構建高效整合的高三化學復習課
——以“平衡移動原理在化學實驗中的應用”教學設計為例

◎福建省連江縣黃如論中學 陳錦云 ◎福建省上杭第一中學 蔡良生

構建高效整合的高三化學復習課
——以“平衡移動原理在化學實驗中的應用”教學設計為例

◎福建省連江縣黃如論中學 陳錦云 ◎福建省上杭第一中學 蔡良生

高三化學學科復習的最主要任務就是將分散在必修或選修中的知識進行歸納重整，從而建立起各知識點之間的聯(lián)系，形成知識體系和網絡?！盎瘜W反應原理”中的化學平衡及溶液中平衡的三大應用是高中學習的重難點，化學實驗是高考重要題型，在高三復習中，將兩者有機結合是一種高效的復習方法。

高三復習；平衡移動原理；化學實驗

高三復習的最主要任務是將分散的知識進行歸納重整，從而建立起各知識點之間的聯(lián)系，形成知識體系和網絡。比如選修四《化學反應原理》中的化學平衡及其在溶液中三大重要應用：電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡。又如實驗題是歷年高考的重點題型，也一直是學生非常懼怕而造成嚴重失分的地方，它是一類與社會、生活、技術、環(huán)境、能源等有著密切聯(lián)系的必考題，其設計就成了命題研究的重頭戲，既要體現(xiàn)新課改的整體思想，又要體現(xiàn)出人才選拔有效性。筆者就如何應對這兩類知識的系統(tǒng)性，設計了一節(jié)“化學平衡移動在化學實驗中的應用”的高三復習課，與同行進行探討。

一、設計思路

本課時是基于高三化學實驗復習課，融合化學平衡移動原理的應用而設計的。通過將教材中氨氣的實驗室制法“固固加熱型”的裝置，改進為“固液不加熱型”的裝置，讓學生感受到化學平衡移動原理在真實的教學情景中的應用和體現(xiàn)。借此使學生在知識重現(xiàn)的基礎上，在真實實驗情景中遷移應用化學平衡移動原理，并最終形成解決這一類問題的思路與方法。

二、教學目標

1.知識與技能

通過教材中熟悉的實驗，找到平衡移動在化學實驗中應用的佐證；應用背景信息，準確擇取平衡移動理論的依據(jù)，類比遷移運用到陌生情景的實驗中；用學科理論分析、表述實驗產生某些現(xiàn)象的本質，能用各類平衡的方程式準確表達出產生現(xiàn)象的原因，完善化學平衡移動理論。

2.過程與方法

通過教材所設置的溫度、濃度等對各類化學平衡影響的實驗，認識到化學平衡移動原理是建立在大量實驗基礎上的；借助探究物質的制備、混合物的分離提純等新實驗情景的創(chuàng)設，認識到化學平衡移動原理能夠普遍適用于實驗中廣泛存在的各種平衡；憑借不斷地設疑、引導、辨析，提煉出有效的思路解析各類平衡，并能用準確的化學用語、科學的理論依據(jù)解決實驗問題。

3.情感、態(tài)度與價值觀

通過對實驗問題的分析與解答，體檢學習的樂趣，養(yǎng)成獨立鉆研與合作探究的行為習慣；感悟到“平衡”是存在于化學實驗中的普遍規(guī)律，學習辯證地看待事物及其發(fā)展。

三、教學重難點

教學重點：引導正確運用平衡移動原理分析化學實驗中的問題。

教學難點：如何準確地擇取“四大平衡”來解析新的實驗情景。

四、教學過程

1.環(huán)節(jié)一：以教材實驗為起點，揭示本節(jié)課題

（紅棕色）（無色）

把NO2（g）球分別浸泡在冰水、熱水中，觀察到浸在熱水中的NO2（g）球的紅棕色變深，浸在冷水中的NO2（g）球的紅棕色變淺，說明升高溫度平衡向著吸熱方向移動，降低溫度平衡向著放熱方向移動。

電離平衡：相同的鎂條與等體積、等物質的量濃度的醋酸和鹽酸反應，鹽酸中產生的氣體速率比較快。這說明兩種酸濃度相等時，鹽酸電離出來的氫離子濃度比較大，醋酸僅有極少量的離子，則醋酸存在電離平衡。

水解平衡：相同濃度的幾種鹽溶液（NaCl、Na2CO3、NH4Cl、CH3COONa、AlCl3）具有不同的酸堿性，說明鹽類溶液存在水解平衡。

沉淀溶解平衡：AgCl、AgI、Ag2S沉淀的轉化，其實質就是沉淀溶解平衡的移動。

設計意圖：借助教材中出現(xiàn)的實驗、圖形、表格展示上述四個平衡。高三復習不是簡單地重復，而是以舊知識的磚瓦為奠基，撐起新的知識和能力的高樓大廈。所以化學的復習教學，就是從教材知識，整理記憶開始展開。高考化學的不少考題是建立在課本原題的基礎上，變形、改造及綜合。所以課本是復習的依據(jù)，是教師編寫、選取練習題、測試題的依據(jù)，也是高考命題的依據(jù)。其實很多教師都有發(fā)現(xiàn)：讓學生課后自己閱讀課本，此任務就虛，難于完成和檢測。因為學生習慣做題，不習慣看課本，也不會閱讀課本。所以不少學生往往出現(xiàn)這樣的情況：復習接近尾聲了，對有些課本上的知識、圖像、表格、實驗根本沒印象，原因就是學習或復習中脫離教材。因此,很有必要在復習中，重視課本的閱讀，回歸課本。

2.環(huán)節(jié)二：回憶舊知，簡潔引言，直奔主題

圖1

圖2

圖2裝置是中學階段絕大部分氣體可采用的制備方式，比如氧氣、氯氣、氫氣、氨氣、二氧化碳等。先向學生展示該發(fā)生裝置，引導思考如何用濃氨水和氧化鈣粉末制備氨氣。

［教師］思考：從化學平衡移動的角度分析圖2實驗裝置制備氨氣的原理。

［學生］討論：NH3極易溶于水，絕大部分跟水生成是弱電解質，少部分電離出和OH-，就存在，這里涉及到溶解平衡和電離平衡。CaO溶于水，體系中C（OH-）增大，平衡向逆方向移動；CaO固體吸收H2O，平衡向逆方向移動；CaO吸水放出大量的熱，有利于NH3從濃氨水中脫溢出來。

設計意圖：仍然以課本熟悉的實驗作為設計的支點，首先鞏固氨水溶液中存在的NH3的溶解平衡和NH3·H2O的電離平衡，接著分析同個體系有不同的平衡共存，就要多方位多角度地考慮各種不同的影響平衡移動的因素，為建模打下伏筆。尤其學生在思考CaO固體吸收H2O引起平衡移動時的分析，有的從水量減少從而反應逆向角度，有的從物質濃度變化而逆向移動角度，引發(fā)認知沖突。此時在學生對基礎知識的提取與應用毫無頭緒、效率低微的情況下，適時發(fā)揮教師的引導作用，討論思辨，形成正確的分析思路。

3.環(huán)節(jié)三：借助信息解決問題

片段一：

［教師］給出信息：Cu（OH）2、Fe（OH）3開始沉淀與完全沉淀的pH。

設置問題：將無水CuCl2和FeCl3的固體混合物進行分離。

［學生］分析實驗設計過程中加入的X物質可能是什么，并分析其中所蘊含的化學原理。結合物質的分離和提純，解釋Cu2+（Fe3+）的除雜分離是應用到水解平衡、沉淀溶解平衡移動的原因。

設計意圖:以課本內容做背景，進一步設計有一定綜合性、更高要求的實驗分析題。高中新課改實行學科模塊教學，單純的內容，學生能聽懂，課后習題也可以應付，但多個知識點糅合在一起到遷移應用層面就無所適從。如這里涉及到的鹽類物質的水解平衡、沉淀溶解平衡的沉淀生成來解決固體物質的分離提純等基礎知識、基本技能，就要引導學生如何一步步地運用相關原理解決問題，快速、準確、全面提取題給信息，完成知識的遷移和調整，突破難點。

片段二：

［教師］給出信息：氯化銅、氯化鐵溶液蒸發(fā)結晶得到的晶體含有結晶水。

設置問題：如何得到題目要求的各自固體。

［學生］鹽類物質晶體加熱，促進水解，應用對應的酸可以抑制水解。

設計意圖：同樣是利用鹽類水解的知識，同時也揭示了沉淀溶解平衡常數(shù)與溶度積之間的關系。前面是加入銅的化合物，與水解生成的氫離子反應控制體系的pH，設法促進水解，得到氫氧化鐵沉淀；這里是加入氯化氫氣體設法抑制水解，得到氯化鐵固體。意識到鹽溶液的實驗中，水解平衡的應用發(fā)揮出較大的功效，為最后的建模做進一步的鋪墊。

片段三：

［教師］模擬裝置進行演示實驗：往藍色CuCl2溶液中逐漸滴加氨水并同時振蕩，立即產生藍色絮狀沉淀且逐漸增多，繼續(xù)滴加，觀察到沉淀慢慢溶解，最后得到深藍色的溶液。新信息：Cu2++4NH3·H2O=［Cu（NH3）4］2++4H2O。提出問題：本實驗中存在哪些平衡體系？

［學生］氫氧化銅的沉淀溶解平衡、四氨合銅絡離子的絡合平衡、氨氣的溶解和電離平衡、水的電離平衡。

［教師］這整個過程涉及到多種平衡的共存、變化，首先解釋藍色絮狀沉淀是如何產生的。

［學生］Cu2+結合氨水溶液中電離出來的OH-，產生沉淀使電離平衡正向移動。

［教師］為什么后來沉淀又溶解了呢？

［學生］氫氧化銅存在沉淀溶解平衡，體系中有一定量的銅離子，氨水往里面繼續(xù)滴加，帶來的氨氣分子會和銅離子結合生成更穩(wěn)固的四氨合銅離子，促使氫氧化銅沉淀不斷往溶解方向移動。

設計意圖：上述的實驗很好地說明了沉淀溶解平衡體系的三大應用：生成、溶解、轉化。連續(xù)設計的幾個環(huán)節(jié)也表明：對于存在多種平衡關系的復雜體系，可以通過實驗現(xiàn)象，抓住影響平衡移動的主要因素進行分析，切入問題的要害。雖然四氨合銅離子的絡合平衡不屬于中學要求的范圍，但學生對于Fe3++3SCN-Fe（SCN）3這個絡合平衡并不陌生。旨在培養(yǎng)接受、吸收、整合信息的能力。本環(huán)節(jié)所涉及的知識源于課本，又略高于課本。

4.環(huán)節(jié)四：形成思路方法，建構思維模型

具體感受平衡移動原理在化學實驗中的應用，最終形成解決這一類問題的思路與方法，建構如下思維模型：

5.環(huán)節(jié)五：問題延伸

［教師］關于涉及到CO2、CO32-、HCO3-等物質的試題，如實驗室如何制備干燥純凈的二氧化碳氣體，為什么，運用到什么平衡原理？……

設計意圖：看到CO2、CO32-、HCO3-分別想到化學平衡、水解平衡、水解和電離平衡，各自利用相關知識對問題作答，及時鞏固課堂所學方法，反饋應用。

五、教學反思

本節(jié)課以對實驗室制備氨氣的裝置和方法進行改進作為情景素材，基于物質的分離提純制備、化學平衡移動的影響因素等核心的化學知識展開一系列探究活動。引導利用、整合已有知識，遷移、應用到新情景，既可以加深理解舊知，又可綜合解釋新知。最終得出解決這一類問題的思路和方法：找平衡、定因素、判移動、建構思維模型。本課的中間三個環(huán)節(jié)均能從學生的認知規(guī)律出發(fā)，巧妙地創(chuàng)設問題，引發(fā)思考，使學生能夠逐漸從學科基礎知識、基本技能提升到綜合應用的能力。

高三復習課貴在創(chuàng)新，用平衡移動為主線，將實驗熱點穿在一起，教會學生思考，清晰實驗解題思路，從教材中熟悉的實驗引申出新知，以學生為主體，很好地體現(xiàn)了高效課堂的理念。利用任務引發(fā)學生不斷思考，開發(fā)學生的潛力。用小問題串化解問題，更有利于中下學生的參與。當然這類理論的課，講的更多是定性知識與方法，如何穿插一點定量思維也是值得筆者繼續(xù)思考的問題。

（責任編輯：張賢金）