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國二下理化⏱ 約 20 分鐘PhETJe-IV-2Je-IV-3

4.2 可逆反應與平衡

任務簡報:汽水開瓶時會冒出泡泡,密閉的汽水卻能長時間保持氣泡,這與二氧化碳溶解與逸出的可逆反應有關。準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

小欣老師
1讀故事情境先進入狀況
2動手玩實驗先看步驟再操作
3記錄與闖關填數據、答問題
4自我驗證最後回頭打勾⭐
1

情境引導

小惠同學
🧭 探險情境

汽水開瓶時會冒出泡泡,密閉的汽水卻能長時間保持氣泡,這與二氧化碳溶解與逸出的可逆反應有關。這一節,我們要透過模擬實驗,探究可逆反應如何達到化學平衡,以及溫度、濃度對平衡位置的影響。

2

實驗工作站:PhET

先把 5 個步驟讀完,再動手做!

💻 電腦版:同一個框框裡,左邊讀步驟、右邊做實驗,實驗畫面會一直陪著你。📱 手機版:先讀步驟,往下就是實驗艙。

🧑‍🏫 操作指導語(請依序完成)

小欣老師
  1. 1

    進入模擬後,選擇一個可逆反應,觀察正反應與逆反應同時發生的過程。

  2. 2

    觀察反應物與生成物濃度隨時間的變化,直到達到平衡狀態。

  3. 3

    調整溫度,觀察平衡位置(反應物與生成物的比例)如何改變。

  4. 4

    調整反應物或生成物的濃度,觀察平衡如何重新建立。

  5. 5

    思考:達到平衡狀態時,正反應與逆反應是否停止?

💡 實驗小提醒
  • 化學平衡時,正反應與逆反應仍持續進行,只是兩者的速率相等,因此反應物與生成物的濃度不再改變,稱為動態平衡。

🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):

phet.colorado.edu🔎 放大操作
實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟,手機操作更順手。 (模擬介紹頁)
3

數據實驗室

小惠同學

把觀察到的結果填進格子;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!

📏 參考範圍:條件變化(溫度/濃度) 約 -50~150;平衡前比例 約 0~100;平衡後比例 約 0~100。填的數字差太多時會出現橘色提醒——再量一次看看!

條件變化(溫度/濃度)平衡前比例平衡後比例平衡移動方向
4

探究關卡

小欣老師

用你的觀察與數據回答問題。卡住了就按提示;先寫下想法(5 個字以上),才能解鎖參考答案喔!

探究 1觀察與定題

什麼是可逆反應?什麼是化學平衡?

回到實驗艙或數據表,找找看:什麼現象讓你最意外、最好奇?
試著用「我觀察到……」開頭,再問一個「為什麼」或「跟什麼有關」的問題。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

可逆反應是指反應物可以生成生成物,生成物也可以逆向反應生成回反應物的反應;當正反應速率等於逆反應速率時,達到化學平衡。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 2計劃與執行

達到化學平衡時,正反應與逆反應真的停止了嗎?

想一想:這個實驗中你改變了什麼?哪些條件保持不變?
照著操作步驟回顧你實際做了哪些動作,把觀察到的結果寫下來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

沒有停止,正反應與逆反應仍持續進行,只是兩者速率相等,反應物與生成物的濃度維持不變,稱為動態平衡。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 3分析與發現

溫度或濃度改變時,化學平衡的位置會如何移動?

看看你填的數據表:數字怎麼變化?有什麼規律或差異?
用「因為……所以……」把數據和背後的原因連起來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

根據勒沙特列原理,改變溫度或濃度會使平衡朝抵消變化的方向移動,例如增加反應物濃度會使平衡朝生成物方向移動。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 4討論與傳達

生活中有哪些應用化學平衡概念的例子?

想想看:生活中哪裡也看得到類似的現象或應用?
試著用這一課學到的科學詞彙,把想法說清楚給同學聽。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

例如工業上合成氨的哈柏法(調整溫度、壓力以提高氨的產率)、血液中的酸鹼平衡(碳酸氫根與二氧化碳的平衡)。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

5

延伸挑戰(進階,選做)

還不過癮?點開下面的挑戰卡,繼續探險!

🚀 延伸挑戰:驗證勒沙特列原理 ▶

使用模擬工具嘗試同時改變溫度與濃度,觀察平衡位置的移動方向是否符合勒沙特列原理(Le Chatelier's Principle)。

phet.colorado.edu · Reactions & Rates 🔎 放大操作
實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟。
6

反思時光

最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!

反思 1學習反思

這次實驗後,我對可逆反應與化學平衡有什麼新的理解?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

化學平衡的概念可幫助工程師設計最佳反應條件(如溫度、壓力)以提高工業產品的產率,同時也有助於理解人體生理中許多動態平衡的現象。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

反思 2學習反思

你認為化學平衡的概念,在工業生產(如氨的合成)中有哪些應用?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

💡 參考方向同上一題——最重要的是寫下你自己的想法!

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

🏁

自我驗證:我學會了嗎?

跑完一整輪了!現在回頭檢查——下面四件事你真的會了嗎?會就打勾;不太確定?點旁邊的按鈕回那一關再練一次。

小惠同學小欣老師
🏆 探究迴圈完成!
你剛剛做了真正的科學探究:觀察 → 實驗 → 記錄 → 分析 → 表達 → 回頭驗證。
這就是科學家的一天。幫自己鼓掌!👏