课题2　人工固氮技术──合成氨教学设计实例

《以影响平衡移动因素的探究为基础探讨合成氨条件的选择》教学设计

【教学与评价目标】

1、教学目标：

（1）理解化学平衡的概念,使学生理解浓度、压强对化学平衡的影响

（2）分析“浓度实验”，“压强实验”，“温度实验”逐步探究平衡移动的原理

（3）采用讨论、分析、对比的方法，培养学生的观察能力和实验探究能力

（4）提高分析、解决问题的能力和透过现象看本质的科学态度与素养

2、评价目标：

（1）通过“浓度实验”，“压强实验”，“温度实验”设计方案的交流和点评，诊断并发展学生实验探索的水平（定性水平、定量水平）

（2）通过讨论、分析、对比的方法，诊断并发展学生的观察能力和实验探究能力（视角水平、内涵水平）

（3）通过分组实验，诊断并发展学生的学习兴趣，以及尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度,树立透过现象看本质的唯物主义观点（学科价值视角、社会价值视角、学科和社会价值视角）

【学习重点】

浓度、压强、温度对化学平衡的影响

【学习难点】

平衡移动的原理分析及应用

【教学过程】

【课堂引入】同学们，我们都知道农业是一个国家的第一产业，粮食的丰收离不开化肥的合理使用，而化肥中氮肥的使用量占总量的百分之七十，氮肥的合成离不开合成氨工业，下面请大家观看视频【百年合成氨】。

【教师】通过视频我们知道了合成氨历经百年，在科学家的不断努力下终于“将空气变为面包”，而当时非常著名的科学家能斯特却认为该反应没有任何价值，请大家分组讨论一下：为什么能斯特认为该反应没有价值？

【学生】学生分组讨论

【学生讨论回答】速率慢、产率低、该反应不能发生

【教师】总结：速率、平衡、方向的角度进行讨论，引导学生分析该反应具有低温自发性。

【过渡】既然该反应能够发生，今天我们就从速率、平衡的角度研究一下：影响平衡移动的因素，进而讨论一下合成氨的条件的选择。首先我们回顾一下为什么平衡会移动？

平衡移动的原因：①正逆反应速率不再相等；②Qc不等于K 【过渡】知道了平衡为什么移动，那么影响平衡移动的因素有哪些呢？

【学生】浓度、压强、温度等

【教师】今天我们通过实验探究进一步巩固一下相关知识，在生活中老师发现一个奇怪的现象，我在泡黑枸杞的时候，水的颜色总在变化，作为一名化学老师这引起我极大的好奇，查阅资料得知，黑枸杞中含有丰富的花青素（用A代表花青素），其在不同的酸碱性条件下回呈现不同的颜色，反应原理：A（蓝）+H+AH+（红）

【A代表花青素】今天我们利用该反应探讨一下浓度对平衡的影响。

二、影响平衡移动的因素

1、浓度----分组实验探究

反应原理：A（蓝）+H+AH+（红）

【A代表花青素】

可选药品：黑枸杞水、6 mol/L硫酸、6 mol/LNaOH溶液、蒸馏水

选用仪器：点滴板、胶头滴管

实验方案：

编号

1 2 3 4 实验操作

6滴原液

6滴原液+1滴蒸馏水

6滴原液+1滴H2SO4溶液

6滴原液+1滴NaOH溶液

实验现象

平衡移动方向

符号表征：利用v-t图，分析平衡移动

加H2SO4

加NaOH 若加水使溶液体积为原来的2倍，请分析平衡移动的方向

【学生】学生讨论活动并实验证明

【温馨提示】

建立初始体系，再改变条件，看怎样影响，注意控制变量！

分组讨论方案并展示

引发问题

同学们交流、讨论方案

得出方案

的合理性和可行性

实验探究

实验操作

根据现象讨论化学原理

符号表征

【基本流程并PPT展示】大家分组讨论分析

分析结果展示思考一

开始实验验证

得出结论

平衡移动图像

【教师】若加水使溶液体积为原来的2倍，用Qc与K关系分析

【过渡】若不是液态体系，是气态体系，体积变为原来的2倍，我们可以考虑是压强的影响，一般情况下我们会选择一个有色体系来进行研究，但是颜色特别浅或者是无色体系不易观察我们怎么办呢。几天我们一起借助高科技设备“压强传感器”一起研究一下。

【教师】大家分组讨论实验中出现的小尖角代表的意义并完成学案相关部分

【学生】分组讨论，完成学案

2、压强

如何用平衡常数解释上述平衡移动方向？

符号表征：利用v-t图，分析平衡移动（2NO2

N2O4）

增大压强 减小压强

【教师】带领学生分析后提问：还有什么因素可以影响平衡移动？

【学生】温度、催化剂

【教师】我们知道化学反应伴有能量变化，下面我们以下面的反应研究一下：

3、温度----分组实验探究

Co(H2O)62+（粉红色）＋4Cl－

CoCl42－（蓝色）+6H2O

△H>0

符号表征：利用v-t图，分析平衡移动

升高温度

降低温度

如何用平衡常数解释上述平衡移动规律？

【教师】最后我们看一下催化剂有什么影响？查阅大量资料我们发现：

4、催化剂----改变反应速率，不改变化学平衡态

【教师】以上是影响平衡移动的主要因素，在大量实验的基础上勒夏特列总结出平衡移动原理，其内容为：如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向着减弱这种改变的方向移动。我们要谨记，勒夏特列原理和平衡常数是解决平衡问题的两把金钥匙，考虑问题就有了方向。

【教师】综上我们探究讨论的结果。结合相关知识，分组讨论合成氨条件的选择？

【学生】学生讨论得出以上结论

【教师】科学家探索的脚步从未停止，有研究低温合成氨，生物酶合成氨，还有研究电化学合成氨，相信在未来的100年里还会有许多科学家为合成氨做出杰出贡献。那么通过今天这节课，你有什么收获呢？

【学生】谈谈自己的收获

【结课】同学们都说的非常好，未来是大家的，请向科学家们学习，学习他们不断探索、勇于创新、敢于挑战的精神，肩负起你们的历史使命努力学习，为社会发展做出你们的贡献，谢谢大家，下课！

【板书设计】

【教学反思】

在教学设计与教学效果上都达到了预期效果，取得了较满意的结果。本节课的教学设计内容适当，课堂教学探究性的问题和环节比较多，在提出问题→科学猜想→实验验证→得出规律→反思提高各个环节环环相扣，充分体现了学生的主体地位。在研究浓度对化学平衡移动影响时，教师充分挖掘教材创新的实验：黑枸杞溶液的反应，验证浓度对平衡的影响，创新使用点滴板实验，控制变量的试验方法得以充分体现。通过实验现象的观察与讨论，让学生真正理解改变浓度对化学平衡移动影响的原因。压强实验选用“压强传感器”，让同学有更加直观的感受，温度实验的选择也是现象明显，学生易观察，操作简单。整节课充分发挥了学生主体，教师主导的思想，体现了化学学科的特色！

在自我反思和与听课教师的交流中，我也发现课堂中的一些问题与不足。1、在教学过程中，我的面部表情比较单一，讲授知识和组织活动过程中音调变化不明显，没有抑扬顿挫之感。

2、在几个实验探究环节中，部分小组在实验操作过程中存在错误操作，发现问题时我只作了个别提醒，课后想来若是在发现学生出现错误操作时针对全班一句简单的提醒，应该可以让更少的同学犯错误，节约更多时间并提升实验效果。