【摘要】化学平衡常数是中学学科核心概念,是高考必考点,是培养学科素养的关键点。本文基于“变化观念与平衡思想”对化学平衡常数进行单元教学整合,进而完成教学设计,仅供读者参考。
【关键词】单元教学设计;化学教学;平衡常数
化学学科核心素养包括 “变化观念与平衡思想”等,是化学学科核心大概念。化学平衡是高考重要考点,是必考点,作为一轮复习,我们选取化学平衡常数这一学科概念进行统整,仅供分享。
一、化学平衡常数教学分析
(一)课标要求、教材分析
《普通高中化学新课程标准(2017年版)》提出了相应的要求。新版教材中化学平衡是继必修I、必修II之后的选择性必修I中重要知识点,化学反应速率、化学平衡理论是整个高中化学学科体系核心,其知识体系对其他知识体系复习、专题解题方法都具有理论指导意义。笔者结合对化学平衡的研究,逐步形成了“大平衡”观。①化学平衡、化学平衡常数是上位概念,电离平衡、水的电离平衡、盐类的水解、难溶电解质的溶解平衡都是特殊的化学平衡(本文所指的化学平衡一般不包括电离平衡等),电离常数等都是特殊的化学平衡常数,分压平衡常数(符号为Kp)也是平衡常数。这些平衡都遵循勒夏特列原理。用浓度商(符号为Qc)和平衡常数(符号为K)的关系定量地判断可逆反应的方向性是永恒的,不仅适用于气相体系,液相体系如醋酸溶液稀释过程平衡移动方向等等都是适用的。②电离平衡等是特殊的化学平衡,也有其特殊性,是水溶液中的粒子个数增加的可逆过程,除溶解过程的热效应不确定外其余均为吸热过程。③现阶段我们要用化学平衡的观点重新理解水溶液中的各类离子反应,比如硫化氢通入到硫酸铜溶液中得到沉淀,但通入到硫酸亚铁溶液中得不到沉淀(反之硫化亚铁和稀硫酸反应能制备硫化氢气体),比如氨水和硫酸镁溶液反应怎样理解等等。④水溶液中的一些反应可以理解为平行反应、偶联反应。比如向氯化钠溴化钠溶液中滴加硝酸银溶液可理解为平行反应,硫化氢通入到硫酸铜溶液中可理解为偶联反应。
(二)考情分析
据近年全国新课标高考化学考试大纲要求,根据近年考题分析,化学平衡是重要考点,统计情况是化学平衡、化学平衡常数是必考点。2021广东高考年报原理题第1问平均分1.3、第2问1.1、第3问1.7、第4问1.5、第5问0.5,总平均分6.1,总体难度:0.44。
(三)文献分析
根据崔允漷、王春教授的“学科大概念单元整体教学设计”理论,将化学平衡、电离平衡、水解平衡、溶解平衡统整。以学科大概念对不同模块知识进行单元整体设计,建构以学科大概念为核心的概念框架,采用知识进阶式教学策略实施单元教学,帮助学生在头脑中形成单元知识的网络结构,促进学生对知识内容的深度理解,并实现学科知识的迁移与应用。我们也观察到新版人教版教材和原版选修IV在化学平衡章节部分的编写变化,新教材已经把平衡常数知识点提前到影响平衡的因素知识点前,这一变化也是有意让学生从定量的角度分析平衡移动的原因。基于以上理论支撑,我们把化学平衡做为大概念进行单元整体教学统筹复习,将化学平衡状态、平衡状态的判断、平衡常数运算等设计为第一课时,将Q与K的关系及其应用、转化率K计算设计为第二课时、将Kp计算设计为第三课时,将速率常数、平衡常数之间的关系、平行反应偶联反应简介做为第四课时。本文将节选第三课时——分压平衡常数(Kp)计算。
(四)教学目标
(1)回顾化学反应的可逆性,掌握化学平衡的特征。(2)理解化学转化率、平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单计算。(3)理解勒夏特列原理及应用。(4)理解化学反应速率和化学平衡的调控在生活生产和科学研究领域中的重要作用。(5)熟悉速率平衡的相关曲线,能处理曲线的相关问题。教学重点难点:(1)平衡常数的计算、分压平衡常数的计算。(2)用Qc与K的关系判断平衡。(3)复杂曲线分析。
二、单元教学具体实施
笔者将化学平衡化学平衡常数复习设置成4课时,而分压平衡常数位于第三课时,现只将该课时的教学实施过程流程呈现出来。第三课时教学流程图:
三、单元教学实践反思
(一)创新与亮点
①本文再次提出“大平衡”观,再次提出“四段式”解题模型。②本文首次提出通过比较分压商和分压平衡常数来判断是否达平衡的观点,首次提出用Kp和温度的关系来判断反应的吸放热问题。③教学过程都是以定量的认知思维展开,是教学和学生认知的最高阶层。
(二)探索与建议
2021年广东高考题和2021湖南高考题都出现了相对分压平衡常数,那么高考题对学生必备知识关键能力的考查是永恒的,考题的基础性、应用性、综合性、创新性尤其是创新性也是不变的,变化的是我们教师和学生的应对策略,如何提升学生的核心素养夯实学生的必备知识和关键能力来应对举国抡才大考这是我们所要探索的主题。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.
[2]王春.学科大概念视域下的中学化学单元整体教学设计[M].2020.