以练代讲

以练代讲 以练代讲 以算助学 ------浅谈化学平衡常数计算教学 西安市第六十六中学 王延芳 内容摘要:化学平衡常数是选修模块《化学反应原理》中的化学平衡部分新增加的内容～自然也是近几年高考的亮点。“化学平衡常数怎么教～学生怎么学”是我们在新课程遇到的新问题～本文是笔者对此所做的探究。本文笔者谈到在该知识点教学中的体会:在教学前要将所教的教材与新课标认真比对,整合教学资源,正确把握课程标准与教材的关系进行精心备课。课堂上在把握新课标的过程中归纳出教授化学平衡常数“以练代讲～以算助学”的教学技巧。最后了教学中的收获、反思与各位同仁共享。 关键词 化学平衡常数 理解新课标 把握新课标 教学过程 化学平衡常数是选修模块《化学反应原理》中的化学平衡部分新增加的内容，自然也是近几年高考的亮点。“化学平衡常数怎么教，学生怎么学”是我们在新课程遇到的新问题，本文是笔者对此所做的探究。目前我们西安市使用的是以2003年教育部颁布的《高中化学课程标准(实验) 》 (以下简称新课标)为指导编写的由人民教育出版社出版(宋心琦主编,以下简称人教版)，而我们平常教学中的依据也是新课标。 1.理解新课标: 1.1回忆学习的前提:在必修2中对化学平衡常数涉及的教学背景“化学平衡”为: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。学生已对化学平衡的概念有了解，是化学平衡常数学习的基础。 1.2 研读课标要求:在选修4《化学反应原理》中有关要求为:知道化学 〔1〕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。而不能忽视在本模块整体要求提出通过学习要让学生知道该理论在生活生产和科学研究领域中的重要作用，这正是近年高考命题的依据。为此笔者查阅了近几年的高考题，通过高考题感受化学平衡常数的考查方式和趋势:平衡常数的变化趋势的判断，平 〔2〕衡常数的计算，化学反应进行的方向判断，溶度积的计算。在近十几年高中化 化学平衡常数”并在高考中时有学教材的修订过程中，除了沪教版一直保留着“ 出现外，在其它版本中，这个概念几度沉浮。如今，人教版和鲁科版等教材中，都再度引入化学平衡常数，而且对知识内容的层次要求比较高。物理化学专家高盘良教授认为:引入化学平衡常数判断化学平衡的移动要比用勒沙特列原理判断 〔4〕化学平衡的移动更为科学。 2(把握新课标:根据新课标构建“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”相融合的教学目标:“知识与技能目标”:知道化学平衡常数 1 的涵义;“过程与方法目标”:通过具体实例了解化学平衡常数的意义和应用;学会简单的化学平衡常数计算;“情感态度与价值观目标”:能利用化学平衡常 〔3〕数计算反应物的转化率，体会化学平衡常数在生产领域的应用。 通俗的说，新课程要求了解“控制反应条件在生产和科学研究中的作用”，并且在对化学平衡的描述上选用了“化学反应限度”这一化学热力学术语。平衡常数是征反应限度的一个确定的数学关系、定量关系，是反应限度的最根本的表现，对于某一个具体反应来说，平衡常数与反应限度是一一对应的关系。 2.1.教学过程的收获: 而要让学生学习的内容却较多,如何在有限的时间内达教学时间是有限的, 成教学目标,是教师所必须面对的挑战。因此,教学中要依据课标,事先制定周密的计划, 做好充分的教学准备,精选教学内容,把学习目标用适当的方式传达给学生。在教学中如何更有效帮助学生了解化学平衡常数并学会进行简单的计算，笔者进行了探究，并归纳出“以练代讲，以算助学”的教学技巧，现供各位同仁参考如下:首先通过课本提供的数据分析直接给出化学平衡常数的概念和计算公式，接着通过学生练习书写具体的、由简到难的实例化学平衡常数了解化学平衡常数的意义和应用，此处基本采用“以练代讲”的教学方法。具体如下: 例题1写出下列反应的 N+3H 2NH化学平衡常数。 223 强化练习化学平衡常数的表达，注意物质浓度的幂次方表示准确。 例题2 写出下列反应CaCO(s)CaO(s)+CO(g) 32 CO(g)+H(g) CO(g)+HO(l) 的化学平衡常数。 222 强调如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。 例题3 写出下列反应 NH (g) 1/2N (g) + 3/2 H (g) 的化学平衡322 常数。 对比例题1强调同一化学反应，可以用不同的化学反应式(注意反应的正逆，方程式化学计量数的改变)来表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。 例题4 写出下列反应的化学平衡常数 2 2NO (g) + O (g) 2NO K 22 1 2NO (g) NO K 2242 2NO (g) +O(g) NO (g) K = K， K 22412 通过以上具体实例了解化学平衡常数的意义和应用;下面就要帮助学生学会简单的化学平衡常数计算，为此采用“以算助学”:让学生通过具体题目的计算学会简单计算化学平衡常数，学会利用化学平衡常数计算反应物的转化率: 例题5 CO+HO H+CO 此反应在773K时平衡常数K=9，如反应开始222 -1时C(HO)=C(CO)=0.020mol?L求CO的转化率。 2 解析: 设CO转化的浓度为 x CO + HO H+ CO 22 2 初始 0.02 0.02 0 0 转化 x x x x 平衡 0.02-x 0.02-x x x K=[x/(0.02-x)]2=9 x/(0.02-x)=3 ?x=0.015mol?L-1 转化率=(0.015/0.020)×100,=75, 答:CO转化率为75,。 例题6 合成氨的反应N+3H 2NH在某温度下各物质的浓度平衡223 -1-1-1是:[N]=3mol?L,[H]=9mol?L,[NH] =4mol?L求该反应的平衡常数和N、2232H的初始浓度，并计算N的转化率。 22 解析:?求平衡常数K 3 233-3 Kc=[NH]/([N][H])=16/(3×9)=7.32×10 322 ?求N、H的初始浓度和N转化率。 222 N+ 3H 2NH 2 23 设N转化的浓度为x2 -1-1-1平衡 3mol?L 9mol?L 4mol?L -1 转化 x 3x 即2x =4mol?L初始 (3+2) (9+6) 0 即: 5 15 0 N转化率=2/5×100,=40, 2 答:K=7.32×10-3,初始[N]、[H]为5、15mol?L-1，N转化率为40,。 222 最后通过一道高考题体会化学平衡常数在生产领域的应用: 例题7 ([2007年山东28题第?小题] 硫酸生产中，SO催化氧化生成SO: 23 2SO(g)，O(g) 2SO(g) 223 某温度下，SO的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如右图所示。根据2 图示回答下列问题: ? 将2.0 mol SO和1.0 mol O置于10 L密闭容器中，22 反应达平衡后，体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数等于_____。 ? 平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)_______K(B)(填“,”、“,”或“,”)。 解析:本题将反应转化率用简单图像表示出来，考察学生对图像信息的观察和分析能力。从转化率和压强的关系图像中可以得到，SO的平衡转化率在0.10 MPa时为2 80%，参加反应的SO物质的量为1.6 mol，参加反应的O物质的量为0.8 mol，22则SO、O、SO平衡时的浓度分别为0.04 mol/L、0.02 mol/L、0.16 mol/L。 223 -2平衡常数K= 8.0×10 c 4 平衡状态由A变到B时，虽然转化率增大，但反应温度没有改变，所以化学平衡常数不发生改变，K(A)= K(B) 2.2. 教学过程的反思:通过7道例题的练习，由简到难逐层推进感觉教学效果很好，针对化学平衡常数的特点“以练代讲，以算助学”起到了“学生自己多动手，在做中学，在练中体会”，几乎每个学生都会简单计算，也体现了新课程的特点。同时也通过具体实例体会化学平衡常数在生产领域的应用。但是，在教学中也存在以下问题: 2.2.1学生的计算能力太弱:本节课设计的是以练为主的教学方法，对学生的数学计算有一定的要求，于是暴露出学生的计算能力很薄弱，计算技巧缺乏。回顾高一教学还是计算强化不够，当然如果初中就开始训练更好，这就是化学初高中衔接的一个大问题。 2.2.2 学生的遗忘能力超强:开始笔者认为可能是平行班学生学习品质较差的缘故，在随后的期中测试题中化学平衡常数的计算学生的得分情况并不太好。但是将前面3个重点班的本题得分情况对比之后很相似，就开始思考原因。归根结底还是没有理解或者说理解不到位，浮躁的学生太多。 总结:在化学平衡常数的教学中“理解新课标 把握新课标”，是不容易掌控的，讲课之前的设计和课堂的具体实施都需要不断调整。“理解新课标 把握新课标”是我们实施新课程的准则，但是很多具体问题和连带问题仍需要教育环境的诸要素共同改善和解决。 参考文献: 〔1〕. 《高中化学课程标准(实验) 》人民教育出版社 〔2〕. 《新课程高考亮点—化学平衡常数的考查》 马会林 《中学化学教与学》2008，9，43-45 〔3〕. 《化学平衡常数的几种考查形式》 邱绍方 《中学化学教与学》2009，10，58-60 〔4〕. 陈波 (高中化学 湖北荆州化学四班 ) 5 6