师：好，上课。
生：起立。
生：老师好！
师：同学们好，请坐。我们这节课一起来探究学习"化学反应的限度"。农家有谚语："有收无收在于水，收多收少在于肥。"在甲骨文中就有关于施肥的萌芽，在《诗经》中也有关于施肥的记载--锄草耙肥，使暑季生长茂盛。我们知道，施肥主要施氮、磷、钾，其中氮肥的需求量以及增产效果稳居首位。提到氮肥，当然离不开我们的合成氨工艺。接下来，请同学们来观看一个视频短片。
（视频播放：合成氨的生产技术已经非常成熟，主要由以下几个主要步骤组成：制备氢气、制备氮气、转化与净化、氨的合成。氨的合成是在一个充满催化剂的反应容器中进行的，合成氨的催化剂称为铁触媒。反应需在十五至二十兆帕的压强、400至500摄氏度的高温下进行。反应结束后，氨气的体积分数约为15%。产生的氨气会被液化分离，剩余未反应的氮气和氢气则会被循环回合成塔中继续生产。在合成氨工业中，为了能又快又多地生产产品，往往会对以下生产条件进行控制：在通入原料气时，往往通入稍过量的氮气，及时分离得到的氨气，生产中采用十五至二十兆帕的高压，采用400至500摄氏度的高温进行反应。）
师：通过视频我们可以看到，在产品中仅有15%的氨气，也可以看到氮气、氢气是过量的。那同学们来想一想，明明氮气、氢气过量，为什么只产生了15%的氨气？这说明这个反应能否完全进行？
生：不能。
师：对，它有一定的极限，即限度。德国化学家为了提高氨气的产量，在合成氨工艺中多次研究，曾经三次获得诺贝尔化学奖。可见，我们认识到化学反应存在限度，然后进行判断，并且进一步改变限度，这一点至关重要。我们这节课就沿着这条主线来进行探究学习，通过五个驱动任务进行探究性的学习。那接下来在学习之前，先请同学们明确本节课的学习目标。来，石建新，来大声朗读一下，其他同学认真听。
生：一、通过工业合成氨流程及实验探究的方式，认识化学反应有一定限度，发展科学探究与创新意识的核心素养；二、通过实验探究和体会科学家利用同位素示踪法定性认识可逆反应，发展宏观辨识与微观探析的核心素养；三、通过对数据进行处理，制作浓度-时间图，发展证据推理与模型认知的核心素养，构建平衡思想；四、通过宏观模拟化学平衡的建立，体会化学平衡的建立过程，理解化学平衡的特征，初步形成条件改变、平衡将被破坏的意识。
师：很好，请坐。我们带着目标更好地前进。我们首先来看一下，认识化学反应程度的"限度"。"限度"字面意思是怎样的呢？有限、极限。现代汉语词典给出的解释是：范围的极限，最高或最低的数量或程度。我们来看两个例子：第一个，同学们看到几个限度呢？
生：两个。
师：水池子里的水到了最高点就流下来了，水满四溢，所以说是两个限度。我们再来看第二个，是一个不等式，可见x有最大值，也有最小值。所以我们说，如果有量化，一般就会有极限。那对于化学反应又是怎样的呢？我们先来回忆必修一学过的钠与水以及氯气与水反应的现象，以及反应进行的程度。我们找位同学来回忆一下，钠与水反应的现象，以及你认为它能否进行到底的证据。来，马新蕾。
生：钠与水的反应现象是"浮、游、熔、响、红"，它是可以完全进行的，因为钠块能完全消失。
师：很好，请坐。这位同学回忆得非常准确。我们的钠是浮在水面上，四处游动，熔成小球，发出嘶嘶的响声，最后溶液变红了。而且根据小球最后完全消失了，我们说这个反应是彻底进行的。我们再来看氯气和水的反应：将黄绿色的气体通到水中，同学们来想一下，有什么样的现象？
生：黄绿色。
师：黄绿色消失了吗？
生：没有，并没有消失。
师：黄绿色是逐渐变淡，最后稳定于同一种颜色。那这个反应进行到底了吗？
生：没有。
师：你的证据呢？
生：颜色还有，并没有消失。
师：所以同学们来看一下，我们书写方程式的时候用了可逆号，也就是说这个反应不能进行到底。那我们再来想氯水的成分又是怎样的？
生：三分子、四离子。
师：哪三分子？
生：水分子、氯气分子、次氯酸分子。
师：哪四离子？
生：氢离子、氯离子、氢氧根离子、次氯酸根离子。
师：所以像氯气与水这样的反应，反应进行到一定程度的时候，反应物和生成物依然是共存的，也就是说在这个条件下，已经达到了它最大的限度。接下来我们说，存在着反应限度的反应，我们一般认为是可逆反应。请同学们在课本上找出来可逆反应的定义，并且提炼出它的特征。找到定义了吗？我们一起来看一下：在相同条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应。在这里我们可以提炼出四个字的特征：两向相同，也就是说两同--相同条件、同时进行。那正向是指什么方向？
生：反应物的消耗以及生成物的生成，也就是从左到右的过程。
师：逆向呢？
生：生成物到反应物的过程。
师：这两项是在相同条件下同时进行的，所以也就意味着反应物和生成物是共存的，因此这个反应存在着反应的限度。类似于我们刚才氯气和水的反应，我们用可逆号进行表征；我们的氮气、氢气合成氨，也是用可逆号进行表征。接下来，就请同学们根据可逆反应的定义及其特征，来判断如下反应是否是可逆反应，以及你的证据又是怎样的。来，闫妍妍，说一下第一题。
生：第一题不是，因为它的条件不相同。
师：第二题呢？
生：第二题也不是，因为条件不相同。
师：第三题呢？
生：第三题同样也是，因为两向不相同。
师：很好，请坐。我们来看一下这三个题，它们的条件都是不一样的，我们刚才强调必须是相同条件、同时进行。再来看第四个，既没体现出条件，也没体现出量项，它好像我们必修一学过的离子方程式用了等号。那这个反应能否进行到底呢？我们接下来进行探究。请同学们根据老师提供的试剂以及实验操作，先小组内进行预测实验现象，然后动手做实验，找到你的证据，得到你的结论。
（学生小组实验）
师：大家已经基本完成实验，并且已经记录到了实验现象，得出你的结论了吗？我找位同学来分享一下。来，张晨。
生：预测的实验现象是溶液呈黄色，观察到的实验现象是溶液呈红色。得出的结论是：即使碘化钾溶液过量，氯化铁也不能完全转化为氯化亚铁，反应不能完全进行。
师：很好，请坐。这位同学注意到了量的问题。根据量的问题，我们预测实验现象，认为三价铁应该能够完全反应，溶液显黄色。但实际同学们都得到了溶液是红色，这说明三价铁离子在这里依然是存在的。所以即使碘化钾过量，这个时候三价铁也没有完全反应，因此这个反应是有一定的限度，并没有完全进行。但是老师还有一个问题：如果这个反应进行到一定程度就停止了，这种情况下三价铁离子也是依然存在的。其实科学家也考虑到这个问题。接下来，请同学们自主阅读课本64页"交流研讨"，阅读完成之后，小组内讨论观点一、观点二、观点三是否正确，然后给出你的证据。
（学生阅读、讨论）
师：同学们已经讨论完成了，我们找个同学来说一下你们组的讨论成果。来，付雅茹。
生：观点一是错误的。
师：怎样找到的证据呢？
生：信息一，氧18存在于二氧化硫、氧气和三氧化硫中。
师：科学家采用的什么方法呢？
生：同位素示踪法。
师：非常好，科学家采用了同位素示踪法，我们得到观点一是错误的。请同学们来看一个微观动画，直观感受一下。
（播放微观动画）
师：大家可以看到，刚开始通进去的是氧18，然后氧18存在于三氧化硫以及氧气分子和二氧化硫中。所以我们可以得到观点一是错误的。那观点二呢？
生：观点二也是错误的。按照观点二的说法，三氧化硫的图像应该是先升高后降低，但是信息2的图像告诉我们，它是先升高后趋于不变。