构建高效整合的高三化学复习课——以“平衡移动原理在化学实验中的应用”教学设计为例

◎福建省连江县黄如论中学 陈锦云 ◎福建省上杭第一中学 蔡良生

构建高效整合的高三化学复习课
——以“平衡移动原理在化学实验中的应用”教学设计为例

◎福建省连江县黄如论中学 陈锦云 ◎福建省上杭第一中学 蔡良生

高三化学学科复习的最主要任务就是将分散在必修或选修中的知识进行归纳重整，从而建立起各知识点之间的联系，形成知识体系和网络。“化学反应原理”中的化学平衡及溶液中平衡的三大应用是高中学习的重难点，化学实验是高考重要题型，在高三复习中，将两者有机结合是一种高效的复习方法。

高三复习；平衡移动原理；化学实验

高三复习的最主要任务是将分散的知识进行归纳重整，从而建立起各知识点之间的联系，形成知识体系和网络。比如选修四《化学反应原理》中的化学平衡及其在溶液中三大重要应用：电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡。又如实验题是历年高考的重点题型，也一直是学生非常惧怕而造成严重失分的地方，它是一类与社会、生活、技术、环境、能源等有着密切联系的必考题，其设计就成了命题研究的重头戏，既要体现新课改的整体思想，又要体现出人才选拔有效性。笔者就如何应对这两类知识的系统性，设计了一节“化学平衡移动在化学实验中的应用”的高三复习课，与同行进行探讨。

一、设计思路

本课时是基于高三化学实验复习课，融合化学平衡移动原理的应用而设计的。通过将教材中氨气的实验室制法“固固加热型”的装置，改进为“固液不加热型”的装置，让学生感受到化学平衡移动原理在真实的教学情景中的应用和体现。借此使学生在知识重现的基础上，在真实实验情景中迁移应用化学平衡移动原理，并最终形成解决这一类问题的思路与方法。

二、教学目标

1.知识与技能

通过教材中熟悉的实验，找到平衡移动在化学实验中应用的佐证；应用背景信息，准确择取平衡移动理论的依据，类比迁移运用到陌生情景的实验中；用学科理论分析、表述实验产生某些现象的本质，能用各类平衡的方程式准确表达出产生现象的原因，完善化学平衡移动理论。

2.过程与方法

通过教材所设置的温度、浓度等对各类化学平衡影响的实验，认识到化学平衡移动原理是建立在大量实验基础上的；借助探究物质的制备、混合物的分离提纯等新实验情景的创设，认识到化学平衡移动原理能够普遍适用于实验中广泛存在的各种平衡；凭借不断地设疑、引导、辨析，提炼出有效的思路解析各类平衡，并能用准确的化学用语、科学的理论依据解决实验问题。

3.情感、态度与价值观

通过对实验问题的分析与解答，体检学习的乐趣，养成独立钻研与合作探究的行为习惯；感悟到“平衡”是存在于化学实验中的普遍规律，学习辩证地看待事物及其发展。

三、教学重难点

教学重点：引导正确运用平衡移动原理分析化学实验中的问题。

教学难点：如何准确地择取“四大平衡”来解析新的实验情景。

四、教学过程

1.环节一：以教材实验为起点，揭示本节课题

（红棕色）（无色）

把NO2（g）球分别浸泡在冰水、热水中，观察到浸在热水中的NO2（g）球的红棕色变深，浸在冷水中的NO2（g）球的红棕色变浅，说明升高温度平衡向着吸热方向移动，降低温度平衡向着放热方向移动。

电离平衡：相同的镁条与等体积、等物质的量浓度的醋酸和盐酸反应，盐酸中产生的气体速率比较快。这说明两种酸浓度相等时，盐酸电离出来的氢离子浓度比较大，醋酸仅有极少量的离子，则醋酸存在电离平衡。

水解平衡：相同浓度的几种盐溶液（NaCl、Na2CO3、NH4Cl、CH3COONa、AlCl3）具有不同的酸碱性，说明盐类溶液存在水解平衡。

沉淀溶解平衡：AgCl、AgI、Ag2S沉淀的转化，其实质就是沉淀溶解平衡的移动。

设计意图：借助教材中出现的实验、图形、表格展示上述四个平衡。高三复习不是简单地重复，而是以旧知识的砖瓦为奠基，撑起新的知识和能力的高楼大厦。所以化学的复习教学，就是从教材知识，整理记忆开始展开。高考化学的不少考题是建立在课本原题的基础上，变形、改造及综合。所以课本是复习的依据，是教师编写、选取练习题、测试题的依据，也是高考命题的依据。其实很多教师都有发现：让学生课后自己阅读课本，此任务就虚，难于完成和检测。因为学生习惯做题，不习惯看课本，也不会阅读课本。所以不少学生往往出现这样的情况：复习接近尾声了，对有些课本上的知识、图像、表格、实验根本没印象，原因就是学习或复习中脱离教材。因此,很有必要在复习中，重视课本的阅读，回归课本。

2.环节二：回忆旧知，简洁引言，直奔主题

图1

图2

图2装置是中学阶段绝大部分气体可采用的制备方式，比如氧气、氯气、氢气、氨气、二氧化碳等。先向学生展示该发生装置，引导思考如何用浓氨水和氧化钙粉末制备氨气。

［教师］思考：从化学平衡移动的角度分析图2实验装置制备氨气的原理。

［学生］讨论：NH3极易溶于水，绝大部分跟水生成是弱电解质，少部分电离出和OH-，就存在，这里涉及到溶解平衡和电离平衡。CaO溶于水，体系中C（OH-）增大，平衡向逆方向移动；CaO固体吸收H2O，平衡向逆方向移动；CaO吸水放出大量的热，有利于NH3从浓氨水中脱溢出来。

设计意图：仍然以课本熟悉的实验作为设计的支点，首先巩固氨水溶液中存在的NH3的溶解平衡和NH3·H2O的电离平衡，接着分析同个体系有不同的平衡共存，就要多方位多角度地考虑各种不同的影响平衡移动的因素，为建模打下伏笔。尤其学生在思考CaO固体吸收H2O引起平衡移动时的分析，有的从水量减少从而反应逆向角度，有的从物质浓度变化而逆向移动角度，引发认知冲突。此时在学生对基础知识的提取与应用毫无头绪、效率低微的情况下，适时发挥教师的引导作用，讨论思辨，形成正确的分析思路。

3.环节三：借助信息解决问题

片段一：

［教师］给出信息：Cu（OH）2、Fe（OH）3开始沉淀与完全沉淀的pH。

设置问题：将无水CuCl2和FeCl3的固体混合物进行分离。

［学生］分析实验设计过程中加入的X物质可能是什么，并分析其中所蕴含的化学原理。结合物质的分离和提纯，解释Cu2+（Fe3+）的除杂分离是应用到水解平衡、沉淀溶解平衡移动的原因。

设计意图:以课本内容做背景，进一步设计有一定综合性、更高要求的实验分析题。高中新课改实行学科模块教学，单纯的内容，学生能听懂，课后习题也可以应付，但多个知识点糅合在一起到迁移应用层面就无所适从。如这里涉及到的盐类物质的水解平衡、沉淀溶解平衡的沉淀生成来解决固体物质的分离提纯等基础知识、基本技能，就要引导学生如何一步步地运用相关原理解决问题，快速、准确、全面提取题给信息，完成知识的迁移和调整，突破难点。

片段二：

［教师］给出信息：氯化铜、氯化铁溶液蒸发结晶得到的晶体含有结晶水。

设置问题：如何得到题目要求的各自固体。

［学生］盐类物质晶体加热，促进水解，应用对应的酸可以抑制水解。

设计意图：同样是利用盐类水解的知识，同时也揭示了沉淀溶解平衡常数与溶度积之间的关系。前面是加入铜的化合物，与水解生成的氢离子反应控制体系的pH，设法促进水解，得到氢氧化铁沉淀；这里是加入氯化氢气体设法抑制水解，得到氯化铁固体。意识到盐溶液的实验中，水解平衡的应用发挥出较大的功效，为最后的建模做进一步的铺垫。

片段三：

［教师］模拟装置进行演示实验：往蓝色CuCl2溶液中逐渐滴加氨水并同时振荡，立即产生蓝色絮状沉淀且逐渐增多，继续滴加，观察到沉淀慢慢溶解，最后得到深蓝色的溶液。新信息：Cu2++4NH3·H2O=［Cu（NH3）4］2++4H2O。提出问题：本实验中存在哪些平衡体系？

［学生］氢氧化铜的沉淀溶解平衡、四氨合铜络离子的络合平衡、氨气的溶解和电离平衡、水的电离平衡。

［教师］这整个过程涉及到多种平衡的共存、变化，首先解释蓝色絮状沉淀是如何产生的。

［学生］Cu2+结合氨水溶液中电离出来的OH-，产生沉淀使电离平衡正向移动。

［教师］为什么后来沉淀又溶解了呢？

［学生］氢氧化铜存在沉淀溶解平衡，体系中有一定量的铜离子，氨水往里面继续滴加，带来的氨气分子会和铜离子结合生成更稳固的四氨合铜离子，促使氢氧化铜沉淀不断往溶解方向移动。

设计意图：上述的实验很好地说明了沉淀溶解平衡体系的三大应用：生成、溶解、转化。连续设计的几个环节也表明：对于存在多种平衡关系的复杂体系，可以通过实验现象，抓住影响平衡移动的主要因素进行分析，切入问题的要害。虽然四氨合铜离子的络合平衡不属于中学要求的范围，但学生对于Fe3++3SCN-Fe（SCN）3这个络合平衡并不陌生。旨在培养接受、吸收、整合信息的能力。本环节所涉及的知识源于课本，又略高于课本。

4.环节四：形成思路方法，建构思维模型

具体感受平衡移动原理在化学实验中的应用，最终形成解决这一类问题的思路与方法，建构如下思维模型：

5.环节五：问题延伸

［教师］关于涉及到CO2、CO32-、HCO3-等物质的试题，如实验室如何制备干燥纯净的二氧化碳气体，为什么，运用到什么平衡原理？……

设计意图：看到CO2、CO32-、HCO3-分别想到化学平衡、水解平衡、水解和电离平衡，各自利用相关知识对问题作答，及时巩固课堂所学方法，反馈应用。

五、教学反思

本节课以对实验室制备氨气的装置和方法进行改进作为情景素材，基于物质的分离提纯制备、化学平衡移动的影响因素等核心的化学知识展开一系列探究活动。引导利用、整合已有知识，迁移、应用到新情景，既可以加深理解旧知，又可综合解释新知。最终得出解决这一类问题的思路和方法：找平衡、定因素、判移动、建构思维模型。本课的中间三个环节均能从学生的认知规律出发，巧妙地创设问题，引发思考，使学生能够逐渐从学科基础知识、基本技能提升到综合应用的能力。

高三复习课贵在创新，用平衡移动为主线，将实验热点穿在一起，教会学生思考，清晰实验解题思路，从教材中熟悉的实验引申出新知，以学生为主体，很好地体现了高效课堂的理念。利用任务引发学生不断思考，开发学生的潜力。用小问题串化解问题，更有利于中下学生的参与。当然这类理论的课，讲的更多是定性知识与方法，如何穿插一点定量思维也是值得笔者继续思考的问题。

（责任编辑：张贤金）