甘肃高二化学上学期课时作业（人教版选择性必修一第二章第二节）

一、作品基础信息 项目 填写内容 作品名称 【化学平衡】 学段学科 【高中】【化学】 适用年级 【高二年级】 教材版本 【人教版】 对应内容 【第二单元】 作业类型 【课后作业】 完成时长 总时长22分钟 设计者 【范佳凤】 二、设计背景与意图 1. 课标与教材分析 · 课标要求：本作业对应的学科核心素养是宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学态度与社会责任；需达成 “认识化学反应的限度，理解化学平衡的特征，能运用平衡常数进行简单计算，能分析外界条件对化学平衡的影响，能结合生产、生活实际解释化学平衡的应用” 的学业质量标准 · 教材地位：本单元是高中化学热力学核心内容，承接化学反应速率知识，为后续电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等水溶液中的离子平衡奠定理论模型；承载 “可逆反应 — 化学平衡 — 平衡移动 — 工业应用” 的核心概念链条，渗透变化观念与平衡思想，是培养学生模型认知与证据推理能力的重要载体。 · 教学重难点：本作业聚焦的重点为化学平衡状态的判断、化学平衡常数表达式书写与计算、勒夏特列原理的应用；难点为平衡速率图像分析、工业情境下速率与平衡的综合权衡、陌生平衡体系的迁移应用。 2. 学情分析 维度 具体描述 已有基础 学生已掌握化学反应速率的概念、计算及影响因素，理解氧化还原反应基本规律，具备简单的定量计算能力，对 “可逆反应” 有初步认知。 现有困惑 易混淆化学反应速率与反应限度的概念，难以区分 “速率变化” 与 “平衡移动”；对 “动态平衡” 的本质理解不深入；平衡图像分析与陌生工业情境迁移能力薄弱；三段式计算的规范性不足。 差异分析 班级内学生分层明显，基础薄弱学生易在平衡状态判断、基础计算中出现失误；中等生能完成常规习题，但图像分析与综合应用能力不足；优等生具备一定探究能力，需要拓展性、创新性任务提升思维深度。 3. 设计意图 本单元作业以 “化学平衡思维模型” 为核心，构建 “基础巩固 — 能力提升 — 发展探究” 三层递进式作业体系，从概念辨析、定量计算到图像分析、工业应用再到实践探究，逐步落实化学核心素养，兼顾不同层次学生的学习需求，帮助学生建立 “可逆反应 — 平衡状态 — 平衡移动 — 实际应用” 的完整认知链条。 三、作业目标 目标维度 编号 具体目标 对应核心素养 评价证据 知识理解 A 识记可逆反应与化学平衡的概念，能辨别化学平衡状态的特征，正确书写平衡常数表达式，理解平衡常数的影响因素 宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想 概念辨析题正确率、平衡常数书写规范度 能力运用 B 能运用三段式法开展平衡浓度、转化率、平衡常数的定量计算；能运用勒夏特列原理分析浓度、温度、压强改变对平衡移动的影响 证据推理与模型认知 计算题步骤完整性、平衡移动方向判断准确率 思维发展 C 能解读平衡速率图像，推断外界条件改变与平衡移动的关系；能在陌生工业情境中综合权衡速率与平衡，辩证分析化工生产条件的选择 证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想 图像分析思路、工业情境论证逻辑 情感态度 D 结合合成氨、汽车尾气净化等真实情境，认识化学平衡理论的应用价值，树立绿色化工与可持续发展意识 科学态度与社会责任 实践报告完整性、情境分析中的价值体现 四、作业内容与目标对应表 题号 题型 题目概要 对应作业目标编号 设计意图 参考答案/评价要点 1 填空+选择 以合成氨反应为载体，考查平衡常数书写、平衡状态判断、三段式基础计算 A、B 分步设问降低入门难度，固化 “可逆反应 — 平衡特征 — 定量计算” 基础流程，辨析平衡判断易错点 平衡常数表达式正确，平衡状态判断准确，三段式计算规范，转化率结果正确 2 填空 以 NO₂二聚反应为载体，考查浓度、压强、温度、催化剂对平衡移动的影响 A、B 针对高频易错点，区分恒容充惰性气体、加压、催化剂等条件，巩固勒夏特列原理基础应用 平衡移动方向判断全部正确，能准确区分速率变化与平衡移动 3 填空+选择 以工业制硫酸 SO₂催化氧化为情境，考查平衡常数、平衡移动与转化率辨析 A、B、D 结合经典化工反应，厘清催化剂只改速率不改平衡的核心知识点，强化平衡常数仅受温度影响 平衡常数表达式正确，平衡移动方向判断准确，选项分析理由充分 4 选择 结合水煤气变换反应平衡常数表格，考查反应热判断、转化率计算、浓度商与平衡常数比较 B、C 引入浓度商 Q 与 K 的比较，训练表格信息提取与定量分析能力，辨析惰性气体充入的易错考点 选项判断正确，能通过 K 的变化判断反应热，会用 Q 与 K 的大小关系判断反应方向 5 填空 + 作图 结合速率 - 时间图像，分析不同时刻条件改变对速率与平衡的影响 B、C 训练 “看图识条件，由条件推平衡” 的思维，突破平衡图像难点，落实证据推理素养 条件推断准确，图像绘制规范，平衡移动方向分析正确 6 填空 + 简答 以汽车尾气净化反应为真实情境，考查平衡常数、转化率措施选择与生产条件分析 B、C、D 联系生活实际，引导学生辩证看待化工条件选择，兼顾速率与平衡，落实科学态度与社会责任 平衡常数表达式正确，转化率措施选择合理，原因分析逻辑清晰 7 填空 + 简答 以合成氨工业为载体，考查平衡移动应用与工业生产条件的综合分析 C、D 打破思维定式，体会理论与工业实际的差异，建立综合思考工业条件的思维 措施表述准确，工业条件分析辩证合理，能兼顾速率、平衡与催化剂活性 8 实践创作 借助 AI 工具制作 NO₂-N₂O₄平衡体系动态模拟动画 A、C 将抽象的动态平衡微观过程可视化，落实数字化学习能力，深化动态平衡本质理解 动画能体现动态平衡特征，准确呈现加压、升温的平衡移动现象，可视化效果清晰 9 实验探究 设计实验探究温度对 NO₂-N₂O₄平衡体系的影响 B、C 训练控制变量实验思路，通过宏观现象反推微观平衡移动，发展实验设计与证据推理能力 实验步骤清晰，现象预期合理，现象解释符合勒夏特列原理，证据链条完整 10 实践作业（二选一） 家庭微型实验或合成氨工业社会调查 C、D 打通课本理论与真实生产生活，体会化学平衡的实际应用价值，提升社会责任素养 实验报告 / 调查报告结构完整，内容详实，能体现对化学平衡应用的理解与反思 五、作业评价 维度 A（优秀） B（良好） C（待改进） 权重 得分 知识理解 基础题全对，平衡概念、平衡常数表达精确，特征辨析清晰 少量细节错误，核心概念基本掌握，平衡常数书写基本规范 较多基础错误，核心概念模糊，平衡状态判断、常数书写频繁出错 20% 能力运用 三段式计算步骤完整规范，勒夏特列原理应用准确，能灵活分析不同条件下的平衡移动 方法基本正确，计算结果偶有失误，常规平衡移动判断准确 方法不当或缺失，计算逻辑混乱，平衡移动方向判断错误较多 30% 思维发展 图像分析思路清晰，工业情境论证充分，能辩证分析速率与平衡的关系，有独立思考 表达清楚，能完成常规图像分析，工业情境分析基本合理 思路混乱，图像解读困难，陌生情境下无法迁移应用平衡原理 30% 情感态度 主动投入实践探究，积极思考化工生产的绿色发展，能主动反思理论与实际的联系 态度端正，能按要求完成实践任务，基本理解化学平衡的应用价值 学习态度消极，被动完成任务，对化学平衡的实际价值缺乏认知 20% 6、 试题详情 （一）基础性作业 1. 一定温度下，可逆反应：N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)，按要求填空： （1）写出该反应的化学平衡常数表达式K=________________；若扩大容器体积，该温度下平衡常数K数值________（填“变大”“变小”“不变”）；升高温度，若K减小，则正反应为________（填吸热或放热）反应。 （2）下列描述能够说明该反应已经达到化学平衡状态的是________。 ①单位时间消耗1 mol N₂同时生成2 mol NH₃ ②单位时间消耗1 mol N₂同时消耗2 mol NH₃ ③容器内气体总压强不再改变 ④容器内N₂、H₂、NH₃分子数之比等于1∶3∶2 ⑤混合气体平均相对分子质量不再变化 ⑥v正(N₂)=3v逆(H₂) （3）若起始充入1 mol N₂，3 mol H₂，恒温恒容条件下，达到平衡时测得NH₃物质的量为0.4 mol，利用三段式计算，N₂平衡转化率为________。 时间要求：4 min 2. 已知在某温度下，发生可逆反应2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g) ΔH<0。 （1）该反应正反应是气体分子数______（增大/减小）的______（吸热/放热）反应。 （2）若改变下列条件，请判断平衡移动方向（填“正向移动”“逆向移动”“不移动”） ①恒温恒容，充入NO₂气体，平衡________； ②恒温压缩容器体积，增大压强，平衡________； ③恒温恒容充入He稀有气体，平衡________； ④升高体系温度，平衡________； ⑤加入合适催化剂，平衡________。 时间要求：2 min 3. 工业生产中硫的转化：2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) ΔH<0，这是工业制硫酸关键反应。 （1）写出平衡常数表达式K=________________。 （2）若温度不变，将SO₃从体系中不断分离除去，平衡向____方向移动；K值________。 （3）下列说法正确的是（） A. 升高温度，可以提高SO₂平衡转化率 B. 增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡正向移动 C. 使用催化剂，能够提高SO₂平衡转化率 D. 平衡体系中，SO₂、O₂、SO₃物质的量浓度一定相等 时间要求：3 min （二）提升性作业 4. 在恒温恒容密闭容器中发生可逆反应CO(g) + H₂O(g) ⇌ CO₂(g) + H₂(g)，该反应ΔH<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。 温度/℃ 700 800 900 1000 K 1.7 1.1 0.6 0.4 下列说法错误的是（） A. 该反应正反应放热 B. 800 ℃时，起始充入c(CO)=2 mol·L⁻¹、c(H₂O)=2 mol·L⁻¹，达到平衡，CO转化率约42.4% C. 900℃，容器中c(CO)=1 mol·L⁻¹，c(H₂O)=1 mol·L⁻¹，c(CO₂)=0.6 mol·L⁻¹，c(H₂)=0.6 mol·L⁻¹，此时平衡正向移动 D. 恒温下，充入一定量Ar，容器总压强增大，平衡正向移动 时间要求：3 min 5. 已知可逆反应A(g) + 2B(g) ⇌ 2C(g) ΔH>0，该反应在不同条件下的速率—时间图像。回答问题： （1）t₁时刻改变某一条件，正逆速率均瞬间增大，v'正>v'逆，平衡正向移动，则改变条件可能为________（写一条）。 （2）t₂时刻，v正、v逆同等倍数增大，平衡不移动，改变条件是________。 （3）t₃时刻，降低温度，请画出t₃之后v—t速率变化趋势图，描述：降温瞬间v正、v逆均________（增大/减小），平衡向________移动。 （4）如果在恒压条件下充入惰性气体，平衡向________移动。 时间要求：4 min 6. 汽车尾气中的NO、CO可以发生反应：2NO(g) + 2CO(g) ⇌ N₂(g) + 2CO₂(g) ΔH=-746.8 kJ·mol⁻¹，该反应用于尾气净化。 （1）写出该反应平衡常数表达式K=________________。 （2）下列措施有利于提高NO平衡转化率的是________。 ①升高温度；②增大压强；③使用高效催化剂；④及时分离出N₂；⑤充入过量CO。 （3）汽车尾气净化装置实际使用催化剂，但是装置工作温度不能过高，请结合本反应原理分析原因：________________________________________。 时间要求：3 min 7. 合成氨：N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) ΔH<0。 （1）从化学平衡角度分析，为提高N₂转化率，可以采取的措施：________________（写出两条）。 （2）工业实际选择温度400-500 ℃，压强20-50MPa，铁触媒作催化剂。为什么不选择尽可能低的温度？________________________________。 （3）恒温恒压体系中，平衡后再充入一定量氮气，平衡向____移动；氢气转化率________（填增大、减小、不变）。 时间要求：3 min （三）发展性作业 8. 借助AI仿真动画工具，制作可逆反应2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g)动态模拟动画，动画需要展示：体系达到平衡时正逆反应仍在持续进行；压缩体积加压瞬间，颜色先变深后变浅的完整微观与宏观变化；温度改变时平衡移动现象。 9. 实验探究：探究温度对NO₂与N₂O₄平衡体系的影响。 提供仪器：两个相同密封玻璃球（内充NO₂、N₂O₄混合气体），冰水浴、热水浴、烧杯。 任务：写出实验操作步骤，预期实验现象，结合勒夏特列原理解释现象；尝试设计表格记录实验现象，构建证据推理链条。 10. 实践性作业（二选一完成）： （1）家庭微型探究：查找资料，利用注射器完成NO₂-N₂O₄压强影响平衡微型模拟实验，记录现象，撰写简短实验报告。 （2）社会调查作业：查阅合成氨工业资料，调研合成氨在农业化肥生产中的价值；梳理合成氨工艺中温度、压强选择的利弊，能耗问题，对环境的影响，撰写小调查报告。 7、 答案与解析 1.（1）K=c²(NH₃)/[c(N₂)·c³(H₂)]；不变；放热 （2）②③⑤ （3）20% 2.（1）减小；放热 （2）①正向移动；②正向移动；③不移动；④逆向移动；⑤不移动 3.（1）K=c²(SO₃)/[c²(SO₂)·c(O₂)] （2）正；不变 （3）B 4. D 5.（1）增大压强（或者升高温度） （2）加入催化剂 （3）减小；逆向移动 （4）逆向移动 6.（1）K=[c(N₂)·c²(CO₂)]/[c²(NO)·c²(CO)] （2）②④⑤ （3）该反应正反应放热，温度过高，平衡逆向移动，降低NO转化率；同时温度过高催化剂活性降低甚至失活，降低净化效率 7.（1）增大压强、及时分离出NH₃、充入过量氢气（任选两条） （2）温度过低，反应速率太慢，催化剂铁触媒活性很低，生产效率低下 （3）正向；增大 8. 略（交互式动画，重点体现平衡动态性，加压先深后浅颜色变化） 9. 实验参考：操作：将两个盛等量混合气体的玻璃球，一个浸入冰水浴，一个浸入热水浴，对比红棕色深浅；现象：热水浴球红棕色加深，冰水浴球红棕色变浅；解释：2NO₂(g)⇌N₂O₄(g) ΔH<0，升温平衡逆向移动，NO₂浓度变大颜色加深；降温平衡正向移动，NO₂浓度减小颜色变浅。 10. 略，按照实验/调查报告逻辑完成即可。 【解析】 学科网（北京）股份有限公司 $