著名教育学家波斯纳曾提出一个教师成长的模式,即“经验+反思=成长”,并指出没有反思的经验是狭隘的经验。在教学活动中,反思是以探究和解决教学问题为基本出发点,以追求教学实践合理性为目标的一种行为。反思对教师的发展和学生的成长都大有益处。
现我就高中化学选修模块四《化学反应原理》第二章“化学反应速率和化学平衡”第三节“化学平衡”的第三课时“等效平衡”一课的亲身经历谈谈体会。
前一节课我从化学平衡建立过程理解恒温恒容条件下,经极限转化完全相同的等效平衡的讲解,得出转化率不变,接着讲另外两种等效平衡。为了使学生巩固更好的掌握等效平衡,在第二节课上出了一道练习题:
5.有两只密闭容器A和B。A容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压,B容器能保持恒容。起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的体积比为2∶1的SO2和O2的混合气体,并使A和B容积相等(如下图所示)。在保持400℃的条件下使之发生如下反应:2SO2+O22SO3。试填写下列空格:
(1)A容器达到平衡时所需的时间比B容器__________;平衡时A容器中SO2的转化率比B容器_______;
(2)达到(1)所述平衡后,若向两容器中通入数量不多的等物质的量的氩气,A容器中化学平衡_________移动,B容器中化学平衡__________;
(3)达到(1)所述平衡后,若向两容器中通入等物质的量的原反应气体,达到平衡时,A容器的混合气体中SO3的体积分数_________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同);B容器的混合气体中SO3的体积分数_________。
先是给了学生近15分钟的思考时间,然后请两个化学基础较好的学生在黑板上写出他们的解析过程,出乎意料,两位学生的思维混乱没有条理,解题过程无章法可循。其间我巡视座位上学生做的情况,有的如何下笔都不知道,不知不觉,半节课就这样过去了,一道题目都没有得到很好的解决。化学平衡时高考的重点和热点,而化学平衡中的“等效平衡”更是化学平衡中的难点,若能洞悉各类“等效平衡”的有关问题,那么一切有关化学平衡的问题也就迎刃而解了,课后我对这节课进行了反思,意识到在教学中没有讲透等效平衡的思想。为此我就本道题对等效平衡的建立过程重新进行设计,我让学生探索,互相交流,亲身感受等效平衡的建立并反思总结规律。
总的教学设计如下:
①通过第一问分析出A、B两种状态中的变量和不变量。
SO2+O2=2SO3正反应为气体体积缩小反应,A装置中为了维持压强不变,体积必然减小;B装置中为了维持容积不变,压强必然减小。此时学生不难得出A容器中的压强为定量,体积为变量;B容器中体积为定量,压强为变量。得出结论A对B而言,在反应过程中VA>VB,B中压强减小致使平衡向逆反应方向移动,所以B中SO2的转化率小于A中SO2的转化率。
②通过第三问建立等效平衡过程,总结规律
a、达到①所述平衡后,若向两容器中通入等物质的量的原反应气体,A中变化如下:
气体物质的量增大2倍,为了维持压强不变体积也相应增大2倍,此时C(SO2)、C(O2)、V SO2%、V O2%均保持不变,所以A1与A2为等效平衡。A1中n SO2=2mol、n O2=1mol,A2中n SO2=4mol、n O2=2mol,在两种状态中n SO2/n O2=2/1,归纳出恒温恒压下等效平衡的规律:恒温恒压条件下对于反应前后气体分子数发生变化的可逆反应若改变起始加入情况,只要通过可逆反应的化学计量数换算成同一边物质的物质的量之比与起始加入量的比值相同,则两平衡等效。
b、达到①所述平衡后,若向两容器中通入等物质的量的原反应气体,B中变化如下:
B1中n SO2=2mol、n O2=1mol、V=1L,
B2中n SO2=4mol、n O2=2mol、V=1L
B1转化到B2体积维持不变,压强必然增大,平衡向正反应方向移动,此时n(SO2)、C(SO2)、V SO2%均在改变,此时B1、B2不等效。为了使B1、B2等效平衡,两种状态中V SO2%、V O2%应该相等(平衡不移动),所以在B1、B2中必须满足n(SO2)、n(O2)相等。由此归纳出相应的规律:恒温恒容条件下对于反应前后气体分子数发生变化的可逆反应,若改变起始加入情况,通过可逆反应的化学计量数换算成同一边物质的物质的量与原平衡起始加入量相同,则二平衡等效。
③改变反应,通过第三问完善等效平衡规律
把题中的反应SO2+O2=2SO3变为I2+H2=2HI会出现怎样的结果? 研究A中变化(I2+H2=2HI)
通入2molI2和1molH2使得气体物质的量增大2倍,为了维持压强不变,体积也相应增大2倍,此时C(I2) 、C(H2)、V I2%、V H2%均保持不变,所以A1’与A2’为等效平衡。A1’中n I2=2mol、n H2=1mol,A2’中n I2=4mol、n H2=2mol,在两种状态中n I2/n H2=2/1,归纳出恒温恒压下等效平衡的规律:恒温恒压条件下对于反应前后气体分子数不发生变化的可逆反应若改变起始加入情况,只要通过可逆反应的化学计量数换算成同一边物质的物质的量之比与起始加入量的比值相同,则两平衡等效。 研究B中变化(I2+H2=2HI)
B1’中n I2=2mol、n H2=1mol、V=1L,
B2’中n I2=4mol、n H2=2mol、V=1L
B1’转化到B2’体积维持不变,压强增大,但对于反应前后气体体积不变的化学反应(I2+H2=2HI)增大压强平衡不移动,所以在B1’、B2’中V I2%、V H2%相等建立等效平衡。由此归纳出相应的规律:恒温恒容条件下对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,若改变起始加入情况,只要通过可逆反应的化学计量数换算成同一边物质的物质的量之比与原平衡起始加入量相同,则二平衡等效。
④归纳总结,深化思想
通过这节课,学生不仅建立了模型思想,在练习中学会分析问题,总结归纳等效平衡的结论,同时化难为易,化散为整,对等效平衡的精髓深刻领会。