摘 要:以“化學反應原理”中“化學反應與化學平衡”內(nèi)容為例,探討情境教學的具體實踐,以供參考.
關鍵詞:情境教學;
化學反應原理;高中化學
中圖分類號:G632 文獻標識碼:A 文章編號:1008-0333(2022)30-0119-03
收稿日期:2022-07-25
作者簡介:岳沭寧(1989.5-),女,江蘇省沭陽人,碩士,中學一級教師,從事高中化學教學研究.
1 情境教學在化學反應速率教學中的實踐
情境一:實驗情境.
課堂上使用少量催化劑為學習者展示H2O2在水溶液中發(fā)生分解反應的實驗.實驗依據(jù)的原理為
而后要求其依據(jù)表1H2O2溶液分解時c(H2O2)的變化,畫出H2O2分解的濃度-時間曲線,并以10 min為間隔,探討平均每分鐘H2O2的物質(zhì)的量的變化值.
學習者通過計算可以看出在不同的時間短內(nèi)H2O2物質(zhì)的量的變化是不同的,而后要求其思考,哪一時間短速率較快,哪一時間短速率較慢,該用什么參數(shù)進行表示呢?
在此基礎上講解化學反應速率的概念,并結合aA+bB=cC+dD這一反應,分別展示使用A、B、C、D四種物質(zhì)表示化學反應速率的表達式,幫助學習者建立清晰的計算模型.
情境二:實驗以及多媒體情境.
實驗情境1:課堂上準備兩個錐形瓶(標記為甲、乙)、兩個氣球、碳酸氫鈉粉末等.向甲、乙兩個錐形瓶分別加入60mL 2mol/L、60mL 0.2mol/L的鹽酸,而后向兩個氣球中均加入10g碳酸氫鈉粉末.將兩個氣球均套在錐形瓶上使碳酸氫鈉粉末落入錐形瓶和鹽酸發(fā)生反應.要求學生觀察實驗現(xiàn)象、分析實驗原理、總結從實驗中獲得的啟發(fā),使其能夠初步認識濃度越大化學反應速率越快.同時,預留空白時間要求其自學課本中的“碰撞理論”內(nèi)容,使其能夠運用“碰撞理論”解釋實驗結論.
多媒體情境:使用多媒體技術為學習者動態(tài)展示相關課件:在兩個容器中發(fā)生相同的化學反應,其中逐漸縮小其中一個容器的體積,使其內(nèi)部的壓強增大,使學習者能夠直觀地看到反應中物質(zhì)分子的變化情況,啟發(fā)其聯(lián)系所學的濃度對化學反應速率的影響,分析壓強給化學反應帶來影響的本質(zhì).
實驗情境2:將2mL 0.01mol/L的酸性高錳酸鉀溶液分別加入到三甲、乙、丙個試管中,而后再分別加入2mol 0.1mol/L H2C2O4溶液,甲試管放在冰水中,乙試管放在80℃的熱水中,試管處在常溫下,均發(fā)生化學反應
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===========
K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
要求學生觀察實驗現(xiàn)象,討論出現(xiàn)不同實驗現(xiàn)象的原因,總結結論.
實驗情境3:向A、B、C 3支試管中均加入等體積5%的H2O2溶液,而后均加入2~3滴洗滌劑,向A試管中加入2~3滴FeCl3溶液,向B試管中加入少量MnO2粉末,C試管什么都不加入,要求學習者觀察實驗現(xiàn)象.同時,要求其自學課本中反應速率理論,分析催化劑給化學反應速率的影響.
在完成上述內(nèi)容講解后,要求學習閱讀課本中“其他因素對化學反應速率的影響”部分,更加全面的認識到化學反應速率的影響因素.
2 情境教學在化學反應方向與限度中的實踐
該部分內(nèi)容理論知識較多,學習的關鍵在于深入理解.在進行該部分內(nèi)容教學中,采用以下情境:
情境一:自學情境.教學中預留25分鐘左右的時間要求學習者認真閱讀課本,牢記課本中的相關概念.
情境二:問題情境.設計如下問題,要求其思考、回答:
(1)下列有關化學反應的說法錯誤的是().
A.綜合分析焓變及墑變可確定反應能否自發(fā)進行
B.改變條件可使非自發(fā)反應變?yōu)樽园l(fā)反應
C.若某過程自發(fā)性已知,則可確定該過程是否一定會發(fā)生
D.一定溫度下反應2NaCl(s)=====2Na(s)+Cl2(g)的ΔH>0,ΔS>0
(2)反應一:H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)為K1;反應二:2HI(g)12H2(g)+12I2(g)的平衡常數(shù)為K2,若兩反應的平衡常數(shù)均在同溫度下測得,則K1,K2的關系為;
(3)已知可逆反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),則以下選項中可判斷反應達到平衡狀態(tài)的是().
A.單位時間內(nèi)消耗1 mol H2O的同時生成1 mol H2
B.兩個H—O斷裂的同時有兩個CO斷裂
C.反應容器內(nèi)氣體密度不再發(fā)生變化
D.混合氣體相對分子質(zhì)量不再發(fā)生變化
設計的三個問題均較為基礎,課堂上通過提問學生代表了解做題的正確率.針對錯誤的習題,要求學習者認真分析原因,及時回歸課本,真正的將相關概念搞清楚,弄明白.同時,針對學習者存在的共性問題,在課堂上集中進行講解,更好地澄清學生認識.
3 情境教學在化學平衡移動教學中的實踐
化學平衡移動是該部分的重點與難點.為更好地加深學生印象,理解與掌握化學平衡移動相關理論,實踐中創(chuàng)設以下教學情境:
情境一:實驗情境.
實驗情境1:課堂上展示如下實驗原理:
Cr2O2-7+H2O2CrO2-4+2H+
其中Cr2O2-7為橙色,CrO42-為黃色.取一支試管加入4 mL 0.1 mol/L K2Cr2O7溶液,而后加入數(shù)滴1 mol/L的NaOH溶液,觀察實驗現(xiàn)象.另取一支試管,將上述溶液分成兩等份,項其中一支試管中滴加數(shù)滴1 mol/L HNO3溶液,對比兩支試管溶液顏色.要求學習者從添加物質(zhì)的濃度角度分析試管變化的內(nèi)在原因,總結相關結論.
壓強也會對化學平衡產(chǎn)生影響.對于氣體參與的化學反應,增大壓強相當于增加物質(zhì)濃度.要求學習者從實驗情境1中得到的啟發(fā),思考、討論壓強是如何給化學平衡產(chǎn)生影響的.同時,要求其以aA(g)bB(g)反應為例,從化學平衡常數(shù)角度討論改變壓強化學平衡移動的方向.
實驗情境2:課堂上告知學習者實驗依據(jù)的原理為:
[Co(H2O)6]2+(aq)+4Cl-(aq)
[CoCl4]2-(aq)+6H2O(l),ΔH>0
其中[Co(H2O)6]2+為粉紅色,[CoCl4]2-為藍色.向一支試管中加入少量氯化鈷晶體(CoCl2·6H2O),再逐滴加入濃鹽酸至晶體完全溶解,而后加水至溶液呈紫色為止.將其分裝到甲、乙、丙三支試管中,分別放入熱水、冰水以及室溫下.要求學習者結合反應吸放熱、反應溫度的高低討論化學平衡移動的方向.
情境二:互動情境.設計的互動問題如下:
(1)請你任意選取一個可逆反應,使用勒夏特列原理解釋改變物質(zhì)濃度、反應壓強、溫度時平衡向哪個方向移動.
(2)某可逆反應正反應的ΔH<0,升高溫度平衡向哪個方向移動,在實際生產(chǎn)中為什么還要提高反應溫度呢?
(3)對于反應前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應,增大壓強或加入催化劑平衡是否移動,為什么?增大壓強、加入催化劑反應速率是否發(fā)生改變,怎樣改變?
(4)以N2(g)+3H2(g)2NH3(g),ΔH=-92.4kJ/mol,為提高的產(chǎn)率,可采取哪些措施,并說明原因.
課堂上圍繞上述問題與學習者互動,加深其了對勒夏特列原理的認識,幫助其清楚地認識化學反應速率與化學平衡移動之間的關系,使其認識到在實際化工生產(chǎn)中需要綜合考慮化學反應速率、化學平衡移動方向以及生產(chǎn)成本等因素,以選擇合理的反應條件.
情境三:問題情境.實踐中創(chuàng)設以下問題情境:
(1)可逆反應mA(g)+nB(?)pC(g)+qD(?)中A與C均是無色氣體,達到平衡后,以下分析正確的是().
A.改變條件平衡正向移動,D的百分含量一定增大
B.升高溫度,A的濃度增大,說明正反應為吸熱反應
C.增大壓強,平衡不移動,說明m+n一定等于p+q
D.增加B的量平衡后體系顏色加深,表明B必為氣體
(2)在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應,T1,T2下X物質(zhì)的量濃度c(X)與反應時間t變化的曲線如圖1所示,則().
圖1
A.由圖可知T2>T1
B.M點正反應速率較N點逆反應速率大
C.T2溫度條件下,在0~t1時間內(nèi),v(Y)=bt1mol·L-1·min-1
D.M點再加入一定量X,平衡后X的轉(zhuǎn)化率減小
(3)將5 mol A加入到1 L密閉容器中,在一定條件下同時發(fā)生:
2A(g)2B(g)+C(g),A(g)C(g)+D(g)兩個反應,平衡時測得c(A)=2.5mol/L,c(C)=2mol/L,則().
A.平衡時A的總轉(zhuǎn)化率為40%
B.達到平衡時K1=0.5
C.達到平衡時c(B)=2c(D)
D.達到平衡時K2=1.2
三個問題由易到難,逐步深入,鞏固學習者所學的同時能很好地鍛煉學習者的學以致用能力.
“化學反應與化學平衡”教學中結合教學內(nèi)容難易程度,靈活創(chuàng)設實驗情境、多媒體情境、自學情境、互動情境、問題情境,很好地激發(fā)了學生的學習熱情,營造了一種積極活潑的課堂氛圍,使學生能夠當堂理解與掌握所學,確保教學目標的順利完成.
參考文獻:
[1] 錢玉娟.高中化學情境教學模式下的教學實踐[J].數(shù)理化解題研究,2021(30):104-105.
[2] 袁瓊玲.高中化學反應原理教學中問題推進教學的實踐探析[J].高考,2021(29):61-62.
[責任編輯:季春陽]