第二单元 化学反应的方向与限度-专题二 化学反应速率与化学平衡-苏教高中化学选择性必修1教学设计
文档属性
| 名称 | 第二单元 化学反应的方向与限度-专题二 化学反应速率与化学平衡-苏教高中化学选择性必修1教学设计 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 58.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-12-16 18:27:18 | ||
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文档简介
苏教版高中化学选择性必修第一册专题二化学反应速率与化学平衡
第二单元《化学反应的方向与限度》单元整体教学设计方案
一、单元整体设计
（一）单元教材分析
本单元位于苏教版高中化学选择性必修第一册《化学反应原理》专题二“化学反应速率与化学平衡”中，是继“化学反应速率”之后，从宏观现象深入到热力学与动力学核心理论的关键模块。单元逻辑结构清晰，层层递进：
1. “化学反应的方向”（教材P54-58）：从学生熟悉的自然界变化（冰融化、瀑布下落）引入“方向性”问题，通过实验探究（教材P55图2-13：氯化铵与氢氧化钡晶体反应）打破“放热反应才自发”的迷思，引入“熵”这一全新概念，引导学生理解焓变与熵变的复合判据，建立从能量和混乱度两个维度综合分析化学反应可能性的科学思维。
2. “化学平衡状态”（教材P58-61）：以高炉炼铁尾气含CO的经典案例（教材P58交流讨论）引发认知冲突，揭示“可逆反应”的普遍性。借助浓度-时间曲线与速率-时间曲线（教材P59图2-15、2-16），引导学生自主建构化学平衡的动态特征，为定量研究奠定基础。
3. “化学平衡常数”（教材P61-65）：基于二氧化氮-四氧化二氮平衡体系的实验数据表（教材P60表2-6），引导学生通过计算发现平衡浓度的定量关系，抽象出化学平衡常数（K）的模型。教材通过对比不同反应、不同温度的K值（教材P61表2-7、2-8），揭示了K的意义和影响因素，并引入转化率的概念，将微观的平衡状态与宏观的生产效率（限度）联系起来，体现了化学原理指导生产实践的价值。
育人价值：本单元不仅传授了判断反应方向和分析反应限度的核心知识，更重要的是培养了学生“变化观念与平衡思想”这一核心素养。通过探究活动和数据分析，学生学会了从宏微结合、定性与定量相结合的视角认识化学变化，理解自然和社会中普遍存在的平衡现象，形成辩证的科学世界观。
（二）单元学情分析
1. 知识基础：学生已学习“化学反应的热效应”（专题一），掌握了焓变（ΔH）的概念和计算；已学习“化学反应速率”（本专题第一单元），理解了影响速率的因素。但“熵（S）”是全新概念，“可逆反应”在必修阶段虽有接触，但其“动态平衡”的本质理解不深。
2. 认知特点：高二学生抽象逻辑思维占主导，具备一定的归纳、推理和建模能力，但对“熵”、“平衡常数”等高度抽象的概念仍需借助直观实验和具体数据来建构。学生容易将“反应方向”与“反应速率”混淆，将“化学平衡”误解为反应停止。
3. 素养水平：基于上一单元评价，学生在“证据推理与模型认知”方面表现较好，能基于实验数据得出结论。但在“变化观念与平衡思想”上较为薄弱，对“动态平衡”的理解多停留在记忆层面。
4. 学习习惯与探究能力：学生习惯于接受确定性结论，面对“ΔH与ΔS共同决定方向”以及“K值随温度变化”等复杂、辩证的结论时，可能产生畏难情绪。小组合作探究和数据分析的经验有待加强。
（三）单元学习目标
依据《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》，本单元重点落实以下学科核心素养：
1. 变化观念与平衡思想：认识化学反应是有方向的，且存在限度；能运用焓变和熵变初步判断化学反应的方向；能从微观视角理解化学平衡的动态特征；能运用化学平衡常数定量分析化学反应的限度，并分析外界条件对平衡的影响。（重点培养素养）
2. 证据推理与模型认知：能基于实验现象（如吸热反应自发）和数据（如平衡浓度数据），提出假设，通过推理建立“熵”的概念和“化学平衡常数”模型；能运用化学平衡常数模型进行有关计算，并解释生产生活中的相关问题。
3. 科学探究与创新意识：经历“提出问题→实验探究→分析推理→得出结论”的科学探究过程，体验合作学习；能设计简单实验探究浓度等因素对化学平衡的影响。
4. 科学态度与社会责任：通过高炉炼铁、合成氨等案例，体会化学原理对社会生产的重要性，认识化学学科在促进社会发展中的价值，形成严谨求实的科学态度。
具体目标：
1. 学生能通过分析自然界和生活中的实例，辨识自发过程与非自发过程，能举例说明自发反应的判断不能仅依据焓变或熵变。（素养1）
2. 学生能基于氯化铵与氢氧化钡反应的实验现象和数据，分析吸热反应能自发的原因，并与同伴交流，初步形成“焓减与熵增是推动化学反应自发进行的两种动力”的观念。（素养1, 2, 4）
3. 学生能通过分析高炉炼铁等案例，辨识可逆反应，并能用速率-时间图像描述化学平衡的建立过程，准确阐述化学平衡状态的特征。（素养1）
4. 学生能基于教材提供的实验数据，通过计算归纳出平衡时各物质浓度间的定量关系，自主建构化学平衡常数（K）的概念模型，并正确书写其表达式。（素养2）
5. 学生能运用化学平衡常数计算反应物的平衡转化率，并说明其表示反应限度的意义。（素养1, 2）
6. 学生能结合合成氨等工业实例，讨论如何利用化学反应的方向和限度原理选择适宜的生产条件，体会化学原理的应用价值。（素养1, 4）
（四）单元教学重难点
教学重点：
1. 利用焓变和熵变综合判断化学反应的方向。
2. 化学平衡状态的特征。
3. 化学平衡常数的含义、表达式及其简单计算。
教学难点：
1. 熵的概念理解：突破策略：通过氯化铵与氢氧化钡晶体反应的吸热自发实验（教材P55图2-13）创设认知冲突；借助“有序→无序”的直观生活事例（如收拾整齐的房间变乱）和“摇瓶子”模拟活动，化抽象为具体。
2. 化学平衡常数的计算与应用：突破策略：充分利用教材P60表2-6数据，引导学生进行“数据计算→寻找规律→建立模型”的探究；通过“三段式”计算法的规范示范与变式训练，结合教材例题（教材P62-63例1、例2）进行分层指导。
（五）单元教学准备
教具与学具：氯化铵晶体、氢氧化钡晶体、烧杯、玻璃片、温度计、多媒体课件、导学案。
技术资源：数字化实验设备（如温度传感器）、模拟化学反应方向的动画或软件。
教材资源处理：
打印放大教材P55图2-13（氯化铵与氢氧化钡反应实验图），用于导入和原理分析。
将教材P60表2-6（NO -N O 平衡数据）制作成可交互的电子表格，供学生课堂计算探究。
将教材P61表2-7、2-8（平衡常数与温度关系）整合成对比图表，动态展示K随温度的变化。
（六）单元课时计划
课时 课时名称 （与教材完全一致） 内容要点 对应教材页码 核心图片/资源说明
1 化学反应的方向 自发反应；焓变与反应方向；熵与熵变；焓变与熵变对反应方向的共同影响。 P54-58 P55图2-13：吸热自发反应实验，用于创设认知冲突。
2 化学平衡状态 可逆反应；化学平衡状态的建立与特征。 P58-61 P59图2-15、2-16：浓度、速率随时间变化曲线，用于建构平衡特征。P58“交流讨论”：高炉炼铁案例。
3 化学平衡常数 化学平衡常数的概念、表达式、意义；有关化学平衡常数的简单计算。 P61-65 P60表2-6：NO -N O 平衡数据，用于模型建构。P61表2-7、2-8：K值对比，理解意义与影响因素。P62-63例1、例2：计算示范。
4 单元复习专题：化学反应的方向与限度 核心知识结构化；平衡常数与转化率的综合应用；真实情境问题解决。 整合P54-65 利用本单元所有核心图表、案例及“学以致用”、“理解应用”栏目习题进行整合与提升。
二、课时教学设计
第一课时：化学反应的方向
【本课时教材分析】
本课时是单元起始课，起到承上（能量变化）启下（反应限度）的作用。教材从生活经验切入（教材P54图2-12），引导学生思考“方向性”问题，通过“温故知新”和“交流讨论”栏目，逐步揭示仅用焓变判断方向的局限性。核心在于通过 教材P55“实验探究”（氯化铵与氢氧化钡晶体反应）这一关键实验，引发认知冲突，自然引出“熵”的概念。教材P56的“观察思考”和“学以致用”栏目，旨在引导学生从微观角度理解熵变，并初步学会综合ΔH和ΔS判断反应方向。
【素养目标】
1. （变化观念与平衡思想） 学生能列举3个以上的自发过程实例，并通过对氯化铵与氢氧化钡晶体反应实验的分析，与同伴合作归纳出“化学反应的自发性由焓变和熵变共同决定”的结论。
2. （证据推理与模型认知） 学生能基于硝酸铵溶解等过程的宏观现象，推理得出“体系的混乱度增大（熵增）是某些过程自发进行的原因”的假设，并初步建立用熵变(ΔS)判断过程方向的思维模型。
3. （科学探究与创新意识） 学生能积极参与“摇瓶子”模拟活动，通过观察和比较，定性描述不同条件下体系混乱度的变化，体验从宏观现象到微观本质的科学探究过程。
【教学重点】
重点：化学反应方向的判据——综合考虑焓变和熵变。
难点：熵的概念理解。突破策略：利用教材P55吸热自发反应实验创设冲突；通过“有序书本散落”、“摇瓶子”等直观活动和类比，将抽象概念具体化。
【教学准备】
教师准备：PPT课件（含教材P54图2-12、P55图2-13）、氯化铵与氢氧化钡晶体反应实验视频或现场演示器材、两个密封瓶子（一个装有序排列的彩色小球，一个装混合均匀的彩色小球）、导学案。
学生准备：预习教材P54-56内容，思考“冰融化为什么是自发的？”。
【教学过程】
环节 学习任务 学生活动 （含探究式活动） 师生对话预设与引导策略 设计意图与素养关联
情境导入 感知“方向性” 1. 观察思考：观看教材P54图2-12（冰融化、瀑布下落）。
2. 交流讨论：列举生活中“自发进行”的过程（如墨水滴入水中扩散）。 师：这些过程需要外力推动吗？它们共同的特点是什么？
生：不需要，好像有一种“趋势”。
师：化学变化是否也有这种“趋势”？我们称之为“反应的方向”。 从学生熟悉的自然现象入手，建立“自发过程”的感性认识，激发探究化学反应方向的内驱力。关联“变化观念”。
任务一：探究焓变对反应方向的影响 回顾焓变，发现其局限性 1. 温故知新：回顾放热反应(ΔH<0)实例。
2. 小组讨论：判断教材P55“交流讨论”中四个反应的自发性，并说明理由。 师：通常我们认为放热反应容易发生。请用这个观点判断这几个反应。
生：（判断1、2、3、4均为自发，因ΔH<0）。
师：是否所有ΔH<0的反应都自发？所有自发的反应都ΔH<0？ 激活旧知，巩固焓变概念。通过讨论，暴露出单一用焓变判据的不足，为引入新概念埋下伏笔。关联“证据推理”。
任务二：通过实验探究引入“熵”的概念 认识熵与熵变 探究活动1：认知冲突实验
观察 教材P55图2-13 所示实验（或视频），描述现象（木板上的水结冰、锥形瓶变凉），触摸感受温度变化。
探究活动2：概念建构
1. 分析该反应（吸热）为何能自发。
2. 进行“摇瓶子”活动：观察有序小球瓶与混乱小球瓶，摇动后对比。
3. 讨论教材P56“观察思考”中三个吸热自发过程的共同点。 师：这个反应吸热，却自发发生了，能量从哪来？
生：…可能体系内部变得“更乱”了？
师：非常好！“更乱”在化学上称为“混乱度增大”。大家摇瓶子时，谁更倾向于变得混乱？
生：有序的瓶子。
师：这种从有序到混乱的倾向，就是“熵增”原理。 核心探究活动。利用教材经典实验制造强烈认知冲突，驱动学生思考能量以外的因素。通过类比和模拟活动，将抽象的“熵增”具体化、可视化，有效突破难点。关联“科学探究”与“变化观念”。
任务三：建立化学反应方向的复合判据 综合应用ΔH与ΔS 1. 归纳总结：在教师引导下，填写教材P57表2-5（或简化版），归纳ΔH、ΔS与反应自发性的关系。
2. 学以致用：尝试判断“学以致用”第1题中过程的熵变符号。 师：现在我们有两位“裁判”：焓变(ΔH)和熵变(ΔS)。如何综合它们“投票”结果判断反应方向？
生：ΔH<0且ΔS>0，一定自发；ΔH>0且ΔS<0，一定非自发；另外两种情况看温度。
师：概括精炼！这就是自然界的辩证法则。 引导学生将探究得出的感性认识上升为理性规律，完成从具体到抽象的思维跨越。初步建立综合分析问题的模型。关联“变化观念与平衡思想”核心素养。
评价与小结 梳理与诊断 评价任务：完成导学案上的判断练习（如“氢氧化钠固体溶于水是熵增还是熵减过程？”）。小组互评，讨论分歧。 师：请用今天所学知识解释“为什么有些清洁剂在热水中去污效果更好？”（涉及蛋白质变性等熵增过程）。 通过贴近生活的评价任务，检测学生对熵变判据的理解和应用情况。小组互评促进深度学习。
【板书设计】
化学反应的方向
/ \
能量驱动 混乱度驱动
(焓减, ΔH < 0) (熵增, ΔS > 0)
\ /
共同决定反应的自发性
ΔH < 0, ΔS > 0 : 任何温度自发
ΔH > 0, ΔS < 0 : 任何温度非自发
ΔH < 0, ΔS < 0 : 低温自发
ΔH > 0, ΔS > 0 : 高温自发
【课时小结】
引导学生回顾：本节课我们如何一步步发现仅用焓变判断反应方向的不足？通过什么实验引入了“熵”的概念？最终我们得到判断反应方向的复合判据是什么？这体现了什么样的科学思维方法？
【课堂练习】
基础层：
1. 下列过程属于熵增的是（ ）A.水结成冰 B.碘升华 C.气体被液化
2. 已知反应2N O (g) = 4NO (g)+O (g) ΔH>0，试判断该反应在高温下能否自发？为什么？
3. （教材P57“学以致用”第1题改编）判断H O(s)→H O(l)→H O(g)过程的熵变。
提升层：
4. 解释为什么CaCO (s)高温下能自发分解为CaO(s)和CO (g)。
5. 请列举一个ΔH>0但能自发进行的化学反应的实例，并分析其自发的原因。
拓展层：
6. 查阅资料，了解“吉布斯自由能变(ΔG)”是如何定量统一焓变和熵变的。
【教学反思】
（预留）重点反思：1.“熵”概念的直观化处理是否有效，学生认知障碍是否突破？2.探究活动中学生的参与度与思维深度如何？3.从能量判据到熵判据的过渡是否自然？4.板书设计是否清晰体现了知识结构与思维脉络？
第二课时：化学平衡状态
【本课时教材分析】
本课时是连接“方向”与“限度”的桥梁。教材以 P58“交流讨论” ——高炉炼铁尾气始终含CO的经典化学史问题切入，极具说服力地引出“可逆反应”和“反应限度”的概念。随后通过 P59图2-15、2-16 两张核心图像，将宏观的浓度变化与微观的正逆反应速率变化联系起来，直观、动态地展示了化学平衡状态的建立过程和“动、定、变”三大特征。本节内容是学习化学平衡常数的基础，重在建立“动态平衡”的微观图景和定性认识。
【素养目标】
1. （变化观念与平衡思想） 学生能通过分析高炉炼铁案例，辨识可逆反应，并用自己的语言准确阐述化学平衡状态“正逆反应速率相等、各组分浓度保持不变”的动态特征。
2. （证据推理与模型认知） 学生能基于教材P59的浓度-时间、速率-时间曲线图，推理出化学平衡建立过程中正、逆反应速率的变化关系，并绘制简单的示意图来描述这一过程。
3. （科学态度与社会责任） 学生通过高炉炼铁案例的讨论，认识到化学反应存在限度是客观规律，体会科学认识对技术改进（如不再盲目加高炉体）的指导作用。
【教学重点】
重点：化学平衡状态的概念和特征。
难点：理解化学平衡是“动态平衡”。突破策略：充分利用教材P59两幅曲线图，引导学生进行“看图说话”式分析；用“进出水速率相等的水池”等动态比喻辅助理解。
【教学准备】
教师准备：PPT课件（含高炉图片、教材P59图2-15、2-16的动态解析动画）、可逆反应（如NO 球棍模型）的模拟动画、导学案。
学生准备：复习“化学反应速率”概念，思考“一个反应开始后，反应物和生成物的量会如何变化？”。
【教学过程】
环节 学习任务 学生活动 （含探究式活动） 师生对话预设与引导策略 设计意图与素养关联
情境导入 从“方向”到“限度”的转折 阅读并讨论 教材P58“交流讨论” 高炉炼铁案例。 师：为什么无论炉子多高，尾气中总有CO？是接触时间不够吗？
生：不是，历史上加高炉体失败证明了这点。
师：那真正的原因是什么？这提示我们化学反应除了有方向，还有什么性质？ 用生动的化学史实制造认知冲突，自然过渡到“反应限度”主题，激发求知欲。关联“科学态度”。
任务一：建立可逆反应概念 认识反应的“可逆性” 1. 概念辨析：对比以前学过的“完全反应”（如酸碱中和），认识“可逆反应”。
2. 举例：列举已学的可逆反应实例（如N +3H 2NH ，SO 与O 反应等）。 师：像高炉炼铁这样，在同一条件下既能正向进行也能逆向进行的反应，叫可逆反应。用“ ”表示。请大家再想几个例子。
生：氯气与水反应、二氧化碳与水反应…… 建立“可逆反应”是普遍存在的观念，为“限度”的存在提供前提。通过符号“ ”强化概念。
任务二：探究化学平衡状态的建立与特征 建构“动态平衡”模型 探究活动：图像分析
1. 小组合作，分析 教材P59图2-15：随着反应进行，反应物和生成物浓度如何变化？何时不变？此时反应停止了吗？
2. 分析 教材P59图2-16：绘制正逆反应速率随时间变化的示意图，找出速率相等的点，并描述其意义。 师：看图2-15，浓度何时不变？此时反应物浓度为零吗？
生：t1后不变，但不为零。
师：反应没停，浓度却不變，如何解释？请看图2-16。
生：因为正反应速率和逆反应速率相等了！
师：太棒了！就像两个速度相等但方向相反的人在一条传送带上跑步，位置相对不变。这就是“动态平衡”。 核心探究活动。引导学生从“宏观浓度不变”的现象，追问“微观反应是否停止”，再利用速率图像揭示本质，完成宏微结合的深度思维。动态比喻帮助理解抽象概念。关联“变化观念”与“证据推理”。
任务三：归纳化学平衡状态的特征 系统认识平衡状态 1. 小组讨论：根据以上分析，总结化学平衡状态有哪些特征？
2. 关键词提炼：动、等、定、变。 师：谁能用最精炼的语言或关键词概括化学平衡？
生：反应还在进行（动），正逆速率相等（等），各成分浓度、含量不变（定），条件改变平衡会移动（变）。
师：“变”是我们下节课要深入探讨的。 将探究结论系统化、条理化，形成稳定的认知结构。“动、等、定、变”口诀有助于记忆和理解。
评价与小结 应用与诊断 评价任务：判断下列说法是否正确并说明理由：
① 当化学反应达到平衡时，反应物已完全转化为生成物。
② 化学平衡状态下，正逆反应速率均为零。
③ 化学平衡状态是反应的最终状态，不再改变。 师：这些说法都是关于平衡的常见误解。请用今天所学知识充当“小法官”，进行裁决和解释。 针对学生典型错误设计评价任务，有效检测和巩固对平衡特征本质的理解，尤其是“动态”和“限度”观念。
【板书设计】
化学平衡状态
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前提：可逆反应 ( )
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建立：v(正) 从大到小
v(逆) 从小到大
↓
特征：v(正) = v(逆) (本质)
↓
各组分的浓度、百分含量保持不变 (现象)
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动 —— 等 —— 定 —— 变
(反应未停) (速率相等) (含量恒定) (条件改变则移动)
【课时小结】
引导学生总结：今天我们解决了高炉炼铁的历史之谜，认识了普遍存在的可逆反应，并通过分析图像，深入理解了化学平衡是一种“动态的、有条件的、有限度的”状态。这为我们定量研究反应的限度打下了基础。
【课堂练习】
基础层：
1. 判断：可逆反应达到平衡的标志是（ ）A.各组分浓度相等 B.正逆反应速率均为零 C.各组分浓度不再变化
2. 对于反应2SO +O 2SO ，当 _______________ 时，说明该反应已达到平衡状态。
3. 画出可逆反应A(g)+B(g) C(g)达到平衡过程中，v(正)和v(逆)随时间t变化的大致示意图。
提升层：
4. （教材P64“理解应用”第2题）对于M(g)+3N(g) 2Q(g)，判断哪些叙述是平衡标志。
5. 在恒容密闭容器中，反应2NO N O 达到平衡，若向容器中再充入一定量NO ，请讨论平衡建立过程中v(正)和v(逆)如何变化。
拓展层：
6. 查阅“化学平衡移动原理”的发现史，了解勒夏特列的故事。
【教学反思】
（预留）重点反思：1.学生能否真正理解“动态平衡”，是否还存在“反应停止”的误解？2.图像分析法的有效性如何？是否所有学生都能从图像中提取关键信息？3.高炉炼铁案例的育人价值（科学认识指导实践）是否得到充分挖掘？
第三课时：化学平衡常数
【本课时教材分析】
本课时是单元的定量核心与难点。教材通过 P60表2-6 ——一组二氧化氮与四氧化二氮在不同起始状态下达到平衡时的浓度数据，引导学生通过计算发现规律，自主“发现”化学平衡常数K，这是一个绝佳的模型建构过程。随后，教材通过P61表2-7、2-8说明K的意义和温度依赖性，并引入“转化率”这一与生产实际紧密联系的概念。P62-63的例1、例2 是计算方法的规范示范，P63的“学以致用”是及时巩固。本节内容将学生对反应限度的认识从定性提升到定量。
【素养目标】
1. （证据推理与模型认知） 学生能通过计算教材P60表2-6中的空白数据，归纳出“在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值为一常数”的规律，从而自主建构化学平衡常数（K）的概念模型，并正确书写其表达式。
2. （变化观念与平衡思想） 学生能通过分析教材P61表2-7、2-8的数据，阐述K值大小与反应限度（完全程度）、K值与温度的关系，并能运用K进行反应物平衡转化率的简单计算。
3. （科学探究与创新意识） 学生能在教师指导下，按照“三段式”（起始、变化、平衡）分析法，规范地完成关于平衡常数和转化率的计算，体会定量研究在化学中的重要性。
【教学重点】
重点：化学平衡常数的概念、表达式和简单计算。
难点：化学平衡常数的计算，特别是“三段式”法的掌握。突破策略：充分利用教材表2-6进行探究式学习，让学生“再发现”K；对教材例1、例2进行拆解式、变式教学，强化计算规范。
【教学准备】
教师准备：PPT课件（含教材P60表2-6的交互计算表格、P61表2-7、2-8的对比图、例1例2的详细解题步骤动画）、计算任务单、导学案。
学生准备：计算器，复习“物质的量浓度”计算。
【教学过程】
环节 学习任务 学生活动（含探究式活动） 师生对话预设与引导策略 设计意图与素养关联
导入与问题提出 从定性到定量的需求 回顾上节课：化学平衡时各组分浓度保持“一定”，这个“一定”是否有数量规律？ 师：我们知道平衡时浓度不变，但不同反应，或同一反应不同起始状态，这个“不变的浓度”是否暗含某种不变的“关系”？ 简洁导入，直接指向本课核心问题——寻找平衡状态的定量规律，体现科学研究的深化。
任务一：探究发现化学平衡常数 建构K的概念模型 探究活动：数据挖掘
1. 小组合作，计算并填写 教材P60表2-6 最后一列“平衡浓度关系”。
2. 讨论发现：比较四组数据计算出的数值，你能得出什么结论？
3. 模型抽象：将具体反应2NO N O 的关系式，推广到一般反应aA+bB cC+dD。 师：请大家扮演一回“数据侦探”，计算并寻找表中的数字密码。
生：（计算后）老师，最后一列的数字好像差不多！
师：“差不多”在实验误差范围内可以认为是“常数”！这个常数我们称为什么？对于任意反应，这个关系式如何写？ 核心探究活动。让学生亲身经历从具体数据中发现普遍规律的科学过程，深刻理解K的来源和意义，而非被动接受定义。这是培养“证据推理与模型认知”素养的典范。
任务二：理解平衡常数的意义与影响因素 深化对K的认识 1. 分析意义：观察 教材P61表2-7，比较不同卤素与氢气反应的K值，得出K与反应限度的关系。
2. 分析因素：观察 教材P61表2-8，讨论温度对合成氨反应K值的影响，得出K是温度函数的结论。 师：K值大到，小到，意味着什么？
生：K越大，反应进行得越彻底。
师：看表2-8，温度升高，合成氨的K如何变？这对工业生产有何启示？
生：K变小，不利于氨的生成。所以工业上要选择合适温度。 通过对比鲜明的数据，让学生直观感受K的物理意义，并与生产实际相联系，理解理论的指导价值。明确K只随温度改变，为下单元学平衡移动埋下伏笔。
任务三：学习有关平衡常数的计算 掌握定量计算技能 1. 方法学习：师生共同剖析 教材P62例1，总结利用已知平衡浓度求K的方法。
2. 方法进阶：小组讨论 教材P63例2，学习利用K和起始浓度求平衡浓度及转化率的“三段式”法。
3. 巩固练习：完成教材P63“学以致用”计算题。 师：例1是直接代公式。例2中平衡浓度未知，怎么办？
生：可以设未知数x表示变化的浓度。
师：对！我们常用“起始、变化、平衡”三段式来清晰表达。请大家仿照样板，完成练习。（针对学生设x、列式、单位等常见错误进行即时纠正） 计算是难点，需要细致引导。通过教材典型例题的示范和变式训练，帮助学生掌握“三段式”这一分析工具，将建模能力转化为解决实际问题的技能。关联“科学探究”中的严谨性。
评价与小结 综合应用与诊断 评价任务：提供一个新的可逆反应及一组起始浓度和平衡浓度数据（模仿教材表2-6格式），要求学生：(1)计算K值；(2)计算某一反应物的平衡转化率；(3)判断若改变起始浓度，K值是否变化。 师：现在大家是化工分析师，请根据这份“实验报告”数据，完成分析任务。 创设类似教材探究情境的评价任务，综合考查学生对K概念的理解、计算能力和对K特性的掌握，实现教学评一致。
【板书设计】
化学平衡常数 (K)
1. 定义：对于 aA + bB cC + dD
K = ———————————— (纯固体、纯液体不写)
2. 意义：K值越大，反应进行得越完全（限度越大）。
3. 特性：K只与温度有关，与浓度、压强等无关。
4. 计算：核心方法——三段式
反应: aA + bB cC + dD
起始: (mol/L)
变化: -ax -bx +cx +dx
平衡: (mol/L)
代入 K 表达式求解。
5. 转化率(α) = (已转化的量 / 起始总量) × 100%
【课时小结】
引导学生总结：今天我们像科学家一样从数据中发现了化学平衡常数K，它定量地描述了反应的限度。我们学习了K的意义、特性，并掌握了利用“三段式”进行相关计算的方法。化学从此又多了一门精确的语言。
【课堂练习】
基础层：
1. 写出反应N (g) + 3H (g) 2NH (g)的平衡常数表达式。
2. （教材P64“理解应用”第5题(1)(2)）根据已知K，求算其逆反应及计量数变化后的K‘。
3. 模仿教材例1，根据给定平衡浓度计算K。
提升层：
4. （教材P64“理解应用”第6题）根据SO 氧化反应的平衡数据，计算平衡常数K。
5. 在密闭容器中，CO(g) + H O(g) CO (g) + H (g) 在800℃时K=1。若起始浓度c(CO)=c(H O)=0.2 mol/L，求CO的平衡转化率。
拓展层：
6. 尝试解释为什么化学平衡常数表达式中不包括纯固体和纯液体的浓度。
【教学反思】
（预留）重点反思：1.数据探究环节，学生是真正在“发现”还是流于形式？计算耗时是否合理？2.“三段式”法的掌握情况如何？学生最大的计算障碍在哪里？（是设未知数、列式还是解方程？）3.K的“温度唯一性”是否讲透，学生是否会与后续的“平衡移动”混淆？
三、单元复习专题设计
（一）复习主题
“变化有方向，平衡有限度”——单元核心概念网络建构与“变化观念与平衡思想”素养进阶
（二）复习教材分析
本单元教材内容逻辑链清晰：方向（P54-58）→可逆与平衡状态（P58-61）→定量描述限度（K与转化率，P61-65）。复习需整合所有核心资源：
核心概念：自发反应、熵、化学平衡状态、化学平衡常数（K）、转化率（α）。
核心图表：P55图2-13（吸热自发实验）、P59图2-15/2-16（平衡建立图像）、P60表2-6（K的发现数据）、P61表2-7/2-8（K的意义与温度影响）。
核心例题：P62-63例1、例2（计算方法）。
应用线索：贯穿始终的工业案例（高炉炼铁、合成氨）体现原理价值。
复习课旨在帮助学生将点状知识串联成网，并在真实、复杂的情境中综合应用，实现素养的整合与提升。
（三）复习学情分析
基于前三课时的课堂观察、练习反馈和单元小测：
1. 知识薄弱点：约30%的学生对“熵”概念的理解仍停留在名词记忆，难以准确判断具体过程的熵变；约25%的学生在利用“三段式”进行平衡常数和转化率的综合计算时存在困难，尤其在涉及多个反应物或产物时易混淆计量关系。
2. 素养短板：“变化观念与平衡思想”维度下，学生能复述平衡特征和K的意义，但在面对需要综合判断反应方向、分析平衡移动（虽未正式学，但已涉及温度对K的影响）及计算限度的复杂情境时，系统思维和综合应用能力明显不足，达成度估计仅为60%。
3. 常见错误：①认为“平衡常数K与浓度有关”；②计算转化率时，错误地将“变化的浓度”直接除以“平衡浓度”；③将“反应方向”与“反应速率”或“平衡移动方向”混淆。
【复习素养目标】
1. （变化观念与平衡思想） 学生能在小组合作中，以“合成氨工业”为贯穿情境，系统分析其反应方向判据、平衡状态特征以及如何利用K和α选择适宜生产条件，绘制出体现知识关联的思维导图，展现对化学反应系统性、辩证性的认识。
2. （证据推理与模型认知） 学生能基于教师提供的合成氨反应在不同温度下的K值数据表，推理得出温度对平衡限度的影响趋势，并能运用平衡常数模型，进行指定条件下平衡组成和转化率的综合计算。
3. （科学态度与社会责任） 通过对合成氨条件选择的讨论与决策，学生能认识到化学原理（方向与限度）对现代化工生产的重要指导作用，体会科学、技术、社会的紧密联系，增强社会责任感。
【复习重点】
重点：构建“化学反应的方向与限度”单元知识网络；平衡常数（K）与转化率（α）在定量分析反应限度及指导生产实践中的综合应用。
难点：在真实、复杂的化工情境中，综合运用本单元核心原理进行辩证分析和定量计算。突破策略：以“合成氨”为典型且学生熟悉的案例贯穿始终；提供数据支架和讨论框架；设计从定性到定量、从分析到决策的进阶任务。
【复习准备】
教师准备：PPT课件（整合单元核心图片、合成氨工艺流程图、N +3H 2NH 反应在不同温度下的K值表）、单元知识结构空白图、复习任务单（含合成氨案例分析题）、单元综合练习卷。
学生准备：整理并携带本单元完整的课堂笔记、导学案和错题本；课前初步思考“合成氨反应为什么需要高压、适当温度并使用催化剂？”（预习下单元内容，建立联系）。
【复习过程】
环节 复习任务 学生活动与资源应用 设计意图与素养关联
任务一：知识网络建构——梳理单元逻辑 自主回顾，形成结构 活动1：思维导图绘制
以“化学反应的方向与限度”为中心词，小组合作回忆并绘制本单元核心概念思维导图。提示利用教材各节标题、核心结论和板书。
活动2：成果展示与精炼
各组展示导图，师生共同评价、补充，形成班级共识版知识网络。特别厘清“方向判据（ΔH, ΔS）”、“平衡特征（动、等、定）”和“定量描述（K, α）”三大板块的逻辑关系。 建构式活动。变被动复习为主动建构，将零散知识点系统化、结构化。通过小组合作和集体完善，深化对单元内在逻辑的理解。关联“变化观念”下的系统思维。
任务二：专题突破——聚焦“合成氨”案例 综合应用，破解难点 活动1：定性分析
分析合成氨反应 N (g)+3H (g) 2NH (g) ΔH = -92.4 kJ/mol。
① 从方向判据角度，分析该反应在常温下能否自发？（ΔH<0, ΔS<0，低温自发）
② 从平衡特征角度，解释为什么无论采用多好的催化剂，都不可能将N 和H 100%转化为NH ？
活动2：定量计算
根据教师提供的400℃、500℃时该反应的K值数据，计算两种温度下，相同起始投料（如[N ]=1mol/L, [H ]=3mol/L）时，N 的平衡转化率。通过计算数据直观感受温度对平衡限度（转化率）的影响。
活动3：初步决策
结合方向（自发）、限度（转化率）以及速率（已知高温速率快）的知识，小组讨论：从理论上讲，合成氨工业应选择什么样的温度？为什么实际生产选择500℃左右？（引发认知冲突，为下一专题“平衡移动”做铺垫）。 综合探究活动。选择教材提及的经典案例，设计层层递进的问题链，引导学生将单元核心知识融会贯通，在一个真实情境中完成从定性判断到定量分析，再到初步决策的完整思维训练。有效突破“知识应用”难点，并为后续学习制造悬念。关联所有目标素养。
任务三：易错辨析与巩固 诊断反馈，精准巩固 活动：“大家来找茬”
呈现基于学情分析的常见错误说法（如“平衡时各物质浓度比等于系数比”、“增大压强，平衡常数K增大”等），小组竞赛形式进行辨析和纠正。
针对计算薄弱点：快速练习一道涉及多反应物的“三段式”计算题，教师巡视并针对共性问题进行简短精讲。 直击学生痛点，通过辨析和针对性练习，澄清概念，巩固技能。竞赛形式增加趣味性和参与度。体现复习课的诊断与矫正功能。
【单元综合练习】
基础层（覆盖单元核心概念与简单计算）：
1. 判断过程熵变：①碘升华；②氨气与氯化氢混合生成氯化铵固体。
2. 可逆反应2NO (g) N O (g) 达到平衡状态的标志是（多选）。
3. 写出反应2SO (g) + O (g) 2SO (g)的平衡常数K表达式。
4. 已知H (g)+I (g) 2HI(g)在448℃时K=49。求算2HI(g) H (g)+I (g)的K'。
5. （教材P64“理解应用”第3题改编）填空。
提升层（侧重知识关联与中等难度综合）：
6. 解释为何碳酸钙分解反应在室温下非自发，而在高温下能自发进行。
7. 对于反应2A(g) + B(g) 2C(g)，在某温度达到平衡时，各物质浓度为[A]=0.5 mol/L, [B]=0.1 mol/L, [C]=0.4 mol/L。求该温度下的平衡常数K及A的平衡转化率。
8. 工业上制备水煤气：C(s) + H O(g) CO(g) + H (g) ΔH>0。请从反应方向和限度的角度，讨论为了提高CO产量，可以采取哪些措施？（定性）
拓展层（真实情境下的复杂问题解决）：
9.【情境】汽车尾气中的NO和CO可发生反应：2NO(g)+2CO(g) N (g)+2CO (g) ΔH<0。研究人员测得某温度下该反应的平衡常数。
（1）此K值巨大，说明了什么？
（2）试从反应速率和限度的角度，综合分析为什么在实际汽车尾气中，此反应不能自发完全去除污染物？若要提高净化效率，可以有什么思路？（开放性问题，考查综合思维）
【复习小结】
引导学生反思：通过本单元的学习和今天的复习，你对“化学反应”有了哪些新的、更深刻的认识？最大的收获是什么？还有哪些疑惑？鼓励学生将知识网络图贴于笔记本首页，作为后续学习“化学平衡的移动”的基础。
【复习反思】
（预留）重点反思：1.以“合成氨”为线索的复习设计是否有效串联了单元主干知识？学生参与案例分析的深度如何？2.知识网络建构环节，学生是简单罗列还是真正理解了逻辑关系？3.综合练习的难度梯度是否合理？能否准确诊断出学生的素养进阶水平？4.本节课在“教学创新性”和“素养达成度”上表现如何？
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第二单元《化学反应的方向与限度》单元整体教学设计方案
一、单元整体设计
（一）单元教材分析
本单元位于苏教版高中化学选择性必修第一册《化学反应原理》专题二“化学反应速率与化学平衡”中，是继“化学反应速率”之后，从宏观现象深入到热力学与动力学核心理论的关键模块。单元逻辑结构清晰，层层递进：
1. “化学反应的方向”（教材P54-58）：从学生熟悉的自然界变化（冰融化、瀑布下落）引入“方向性”问题，通过实验探究（教材P55图2-13：氯化铵与氢氧化钡晶体反应）打破“放热反应才自发”的迷思，引入“熵”这一全新概念，引导学生理解焓变与熵变的复合判据，建立从能量和混乱度两个维度综合分析化学反应可能性的科学思维。
2. “化学平衡状态”（教材P58-61）：以高炉炼铁尾气含CO的经典案例（教材P58交流讨论）引发认知冲突，揭示“可逆反应”的普遍性。借助浓度-时间曲线与速率-时间曲线（教材P59图2-15、2-16），引导学生自主建构化学平衡的动态特征，为定量研究奠定基础。
3. “化学平衡常数”（教材P61-65）：基于二氧化氮-四氧化二氮平衡体系的实验数据表（教材P60表2-6），引导学生通过计算发现平衡浓度的定量关系，抽象出化学平衡常数（K）的模型。教材通过对比不同反应、不同温度的K值（教材P61表2-7、2-8），揭示了K的意义和影响因素，并引入转化率的概念，将微观的平衡状态与宏观的生产效率（限度）联系起来，体现了化学原理指导生产实践的价值。
育人价值：本单元不仅传授了判断反应方向和分析反应限度的核心知识，更重要的是培养了学生“变化观念与平衡思想”这一核心素养。通过探究活动和数据分析，学生学会了从宏微结合、定性与定量相结合的视角认识化学变化，理解自然和社会中普遍存在的平衡现象，形成辩证的科学世界观。
（二）单元学情分析
1. 知识基础：学生已学习“化学反应的热效应”（专题一），掌握了焓变（ΔH）的概念和计算；已学习“化学反应速率”（本专题第一单元），理解了影响速率的因素。但“熵（S）”是全新概念，“可逆反应”在必修阶段虽有接触，但其“动态平衡”的本质理解不深。
2. 认知特点：高二学生抽象逻辑思维占主导，具备一定的归纳、推理和建模能力，但对“熵”、“平衡常数”等高度抽象的概念仍需借助直观实验和具体数据来建构。学生容易将“反应方向”与“反应速率”混淆，将“化学平衡”误解为反应停止。
3. 素养水平：基于上一单元评价，学生在“证据推理与模型认知”方面表现较好，能基于实验数据得出结论。但在“变化观念与平衡思想”上较为薄弱，对“动态平衡”的理解多停留在记忆层面。
4. 学习习惯与探究能力：学生习惯于接受确定性结论，面对“ΔH与ΔS共同决定方向”以及“K值随温度变化”等复杂、辩证的结论时，可能产生畏难情绪。小组合作探究和数据分析的经验有待加强。
（三）单元学习目标
依据《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》，本单元重点落实以下学科核心素养：
1. 变化观念与平衡思想：认识化学反应是有方向的，且存在限度；能运用焓变和熵变初步判断化学反应的方向；能从微观视角理解化学平衡的动态特征；能运用化学平衡常数定量分析化学反应的限度，并分析外界条件对平衡的影响。（重点培养素养）
2. 证据推理与模型认知：能基于实验现象（如吸热反应自发）和数据（如平衡浓度数据），提出假设，通过推理建立“熵”的概念和“化学平衡常数”模型；能运用化学平衡常数模型进行有关计算，并解释生产生活中的相关问题。
3. 科学探究与创新意识：经历“提出问题→实验探究→分析推理→得出结论”的科学探究过程，体验合作学习；能设计简单实验探究浓度等因素对化学平衡的影响。
4. 科学态度与社会责任：通过高炉炼铁、合成氨等案例，体会化学原理对社会生产的重要性，认识化学学科在促进社会发展中的价值，形成严谨求实的科学态度。
具体目标：
1. 学生能通过分析自然界和生活中的实例，辨识自发过程与非自发过程，能举例说明自发反应的判断不能仅依据焓变或熵变。（素养1）
2. 学生能基于氯化铵与氢氧化钡反应的实验现象和数据，分析吸热反应能自发的原因，并与同伴交流，初步形成“焓减与熵增是推动化学反应自发进行的两种动力”的观念。（素养1, 2, 4）
3. 学生能通过分析高炉炼铁等案例，辨识可逆反应，并能用速率-时间图像描述化学平衡的建立过程，准确阐述化学平衡状态的特征。（素养1）
4. 学生能基于教材提供的实验数据，通过计算归纳出平衡时各物质浓度间的定量关系，自主建构化学平衡常数（K）的概念模型，并正确书写其表达式。（素养2）
5. 学生能运用化学平衡常数计算反应物的平衡转化率，并说明其表示反应限度的意义。（素养1, 2）
6. 学生能结合合成氨等工业实例，讨论如何利用化学反应的方向和限度原理选择适宜的生产条件，体会化学原理的应用价值。（素养1, 4）
（四）单元教学重难点
教学重点：
1. 利用焓变和熵变综合判断化学反应的方向。
2. 化学平衡状态的特征。
3. 化学平衡常数的含义、表达式及其简单计算。
教学难点：
1. 熵的概念理解：突破策略：通过氯化铵与氢氧化钡晶体反应的吸热自发实验（教材P55图2-13）创设认知冲突；借助“有序→无序”的直观生活事例（如收拾整齐的房间变乱）和“摇瓶子”模拟活动，化抽象为具体。
2. 化学平衡常数的计算与应用：突破策略：充分利用教材P60表2-6数据，引导学生进行“数据计算→寻找规律→建立模型”的探究；通过“三段式”计算法的规范示范与变式训练，结合教材例题（教材P62-63例1、例2）进行分层指导。
（五）单元教学准备
教具与学具：氯化铵晶体、氢氧化钡晶体、烧杯、玻璃片、温度计、多媒体课件、导学案。
技术资源：数字化实验设备（如温度传感器）、模拟化学反应方向的动画或软件。
教材资源处理：
打印放大教材P55图2-13（氯化铵与氢氧化钡反应实验图），用于导入和原理分析。
将教材P60表2-6（NO -N O 平衡数据）制作成可交互的电子表格，供学生课堂计算探究。
将教材P61表2-7、2-8（平衡常数与温度关系）整合成对比图表，动态展示K随温度的变化。
（六）单元课时计划
课时 课时名称 （与教材完全一致） 内容要点 对应教材页码 核心图片/资源说明
1 化学反应的方向 自发反应；焓变与反应方向；熵与熵变；焓变与熵变对反应方向的共同影响。 P54-58 P55图2-13：吸热自发反应实验，用于创设认知冲突。
2 化学平衡状态 可逆反应；化学平衡状态的建立与特征。 P58-61 P59图2-15、2-16：浓度、速率随时间变化曲线，用于建构平衡特征。P58“交流讨论”：高炉炼铁案例。
3 化学平衡常数 化学平衡常数的概念、表达式、意义；有关化学平衡常数的简单计算。 P61-65 P60表2-6：NO -N O 平衡数据，用于模型建构。P61表2-7、2-8：K值对比，理解意义与影响因素。P62-63例1、例2：计算示范。
4 单元复习专题：化学反应的方向与限度 核心知识结构化；平衡常数与转化率的综合应用；真实情境问题解决。 整合P54-65 利用本单元所有核心图表、案例及“学以致用”、“理解应用”栏目习题进行整合与提升。
二、课时教学设计
第一课时：化学反应的方向
【本课时教材分析】
本课时是单元起始课，起到承上（能量变化）启下（反应限度）的作用。教材从生活经验切入（教材P54图2-12），引导学生思考“方向性”问题，通过“温故知新”和“交流讨论”栏目，逐步揭示仅用焓变判断方向的局限性。核心在于通过 教材P55“实验探究”（氯化铵与氢氧化钡晶体反应）这一关键实验，引发认知冲突，自然引出“熵”的概念。教材P56的“观察思考”和“学以致用”栏目，旨在引导学生从微观角度理解熵变，并初步学会综合ΔH和ΔS判断反应方向。
【素养目标】
1. （变化观念与平衡思想） 学生能列举3个以上的自发过程实例，并通过对氯化铵与氢氧化钡晶体反应实验的分析，与同伴合作归纳出“化学反应的自发性由焓变和熵变共同决定”的结论。
2. （证据推理与模型认知） 学生能基于硝酸铵溶解等过程的宏观现象，推理得出“体系的混乱度增大（熵增）是某些过程自发进行的原因”的假设，并初步建立用熵变(ΔS)判断过程方向的思维模型。
3. （科学探究与创新意识） 学生能积极参与“摇瓶子”模拟活动，通过观察和比较，定性描述不同条件下体系混乱度的变化，体验从宏观现象到微观本质的科学探究过程。
【教学重点】
重点：化学反应方向的判据——综合考虑焓变和熵变。
难点：熵的概念理解。突破策略：利用教材P55吸热自发反应实验创设冲突；通过“有序书本散落”、“摇瓶子”等直观活动和类比，将抽象概念具体化。
【教学准备】
教师准备：PPT课件（含教材P54图2-12、P55图2-13）、氯化铵与氢氧化钡晶体反应实验视频或现场演示器材、两个密封瓶子（一个装有序排列的彩色小球，一个装混合均匀的彩色小球）、导学案。
学生准备：预习教材P54-56内容，思考“冰融化为什么是自发的？”。
【教学过程】
环节 学习任务 学生活动 （含探究式活动） 师生对话预设与引导策略 设计意图与素养关联
情境导入 感知“方向性” 1. 观察思考：观看教材P54图2-12（冰融化、瀑布下落）。
2. 交流讨论：列举生活中“自发进行”的过程（如墨水滴入水中扩散）。 师：这些过程需要外力推动吗？它们共同的特点是什么？
生：不需要，好像有一种“趋势”。
师：化学变化是否也有这种“趋势”？我们称之为“反应的方向”。 从学生熟悉的自然现象入手，建立“自发过程”的感性认识，激发探究化学反应方向的内驱力。关联“变化观念”。
任务一：探究焓变对反应方向的影响 回顾焓变，发现其局限性 1. 温故知新：回顾放热反应(ΔH<0)实例。
2. 小组讨论：判断教材P55“交流讨论”中四个反应的自发性，并说明理由。 师：通常我们认为放热反应容易发生。请用这个观点判断这几个反应。
生：（判断1、2、3、4均为自发，因ΔH<0）。
师：是否所有ΔH<0的反应都自发？所有自发的反应都ΔH<0？ 激活旧知，巩固焓变概念。通过讨论，暴露出单一用焓变判据的不足，为引入新概念埋下伏笔。关联“证据推理”。
任务二：通过实验探究引入“熵”的概念 认识熵与熵变 探究活动1：认知冲突实验
观察 教材P55图2-13 所示实验（或视频），描述现象（木板上的水结冰、锥形瓶变凉），触摸感受温度变化。
探究活动2：概念建构
1. 分析该反应（吸热）为何能自发。
2. 进行“摇瓶子”活动：观察有序小球瓶与混乱小球瓶，摇动后对比。
3. 讨论教材P56“观察思考”中三个吸热自发过程的共同点。 师：这个反应吸热，却自发发生了，能量从哪来？
生：…可能体系内部变得“更乱”了？
师：非常好！“更乱”在化学上称为“混乱度增大”。大家摇瓶子时，谁更倾向于变得混乱？
生：有序的瓶子。
师：这种从有序到混乱的倾向，就是“熵增”原理。 核心探究活动。利用教材经典实验制造强烈认知冲突，驱动学生思考能量以外的因素。通过类比和模拟活动，将抽象的“熵增”具体化、可视化，有效突破难点。关联“科学探究”与“变化观念”。
任务三：建立化学反应方向的复合判据 综合应用ΔH与ΔS 1. 归纳总结：在教师引导下，填写教材P57表2-5（或简化版），归纳ΔH、ΔS与反应自发性的关系。
2. 学以致用：尝试判断“学以致用”第1题中过程的熵变符号。 师：现在我们有两位“裁判”：焓变(ΔH)和熵变(ΔS)。如何综合它们“投票”结果判断反应方向？
生：ΔH<0且ΔS>0，一定自发；ΔH>0且ΔS<0，一定非自发；另外两种情况看温度。
师：概括精炼！这就是自然界的辩证法则。 引导学生将探究得出的感性认识上升为理性规律，完成从具体到抽象的思维跨越。初步建立综合分析问题的模型。关联“变化观念与平衡思想”核心素养。
评价与小结 梳理与诊断 评价任务：完成导学案上的判断练习（如“氢氧化钠固体溶于水是熵增还是熵减过程？”）。小组互评，讨论分歧。 师：请用今天所学知识解释“为什么有些清洁剂在热水中去污效果更好？”（涉及蛋白质变性等熵增过程）。 通过贴近生活的评价任务，检测学生对熵变判据的理解和应用情况。小组互评促进深度学习。
【板书设计】
化学反应的方向
/ \
能量驱动 混乱度驱动
(焓减, ΔH < 0) (熵增, ΔS > 0)
\ /
共同决定反应的自发性
ΔH < 0, ΔS > 0 : 任何温度自发
ΔH > 0, ΔS < 0 : 任何温度非自发
ΔH < 0, ΔS < 0 : 低温自发
ΔH > 0, ΔS > 0 : 高温自发
【课时小结】
引导学生回顾：本节课我们如何一步步发现仅用焓变判断反应方向的不足？通过什么实验引入了“熵”的概念？最终我们得到判断反应方向的复合判据是什么？这体现了什么样的科学思维方法？
【课堂练习】
基础层：
1. 下列过程属于熵增的是（ ）A.水结成冰 B.碘升华 C.气体被液化
2. 已知反应2N O (g) = 4NO (g)+O (g) ΔH>0，试判断该反应在高温下能否自发？为什么？
3. （教材P57“学以致用”第1题改编）判断H O(s)→H O(l)→H O(g)过程的熵变。
提升层：
4. 解释为什么CaCO (s)高温下能自发分解为CaO(s)和CO (g)。
5. 请列举一个ΔH>0但能自发进行的化学反应的实例，并分析其自发的原因。
拓展层：
6. 查阅资料，了解“吉布斯自由能变(ΔG)”是如何定量统一焓变和熵变的。
【教学反思】
（预留）重点反思：1.“熵”概念的直观化处理是否有效，学生认知障碍是否突破？2.探究活动中学生的参与度与思维深度如何？3.从能量判据到熵判据的过渡是否自然？4.板书设计是否清晰体现了知识结构与思维脉络？
第二课时：化学平衡状态
【本课时教材分析】
本课时是连接“方向”与“限度”的桥梁。教材以 P58“交流讨论” ——高炉炼铁尾气始终含CO的经典化学史问题切入，极具说服力地引出“可逆反应”和“反应限度”的概念。随后通过 P59图2-15、2-16 两张核心图像，将宏观的浓度变化与微观的正逆反应速率变化联系起来，直观、动态地展示了化学平衡状态的建立过程和“动、定、变”三大特征。本节内容是学习化学平衡常数的基础，重在建立“动态平衡”的微观图景和定性认识。
【素养目标】
1. （变化观念与平衡思想） 学生能通过分析高炉炼铁案例，辨识可逆反应，并用自己的语言准确阐述化学平衡状态“正逆反应速率相等、各组分浓度保持不变”的动态特征。
2. （证据推理与模型认知） 学生能基于教材P59的浓度-时间、速率-时间曲线图，推理出化学平衡建立过程中正、逆反应速率的变化关系，并绘制简单的示意图来描述这一过程。
3. （科学态度与社会责任） 学生通过高炉炼铁案例的讨论，认识到化学反应存在限度是客观规律，体会科学认识对技术改进（如不再盲目加高炉体）的指导作用。
【教学重点】
重点：化学平衡状态的概念和特征。
难点：理解化学平衡是“动态平衡”。突破策略：充分利用教材P59两幅曲线图，引导学生进行“看图说话”式分析；用“进出水速率相等的水池”等动态比喻辅助理解。
【教学准备】
教师准备：PPT课件（含高炉图片、教材P59图2-15、2-16的动态解析动画）、可逆反应（如NO 球棍模型）的模拟动画、导学案。
学生准备：复习“化学反应速率”概念，思考“一个反应开始后，反应物和生成物的量会如何变化？”。
【教学过程】
环节 学习任务 学生活动 （含探究式活动） 师生对话预设与引导策略 设计意图与素养关联
情境导入 从“方向”到“限度”的转折 阅读并讨论 教材P58“交流讨论” 高炉炼铁案例。 师：为什么无论炉子多高，尾气中总有CO？是接触时间不够吗？
生：不是，历史上加高炉体失败证明了这点。
师：那真正的原因是什么？这提示我们化学反应除了有方向，还有什么性质？ 用生动的化学史实制造认知冲突，自然过渡到“反应限度”主题，激发求知欲。关联“科学态度”。
任务一：建立可逆反应概念 认识反应的“可逆性” 1. 概念辨析：对比以前学过的“完全反应”（如酸碱中和），认识“可逆反应”。
2. 举例：列举已学的可逆反应实例（如N +3H 2NH ，SO 与O 反应等）。 师：像高炉炼铁这样，在同一条件下既能正向进行也能逆向进行的反应，叫可逆反应。用“ ”表示。请大家再想几个例子。
生：氯气与水反应、二氧化碳与水反应…… 建立“可逆反应”是普遍存在的观念，为“限度”的存在提供前提。通过符号“ ”强化概念。
任务二：探究化学平衡状态的建立与特征 建构“动态平衡”模型 探究活动：图像分析
1. 小组合作，分析 教材P59图2-15：随着反应进行，反应物和生成物浓度如何变化？何时不变？此时反应停止了吗？
2. 分析 教材P59图2-16：绘制正逆反应速率随时间变化的示意图，找出速率相等的点，并描述其意义。 师：看图2-15，浓度何时不变？此时反应物浓度为零吗？
生：t1后不变，但不为零。
师：反应没停，浓度却不變，如何解释？请看图2-16。
生：因为正反应速率和逆反应速率相等了！
师：太棒了！就像两个速度相等但方向相反的人在一条传送带上跑步，位置相对不变。这就是“动态平衡”。 核心探究活动。引导学生从“宏观浓度不变”的现象，追问“微观反应是否停止”，再利用速率图像揭示本质，完成宏微结合的深度思维。动态比喻帮助理解抽象概念。关联“变化观念”与“证据推理”。
任务三：归纳化学平衡状态的特征 系统认识平衡状态 1. 小组讨论：根据以上分析，总结化学平衡状态有哪些特征？
2. 关键词提炼：动、等、定、变。 师：谁能用最精炼的语言或关键词概括化学平衡？
生：反应还在进行（动），正逆速率相等（等），各成分浓度、含量不变（定），条件改变平衡会移动（变）。
师：“变”是我们下节课要深入探讨的。 将探究结论系统化、条理化，形成稳定的认知结构。“动、等、定、变”口诀有助于记忆和理解。
评价与小结 应用与诊断 评价任务：判断下列说法是否正确并说明理由：
① 当化学反应达到平衡时，反应物已完全转化为生成物。
② 化学平衡状态下，正逆反应速率均为零。
③ 化学平衡状态是反应的最终状态，不再改变。 师：这些说法都是关于平衡的常见误解。请用今天所学知识充当“小法官”，进行裁决和解释。 针对学生典型错误设计评价任务，有效检测和巩固对平衡特征本质的理解，尤其是“动态”和“限度”观念。
【板书设计】
化学平衡状态
|
前提：可逆反应 ( )
|
建立：v(正) 从大到小
v(逆) 从小到大
↓
特征：v(正) = v(逆) (本质)
↓
各组分的浓度、百分含量保持不变 (现象)
|
动 —— 等 —— 定 —— 变
(反应未停) (速率相等) (含量恒定) (条件改变则移动)
【课时小结】
引导学生总结：今天我们解决了高炉炼铁的历史之谜，认识了普遍存在的可逆反应，并通过分析图像，深入理解了化学平衡是一种“动态的、有条件的、有限度的”状态。这为我们定量研究反应的限度打下了基础。
【课堂练习】
基础层：
1. 判断：可逆反应达到平衡的标志是（ ）A.各组分浓度相等 B.正逆反应速率均为零 C.各组分浓度不再变化
2. 对于反应2SO +O 2SO ，当 _______________ 时，说明该反应已达到平衡状态。
3. 画出可逆反应A(g)+B(g) C(g)达到平衡过程中，v(正)和v(逆)随时间t变化的大致示意图。
提升层：
4. （教材P64“理解应用”第2题）对于M(g)+3N(g) 2Q(g)，判断哪些叙述是平衡标志。
5. 在恒容密闭容器中，反应2NO N O 达到平衡，若向容器中再充入一定量NO ，请讨论平衡建立过程中v(正)和v(逆)如何变化。
拓展层：
6. 查阅“化学平衡移动原理”的发现史，了解勒夏特列的故事。
【教学反思】
（预留）重点反思：1.学生能否真正理解“动态平衡”，是否还存在“反应停止”的误解？2.图像分析法的有效性如何？是否所有学生都能从图像中提取关键信息？3.高炉炼铁案例的育人价值（科学认识指导实践）是否得到充分挖掘？
第三课时：化学平衡常数
【本课时教材分析】
本课时是单元的定量核心与难点。教材通过 P60表2-6 ——一组二氧化氮与四氧化二氮在不同起始状态下达到平衡时的浓度数据，引导学生通过计算发现规律，自主“发现”化学平衡常数K，这是一个绝佳的模型建构过程。随后，教材通过P61表2-7、2-8说明K的意义和温度依赖性，并引入“转化率”这一与生产实际紧密联系的概念。P62-63的例1、例2 是计算方法的规范示范，P63的“学以致用”是及时巩固。本节内容将学生对反应限度的认识从定性提升到定量。
【素养目标】
1. （证据推理与模型认知） 学生能通过计算教材P60表2-6中的空白数据，归纳出“在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值为一常数”的规律，从而自主建构化学平衡常数（K）的概念模型，并正确书写其表达式。
2. （变化观念与平衡思想） 学生能通过分析教材P61表2-7、2-8的数据，阐述K值大小与反应限度（完全程度）、K值与温度的关系，并能运用K进行反应物平衡转化率的简单计算。
3. （科学探究与创新意识） 学生能在教师指导下，按照“三段式”（起始、变化、平衡）分析法，规范地完成关于平衡常数和转化率的计算，体会定量研究在化学中的重要性。
【教学重点】
重点：化学平衡常数的概念、表达式和简单计算。
难点：化学平衡常数的计算，特别是“三段式”法的掌握。突破策略：充分利用教材表2-6进行探究式学习，让学生“再发现”K；对教材例1、例2进行拆解式、变式教学，强化计算规范。
【教学准备】
教师准备：PPT课件（含教材P60表2-6的交互计算表格、P61表2-7、2-8的对比图、例1例2的详细解题步骤动画）、计算任务单、导学案。
学生准备：计算器，复习“物质的量浓度”计算。
【教学过程】
环节 学习任务 学生活动（含探究式活动） 师生对话预设与引导策略 设计意图与素养关联
导入与问题提出 从定性到定量的需求 回顾上节课：化学平衡时各组分浓度保持“一定”，这个“一定”是否有数量规律？ 师：我们知道平衡时浓度不变，但不同反应，或同一反应不同起始状态，这个“不变的浓度”是否暗含某种不变的“关系”？ 简洁导入，直接指向本课核心问题——寻找平衡状态的定量规律，体现科学研究的深化。
任务一：探究发现化学平衡常数 建构K的概念模型 探究活动：数据挖掘
1. 小组合作，计算并填写 教材P60表2-6 最后一列“平衡浓度关系”。
2. 讨论发现：比较四组数据计算出的数值，你能得出什么结论？
3. 模型抽象：将具体反应2NO N O 的关系式，推广到一般反应aA+bB cC+dD。 师：请大家扮演一回“数据侦探”，计算并寻找表中的数字密码。
生：（计算后）老师，最后一列的数字好像差不多！
师：“差不多”在实验误差范围内可以认为是“常数”！这个常数我们称为什么？对于任意反应，这个关系式如何写？ 核心探究活动。让学生亲身经历从具体数据中发现普遍规律的科学过程，深刻理解K的来源和意义，而非被动接受定义。这是培养“证据推理与模型认知”素养的典范。
任务二：理解平衡常数的意义与影响因素 深化对K的认识 1. 分析意义：观察 教材P61表2-7，比较不同卤素与氢气反应的K值，得出K与反应限度的关系。
2. 分析因素：观察 教材P61表2-8，讨论温度对合成氨反应K值的影响，得出K是温度函数的结论。 师：K值大到，小到，意味着什么？
生：K越大，反应进行得越彻底。
师：看表2-8，温度升高，合成氨的K如何变？这对工业生产有何启示？
生：K变小，不利于氨的生成。所以工业上要选择合适温度。 通过对比鲜明的数据，让学生直观感受K的物理意义，并与生产实际相联系，理解理论的指导价值。明确K只随温度改变，为下单元学平衡移动埋下伏笔。
任务三：学习有关平衡常数的计算 掌握定量计算技能 1. 方法学习：师生共同剖析 教材P62例1，总结利用已知平衡浓度求K的方法。
2. 方法进阶：小组讨论 教材P63例2，学习利用K和起始浓度求平衡浓度及转化率的“三段式”法。
3. 巩固练习：完成教材P63“学以致用”计算题。 师：例1是直接代公式。例2中平衡浓度未知，怎么办？
生：可以设未知数x表示变化的浓度。
师：对！我们常用“起始、变化、平衡”三段式来清晰表达。请大家仿照样板，完成练习。（针对学生设x、列式、单位等常见错误进行即时纠正） 计算是难点，需要细致引导。通过教材典型例题的示范和变式训练，帮助学生掌握“三段式”这一分析工具，将建模能力转化为解决实际问题的技能。关联“科学探究”中的严谨性。
评价与小结 综合应用与诊断 评价任务：提供一个新的可逆反应及一组起始浓度和平衡浓度数据（模仿教材表2-6格式），要求学生：(1)计算K值；(2)计算某一反应物的平衡转化率；(3)判断若改变起始浓度，K值是否变化。 师：现在大家是化工分析师，请根据这份“实验报告”数据，完成分析任务。 创设类似教材探究情境的评价任务，综合考查学生对K概念的理解、计算能力和对K特性的掌握，实现教学评一致。
【板书设计】
化学平衡常数 (K)
1. 定义：对于 aA + bB cC + dD
K = ———————————— (纯固体、纯液体不写)
2. 意义：K值越大，反应进行得越完全（限度越大）。
3. 特性：K只与温度有关，与浓度、压强等无关。
4. 计算：核心方法——三段式
反应: aA + bB cC + dD
起始: (mol/L)
变化: -ax -bx +cx +dx
平衡: (mol/L)
代入 K 表达式求解。
5. 转化率(α) = (已转化的量 / 起始总量) × 100%
【课时小结】
引导学生总结：今天我们像科学家一样从数据中发现了化学平衡常数K，它定量地描述了反应的限度。我们学习了K的意义、特性，并掌握了利用“三段式”进行相关计算的方法。化学从此又多了一门精确的语言。
【课堂练习】
基础层：
1. 写出反应N (g) + 3H (g) 2NH (g)的平衡常数表达式。
2. （教材P64“理解应用”第5题(1)(2)）根据已知K，求算其逆反应及计量数变化后的K‘。
3. 模仿教材例1，根据给定平衡浓度计算K。
提升层：
4. （教材P64“理解应用”第6题）根据SO 氧化反应的平衡数据，计算平衡常数K。
5. 在密闭容器中，CO(g) + H O(g) CO (g) + H (g) 在800℃时K=1。若起始浓度c(CO)=c(H O)=0.2 mol/L，求CO的平衡转化率。
拓展层：
6. 尝试解释为什么化学平衡常数表达式中不包括纯固体和纯液体的浓度。
【教学反思】
（预留）重点反思：1.数据探究环节，学生是真正在“发现”还是流于形式？计算耗时是否合理？2.“三段式”法的掌握情况如何？学生最大的计算障碍在哪里？（是设未知数、列式还是解方程？）3.K的“温度唯一性”是否讲透，学生是否会与后续的“平衡移动”混淆？
三、单元复习专题设计
（一）复习主题
“变化有方向，平衡有限度”——单元核心概念网络建构与“变化观念与平衡思想”素养进阶
（二）复习教材分析
本单元教材内容逻辑链清晰：方向（P54-58）→可逆与平衡状态（P58-61）→定量描述限度（K与转化率，P61-65）。复习需整合所有核心资源：
核心概念：自发反应、熵、化学平衡状态、化学平衡常数（K）、转化率（α）。
核心图表：P55图2-13（吸热自发实验）、P59图2-15/2-16（平衡建立图像）、P60表2-6（K的发现数据）、P61表2-7/2-8（K的意义与温度影响）。
核心例题：P62-63例1、例2（计算方法）。
应用线索：贯穿始终的工业案例（高炉炼铁、合成氨）体现原理价值。
复习课旨在帮助学生将点状知识串联成网，并在真实、复杂的情境中综合应用，实现素养的整合与提升。
（三）复习学情分析
基于前三课时的课堂观察、练习反馈和单元小测：
1. 知识薄弱点：约30%的学生对“熵”概念的理解仍停留在名词记忆，难以准确判断具体过程的熵变；约25%的学生在利用“三段式”进行平衡常数和转化率的综合计算时存在困难，尤其在涉及多个反应物或产物时易混淆计量关系。
2. 素养短板：“变化观念与平衡思想”维度下，学生能复述平衡特征和K的意义，但在面对需要综合判断反应方向、分析平衡移动（虽未正式学，但已涉及温度对K的影响）及计算限度的复杂情境时，系统思维和综合应用能力明显不足，达成度估计仅为60%。
3. 常见错误：①认为“平衡常数K与浓度有关”；②计算转化率时，错误地将“变化的浓度”直接除以“平衡浓度”；③将“反应方向”与“反应速率”或“平衡移动方向”混淆。
【复习素养目标】
1. （变化观念与平衡思想） 学生能在小组合作中，以“合成氨工业”为贯穿情境，系统分析其反应方向判据、平衡状态特征以及如何利用K和α选择适宜生产条件，绘制出体现知识关联的思维导图，展现对化学反应系统性、辩证性的认识。
2. （证据推理与模型认知） 学生能基于教师提供的合成氨反应在不同温度下的K值数据表，推理得出温度对平衡限度的影响趋势，并能运用平衡常数模型，进行指定条件下平衡组成和转化率的综合计算。
3. （科学态度与社会责任） 通过对合成氨条件选择的讨论与决策，学生能认识到化学原理（方向与限度）对现代化工生产的重要指导作用，体会科学、技术、社会的紧密联系，增强社会责任感。
【复习重点】
重点：构建“化学反应的方向与限度”单元知识网络；平衡常数（K）与转化率（α）在定量分析反应限度及指导生产实践中的综合应用。
难点：在真实、复杂的化工情境中，综合运用本单元核心原理进行辩证分析和定量计算。突破策略：以“合成氨”为典型且学生熟悉的案例贯穿始终；提供数据支架和讨论框架；设计从定性到定量、从分析到决策的进阶任务。
【复习准备】
教师准备：PPT课件（整合单元核心图片、合成氨工艺流程图、N +3H 2NH 反应在不同温度下的K值表）、单元知识结构空白图、复习任务单（含合成氨案例分析题）、单元综合练习卷。
学生准备：整理并携带本单元完整的课堂笔记、导学案和错题本；课前初步思考“合成氨反应为什么需要高压、适当温度并使用催化剂？”（预习下单元内容，建立联系）。
【复习过程】
环节 复习任务 学生活动与资源应用 设计意图与素养关联
任务一：知识网络建构——梳理单元逻辑 自主回顾，形成结构 活动1：思维导图绘制
以“化学反应的方向与限度”为中心词，小组合作回忆并绘制本单元核心概念思维导图。提示利用教材各节标题、核心结论和板书。
活动2：成果展示与精炼
各组展示导图，师生共同评价、补充，形成班级共识版知识网络。特别厘清“方向判据（ΔH, ΔS）”、“平衡特征（动、等、定）”和“定量描述（K, α）”三大板块的逻辑关系。 建构式活动。变被动复习为主动建构，将零散知识点系统化、结构化。通过小组合作和集体完善，深化对单元内在逻辑的理解。关联“变化观念”下的系统思维。
任务二：专题突破——聚焦“合成氨”案例 综合应用，破解难点 活动1：定性分析
分析合成氨反应 N (g)+3H (g) 2NH (g) ΔH = -92.4 kJ/mol。
① 从方向判据角度，分析该反应在常温下能否自发？（ΔH<0, ΔS<0，低温自发）
② 从平衡特征角度，解释为什么无论采用多好的催化剂，都不可能将N 和H 100%转化为NH ？
活动2：定量计算
根据教师提供的400℃、500℃时该反应的K值数据，计算两种温度下，相同起始投料（如[N ]=1mol/L, [H ]=3mol/L）时，N 的平衡转化率。通过计算数据直观感受温度对平衡限度（转化率）的影响。
活动3：初步决策
结合方向（自发）、限度（转化率）以及速率（已知高温速率快）的知识，小组讨论：从理论上讲，合成氨工业应选择什么样的温度？为什么实际生产选择500℃左右？（引发认知冲突，为下一专题“平衡移动”做铺垫）。 综合探究活动。选择教材提及的经典案例，设计层层递进的问题链，引导学生将单元核心知识融会贯通，在一个真实情境中完成从定性判断到定量分析，再到初步决策的完整思维训练。有效突破“知识应用”难点，并为后续学习制造悬念。关联所有目标素养。
任务三：易错辨析与巩固 诊断反馈，精准巩固 活动：“大家来找茬”
呈现基于学情分析的常见错误说法（如“平衡时各物质浓度比等于系数比”、“增大压强，平衡常数K增大”等），小组竞赛形式进行辨析和纠正。
针对计算薄弱点：快速练习一道涉及多反应物的“三段式”计算题，教师巡视并针对共性问题进行简短精讲。 直击学生痛点，通过辨析和针对性练习，澄清概念，巩固技能。竞赛形式增加趣味性和参与度。体现复习课的诊断与矫正功能。
【单元综合练习】
基础层（覆盖单元核心概念与简单计算）：
1. 判断过程熵变：①碘升华；②氨气与氯化氢混合生成氯化铵固体。
2. 可逆反应2NO (g) N O (g) 达到平衡状态的标志是（多选）。
3. 写出反应2SO (g) + O (g) 2SO (g)的平衡常数K表达式。
4. 已知H (g)+I (g) 2HI(g)在448℃时K=49。求算2HI(g) H (g)+I (g)的K'。
5. （教材P64“理解应用”第3题改编）填空。
提升层（侧重知识关联与中等难度综合）：
6. 解释为何碳酸钙分解反应在室温下非自发，而在高温下能自发进行。
7. 对于反应2A(g) + B(g) 2C(g)，在某温度达到平衡时，各物质浓度为[A]=0.5 mol/L, [B]=0.1 mol/L, [C]=0.4 mol/L。求该温度下的平衡常数K及A的平衡转化率。
8. 工业上制备水煤气：C(s) + H O(g) CO(g) + H (g) ΔH>0。请从反应方向和限度的角度，讨论为了提高CO产量，可以采取哪些措施？（定性）
拓展层（真实情境下的复杂问题解决）：
9.【情境】汽车尾气中的NO和CO可发生反应：2NO(g)+2CO(g) N (g)+2CO (g) ΔH<0。研究人员测得某温度下该反应的平衡常数。
（1）此K值巨大，说明了什么？
（2）试从反应速率和限度的角度，综合分析为什么在实际汽车尾气中，此反应不能自发完全去除污染物？若要提高净化效率，可以有什么思路？（开放性问题，考查综合思维）
【复习小结】
引导学生反思：通过本单元的学习和今天的复习，你对“化学反应”有了哪些新的、更深刻的认识？最大的收获是什么？还有哪些疑惑？鼓励学生将知识网络图贴于笔记本首页，作为后续学习“化学平衡的移动”的基础。
【复习反思】
（预留）重点反思：1.以“合成氨”为线索的复习设计是否有效串联了单元主干知识？学生参与案例分析的深度如何？2.知识网络建构环节，学生是简单罗列还是真正理解了逻辑关系？3.综合练习的难度梯度是否合理？能否准确诊断出学生的素养进阶水平？4.本节课在“教学创新性”和“素养达成度”上表现如何？
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