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简答题 高中化学
2023-03-14

阅读案例,并回答问题。

下面是某教师关于" 化学反应的限度”的教学活动实录片段:

环节一:了解反应限度

教师:(创设情境)19世纪,为了生产更多的氮肥,科学***希望用氢气和氮气合成氨时,反应物能完全转化为生成物,但是却始终未能成功。

教师:同学们想过吗,是不是在****化学反应中反应物都能转化为生成物?让我们一起来做-做下面的实验(学生分组做以下实验):

①取1滴管0.1mol.L-1的KI溶液于试管中,向其中加入2滴0.1mol.L-1的FeCl3,溶液,充分振荡;②继续向上述溶液中加入等体积的CCl4, 充分振荡后静置,③在上层清液中滴加1滴KSCN溶液。

教师:大家都观察到了什么现象?

学生:①中溶液变黄;②分层,下层显紫红色;③溶液变成血红色。

教师:这些现象说明什么?为什么***实验③中还能看到血红色?

学生:说明上层清液中还有Fe3+, Fe3+ 不能完全转化为Fe2+

教师:对,说明在2K+2FeCl2=l2+2FeCl2+2KCl反应中, Fe3+不能完全转化为Fe2+,或者说,在反应向右边进行的同时,也在向左边进行。这种在同一反应条件 下,既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的反应,反应有一定的限度, 反应物不能完全转化为生成物,这类反应就被称为可逆反应。

教师:你们还能列举哪些可逆反应?

学生:合成氨反应。

教师:对,合成氨反应是可逆反应,氮气和氢气在合成氨气

的同时,氨气也在分解。

学生:氢气和氧气生成水。

教师:是吗?我们一起来分析一下。可逆反应是指在相同条件

下,既可以向正反应方向,又可以向逆反应方向进行的反应。氢气和氧气生成水的条件是点燃,水电解生成氢气和氧气的条件是通电。显然,氢气和氧气生成水的反应不是可逆反应。

环节二:理解反应限度

教师:(创设情境)某实验***研究中,450°C时, 往一个2L的密闭容器中充入1molN2和3molH2,反应过程中对NH3 的浓度进行检测,得到的实验数据如下:”

教师:请大家根据上表分析氨气的浓度呈现怎样的变化规律?

学生:氨气的浓度先增大后保持不变。

教师:为什么氨气浓度会有这样的变化?我们可以绘制氨气的生成速率(正反应速率)与分解速率(逆反应速率)随时间变化的速率(v)- -时间(t) 关系图来分析。

我们知道,反应速率和反应物浓度成正比,开始****体系中没有氨,氨的分解速率为0,随着反应的进行,正反应速率逐渐变小,逆反应速率逐渐增大,直至正反应速率与逆反应速率相等。此时,氨分解和合成的速率相等且都不为0,所以氨的浓度保持不变。反应物和生成物的浓度不再变化,可逆反应达到最大限度,即化学平衡状态,所以化学平衡**是动态平衡。

环节三:

问题:

(1 )请简述该案例中教师的主要教学思路。(6分)

(2)请分析该教师上述教学过程的主要优点。(10分)

(3)该案例中教师的教学还可以做哪些优化?(4分)

参考答案

暂无

答案解析

(1)教学思路:
首先结合合成氨这一工业生产创设情境,提出问题:是不是在化学反应中反应物都能转化成生成物?
接下来结合Fe3+与I之间的反应实验事实,认识到:在化学反应中反应物并不是都能转化成生成物,认识到化学反应存在一定的限度,学习“可逆反应”的概念,并且对概念理解的易错点进行说明,重点说明“同一条件下”。
接下来老师结合生成氨气的数据表引导学生进行分析,并且绘制速率-时间变化图像,在此基础上认识化学平衡状态及其特点:逆、动、等、定、变、同。
(2)优点:
①教学两个环节中都创设了合成氨的教学情境,能够提升学生的社会责任感,感受化学在工业生产中做出的重要贡献。
②结合化学实验现象引导学生认识到反应物不能完全转化为生成物的事实,有利于培养学生的证据意识,提升分析和解决问题的能力,提升科学探究能力。
③老师请学生们列举一些可逆反应, 并且针对学生的易错点进行解释,有利于及时对学生进行诊断及其反馈,同时建立“可逆反应”的认知模型。
④结合实验数据,请学生自主绘制可逆反应中正、逆反应速率随时间变化的图像,有利于学生抽象逻辑思维的发展,同时有助于“科学探究和创新意识"这一核心素养的发展。
⑤在本节课涉及到的实验现象、数据分析、结合图像提出“化学平衡状态”等,都能帮助学生更加直观具体的理解本节课的学习内容,体现化学教学的直观性原则。
(3)本节课可以优化的部分如下:
①在实验部分中,可以请学生自主设计实验检验试管中是否还存在未发生反应的Fe3+与I,培养科学思维。
②在通过实验数据展示氨气的浓度时,也可以同步展示氮气、氢气的浓度变化,能更加直观的展现反应物不能完全转化为生成物,化学反应是有一定的限度的。
③认识“化学平衡状态”之后,可以结合图像分析平衡状态的特征,明确化学平衡是动态平衡。

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