的探究、解释阶段，可见对于化学平衡的学习是一个不断进阶的过程，也是一个螺旋上升的过程。初中时期学过的溶解度概念是我们研究溶解、结晶平衡的基础；必修二中的化学反应的速率和限度引入了化学反应速率的概念，并通过实验初步探究了可逆反应的限度问题，并认识到控制反应条件在生产生活中的重要应用。而在本章节的学习中，学生要进一步深入了解可逆反应、可逆过程，掌握可逆反应到达平衡时的特征，描述平衡的建立过程，并能够将可逆过程的平衡状态迁移到化学平衡状态，能够判断反应是否达到平衡。进一步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，培养对化学学习的兴趣以及对社会的责任感。

从活动与探究建议来看，实验探究贯穿三个板块，可见教师在讲授化学平衡这一章节时，一定要注重运用探究性教学，引导学生进行合作学习，提高学生探究能力、合作意识以及归纳总结的能力。

三、单元知识类型分析

从化学知识的分类上来看，本单元主要涉及化学用语、概念原理、化学计算以及化学实验四种知识类型。

化学用语

元素符号、化学式、化学方程式

概念原理

可逆过程、可逆反应、化学平衡

化学计算

浓度的计算、化学反应速率的计算，

化学平衡状态时一些简单的逻辑推理运算

化学实验

蔗糖溶解、结晶平衡，二氧化氮与四氧化二氮的可逆平衡

四、单元概念图的概念编排顺序及特点

从这一单元的概念图来看，化学平衡是与化学反应速率以及反应进行的方向同一层级的概念，不同的是，化学反应速率是化学动力学问题，而化学平衡与反应进行的方向是化学热力学问题。化学平衡下面是发散出的更加细化的相关的概念，化学平衡是基于可逆反应的平衡，因此可逆反应是下层概念，可逆反应又有自己的下层概念，即它自身具有可逆性和限度。化学平衡的改变带来的就是平衡的移动，因此平衡移动是与可逆反应平行的下层概念，而影响平衡移动的因素以及解释平衡移动的勒夏特列原理又是平衡移动的下层概念。化学平衡常数作为衡量可逆反应是否到达平衡的有效手段，也是化学平衡的下层概念。影响化学平衡的三大因素作为影响化学平衡因素这一概念下的三个平行概念。不难看出，化学反应作为本节的中心概念向外辐射，概念与概念之间层层递进也层层细化。

五、教材分析

化学平衡这一节位于选修四第二章第二节，承接必修二第二章第三节的化学反应速率与限度，同时也是选修四第三章水溶液中的离子平衡的理论基础，地位十分重要，同时也是教学的和学生学习的重难点。

栏目分析：

先行组织者分析——P25页第一段作为本节内容的先行组织者，通过例举了几个学生之前就已经接触过的化学反应，提出我们从前没有考虑反应的限度问题。然后通过物质的溶解引入溶解平衡这一物理平衡，引导学生在可逆过程平衡的基础上，构建可逆反应的化学平衡。从学生已有的经验入手，利于学生理解，进行知识建构；从哪可逆过程到可逆反应，从简到易，符合学生的认知顺序。

P25资料卡片——详细讲解了固体溶质的溶解、结晶过程作为可逆过程的特点，便于学生理解可逆过程以及可逆过程的平衡，同时有助于学生深入了解溶液理论。

P26资料卡片——对可逆反应进行了明确定义，并将反应限度为100%以及为0%的反应作为特殊情况处理，那么所有的化学反应就实现了统一。有利于学生加深对于可逆反应的理解，在可逆反应的基础上建构化学平衡。

六、学情分析（三维目标起点状态）

知识与技能：

1、了解溶解度的概念，明确蔗糖在水中不能无限溶解，在过饱和溶液中会有结晶析出。

2、了解温度能够影响固体物质在水中的溶解度。

3、了解化学反应速率的概念并能够进行简单计算。

4、知道催化剂与温度能够影响化学反应速率。

5、对可逆反应有一定的了解。

过程与方法：

1、有一定实验探究与合作学习的能力。

2、有一定的知识迁移能力但是不强。

3、抽象思维能力不强。

情感态度价值观：

1、认识到控制化学反应速率在生产生活中有重要的意义。

2、知道在工业生产（高炉炼铁）中存在化学反应的限度问题，改变化学反应的限度可以提高转化率。

七、三维目标设计

知识与技能：

1、通过对溶解平衡这一可逆过程的理解和迁移，使学生建立起化学平衡的概念，并理解可逆反应，明确可逆反应的表达方式。

2、通过实验探究以及小组合作学习，提高实验探究能力、科学素养以及团队协作能力。

2、通过对化学平衡概念的理解，归纳出一个可逆反应达到平衡状态时的特征。3、能用平衡状态的特征来判断可逆反应是否达到平衡。

过程与方法：

1、从学生已有关于溶解的知识——溶解平衡，导入化学平衡，通过对溶解平衡的理解和迁移，使学生建立起化学平衡是个动态平衡的概念。

2、通过实验探究以及小组合作学习的形式探究可逆过程、可逆反应以及化学平衡的特点。

3、引导学生理解化学平衡的概念，讨论并归纳出反应达到平衡时所具有的特征。

4、通过适当的练习让学生用已归纳的平衡特征来判断在一定条件下，一个可逆反应进行到某种程度时是否达到平衡。

5、通过课下查阅资料，提高搜集信息、筛选信息以及提取信息的能力。

情感态度价值观：

1、认识到化学平衡普遍存在于在我们的日常生活中与工业生产中，改变化学平衡在人类的生产生活中具有重要的意义。

2、化学平衡的核心内容——动态平衡，日常生活中的溶解平衡、环保等平衡问题与化学理论密切联系在一起——化学与生活息息相关。

八、教学重难点分析

教学重点：

1、对可逆过程以及可逆反应的认识和理解。

2、化学平衡状态的建立过程以及概念理解。

3、化学平衡状态的特征。

4、化学平衡状态的判断。

教学难点：

1、化学平衡状态的建立过程。

2、化学平衡状态的特征以及判断。

重难点确定理论依据：

对于本节内容而言，一切教学活动都是围绕化学平衡展开，化学平衡这一节是下一章“水溶液中的离子平衡”的理论基础，同时也是选修二“化学反应速率与限度”的延伸，无论在教材中还是在化学学科的知识体系中，都有着十分重要的地位，因此是对于可逆过程以及可逆反应的认识和理解、化学平衡状态的建立过程以及概念理解、化学平衡状态的特征以及化学平衡状态的判断都是教师教学的重点。

对于学生而言，他们对可逆过程以及可逆反应的认识都比较浅显，而在此基础上建立起来的化学平衡又十分抽象，不利于他们的理解，因此化学平衡状态的建立过程、化学平衡状态的特征以及判断是教学难点。

九、教学方法

多媒体演示法、提问法、谈话法、实验探究法、讲解法

十、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

环节一

可逆过程及平衡

【提问】：大家结合我们的日常生活并回顾以前学过的知识，思考一下，蔗糖能够在水中无限的溶解吗？

【讲解】我们以前就已经学习过蔗糖、食盐等固体是不能在水溶液中无限溶解的，因为他们都有一定的溶解度。

【PPT展示】展示一杯饱和蔗糖溶液，杯内仍有没有溶解的蔗糖固体。

【提问】大家思考一下，当蔗糖溶液达到饱和的时候，溶解现象还存在吗，如果存在，如何通过实验验证呢？

【教师引导】向饱和蔗糖溶液中加入继续加入蔗糖晶体，蔗糖晶体的总质量不会再减少，但是如果蔗糖晶体能够在别的地方析出，就能证明蔗糖在析出的同时也在不断的溶解，因为在一定温度下，蔗糖的溶解度是一定的。大家思考一下，我们可以通过什么样的手段让蔗糖在别的地方析出呢？

【PPT展示】播放向蔗糖溶液中插入棉线并有蔗糖晶体在棉线析出的视频，验证先前提出的假设。

【板书】蔗糖溶液

可逆过程

在溶液达到饱和时，v溶解=v结晶

【总结】蔗糖溶解是一个可逆过程，溶液达到饱和时，并非是一个静止的过程，而是蔗糖晶体的溶解速度与析出速度相同。

【提问】既然溶液中一直存在着溶解和结晶的过程，那在溶液还未达到饱和前，这两种过程间的关系是怎样的呢？在过饱和的情况下，这两种过程之间的关系又是怎样的呢？引导学生阅读P25资料卡片。

【总结并板书】

未饱和时：v溶解>v结晶

过饱和时：v溶解<v结晶

【思考并回答】

蔗糖在水中有一定的溶解度，因此不会无限度的溶解。

【仔细观察】通过观察图片确定自己回答的正确性。

【思考并进行交流】溶解现象可能仍然存在，只不过溶解过程与结晶过程速度一样。

【实验设计】通过回顾初中知识，想到向饱和蔗糖溶液中插入棉线，观察是否有蔗糖晶体析出。

【仔细观察实验现象】得出饱和蔗糖溶液中同时存在溶解与结晶两个过程，且v溶解=v结晶的结论。

【思考并回答】在没有达到饱和前，v溶解>v结晶；在过饱和的情况下v溶解<v结晶

回顾溶解度概念，让学生明确蔗糖在水溶液中的溶解是有一定

“限度”的。

温故知新，在溶解度、饱和溶液的基础上进一步通过实验探究蔗糖的溶解是一个可逆过程，在饱和溶液状态下溶解与结晶达到平衡。

实验设计过程如果学生没有想到插入棉线，其他可行的方案也可以，教师可以进行适当干预

明确蔗糖溶解过程是一个可逆过程，在达到平衡时正过程与逆过程的进行速度一样。在没有达到饱和前，v溶解>v结晶；在过饱和的情况下v溶解<v结晶

环节二

可逆反应

【导入】我们刚刚研究了蔗糖溶解这一可逆过程，但是我们不仅接触过像蔗糖溶解这样的可逆过程，还接触过可逆反应，比如说在高炉炼铁中存在的焦炭和氧气生成一氧化碳的反应，以及我们工业上的合成氨反应。

【板书】可逆反应

高炉炼铁：

2C+O2=2CO

工业及合成氨：

2N2+3H2=2NH3

【讨论】我们现在已经举出了几个可逆反应的例子，让我们来归纳一下，到底什么样的反应叫做可逆反应，可逆反应应该用什么特殊的表示符号呢？

这个反应叫做可逆反应吗？

【总结】在相同的条件下能够同时从正向和逆向两个方向进行化学的化学反应称为可逆反应，可逆反应要用可逆符号来表示。

【回顾】回顾从前学过的可逆反应，以及他们在工业生产的体现。

【交流讨论】可逆反应是正向和逆向均能进行的反应，但是要在同样的条件下，氧气与氢气生成水的过程与水电解生成氢气和氧气的过程反应条件不一样，所以不是可逆反应；可逆反应要用可逆号而不是等号来表示。

从可逆过程过渡到可逆反应，是知识进阶，也是知识迁移的一个过程，符合学生的认知顺序，能够让学生更好的把握可逆过程与可逆反应之间的关系。

通过交流讨论以及教师引导明确可逆反应的定义以及基本特征，能够判断可逆反应。

环节三

化学平衡

【类比探究】我们已经研究过，对于可逆过程，当它达到平衡时，存在v溶解=v结晶的动态平衡，那么可逆反应作为可逆过程的一种，是不是也存在这样的平衡呢？

【追问】那在达到平衡之前，这个可逆反应是怎样进行的呢？

【PPT展示】二氧化氮在容器里的反应过程，并引导学生仔细观察气体颜色。预测达到平衡时的现象。

【继续PPT展示】将刚刚的实验装置进行热水浴操作，气体颜色改变，引导学生思考原因。

【讲解】气体颜色的改变意味着v正≠v逆了，说明平衡发生了移动，这意味化学平衡是可以改变的。

【回顾总结】在到达平衡时，这个体系有什么特点呢？

【总结归纳并板书】化学平衡

定义：

研究对象：可逆反应

标志：各组分浓度都不再改变

实质：v正=v逆

特征：

①逆：只有可逆反应才有化学平衡

②等：v正=v逆

③动：反应并没有停止，而是达到了动态平衡。

④定：各组分的物质的量浓度都不在改变。

⑤变：化学平衡是可以改变的。

【思考交流并回答】可逆反应同样存在这样的平衡，在达到平衡时v正=v逆，反应物不再减少，生成物也不再增加。

【回答】在到达平衡之前v正>v逆，,

反应物不断减少，生成物不断增加。

【观察并思考】

反应达到平衡时，v正=v逆，反应物与生成物的浓度不再改变，装置里的气体颜色不再改变。

【思考并回答】NO2变少了N2O2变多了，反应进行的程度加深了一些。

【归纳思考并回答】到达平衡时v正=v逆，反应物与生成物的浓度不再改变，化学平衡会因为环境的影响而发生改变。

通过类比推理、知识迁移，以及小组间的合作交流，发掘出可逆反应的平衡特征。

教师引导，通过类比和迁移，自我构建化学平衡的建立过程。

通过实验探究，归纳思考、讨论交流等方式发现化学平衡的特征

通过归纳总结以及教师讲解，在化学平衡建立的基础上掌握化学平衡的特征。

环节四

巩固提升

【习题巩固】

【例１】

在一定温度下,可逆反应达到平衡的标志是　（AC

）　　　　　　　　　

A.

C的生成速率与C分解的速率相等

B.单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolB

C.

A、B、C的浓度不再变化

D.

A、B、C的分子数比为1:3:2

【例2】

下列说法中可以充分说明反应:

在恒温下已达平衡状态的是（

B

）

A.反应容器内压强不随时间变化

B.P和S的生成速率相等

C.反应容器内P、Q、R、S四者共存

D.反应容器内总物质的量不随时间而变化

【例3】

下列说法可以证明反应已达平衡状态的是(

AC

)

A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键形成

B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键断裂

C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键断裂

D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键形成

【教师讲解】

【思考作答】

回顾刚刚讲到的化学平衡的相关知识，并通过逻辑推理，简单运算等方式来确定答案。

【聆听讲解】仔细听教师讲解，审查自己的错误以及思维漏洞。

这是三道均是判断可逆是否达到平衡的题目，但是切入点却不一样，即从不同的方面来判断各组分是否还在变化，可逆反应是否达到平衡。有利于学生对化学平衡更加深层次的理解，同时也增强他们逻辑推理能力。

环节五

情感升华

【PPT展示】合成氨工业在人类历史上起着至关重要的作用，如果没有合成氨工业，就不会有今天迅猛发展的农业，也就不能养活地球上的七十多亿人口，尽管合成氨工业给人类带来了极大的收益，但事实上反应：

2N2+3H2=2NH3

它的转化率并不高，而提高合成氨的转化率，仍然是科学家们一直在研究的问题，如何让反应朝我们希望的方向进行？请大家思考这个问题并查阅相关资料，我们下一节课会讲解影响化学平衡移动的因素。

【倾听、思考】感受化学给人类文明带来的巨大贡献，并结合合成氨工业中的可逆反应，加深对本节课知识的印象，同时积极思考老师留下的问题并进行资料的查找。

通过讲述化学在工业生产中的重要应用以及贡献，让学生感受化学的魅力，提高学习化学的兴趣，同时增强对社会发展的责任感。

十一：板书设计

主板书

三、化学平衡

研究对象：可逆反应

定义：在一定条件下的可逆反应里，当正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的百分含量（浓度、质量、质量分数、体积分数）保持不变的状态。

标志：各组分浓度都不再改变

实质：v正=v逆

化学平衡特征：

逆、等、动、定、变

主板书

一、可逆过程

在溶液达到饱和时，v溶解=v结晶

未饱和时：v溶解>v结晶

过饱和时：v溶解<v结晶

二、可逆反应

特点：在相同的条件下能够同时从正向和逆向两个方向进行化学的化学反应。

表示：可逆符号

到达平衡：v正=v逆

未达平衡：v正>v逆

副板书

练习题目的一些讲解

十二：教学设计反思

困难：

1.

不能准确判断一课时教学具体能够进行到什么地方，因为没有进行过具体授课，因此无法确定每一部分的教学过程具体需要多长时间。

2.

评价方式比较单一，只有习题和口头提问。

3.

教学设计过程中，不能准确判断哪一种教学活动更有助于学生理解。

解决策略：

1.

上网查找一些精品课程，同时学习老师发的一些案例，将一课时教学内容确定在影响化学平衡的因素之前。

2.

应该设计导学案对学生进行评价。

3.

仔细分析内容标准与活动探究建议，尽量将教学活动设计为探究性的教学活动，教学活动尽量与学生的已有经验相关。