丁 浩

（江蘇省梁豐高級中學 江蘇 張家港 215600）

高中化學（蘇教版）中平衡常數(shù)主要涉及了化學平衡（化學平衡常數(shù)）、電離平衡（弱電解質電離常數(shù)、水的離子積）、水解平衡（水解平衡常數(shù)）和沉淀溶解平衡（溶度積）四種，從本質來講都是表示可逆反應進行程度的一種量度。 四種平衡常數(shù)本質上都是基于核心知識——可逆反應化學平衡狀態(tài)的平衡常數(shù)，都可以運用平衡常數(shù)相關知識解釋。

復習中引入學案的目的是為了更好地整合知識，學案可以更好地解剖和鞏固知識點、 構建知識網絡，培養(yǎng)學習能力。 學案的設計要充分體現(xiàn)學習的目標、重難點的突破、方法的總結和提煉、知識的螺旋式上升的過程。 根據(jù)本學習單元的內容目標本學案設置了審視考點、梳理雙基、互動感悟、創(chuàng)新提升四個環(huán)節(jié)。

一、審視考點 明確核心知識

審視考點作為學案的第一部分，是對課程標準和考試說明解讀，同時結合學生實際情況細化為較為具體的可操作的目標，并對其難度做出大致的判斷。 審視考點是對學習內容的引領和規(guī)劃，是一個學習單元的出發(fā)點和歸宿。

化學平衡是可逆反應在一定條件下達到的最大反應限度時的狀態(tài)，化學平衡常數(shù)則是該狀態(tài)下的各物質濃度的關系，通常用生成物濃度的化學計量系數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量系數(shù)次冪的乘積所得比值表示。

課程標準和考試說明對這部分內容的要求是“理解化學平衡和化學平衡常數(shù)的含義，能用化學平衡常數(shù)計算反應物的轉化率；了解弱電解質的電離平衡常數(shù)；了解難溶電解質的沉淀溶解平衡（能運用溶度積常數(shù)（Ksp）進行簡單計算）。 ”

對照課程標準和考試說明、 結合學生的掌握情況，在本課例中把學習目標定位為：本專題擬從平衡常數(shù)的表達出發(fā)，拓展到各類平衡常數(shù)，并引入水解平衡常數(shù)，并讓學生在運用過程中明了平衡常數(shù)的本質。 具體把上述目標細化為：熟悉各種可逆反應的平衡常數(shù)（K）的表達和應用；通過對“平衡常數(shù)”用于平衡狀態(tài)的判斷、平衡移動方向、平衡轉化率等問題的研討，增強分析問題、處理數(shù)據(jù)的能力，以及從數(shù)據(jù)中獲取信息、總結規(guī)律的能力；了解存在多重平衡的反應平衡常數(shù)的處理和相互關系。

二、梳理三基 遵循學習規(guī)律

“三基”包括了基礎知識、基本技能和基本方法，是學案的核心，是對課程標準和考試說明涉及的知識和能力考查的細化， 在教學過程中往往以改編題形式出現(xiàn)，以習題帶動知識點的復習，并強化知識的運用能力。 通過學生的交流討論，在此基礎上總結形成方法和規(guī)律。

學生經過相關平衡的學習后，對其中的定量表示方法平衡常數(shù)之間有些混淆，在學案的“梳理三基”中設置了“平衡常數(shù)的表達”，請學生寫出化學平衡的平衡常數(shù)的表達式。

學案片段一：寫出下列反應的平衡常數(shù)的表達式

以上平衡常數(shù)的表達式中涉及了學生容易混淆的水、固體和氣體的處理。 水是否列入平衡常數(shù)表達式主要有以下四種情況： 純水（①）、 水溶液中的水（④）、氣態(tài)水（②）和非水溶液中的水（⑥），有利于學生通過對比，更清楚對水不同狀態(tài)和是否為水溶液的不同處理方式。 ①和④中的液態(tài)水的濃度是常數(shù)，不列入平衡常數(shù)的表達式。 在非水溶液中的反應如⑥有機反應中水的處理還是比較少見，由于在非水溶液中進行的反應中，水的濃度會發(fā)生變化，其濃度應該要列入平衡常數(shù)的表達式，即

這部分設計通過學生嘗試書寫平衡常數(shù)的表達式，在此基礎上相互交流討論歸納書寫平衡常數(shù)的注意點， 有助于補充和提高和掌握平衡常數(shù)的表達方法，更可以從感性認識上升到理性認識。

對于存在多重平衡的多個可逆反應，由于在同一反應體系中，根據(jù)同種物質的濃度相同，可以消去部分物質的濃度，使得總反應和各個分反應平衡常數(shù)存在某種關系。 相應的學案片斷如下：

學案片段二：

反應1：2NO（g）＋O2（g）?2NO2的平衡常數(shù)為K1；

反應2：2NO2（g）?N2O4（g） 的平衡常數(shù)為K2；

總反應：2NO （g）＋O2（g）?N2O4（g）的平衡常數(shù)為K總。

寫出K總和K1、K2之間的關系__________________。

寫出以上三個反應的平衡常數(shù)的表達式：

加以處理得到總反應和反應1、2 的平衡常數(shù)關系：

分析上述反應發(fā)現(xiàn)，可以由反應1 和反應2 相加得到（存在多重平衡）總反應，由相關反應的平衡常數(shù)表達式可以得出總反應的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積。 如果總反應可以由多個反應方程式相減得到，則總反應的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之商。

三、互動感悟 適當拓展延伸

互動感悟環(huán)節(jié)，互動的問題源于基礎知識，著重運用基本技能和方法，嘗試解決實際問題，通過生生互動、師生互動得出更切合學情的規(guī)律性的東西。

平衡常數(shù)表示了可逆反應達到平衡狀態(tài)時各種物質的濃度之間的定量關系，對于可逆反應，利用某時刻濃度商可以判斷是否處于平衡狀態(tài)。 比較相同條件下濃度商和平衡常數(shù)的大小經常可以用于判斷化學平衡移動的方向，Qc＜K，平衡正向移動；Qc＞K，平衡逆向移動；Qc＝K，處于平衡狀態(tài)。

學案片段三：高爐煉鐵時發(fā)生如下反應：

FeO（s）＋CO（g）?Fe（s）＋CO2（g）（正反應為吸熱反應），已知1100℃時，該反應的化學平衡常數(shù)為0．263。若在1100℃時，測得高爐中c（CO2）＝0．025 mol·L－1，c（CO）＝0．1 mol·L－1，在這種情況下該反應是否處于平衡狀態(tài)______，此時化學反應速率是v 正______v逆（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因__________________。

根據(jù)化學平衡常數(shù)判斷在一定條件下某可逆反應是否達到平衡狀態(tài)以及非平衡狀態(tài)下化學平衡移動的方向，利用化學平衡常數(shù)求出平衡時某物質的濃度，將化學平衡常數(shù)與化學平衡的移動結合起來考核是命題的主導方向。 對上述可逆反應該時刻計算濃度商Qc＝0．25，Qc＜K，平衡正向移動，v正＞v逆。

在此基礎上，可逆反應mA（g）＋nB（g）?pC（s）＋qD（g），平衡常數(shù)為K（某溫度時）。 若在某時刻，反應物和生成物的濃度分別如下：c（A）、c（B）、c（C）、c（D），通過計算判斷平衡的移動方向。 本題從特殊到一般，利用平衡常數(shù)（K）和濃度商的大小關系比較得出平衡是否移動和移動的方向。

沉淀的生成以及沉淀的轉化是沉淀溶解平衡中的難點，學生比較容易理解的是溶解度較大的物質轉化為溶解度較小的物質，對于反應轉化為溶度積大的物質不易理解，在學案設計時有意識的增加了這一環(huán)節(jié)。 相應的學案片斷如下：

學案片段四：雖然BaSO4比BaCO3難溶于水，但在CO32－濃度較大的情況下可以將BaSO4轉化為BaCO3，反應可表示：BaSO4（s）＋CO32－（aq）?BaCO3（s）＋SO42－（aq），當溶液中c（CO32－）是c（SO42－）的______倍時，即可實現(xiàn)轉化。 （Ksp（BaSO4）＝1．0×10－10，Ksp（BaCO3）＝2．5×10－9）

在沉淀轉化的過程中，體系中同時存在BaSO4和BaCO3的溶解平衡，滿足：

對于BaSO4（s）＋CO32－（aq）?BaCO3（s）＋SO42－（aq），

通過本題可以讓學生加深對存在多重平衡的可逆反應的平衡常數(shù)的理解和運用。 以及工業(yè)上可以采用資源豐富的重晶石轉化為碳酸鋇進一步制取鋇的化合物的工藝流程。

四、創(chuàng)新提升 謀求知識跨越

水解平衡，在中學中要求能夠定性理解，但是由于學生對中和反應的深刻理解影響了對水解的認識，對一般單離子的水解是微弱的更是難易理解，在學案設計的創(chuàng)新提升環(huán)節(jié)中引入了水解平衡常數(shù)，從定量的角度認識水解反應，讓學生通過現(xiàn)有知識的加工認識微觀的水解。

學案片段五：常數(shù)常用Kh表示，試計算某溫度下0．1 mol·L－1， 的CH3COONa 溶液的水解平衡常數(shù)Kh（用Ka和Kw）。

點評：在CH3COONa 溶液中存在三個平衡：

三個平衡中涉及的同種離子濃度是相等的，根據(jù)三個平衡常數(shù)的表達式可以得出Kh與Ka、Kw的關系。

通過多重平衡的運用，把對應的弱電解質的電離常數(shù)和水解平衡常數(shù)結合起來，不僅加深學生對平衡常數(shù)的理解，而且從更直觀的角度理解了“越弱越水解”： 由于水解平衡常數(shù)等于離子積除以電離平衡常數(shù)，所以電離平衡常數(shù)越大，水解程度越小。

學案的設計不僅體現(xiàn)教師對學習內容的理解，更需要在建立在充分了解學生學情的前提下，通過對知識的梳理，體現(xiàn)知識和能力的螺旋式上升過程。 本學案的設計充分抓住平衡常數(shù)這一核心概念，體現(xiàn)了從一般（化學平衡）到特殊（電離平衡、水的離子積、溶度積等），把相關知識進行了充分的整合，并提升到水解平衡常數(shù)，充分用活了平衡常數(shù)。