第二章第3節(jié)化學平衡教學設計（王慶軍）.docVIP

教學設計 第二章 化學反應速率和化學平衡王慶軍 2010-7-17一、 學習目標分析（一）學習目標確定的依據(jù)內容標準學習要求補充說明6描述化學平衡建立的過程，知道化學平衡常數(shù)的涵義，能利用化學平衡常數(shù)計算反應物的轉化率。6.1知道化學反應的可逆性及其限度；能描述化學平衡建立的過程，認識化學平衡移動規(guī)律。可利用圖像、數(shù)據(jù)等描述化學平衡的建立過程。6.2知道化學平衡常數(shù)和轉化率的涵義。6.3能進行有關化學平衡常數(shù)和轉化率的簡單計算7通過實驗探究溫度、濃度和壓強對化學平衡的影響，并能用相關理論加以解釋。7.1通過實驗探究溫度、濃度和壓強對化學平衡的影響。7.2理解化學平衡移動原理，能運用該原理對化學平衡的移動情況進行分析。（二）學習目標1知識與技能目標（1）幫助學生理解化學平衡狀態(tài)建立的過程，認識化學平衡狀態(tài)的特征，并能初步判斷化學反應是否處于平衡狀態(tài)。（2）認識化學平衡移動的規(guī)律，知道化學平衡常數(shù)和轉化率的涵義。（3）了解溫度、濃度和壓強對化學平衡的影響并能用勒夏特列原理解釋。2過程與方法目標（1）利用圖像、數(shù)據(jù)等描述化學平衡的建立過程，培養(yǎng)學生分析、概括的能力。（2）通過實驗探究溫度、濃度對化學平衡的影響，培養(yǎng)學生利用實驗探究、分析、解決問題的能力。（3）通過運用勒夏特列原理對化學平衡的移動情況的分析和判斷，培養(yǎng)學生的思維能力和知識遷移能力。3情感態(tài)度與價值觀目標（1）培養(yǎng)學生透過現(xiàn)象看本質的科學態(tài)度與科學素養(yǎng)。（2）培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，使學生在應用化學理論解決一些相應的化工問題的同時，體會化學理論學習的重要性。二、教學重難點分析本節(jié)內容在教材編寫上，力圖體現(xiàn)從定量角度更為深刻地認識化學反應，因此與有關化學反應進行的方向、限度兩方面相關的概念和理論，就構成了本節(jié)的教學重點。從學生學的角度考慮，本節(jié)內容既抽象又具體。抽象在它的理論解釋對學生來說是全新的，有些反應的深層本質學生是接觸不到的，只能憑思考，想象，增大了學習的難度；說它具體，是在生活中有大量鮮活的事實，因此為學生掌握本節(jié)內容造成相當難度。從教師教的角度考慮，化學平衡及影響因素等教學內容，教師在大綱教學時相對熟悉，而化學平衡常數(shù)是本節(jié)的新增內容，教師接觸較少，無形中給教師的教造成一定難度。通過以上分析。確定本節(jié)的重、難點如下：本章教學重點：1化學平衡的概念的建立。2影響化學平衡移動的條件。3勒沙特列原理的歸納總結。本章教學難點：1建立化學平衡的概念。2影響化學平衡移動的條件。3勒沙特列原理的歸納總結。4平衡常數(shù)及轉化率的計算.三、課時及內容安排第1課時：復習化學平衡的建立、特征、判斷第2課時：化學平衡的影響因素即化學平衡的移動原理，同時用 v t 圖象表示第3課時：化學平衡的圖象第4課時：等效平衡第5課時：平衡常數(shù)及轉化率的計算四、具體教學過程：第1課時：復習一、可逆反應：定義及判斷二、化學平衡1建立過程及用v t圖象表示2特征3化學平衡狀態(tài)的判斷【例題】在密閉容器中通人一定量的HI氣體，使其在一定條件下發(fā)生反應：2HI H2+I2 (氣) 。下列敘述中一定屬于平衡狀態(tài)的是：A HI、H2、I2的濃度相等 B 混合氣體的顏色不變化時C 混合氣體的總壓不變時 D v(HI)v(H2)v(I2)=211時第2課時：三、外界條件對化學平衡的影響外界條件：濃度、溫度、壓強、催化劑等，怎樣影響反應？1、濃度的影響：實驗2-5，結論實驗2-6，結論學與問：綜合結論：v t圖象表示：注意：平衡混合體系中的固體或純液體，增大或減小其用量不能使平衡移動。應用：工業(yè)生產(chǎn)中，常用增大廉價易得的反應物的濃度的方法，使成本較高的反應物得到充分利用。2、溫度的影響：實驗2-7，結論 v t圖象表示：3、壓強的影響：（1）對于反應前后氣體總體積發(fā)生變化的可逆反應：增大壓強，可使平衡向著氣體體積減小的方向移動；減小壓強，可使平衡向氣體體積增大的方向移動。v t圖象表示：（2）對于反應前后氣體總體積不變的可逆反應：壓強變化不能使平衡發(fā)生移動。v t圖象表示：特殊情況：向反應混合體系中充入惰性氣體（指與平衡體系的各組分都不反應的氣體），若恒容，則由于原平衡混合體系中各物質的濃度和百分含量不變，因此平衡不移動；若恒壓，則增大了原平衡混合體系的體積，相當于減小了壓強，平衡將向氣體體積增大的方向移動。舉例：4、催化劑：催化劑同等程度地增大了正逆反應的反應速率，大大縮短了達平衡的時間，但不能使平衡發(fā)生移動，即催化劑不能改變平衡混合物中各成分的濃度或百分含量。v t圖象表示：5、化學平衡的移動隨著條件的改變，舊的平衡狀態(tài)被破壞，新的平衡狀態(tài)建立的過程稱為化學平衡的移動。化學平衡移動的標志是：混合體系中各組成成分的百分含量發(fā)生了改變。因此，強調：條件改變，則平衡的狀態(tài)一定改變，但平衡不一定發(fā)生移動；只有各組成成分的百分含量發(fā)生了改變，才能說明化學平衡發(fā)生了移動。6、規(guī)律和結論：化學平衡移動原理勒沙特列原理如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、溫度、壓強等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。注意：平衡移動只是減弱了這種改變，并沒有消除這種改變，平衡移動的結果和條件改變的方向一致。【課堂練習】1在一定條件下，使NO和O2在一密閉容器中進行反應，下列說法不正確的是（ ）A反應開始時，正反應速率最大，逆反應速率為零B隨著反應的進行，正反應速率逐漸減小，最后為零C隨著反應的進行，逆反應速率逐漸增大，最后不變D隨著反應的進行，正反應速率逐漸減小，最后不變2一定溫度下，反應N2（g）+3H2(g)2NH3(g)達到化學平衡狀態(tài)的標志是（ ）AN2，H2和NH3的物質分數(shù)不再改變Bc(N2):c(H2):c(NH3)1:3:2CN2與H2的物質的量之和是NH3的物質的量2倍D單位時間里每增加1 mol N2，同時增加3 mol H23在下列平衡體系3NO2H2O2HNO3NO中加入O2，則化學平衡（ ） A向左移 B向右移動 C不移動 D無法判斷4反應2A(g)2B(g)+C(g)；正反應吸熱，達平衡時，要使v正降低、c(A)增大，應采取的措施是（ ） A加壓 B減壓 C升溫 D降溫5在密閉容器中投入1 mol CO(g)和3 mol H2O(g)，下列反應：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2，達到平衡后，測得CO2(g)為0.75 mol，再向其中加入5 mol H2O(g)，達到新平衡后，CO2(g)的物質的量可能的是（ ）A0.50 mol B 0.75 mol C 0.85 mol D1.1 mol第3課時：四、化學平衡的圖象：1、反應速率時間圖象： 不僅要求理解條件改變對應的圖象，同時也要求學會根據(jù)圖象反過來判斷條件的改變及平衡移動方向，濃度的改變，含量的變化等。 要求理解各條件變化對應圖象的特點。 2、其它圖象，以mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)為例。（橫軸t均表示時間）：圖象圖象分析曲線a表示生成物的變化，曲線b表示反應物的變化，y可表示濃度、百分含量等。要學會通過起點判斷反應物和生成物的曲線。增加的是生成物曲線，降低的是反應物曲線。溫度一定表示生成物在不同壓強下的百分含量圖象。P1下先達到平衡，則P1P2；從P1P2，壓強降低，C%減小，則平衡逆向移動，逆反應體積增大，則有m + n p +q。其它依此類推。表示反應物在不同壓強下的百分含量圖象。P2下先達到平衡，則P1P2；從P1P2，壓強增大，A%減小，則平衡正向移動，正反應體積減小，則有m + n p +q。其它依此類推。P1下先達平衡，則P1P2；P1、P2下達平衡時C%不變，說明平衡不移動，則應為反應前后分子數(shù)不變的反應，所以m + n p +q。若無P1、P2標記，還表示了使用催化劑的圖象。壓強一定表示反應物在不同溫度下的百分含量圖象。T2下先達到平衡，則T1T2；從T1T2，溫度升高，A%減小，則平衡向逆反應方向移動，說明逆反應是吸熱反應，正反應是放熱反應。其它依此類推。表示生成物在不同溫度下的百分含量圖象。T1下先達到平衡，則T1T2；從T1T2，溫度降低，C%減小，則平衡向逆反應方向移動，說明逆反應是放熱反應，正反應是吸熱反應。其它依此類推。綜合圖象y表示百分含量，既可是反應物又可是生成物。一般方法：先考查單一曲線的變化情況，再作一豎線與曲線 相交，考查等溫或等壓時的變化情況。上圖中：三條曲線為等溫曲線，y隨壓強增大而增大，可判斷出反應物的系數(shù)關系；等壓時，y隨溫度的升高而降低，可判斷出反應的熱效應。下圖中：三條曲線為等壓曲線，y隨溫度的升高而降低，可判斷出反應的熱效應。等溫時，y隨壓強增大而增大，可判斷出反應物的系數(shù)關系； 圖象問題的一般分析方法： 一看橫縱坐標的含義，二看曲線的變化趨勢，三看曲線的起點、終點、交點、拐點、原點、極值點等、四看等溫線、等壓線及作相關的輔助線，五看有關的量的多少。對以時間為橫坐標的圖象，先拐先平、其值也大；綜合圖象，定一議二。例題1：由可逆反應測繪出圖像，縱坐標為生成物在平衡混合物中的百分含量，下列對該反應的判斷正確的是A反應物中一定有氣體B生成物中一定有氣體C正反應一定是放熱反應D正反應一定是吸熱反應答案：B、D。例題2：有可逆反應A+B 2C在不同溫度下經(jīng)過一定時間，混合物中C的百分含量與溫度關系如圖所示，那么：（1）反應在_溫度下達到化學平衡；（2）此反應在正反應為_熱反應；（3）由T1向T2變化時，V正_ V逆（填、）；（4）由T3向T4變化時V正_ V逆（填、）答案 （1）T3；（2）放；（3）；（4） 第4課時：五、等效平衡一定條件下的可逆反應，無論從正反應開始還是從逆反應開始，最后都能達到平衡狀態(tài)。等效平衡是指一定條件下，可逆反應以不同的投料方式建立平衡狀態(tài)，若平衡后各物質的百分含量等相同，則這些不同投料方式建立的平衡就稱為等效平衡。等效平衡的規(guī)律：1 定溫、定容條件下（1）對反應前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應，若不同的投料方式可以通過方程式互相換算，則建立的平衡等效。如在一定溫度和壓強下，在相同的密閉容器中，以1molN2和3mol H2投料進行的合成氨反應和以2molNH3投料進行的合成氨反應，兩種不同投料方式建立的平衡就是等效平衡。例題：在一定溫度下，把2 molSO 2和1 mol O2通入一個有催化劑的固定容積的容器里，建立平衡?，F(xiàn)維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質的量（mol）。如a、b、c取不同的值，它們必須滿足一定的關系，才能保證達到平衡時，反應混合物中的三種氣體的體積分數(shù)仍跟上述平衡完全相同，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?若a = 0、b =0 ，則c = _。 a = 0.5mol 、b = _和c = _。a、b、c必須滿足一般條件是（請用兩個方程式表示，其中一個只含a和c，另一個只含b和c）：_、_（2）對反應前后分子數(shù)不變的可逆反應，只要轉化后的投料比相等，則這些轉化前的不同的投料方式所建立的平衡都是等效平衡。例題：在一固定容積的密閉容器中，發(fā)生反應 H2+I2 (氣) 2HI。若初始時加入1mol H2和2mol I2，反應達到平衡時，HI的體積百分含量為w%。若初始時加入的H2、I2 以及HI的物質的量分別為a、b、c，反應達到平衡時，HI的百分含量仍為w%，則a、b、c滿足的關系是_。2 定溫、定壓條件下首先將不同的投料方式按化學方程式轉化為同一側的物質的投料，若此時的投料比相等，則這些以不同方式投料所建立的平衡是等效平衡。例題：在一盛催化劑的容積可變的密閉容器中，恒溫恒壓下有反應N2 + 3H2 2NH3，已知充入1mol N2和3mol H2時，達到平衡時生成n mol NH3，在此溫度和壓強下，若加入的N2 、H2 、NH3的物質的量 分別為x mol、y mol、z mol，若保持平衡時各組分的體積分數(shù)不變，則x、y、z應滿足的關系是_。答案：xy= 13，與z無關。故，z為任意值。綜述：（1）等容條件，V0，各投料方式轉化后成比例，（若以反應物的計量系數(shù)比投料，則一種反應物的量為任意值；）V0，則轉化后應完全相同（2）等壓條件，無論V0或V0，各投料方式轉化后成比例，（若以反應物的計量系數(shù)比投料，則一種反應物的量為任意值；）（3）當要求物質的量相同時，則不同的投料方式轉化后要完全相同。第5課時：六、化學平衡常數(shù) 表格數(shù)據(jù)分析，得出結論。1、定義：在一定的溫度下，可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積除以反應物濃度冪之積的比值是個常數(shù)，這個常數(shù)就叫化學平衡常數(shù)。用K表示。 2、對反應：一定溫度下的平衡： m A（g）+ n B（g） p C（g） + q D（g） 3、意義： K值越大，說明平衡體系中生成