时间：2023-06-20 17:05:29
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇化学反应的特征，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键词：“无明显现象”实验；间接直观实验法；对比实验；初中化学
文章编号：1005C6629（2017）2C0074C05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
初中化学学习中许多化学变化常伴随明显现象的产生，如放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等等。“有明显现象”的化学反应实验有助于学生判断变化中新物|的产生，分析化学变化的特征，从而解释化学变化的本质。
然而，在实际的变化中并不是每个化学反应都伴随明显的化学现象，比如二氧化碳与水的化合反应、与氢氧化钠反应生成易溶的无色碳酸钠和水，氢氧化钠与盐酸的中和反应在变化过程中也没有特别明显的可观察的现象，我们经常称之为“无明显现象”的化学反应。针对这些物质之间的化学反应，学生无法通过实验现象的观察来判断物质之间发生的化学变化，分析物质发生化学反应的特征，理解化学反应的微观本质，因此产生认知上的困难。
怎样让学生在已有的生活经验和化学知识基础上深刻理解无明显现象的变化确实发生了呢？间接直观实验法通过利用一定的测量手段，放大或凸显原本不够明显的物质相互作用的变化特征，或是选择间接变量进行测量或表征，形成“有明显现象”可供观察的实验。本文利用间接直观实验法，将原本无明显现象的化学反应设计成为可供观察的有明显现象的实验，帮助学生深入认识常见的化学反应。
1 利用指示剂的变色对比实验，感知化学反应新物质的产生
可溶性的无色酸碱溶液发生中和反应过程没有明显的现象，但是溶液的酸碱性却发生了突变。依据化学反应过程中溶液酸碱性的变化，利用酸碱指示剂石蕊或者酚酞的变色，说明物质的酸碱性发生了变化，明确指示出反应过程物质的成分发生了变化；也可以测定溶液酸碱度，从酸碱度的数值变化学生可以间接判断化学反应的进行过程，感知新物质的产生。
如氢氧化钠与盐酸发生中和反应利用酸碱指示剂变色和pH测定反应过程中溶液酸碱度的变化，设计定性或者定量的测定溶液酸碱性对比实验（见表1）。
又如二氧化碳与水反应后生成碳酸，无明显现象，若在水中滴入紫色石蕊试液，再通入CO2气体紫色石蕊试液变红色，说明发生了化学变化。但是在这个实验中学生往往会产生疑问，二氧化碳是酸性氧化物能否也能使紫色石蕊试液变红色？于是设计了一组石蕊试剂变色的对比实验，学生通过观察石蕊的变色判断二氧化碳与水反应生成了新物质碳酸，显酸性（见表2）。
利用指示剂显色对比，直接观察反应过程中物质酸碱性的变化，从而判断物质的成分发生变化，感知化学反应中新物质的产生，理解无色的可溶性酸和碱、二氧化碳和水等物质之间发生的化学反应。
2 间接检测物质成分的对比实验，解释说明化学反应的微观构成
化学反应的发生实质就是反应物变成了生成物，反应过程中可以检测化学反应过程物质的成分发生的变化，用间接直观的实验检测化学反应过程中物质的成分，判断化学反应的发生，分析解释化学反应的微观构成。
无色碱溶液与酸性氧化物反应后生成无色可溶于水的盐溶液，无法观察到明显的实验现象。在化学反应过程中反应物在不断地减少，生成物在不断地产生。依据间接直观的实验检测反应物成分的减少和生成物成分产生，判断化学反应的发生，解释说明化学反应中物质的微观构成，分析化学反应中微观粒子的变化。
二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，即无色的碳酸钠溶液，反应物减少，生成物（Na2CO3）产生。从检验反应物（CO2）减少和生成物（Na2CO3）的产生角度，设计对比实验，分析化学反应的本质。
反应物二氧化碳是气体，化学反应后气体量减小，容器内气压减小。设计喷泉装置、反应容器连接U形管或盛水的容器，反应后会发生液体倒流现象，反应容器内连接橡皮球或用软塑料瓶做反应容器，反应后发生形变，这些装置凸显气体量减少，气压明显变小的现象，明确知道反应物气体的减少，化学反应中物质成分发生质的变化，微观构成也变化了（见表3）。
上述实验都是二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，但学生质疑也可能是二氧化碳与水反应产生了相同的现象。
由于对比实验的不严谨，控制变量的不一致，使分析解释化学反应出现了偏差，学生产生了二氧化碳与水反应的疑惑，若改用相同材质的塑料瓶，用控制变量法来设计对比实验，可排除二氧化碳与水反应的疑问（见表4）。
从反应物的成分减少设计的对比实验，从宏观的气压减少，推测反应物二氧化碳气体的减少，用物理变化的现象，分析推断物质成分的变化，理解二氧化碳与氢氧化钠发生化学变化的本质。
化学变化的本质是产生新物质，二氧化碳与氢氧化钠反应后的产物是碳酸钠和水。组成碳酸钠的碳酸根是检验的特征成分，选择不同类别物质（酸碱盐）进行检验实验（见表5）。
碳酸根用不同种类的酸碱盐检测可以产生明显的气泡或者沉淀现象。酸检验碳酸根产生弱酸碳酸，可以观察到气泡现象。用可溶性的氢氧化钙或氢氧化钡、可溶性的钙盐或钡盐检验碳酸根，有明显的白色沉淀产生，放大的实验现象检测生成物的微观粒子，以确定化学反应的发生以及化学反应中微观粒子的变化。
从“无”现象到“有”现象的实验探究中间接地呈现明显现象，激发学生好奇心，深入思考化学反应的特征，分析化W反应的微观变化，推测物质之间发生反应的逻辑关系，提升学习化学的思维品质，教学效果特别明显。
3 利用温度计测定反应中温度变化对比实验，分析判断化学反应的特征
化学反应过程中还存在能量的变化，可以利用实验仪器来放大不明显的现象，凸显实验现象，进一步判断新物质的产生，体会化学反应的发生。
酸碱中和反应是放热反应，有时放出的热量少一般很难观察和体验。使用温度计测量中和反应过程中温度的升降是一个较好的方法。利用明显的温度变化，凸显中和反应中的放热现象，明确化学反应的发生，从而分析氢氧化钠和盐酸两种物质的反应特征（见表6）。
4 从“无”到“有”间接直观实验法的教学过程：质疑-假设-检验-分析
在《上海市中学化学课程标准》中，对氢氧化钠与盐酸反应，二氧化碳与水、氢氧化钠反应的性质没有明确的实验要求，学习水平层次要求比较模糊，但教科书的内容和考试手册上的要求以及这些化学反应的原理和解释却是在理解、掌握甚至应用层面上。因此，在实际教学中直接设计二氧化碳与水、氢氧化钠反应，盐酸与氢氧化钠反应的实验情境，让学生观察实验现象，判断化学反应的发生，推测生成物质、分析化学反应原理显得特别重要。但是二氧化碳与水反应、二氧化碳与氢氧化钠反应、氢氧化钠与盐酸反应，却都没有明显的现象，有些现象甚至出乎学生意料之外，于是开始质疑这些化学反应的发生。针对这一问题，利用间接直观实验法，对这些学习难点的教学过程通常可以依照如下环节来展开：情境引入提出质疑-进行假设设计方案-实验检验分析现象-结论获得解释原理。具体而言，学生在教师的引导下将“无明显现象”实验转化成“有明显现象”的对比实验――间接直观实验法：利用指示剂显色、检验反应过程中物质的成分、测定反应中温度的变化等手段去放大和凸显实验现象，使学生深入思考、理解化学反应发生的特征和本质，分析解释化学反应中物质的微观粒子构成。
5 结语
从“无”到“有”的对比实验，将化学学习中难以分析和理解的化学反应难点，转化成直观的实验现象，使学生易于理解和说明化学反应的特征、物质成分和微观构成，从而掌握化学反应的本质。
此外，从“无”到“有”的对比实验往往是讨论一个探究性问题。在解决探究性问题过程中，学生不仅深刻理解了学习难点，还会引发多个知识的综合应用，促进了学生化学知识的整理、综合、拓展，使化学知识结构和方法得到重构、实验能力和逻辑推理能力得到提高，培养了学生严谨的科学研究态度。
关键词：可逆反应；限度
中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2015）15-320-02
一、教学目标：
1.知识与技能目标
（1）通过科学史话认识化学反应限度的存在，了解化学反应限度的概念和产生原因。
（2）掌握达到化学反应限度的特征，并会运用此特征判断某一反应是否达到化学反应的限度
（3）理解化学平衡建立的过程，并会分析化学反应限度的速率――时间图像
（4）了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用，认识提高燃料的燃烧效率的重要性和方法。
2、能力与方法目标
（1）注重培养学生分析问题的能力。
（2）通过对探究二的分析，注重培养学生的思维逻辑性。
3、情感、态度和价值观目标
（1）通过探究活动，培养学生严谨细致的科学态度和质疑精神。
二、教学重点、难点
重点：化学反应限度概念；了解影响化学反应限度的因素。
难点：化学反应限度的本质原因及外部特征。
三、教学方法
学案导学、讲练结合
四、课时安排：1课时
五、教学过程
引入：化学反应是按照化学方程式中的计量关系进行的，我们正是据此进行有关化学方程式的计算。你是否思考过这样一个问题：一个化学反应在实际进行时（如化学实验、化工生产等），给定量的反应物是否会按照化学方程式中的计量关系完全转变为产物？如果能，是在什么条件下？如果不能，原因是什么？
这就是我们本节课的内容，化学反应的限度。
板书：
1、化学反应的速率和限度
2、化学反应的限度
师：带着这个疑问，请同学们阅读科学史话――炼铁高炉尾气之谜
【多媒体】炼铁高炉尾气之谜
探究一：什么是化学反应的限度，为什么存在化学反应限度的问题？
【学生活动】可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应。
由于可逆反应不能进行到底，因而出现了反应的限度问题。
板书：
1、化学反应限度：在一定条件下，可逆反应所能完成或达到的最大程度。
【随堂练】例1、H2+O2 ===== H2O，H2O ===== H2+O2是否互为可逆反应？
例2、在可逆反应体系2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）加入18O2后，哪些物质中会含有18O？
探究二：2SO2+O2 2SO3（一定条件下，向一体积一定的密闭容器中通入一定量的SO2、O2，请分析以下问题）
（1）反应起始时，正反应与逆反应速率是否相同？（提示：此时反应速率与浓度有关）
（2）随着反应的进行，各物质的浓度是如何变化的？
（3）随着反应的进行，正反应速率和逆反应速率是如何变化的？最终达到怎样的状态？
（4）能否用图示表示该过程？
【学生活动】反应开始时，反应物浓度 ，正反应速率 ；生成物浓度为 ，逆反应速率为 。随着反应的进行，反应物浓度 ，正反应速率 ；生成物浓度 ，逆反应速率 。当正反应速率 逆反应速率时，反应物浓度和生成物浓度不再发生改变，达到表面静止的状态――平衡状态
板书：2、化学平衡的建立――可逆反应
速率――时间图
探究三：达到化学反应限度的特征有哪些？
【学生活动】可逆反应；正反应速率=逆反应速率；各组分的浓度、物质的量保持不变；动态平衡； （指导学生从探究二的讨论中得出结论）
板书：达到化学反应限度的特征：逆、等、定、动、变
【随堂练】例3、一定温度下，可逆反应3X（g）+Y（g） ==== 2Z（g）达到限度的标志是（ ）
A、单位时间内生成3n mol X，同时消耗n mol Y
B、X的生成速率与Z的生成速率相等
C、X、Y、Z的浓度相等
D、X、Y、Z的分子个数比为3：1：2
让学生知道在一定条件下可逆反应的进行有一定的限度，不能进行到底；
初步了解什么是化学平衡状态，能从正逆反应速率的变化来理解化学平衡状态的建立，认识化学平衡状态的建立要有一定的条件，有一个过程。
在对影响化学反应速率的因素进行实验探究和总结后，教材又设置新的实验探究，让学生发现化学反应限度问题，经过对该问题的再认识，逐步形成了化学反应限度的概念，并以上述观点为指导去分析和解决实际问题。
【学习目标】
1、认识可逆反应、化学反应限度的涵义；
2、初步学会根据反应速率判断化学反应所能达到的限度，初步了解影响化学反应限度的因素。
【重点】
化学反应限度的涵义和影响因素
【难点】
化学反应限度的本质原因及外部特征
【课时安排】
第2课时
【教学过程】
〖情景创设〗通过前面的学习，我们知道化学反应中，反应物之间是按照方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢？
〖提出问题〗怎样来认识化学反应的限度呢？
〖指导阅读〗课本29-30页
〖演示实验〗课本30页
〖板书〗一、化学反应限度
1、概念：化学反应限度就是研究可逆反应所能达到的最大程度。
2、可逆反应：在同一反应条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应。
3、说明：
（1）绝大多数反应都有一定的可逆性。一个反应是可逆反应的必需条件：在同一反应条件下进行。
（2）可逆反应不能进行到底，只能进行到一定程度后达到所谓的平衡状态，平衡时各物质的物质的量都大于零。
〖板书〗二、化学平衡
1、化学平衡的研究对象：可逆反应的规律，如反应进行的程度以及外界条件对反应进行情况的影响等。
2、化学平衡状态的建立：
（1）可借助速率-时间图像来理解化学平衡状态的建立与化学反应速率之间的关系。
〖指导阅读〗课本31页图2-2
（2）可借助浓度-时间图像来理解化学平衡状态的建立与化学反应速率之间的关系。
3、化学平衡状态：
（1）概念：化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应物不再减少，生成物不再增加，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
（2）特征：逆、等、动、定、变、同
①逆：化学平衡研究的是可逆反应；
②等：平衡时v正=v逆〉0（本质）；
③动：平衡时，反应仍在不断进行是动态的平衡；
④定：平衡时，反应混合物各组分的浓度保持一定，百分含量保持一定（表象）；⑤变：外界条件一旦改变，平衡就会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡；⑥同：同一个可逆反应，化学平衡状态既可以从正反应方向建立，又可以从逆反应方向建立。最后都可以建立同一个平衡状态。平衡状态只与条件有关与反应途径无关。
〖总结〗可逆反应；化学平衡；化学平衡状态。
〖作业〗课课练完成课时13
【教后感】
①化学反应速率和限度，都属于化学反应原理范畴，是化学学科最重要的原理性知识之一，是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识，是进一步学习化学的基础性知识。
第三节 氧化还原反应
二、教材分析
1.在中学阶段的化学基本概念、基础理论知识中，氧化还原反应占有非常重要的地位，是中学化学教学的重点和难点之一。在中学化学中要学习许多重要的元素及其化合物知识、凡涉及元素化合价变化的反应都是氧化还原反应。掌握氧化还原反应的实质是认识元素及其化合物性质的基础。本节主要包括三部分内容，即氧化还原反应的概念、氧化还原反应的特征和氧化还原反应的本质。教材主要以“思考与交流”、“学与问”等方式，让学生通过讨论研究得出氧化还原反应的概念，了解氧化还原反应的特征和氧化还原反应的本质。
2.氧化—还原反应贯穿于中学化学学习的全过程，是学习中学化学的主线和要害之一。在已学的课程中，燃料的燃烧、金属的冶炼（H2、C还原CUO的反应）等都涉及到氧化—还原反应。通过这一节内容的学习，使学生了解化学反应有多种不同的分类方法，熟悉从反应中反应物元素化合价的升降和电子转移的角度对化学反应进行分类就是从本质上对化学反应进行分类。
三、教学目标
1.知识与技能
①理解氧化—还原反应的有关概念。
②理解氧化—还原反应的特征及氧化—还原反应的本质。
2过程与方法
通过提出问题、讨论交流、分组合作，揭示氧化—还原反应的本质和特征。
3.情感态度与价值观
①通过交流、讨论，培养学生之间合作学习的能力。
②了解氧化—还原反应的应用，熟悉并理解化学在促进社会发展中的重要作用。
四、教学重点
氧化—还原反应的本质及特征。
五、教学难点
氧化—还原反应的本质。
六、教学思路
1.根据本节教材的特点，设疑、引导学生在原有知识的基础上合作学习，探究交流，深入讨论氧化还原反应的概念。教师对难点进行分析讲解，然后引导学生归纳、练习，并对本节课所学的知识进行小结。
2.结合具体反应引导学生深入分析探讨氧化还原反应的微观本质、宏观判断特征。重新建构学生完整的知识网络。
七、教学过程
【导入】结合生活实际提问引入新课（略）。
【设疑1】请从得氧和失氧的角度分析下列两个化学反应。
【过渡】当这两个化学反应发生时，哪些元素的化合价发生了变化？怎样变化？（学生分析、回答）
【设疑2】请从元素化合价变化的角度分析下列两个化学反应。怎样根据元素化合价的变化分析氧化还原反应？（学生小组合作交流探究后回答）
【过渡】在氧化还原反应中，元素的化合价为什么会发生变化？下面我们来分析这个问题。
【讲解】从电子转移的角度分析讲解NaCl和HCl的形成过程。（略）
【设疑3】元素化合价的变化和电子的转移有什么关系？（学生回答）
【设疑4】请结合Mg和稀盐酸的反应（Mg+2HCl=MgCl2+H2）说明怎样从电子转移的角度分析氧化还原反应？（学生小组合作交流探究后回答）
【过渡】氧化还原反应概念的建立经历了三个阶段，从得氧失氧到元素化合价的变化，再到电子的转移，请同学们填写下表：（学生小组合作、交流、探究后回答）
【过渡】前面我们从三个方面分析了氧化还原反应概念的建立过程，下面请同学们做几道练习题。
【练习】
1.下列反应中，属于氧化还原反应的是（ ）
2.在化学反应中，如果反应前后元素的化合价发生变化，就一定有 转移，这类反应属于 反应。元素的化合价升高，表明该元素的原子 电子。
3.下列反应既是氧化还原反应又是离子反应的是（ ）
A.钠在氯气中燃烧
B.二氧化碳通入澄清的石灰水中
C.氯化钠溶液中滴加硝酸银溶液
D.锌粒放入稀硫酸中
【小结】本节课我们分析讨论了氧化还原反应，请同学们务必记住六个字并能正确的理解它。
本质失
得 特征失
得 概念氧化反应
还原反应
【作业】非常学案当堂检测第1、2、3、4题。
【课后交流】1.有人说置换反应、有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部属于氧化还原反应。你认为这个说法正确吗？请说明你的理由。
2.尝试画出化合反应、分解反应、置换反应与氧化还原反应的交叉分类示意图。
【课后预习】 什么是氧化剂？什么是还原剂？它们各有什么特性？在一个氧化还原反应中怎样判断氧化剂和还原剂？
【板书设计】
第三节 氧化还原反应
一、氧化还原反应
1.概念：（略）
一、《化学反应原理》模块课程的意义
要提高《化学反应原理》模块课程教学的有效性，必须对课程涉及的学科功能和作用有清晰的认识，即《化学反应原理》模块课程是如何通过化学热力学和化学动力学这两大物理化学的分支学科，来阐释化学反应的基本原理，揭示化学反应中能量转化的基本规律，呈现化学反应原理在生产、生活和科学研究中的应用的。也就是说，通过《化学反应原理》模块课程的学习，要让学生对《化学反应原理》模块课程的功能和作用有何整体上的认识。
要研究一个化学反应，每个研究者都需要解决好以下几个基本的问题，即①化学反应最本质的特征――化学反应过程中能量是如何变化的？（化学反应与能量变化的关系）②在特定条件下，化学反应能否进行？朝什么方向进行？（自发性和方向性问题）③若化学反应能够进行，化学反应又能达到什么限度？（反应平衡问题）④若化学反应能够进行，化学反应有多快？（化学反应速率问题）⑤若化学反应能够进行，是如何进行的？（历程的问题）以上这些问题，前三者可以通过化学热力学加以解决，后两者则可以通过化学动力学研究来实现。化学热力学和化学动力学的任务和目的不同：化学热力学主要是解决化学反应的可能性问题，着眼于化学反应体系状态研究。而化学动力学则解决实现化学反应的现实性问题，着眼于化学反应过程研究。
因此，可以看出《化学反应原理》模块的教学，可以实现为学生提供研究方法上的指导，这是教学过程中应当注意把握的对《化学反应原理》模块意义的整体性认识。只有深刻认识《化学反应原理》模块所涉及学科知识的意义，才能真正把握《化学反应原理》模块课程的核心价值，理解教材各知识点的教学价值，更有效地落实教学目标。
二、《化学反应原理》模块中“化学反应与能量变化”问题讨论
在平时的教研活动和教师培训过程中，与中学化学教师交流发现，《化学反应原理》模块中“化学反应与能量变化”的问题困扰着很多中学化学教师。[2-4]比如，能量变化是化学反应的本质，决定着化学反应的一切性质；如何通过化学反应的能量变化确定化学反应的可能性和方向；化学反应与能量变化如何决定化学反应进程；化学反应与能量变化如何决定氧化还原反应进程等问题。这些问题事实上涉及到的是上文提到的研究化学反应过程中需要解决的五个基本问题的前三个问题（即化学热力学需要解决的问题）。
1. 能量变化是化学反应的本质，决定着化学反应的一切性质
能量变化是化学反应的本质，决定着化学反应的一切性质。化学反应研究需要首先弄清楚其能量的变化。教材[2]将“化学反应与能量变化”作为《化学反应原理》模块专题一的内容，其理论依据正在于此。“化学反应与能量变化”专题讨论的核心知识是盖斯定律，它为我们提供了如何确定一个未知化学反应的反应热（能量变化）的手段，从而为化学反应本质的研究打开了解决问题的门户。
（1）新教材为何要引入焓变ΔH的概念，焓变ΔH与反应热Q有何不同
为了引入盖斯定律这一核心知识，需要有其引入的前提条件。盖斯定律是建立在化学热力学研究基础之上的，必然要涉及到化学热力学最重要的性质――状态函数。没有状态函数焓变ΔH的引入，盖斯定律就无从谈起，这就是教材引入焓变的真正意义所在。
焓变ΔH与原教材用Q表示的反应热究竟有何不同？作为状态函数，焓变仅与状态有关，而反应热Q则与反应过程有关。正因为如此，从获取角度看，反应热Q只能通过实验逐个测量，但焓变ΔH，却可以在理论上为一切的化学反应研究对象通过计算加以获得，从而为该化学反应的进一步研究奠定了能量数据的基础。
（2）焓H是什么
按照能量守恒（热力学第一定律）原理：在化学反应过程的任何瞬时，内能的变化：dU=δQ-W=
δQ-ΔP外ΔV（体系放热-环境对体系做的功）。
若体系变化只做体积功（热膨胀、收缩）不做其他功时：定压条件下的体系，反应热
Qp =ΔU+P外ΔV=（U2+ P外V2）-（U1+ P外V1）；
因此，体系吸收或放出的热量就体现为化学反应前后两种状态下的U+ P外V的差值。而U、P、V都是状态函数，因此U+ P外V也是一种状态函数，这就是焓H的定义H=U+ P外V。 当然，这仅是理论概念，可知而无法测量。
（3）只有恒压反应热Qp=ΔH，而恒容反应热Qc≠ΔH
反应热可以通过弹式量热计进行测量，但中学化学教师在教学中常常忽视了一点，即弹式量热计是在恒容条件下测量物质的燃烧反应热，得到的是Qc=ΔU，它并不等于焓变。要得到ΔH，需要进行以下换算：ΔH=ΔU+ P外V = Qc+ΔγRT。
例如：正庚烷的燃烧反应为C7H16（1）+11O2（g）=7CO2（g）+8H2O（1）
25℃时，在弹式量热计中1.2500 g正庚烷充分燃烧所放出的热量为60.089 kJ。试求该反应在标准压力、25℃下进行的化学反应热效应ΔH。
解：正庚烷的摩尔质量为M=100 g・mol-1，所以n=0.0125 mol，
在弹式量热计中进行定容反应，故ΔU=-60.089 kJ，
反应的ΔU= - 4807 kJ・mol-1，
由方程式可知，反应前后气体物质计数量之差为Δγ=7-11= - 4，
则根据ΔH = Qc+ΔγRT
=（-4807-4×8.314×10-3×298） kJ・mol-1
= -4817 kJ・mol-1。
知道了一个化学反应的反应热ΔH，就能为我们从理论上确定该化学反应是否能够自发进行，是否具有研究的价值。
2. 如何通过化学反应的能量变化确定反应的可能性和方向
确定化学反应研究对象的能量变化ΔH，对化学反应能否自发进行的判断具有重要意义，但并不是决定化学反应自发性的唯一判断依据，还需要考虑体系的另一个重要的状态函数即体系熵变ΔS。两者共同确立一个决定化学反应自发方向的状态函数吉布斯自由能变化ΔG，其关系式是：ΔG=ΔH-T・ΔS。吉布斯自由能变化ΔG可以从理论上给我们指明化学反应自发进行的可能性和方向。当吉布斯自由能变化ΔG
3. 化学反应与能量变化如何决定化学反应进程
当我们获得了化学反应的吉布斯自由能变化ΔG，就使我们掌握了该化学反应的自发推动力。这种推动力决定着化学反应进行的程度，即与化学反应的平衡常数之间会建立一定的关系，该关系式为：ΔG=-RTlnK。
这一关系揭示了一个化学反应中反应物与生成物变化关系的趋势，即可能性（化学热力学研究的问题仅涉及状态不涉及过程）。由上述关系可以看出，ΔG值越大，意味着化学反应的平衡常数越小，对于产物的生成来说，反应物是化学热力学稳定的，因为达到平衡时，仅有非常少量的产物生成。相反，ΔG越小，意味着化学反应的平衡常数就越大，必须消耗相当量的反应物去生成产物才能达到平衡，所以反应物是不稳定的。若ΔG=0，K=1，意味着体系处于一种特定的状态，反应的推动力为0，反应物和产物的量都不再随时间而改变。
4. 化学反应与能量变化如何决定氧化还原反应进程
按照原电池原理，任何一个氧化还原反应在理论上都能设计成一个原电池。氧化还原反应的自发反应进行的程度，正是原电池反应进行的推动力。而一个反应自发进行的推动力ΔG，与原电池的电动势之间的关系是：ΔG=-nFE。
原电池反应的推动力是两个电极半反应的电极电势不同所产生的电势差，若不存在电势差，反应的推动力就没有了。从化学热力学状态来看，此时状态下两个电极半反应的吉布斯自由能变化为0，反应就处于平衡状态。
由此可见，《化学反应原理》模块中的热力学知识，从化学反应能量变化的角度入手，从化学热力学函数焓变的引入开始，引导我们从状态变化的特征，得到了利用盖斯定律能够进行任何理论意义上的化学反应的放热或吸热计算，从而搞清了化学反应与能量变化之间的关系，为判断化学反应能否自发进行提供了重要的参考数据。在此基础上，通过吉布斯自由能的计算，形成了判断反应自发进行的判据，即解决了研究一个化学反应，首先要考虑的问题：该化学反应能否发生，是否具有研究的意义和可能。同时，吉布斯自由能变化，也为我们提供了一个化学反应如果可能发生，其反应进程大小的可能性问题。因为吉布斯自由能是化学反应可能进行的程度的推动力，与化学反应的平衡常数和电化学反应的电动势之间存在着必然的联系。
三、结语
通过以上的分析和讨论，我们认为中学化学教师在《化学反应原理》模块教学中存在很多学科性知识的误解，可以进一步加强化学热力学和化学动力学知识的学习，把握住研究化学反应过程中需要解决的五个基本问题，认真区分化学热力学和化学动力学的应用范围，以提升对《化学反应原理》模块的驾驭能力。
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（实验）[S]. 北京：人民教育出版社，2003.
[2] 宋心琦.普通高中课程标准实验教科书・化学反应原理[M]. 北京：人民教育出版社，2009.
【关 键 词】 教学设计；情境；认知能力
2010～2012年连续三年的暑假中，重庆市分批组织高中化学教师参加了由新思考网承办的高中新课程改革远程培训，人教版化学学科的教材编写与培训专家团队在培训中倡导教师们用五线（知识、认知发展、情景、问题、活动）思路进行教材分析和教学设计，作为教研机构的教研员，也尝试通过五线设计的实践与分析帮助一线教师深入理解新课程，用好新教材。在2012年重庆市高中化学骨干教师集中培训中，我们通过一堂研讨课展示了五线设计教学法，并在随后的评课中重点对五线设计思路与方法进行了评析，在本学期高一必修课教学中又再一次进行了课堂教学尝试，对五线分析与设计思路有了更深的理解。
一、教学设计思路
氧化还原反应是中学化学教学的重要内容，是学生理解和掌握化学反应的重要理论知识。而必修一第二章第三节《氧化还原反应》，是在初中学生从四种基本类型的角度认识化学反应的基础上，学习从氧化还原反应的角度认识化学反应的开始。对于刚从初中进入高中的学生来讲，获得有关氧化还原反应的基础知识只是学习内容的一部分，学会高中化学的分析思维方法，促进认知能力发展，才能更好地完成后续学习任务。因此，本节内容的教学，采用五线思路，即将知识线与认知发展线作为教学主线，情境、问题、活动作为三条有效完成教学任务的辅助线进行设计，让学生在有效教学过程中建构知识、发展认知能力。
二、五线设计与评析
（一）教学主线设计（知识线与认知发展线）
1. 知识线：按教材编写要求和高一学生初学基础，确定教学知识点和逻辑顺序。
2. 认知发展线：本堂课通过四个教学环节，渗透一些常用的化学思维方法，促进学生的认知发展。
（二）教学方式设计（情境线、问题线、活动线）
情境、问题、活动作为课堂教学中的主要教学方式，起到辅助学生学习、提高课堂有效性的作用。
1. 情境线：二次情境设计，激趣、促思
情境激趣：在课的引入部分采用两幅对比图片，展示生活中氧化现象，激发学生的学习兴趣。
图片一：将刚削好的苹果与久置的苹果比较，颜色有何变化？
图片二：泡好的绿茶静置后有何变化
情境促思：在第三个教学环节“探寻元素化合价升降的本质原因”中，演示氯化钠的形成过程的微观模拟动画，引导学生通过观察、分析，在自主思考与讨论交流中形成对氧化还原反应本质的认识。
2. 问题线：四个问题引导，在递进式问题解决中获得知识、形成方法
问题生疑：第一个教学环节，教师给出8个化学反应，其中包含初中已学化学反应和一些高中待学化学反应，由学生进行分类。学生通过分类尝试发现有几个化学反应无法归入四种基本类型中，形成问题“初中所学的分类方法是否能对全部化学反应进行分类？”“除了四种基本类型分类方法，我们是否可以尝试换个角度去认识化学反应？”“分析上述化学反应，还能找出哪些共同特征？”由此引导学生在观察、比较中了解初中所学分类方法的局限性，尝试从多个角度认识事物，为在解疑中建构知识奠定思维基础。
问题导学：第二个环节，教师提出问题“如何应用已学知识分析这些化学反应的特征？”“对于无法归入四种基本类型的化学反应，其特征表现具有怎样的共性？”让学生带着问题学习，在对氧化还原反应的特征认识（得失氧和元素化合价升降）中，初步理解氧化还原反应。
问题促思：第三个环节，提出问题“如何寻找元素化合价变化的本质原因”，学生带着有意义的问题观看氯化钠形成过程的微观模拟动画，经过思考、讨论、交流，在演绎推理中形成知识。
3. 活动线
设计思路：四次活动体验，应用思维方法建构属于学生个人的知识结构。
四次活动分别应用在认知发展的四个教学环节中，并以渗透思维方法的学习和应用为活动目的。
分类尝试：第一个环节，应用观察、分析方法对教师给出的8个化学反应进行分类。
观察比较：第二个环节，带着教师提出的问题，在对8个化学反应进行观察和分析中，应用从个别到一般的方法寻找得失氧、化合价升降的反应特征。
思考交流：第三个环节，观看氯化钠形成过程动画演示，应用从表象到实质的逻辑推理思维，在思考、讨论、交流中理解电子转移是元素化合价升降的本质原因。
应用分析：第四个环节，通过再一次对化学反应进行分类的实践和分析，应用归纳、演绎、抽象、概括的方法寻找氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
【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（实验）. 北京：人民教育出版社，2010：7～14.
[2] 中华人民共和国教育部.普通高中课程标准实验教科书化学1（必修）教师教学用书[M]. 北京：人民教育出版社，2011：24～31.
关键词：勒夏特列原理；化学平衡；三步判断法；应用条件；中学化学教学
文章编号：1005C6629（2017）5C0092C03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
在高中“化学平衡”主题教学中，勒夏特列原理是定性判断化学平衡移动的主要理论依据，是教学的重点和难点，也是学生学习的难点。在实际教学中，往往只停留在“勒夏特列原理”名词本身，只知其名，不知其实；在应用过程中，勒夏特列原理完全被抛在一边，机械性地背了一些经验规律，如浓度、温度、压强改变后，平衡如何移动。几十年来不断有化学家和化学教育工作者提到勒夏特列原理的不足之处[1]。教师和学生如何能轻松、准确地应用该原理呢？在教学和应用过程中必须解决两个主要问题：勒夏特列原理在实践中如何应用？勒夏特列原理的应用条件是什么？
1 如何应用勒夏特列原理――三步判断法
在人教版高中化学选修四中关于勒夏特列原理的描述为：“如果改变影响平衡的因素之一（如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动，这就是著名的勒夏特列原理。[2]”勒夏特列原理是一条经验性的定律，用来定性地判断化学平衡移动。原理的描述呈现了大量的信息，需要教师和学生能够正确地解读信息。“如果改变影响平衡的因素”说明改变的因素必须是能够影响平衡的因素，“之一”说明在影响化学平衡的诸多因素中，一次只能改变其中的“一个”因素，“如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度”说明影响化学平衡移动的因素主要有温度、压强、浓度，“减弱这种改变”是原理的目的，“平衡将向着……移动”是达到目的的方法或手段。在认识勒夏特列原理的目的和方法后，学习者要问减弱（阻碍）的结果如何？结果是阻而不止。因此，学习者在应用勒夏特列原理时要正确识别影响因素的改变，通过“三步判断法”完成对勒夏特列原理的应用。“三步判断法”（见图1）就是正确分析原理的目的是什么？采用什么样的方法达到目的？结果如何？第一步，目的：阻碍（减弱）影响化学平衡移动的条件（因素）改变；第二步，方法：通过化学平衡移动；第三步，结果：阻而不止。
反应物和产物浓度是影响化学平衡移动的因素之一。反应物二氧化氮浓度增大，根据勒夏特列原理三步判断法，目的：阻碍（减弱）二氧化氮浓度的增大，方法：化学平衡向正反应方向移动，结果：阻而不止。也就是，充入二氧化氮，反应物浓度增大，反应向正反应方向移动，使反应物浓度降低，但是，这将增大生成物四氧化二氮的浓度，阻碍反应物浓度的进一步降低，达到新的平衡，结果是二氧化氮的浓度要比第二次充入二氧化氮前的原平衡状态的浓度大。因为在等温等容条件下，二氧化氮浓度恢复到原来的浓度，产物四氧化二氮的浓度将增到最大，反应将向逆反应方向进行，所以，反应必然是使二氧化氮的浓度减低，但不能完全恢复到第二次充入二氧化氮前的原平衡浓度。单独改变温度、压强的分析方法同上。
2 勒夏特列原理的应用条件
任何原理、定理、定律等的应用都是有条件的，满足什么样的条件，将必然得出相对应的结论。勒夏特列原理也不例外，在应用过程中需要明确辨析条件的改变，确定在何种条件下应用勒夏特列原理。
2.1 应用范围：化学热力学平衡体系
化学热力学平衡体系是建立在化学热力学基础上，有化学物质参与达到平衡的体系，既包括可逆的化学过程平衡，也包括一些可逆的物理过程平衡，如：糖类溶解于水达到平衡。因此，不仅包括化学反应平衡，也包括溶解过程平衡、沉淀溶解平衡、弱电解质电离平衡、盐类水解平衡等，其共同特征为：以化学热力学为基础，在一定条件下，平衡体系同时向正、反两个方向进行，当正向速率等于逆向速率时，平衡体系中参加反应的各物质的浓度、质量分数、颜色等不发生变化。
2.2 应用目的：定性判断化学平衡移动的方向
勒夏特列原理只能判断外部因素的改变对正、逆反应速率影响的变化总体趋势，即定性判断，但是不能确定影响程度的大小，也就是无法定量判断。
保持温度不变，增加体系压强。根据勒夏特列原理“三步判断法”，目的：阻碍（减弱）体系压强的增大；方法：平衡向气体系数和减小的方向移动，即正反应方向移动；结果：体系压强降低，但是压强仍比原平衡状态高。因此，上述平衡向正反应方向移动（定性判断）。向正反应方向移拥绞裁闯潭龋二氧化氮的体积分数改变多少，类似这种需要定量判断的问题，勒夏特列原理无法回答。
2.3 影响因素：影响化学反应速率的外部因素
“正反应速率等于逆反应速率”是化学平衡最本质的特征。根据人教版高中化学选修四勒夏特列原理的描述，勒夏特列原理是改变温度、压强、浓度等影响化学反应速率的外部因素，通过影响正、逆化学反应速率使化学平衡发生移动。所谓外部因素指与化学平衡有关的环境因素或参加反应的物质数量上的改变，外部因素的改变，不会影响化学反应路径或过程，所谓内部因素指与化学反应物质性质有关的因素，内部因素的改变，将改变化学反应的路径或过程。影响化学反应速率的因素有浓度、温度、压强和催化剂等。根据影响化学反应的外部因素和内部因素的划分标准，浓度、温度、压强不会改变化学反应路径，属于外部因素，催化剂参加了化学反应，改变了反应路径，属于内部因素。催化剂对化学反应路径进行了改变，改变了正、逆反应速率，但是对正、逆反应速率的影响效果是相同的。因此，浓度、温度、压强等外界因素对化学平衡的影响是主要的。
2.4 因素改变：改变影响化学反应速率的“一个”外部因素
根据勒夏特列原理的描述，影响化学平衡移动的因素改变必须是“一个”影响化学反应速率的外部因素改变，通过“三步判断法”准确地定性判断出化学平衡的移动，见图1。但是在实际中，可能会出现两个及以上外部因素同时改变，此时，勒夏特列原理将不再适用。
增大体系压强，根据三步判断法，目的：阻碍（减弱）压强的增大，方法：平衡向压强减小的方向，也就是向气体系数和减小的正反应方向移动；升高温度，根据三步判断法，目的：阻碍温度的升高，方法：平衡向吸热反应的方向，也就是逆反应方向移动。这种情况下，根据勒夏特列原理进行判断，平衡可能既向正反应方向移动，也向逆反应方向移动，勒夏特列原理对这样的情形无法作出明确的判断。
勒夏特列原理是学生学习过程中的重点和难点，“三步判断法”意在给出简单易懂的应用方法。分析勒夏特列原理的应用条件，是为了让学习者能准确地应用勒夏特列原理。对于不适用勒夏特列原理的情况，高中教材引入了“浓度商”作为判断依据，而且，随着学习的深入，还会有自由能等判断方法。
参考文献：
关键词：化学方程式 教学 解析 策略
前言
化学方程式是化学的一种特殊语言，在化学方程式中蕴涵许多信息，如：化学反应中的各种数量关系、反应条件对反应过程的影响，它是反应可行性的判断依据、辨析基本概念和基本理论的依据。化学方程式有助于学生理解化学反应的实质，同时掌握物质的化学性质。些信息的提取和整合又为解决化学问题提供了思路。充分发掘化学方程式中的信息要素，能够使学生正确书写化学方程式，提高学生的化学水平。在教学实践当中结合教学理论，改进教学策略，优化知识结构，能够提高学生的认知水平，领悟学习化学的思想方法，最终提高化学教学效果.
1对化学方程式的认识与解析
化学方程式是一种符号语言，符号是它的表象特征。学生必须认识它的具体意义，掌握基本概念，结合具体物质及具体反应去认识它、研究它，才能理解化学方程式所蕴含的意义，从能够而加强理解和记忆。
化学方程式是一种解释化学现象，解决化学问题的工具。工具性是它的典型特征。主要表现是：它能够表述规律性化学原理；解释化学现象。人们能够利用化学方程式进行量化表达和计算，设计简单化工反应流程等等。在高中化学教学中，我们可以利用化学方程式的工具性结合化学反应实用性，提高化学教学的质量，享受化学学科的魅力。
化学方程式具有选择的多样性和思维的立体性特征。选择的多样性是指化学反应会随着反应条件（反应物浓度、反应物的量比关系等）的变化结果随之改变，思维的立体性是指化学反应可以多层次、多角度的理解分析。因此，在高中化学教学中，要依据化学的基本知识、基本原理及知识结构特点，分析学生的认知水平和心理特点，在此基础上，培养学生的概括、分析综合、比较及联想的能力，提高学生思维的灵活性、独立性、深刻性、广阔性、批判性，优化思维品质。
化学方程式的这些特点和属性决定了我们高中化学教学中要根据实际情况选择合适的教学策略。
2高中化学方程式教学策略
2.1 在教学实践中培养学生的实验实践意识
在高中化学方程式教学过程中，利用化学实验帮助学生构建化学方程式的知识，化学反应能通过反应的现象表现出来，具有直观性的特点，学生在观察现象的过程中体会化学反应的本质，从而理解化学方程式的属性和特征。在设计化学实验教学环节时，尽可能先易后难、先简单后复杂，逐步深人的进行。教师利用实验的实践过程，引导学生的思维活动，通过认识化学反应的实质有效地提高学生学习的兴趣和效率。例如：进行铁与氯化铜反应的化学实验。过量的铁粉与氯化铜发生置换反应，得到金属铜和氯化亚铁；同时，铁粉与剩余的氯化铁溶液反应，把混合溶液全部转化为纯净的氯化亚铁溶液，此反应过程得到方程式：Fe+CuCl2FeCl2+Cu。由于加入过量的铁粉，所以滤渣中不但有置换出来的铜，还有未反应完的铁；步骤③加入稀盐酸与滤渣中的铁粉反应而除去多余的铁，反应生成氯化亚铁和氢气；得出化学方程式： 2HCl+FeFeCl2+H2。学生在观察实验的过程中总结化学方程式的书写，这个过程既符合学生是教学的主体要求，教师也起到了教学的主导作用。在此过程中，实现了学生是高级知识的构建的新课标要求，同时又培养了学生的科学素养。化学方程式的教学建立在实验的基础上进行。是高中化学教学中最优化的教学策略。
2.2以化学方程式教学内容为载体，培养学生逻辑分析意识
在高中化学课堂教学中，以化学方程式内容为载体，配合恰当的教学方法和手段，是促使学生形成基本逻辑方式的教学途径。高中学生已经具备了一定化学概念、理论性知识、元素化合物事实性知识等的基本理论知识。在此基础上，高中阶段化学方程式的应用对于学生来说基本上拓展原有的知识结构，更新或充实原有层次相对较低的理论内涵，最终达到更深刻、更全面地理解化学反应的知识体系上来。这样，实施以化学方程式为载体的有效教学的关键就在于培养学生用严密的逻辑思维思考问题的习惯。引导学生在分析、比较的过程中，寻找新旧化学方程式的同化点，搭设新旧化学方程式之间的“桥梁”。学生通过一系列的学习、探究，能够更进一步的理解、认知化学方程式的规律和本质。从而，提高了学生思维的深刻性。以化学方程式为载体的教学策略提供了有针对性的感性材料，完全可以说明在典型、正确、丰富的感知基础上，引导学生逻辑地进行分析、综合、比较、概括，最终能够达到理解新化学反应方程式的本质，运用新化学反应方程式规律的教学目的。
另外，根据化学反应类型进行化学方程式教学的策略（即运用分类的教学策略），同样能够培养学生的归纳、综合及概况能力。例如：在众多反应类型中，氧化还原反应是高中重点学习的内容，这部分内容理解起来有一定的难度，在教学的过程当中按类型进行教学是很有必要的。氧化还原具有较强的规律性，包括价态律、守恒律、强弱律等。因而要注重从物质的结构分析物质具有的性质入手，从从物质中元素价态的变化规律及实验总结出反应的产物；从实验、对比中归纳氧化还原性的强弱。在化学反应方程式教学中，教师要擅长在丰富、典型、正确的感知基础上逻辑地进行分析、综合、比较、概括，从而达到理解和运用新化学反应的本质和规律之目的。
结束语
在理论与实践的结合中形成的策略，才具有指导性和操作性。而高中化学课程教学也非几种策略的简单运用就能做好，我们只有在新课程标准理念的指导下，根据学生的认知特点、记忆心理特点，结合学科教学特色与内容，创造性地指导学生，才能最大限度地提高化学方程式教学的质量，为学生终身学习奠定基础。
参考文献：
[1]鲍农农.高中化学方程式教学的解析与策略[J].河北理科教学研究. 2008,0.
[2]沈庆焉.浅析实验教学在高中化学教学中的重要性[J]新课程学习(下)..201.07.
购物车(0)
