依据化学反应原理确定生成过程优秀教案设计

教学基本信息

课题

所属模块及章节

授课人

基于实验事实和反应原理再认识相互竞争的平行反应

高三化学复习课

北京市大兴第一中学 刘翠茹

教学目标设计

1、实验探究中现象做为证据，分析微观粒子及产物和反应能力提升；能根据现象分析所发生的相互竞争的反应的先后，并从原理做解释

2、宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的核心素养的培养

3、实验探究问题模型的建构和应用

关注宏观现象或资料分析微观粒子、从原理角度解释竞争反应先后

原理解释、资料的提取和应用

PPT、实验、视频观看

教师活动

【布置任务】实验1-1：向NH4HCO3溶液中由少到多加入NaOH固体至过量,书写反应的离子方程式。

[拍照]巡视，发现不同的答案，拍照希沃同屏分析。

环节一：竞争反应先后认识模型建立

典型答案有右侧三种：

【追问】书写顺序有什么含义吗？

你有证据吗？

【讲解】我们把相同条件下，相同体系里发生的相互制约相互影响的反应叫相互竞争的平行反

教学目标

教学重点

教学难点

实验仪器及药品

媒体手段

教学环节

学生活动

书写

1、NH4+ + OH-

= NH3·H2O

HCO3- + OH-

= CO32-

+ H2O

2、HCO3- + OH-

= CO32-

+ H2O

NH4+ + OH-

= NH3·H2O

3、NH4+ + HCO3- + 2OH-

= NH3·H2O+CO32-

+ H2O

1和2是反应发生的先后，3是反应同时发生。

没有证据！

1 设计意图

意图：

常见化学实验，用新资料和信息推翻固有认识，从新的角度认识化学实验中的相互竞争的平行反应，形成认识化学实验的

应。

宏观事实和现象才是有力证据，但是因为这个实验没有明显现象，所以我查到了一些资料。请看学案第一页下面的资料一第一条。读图说说你读到的信息和结论

【分析】反应先后？

【追问】根据资料用反应原理解释？速率和限度角度。

【梳理】我们来梳理一下思路：面对物质混合体系，我们寻找微粒及反应，分析可能发生的相互竞争的平行反应，这些反应是同时还是先后呢？找客观事实做证据来证明，如何从化学反应原理角度解释反应的先后呢？从两个主导因素分析，一个是速率一个是限度。

模型，渗透宏观辨资料一1：1L0.1mol/LNH4HCO3溶液中识与微观探析的核加入NaOH后各粒子浓度变化曲线

心素养。

证据推理

与模型认

知

都很快，几乎同时发生，反应1稍优

先

2、大多数离子反应的活化能为0；（速

率快）

-+4

3、（OH与NH4）K1=5.7×10

（OH-与HCO3-）K2=5.6×103

认知模型速率：都很快且相差不大

的建立和形成

限度：K差异小，同时发生

倾听

2

【任务】实验1-2：向NH4HSO3溶液中由少到多加入NaOH固体至过量

根据资料，分析反应先后，并解释。

资料二1、1L0.1mol/LNH4HSO3溶液中加入NaOH后各粒子浓度变化曲线

+

-

NH4+ OH= NH3·H2O

HSO3-

+ OH-

=

SO32-

+

H2O

反应有先后，0.1之前：反应4优先反

应，反应3少量反应，0.1之后，反应

3主反应

认识到即使类型相速率：都很快且相差不大

同的酸式限度：K差异大，K大的优先，产物铵盐与同样的碱反也越多

应情况也

并不相同，有证

据可说明。

资料二

2、大多数离子反应的活化能为0；

3、（OH-与NH4+）K3=5.7×104

（OH-与HSO3-）K4=1.02×107 【拍照同屏分析】

[总结]即使同样是酸式铵盐，反应先后也是不同的。总结以上两个实验，发现化学反应速率很快且相差不大时，主导反应先后的因素是K，K大的优先。没有实验现象和事实做为证据的结论都是武断的。

速率都快，K是反应先后的主导因素

3

【过渡】以上实验没有明显现象，

我们只能用相关资料做证据，下面实验就有明显的实现现象，如何根据现象确定产物？及反应先后？

【追问】1、Ag++I-=AgI

沉淀反应

证据呢？黄色沉淀

2、2Ag++2I- =2Ag+I2,氧化还原反应，证据呢？右侧变黄，加淀粉变蓝。

左侧现象呢？

【展示】实验图片：按时间顺序环节二

模型在简单反应体系中的应用

依次为：

实验2、某学习小组研究AgNO3溶液与KI溶液的反应，向AgNO3溶液中滴加KI溶液。

现象：立即产生黄色沉淀。

1、产生黄色沉淀的离子反应为：

。

根据现象写基本反2、该小组同学认为二者可以发生氧化应的书写还原反应，于是利用下图装置探究两种练习

溶液能否发生氧化还原反应：

练习使用（注：已通过其他实验证明体系中I-实验中的+只被Ag氧化，与其他氧化剂无关）

现象当做该反应的离子方程式

。

证据分析产物

直观现象说明产物

3、AgNO3溶液与KI溶液直接混合发

生沉淀反应，而非氧化还原反应。请从

化学反应原理角度推测可能的原因：理论角度_____

分析原因

左侧碳棒上附着银白色金属。

【追问】沉淀反应和氧化还原反

沉淀反应优先

关注右侧烧杯颜色变化：黄变棕黄

左侧碳棒附近呢？

应是竞争的平行反应，都能发生，

4

但混合时沉淀反应发生了而氧化还原没发生，直观说明了反应的先后？

【过渡】相互竞争的化学反应先后要么化学反应限度主导，要么化学反应速率主导吗？如果体系中有多个相互竞争的平行反应就会复杂一些。我们以2017年北京高考28题复杂体系为例继续讨论。

实验现象1：

环节三------模型在复杂体系中的应用

烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。

1、取出少量黑色固体，洗涤后，加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀，证明黑色固体中含有 。

2、取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有 。

3、针对“溶液呈黄色”，继续实验：取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，同时发现有白色沉淀产生。（资料：Ag与SCN生成白实验证明反应体系变黄只与Ag有关，与其他无关

【追问】反应发生的证据呢？

++

速率：沉淀反应大于氧化还原反应，立即生成，原电池时间长。

实验3（2017年北京高考28题）某小组在验证反应“Fe + 2Ag+ = Fe2+ + 2Ag”的实验中检测到Fe3+，发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05 mol·L-1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置,分析写出此反应过程中相互竞争的平行反应。

意图：复杂推理能力的训练

利用模型训练清晰的逻辑思维

【追问】用化学反应原理解释？

速率是竞争反应的主导因素

分析发生反应的证据，哪些是有证据的，哪些是没有证据的。

氧气可硝酸不参与氧化Fe2+反应的证黄只与Ag有关，与其他无关

5 +已通过其他实验证明反应体系变色沉淀AgSCN）。注：已通过其他据是：

先增大后减小，3-30分钟，Fe3+生成，

【追问】反应先后的证据呢？

实验ⅰ～ⅲ中Fe浓度变化是：

，

结合方程式解释推测原因：

。

【追问】如何从原理角度解释呢？

结合资料四1解释

补充实验3：

向硝酸酸化的0.05 mol·L-1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，不断剧烈振荡（原题是“搅拌后静置”），取上层清液，滴加KSCN溶液，预测现象

现象：溶液不变红，也无白色沉淀。说明什么？

3+30-120分钟，Fe3+消耗，

反应开始时，c(Ag+)大，以反应①、②为主，c(Fe3+)增大; 约30min后，c(Ag+)小，

以反应③为主，c(Fe3+)减小。

读取资料四1 1、一般说来，溶液中离子之间的反应比固和液之间反应的活化能更小。

说明：速率按顺序应该“慢快慢”，①慢②快持续生成Fe3+，③慢意味着Fe3+消耗的慢，Fe3+可以存留，所以能看到Fe3+生成存在后消失。

预测现象

溶液不变红，说明没有Fe3+出现

也无白色沉淀，说明没有Ag+消失

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结合资料四2，并解释

2、化学平衡及常数:

化学平衡及常数:

①Fe + 2Ag+ =Fe2++Ag K1≈1042②Fe2+ + Ag+ = Fe3+ + Ag K2≈103

③Fe + 2Fe3+ =3Fe2+

K3≈1041

面对化学实验问题，我们的首要任务是挖掘实验事实做为证据，判断体系中存在的微粒及发生了哪些相互竞争的平行反应，反应环节四：总结

是同时还是先后发生，如何从化学反应原理角度解释反应的先后呢？那就是两个主导因素，一个是速率一个是限度，分析是速率主导还是限度主导，还是二都共同主导

不断剧烈振荡，目的是增大接触面积，加快反应速率，当速率都大时，限度起主导作用，反应K都很大，所以反应进行到底，产物只有Fe2+

倾听

提升认识高度

板书设计

基于实验事实和反应原理再认识相互竞争的平行反应

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