第二節(jié)化學(xué)平衡

1、第二節(jié) 化學(xué)平衡從容說課本節(jié)介紹了化學(xué)平衡的建立，這既是本節(jié)的教學(xué)重點也是本章的教學(xué)重點。掌握化學(xué)平衡建立的觀點是很重要的，也具有一定的難度。教學(xué)中應(yīng)注意精心設(shè)置知識臺階，采用圖畫和聯(lián)想等方法，幫助學(xué)生建立化學(xué)平衡的觀點。教材以合成氨工業(yè)為例，指出在化學(xué)研究和化工生產(chǎn)中，只考慮化學(xué)反應(yīng)速率是不夠的，還需要考慮化學(xué)反應(yīng)進行的程度，即化學(xué)平衡。建立化學(xué)平衡觀點的關(guān)鍵，是幫助學(xué)生理解在一定條件下的可逆反應(yīng)中，正、逆反應(yīng)速率會趨于相等。教學(xué)中應(yīng)以蔗糖溶解為例指出在飽和溶液中，當(dāng)蔗糖溶解的速率與結(jié)晶速率相等時，處于溶解平衡狀態(tài)，接著再以一可逆反應(yīng)為例，如CO+H2O(g) CO2+H2,說明當(dāng)正反應(yīng)速率

2、與逆反應(yīng)速率相等時，就處于化學(xué)平衡狀態(tài)。這樣層層引導(dǎo)，通過圖畫等幫助學(xué)生聯(lián)想，從而在一定程度上突破化學(xué)平衡狀態(tài)建立的教學(xué)難點。 組織好本節(jié)的史實討論。19世紀(jì)后期，在英國出現(xiàn)的用建筑高大的高爐來減少高爐氣中CO含量的錯誤做法，可以使學(xué)生對化學(xué)平衡的建立和特征有更深刻的理解，既培養(yǎng)了學(xué)生分析實際問題的能力，也訓(xùn)練了學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)方法。教學(xué)目標(biāo)1. 使學(xué)生建立化學(xué)平衡的觀點，并通過分析化學(xué)平衡的建立，增強學(xué)生的歸納和形象思維能力。2. 使學(xué)生理解化學(xué)平衡的特征，從而使學(xué)生樹立對立統(tǒng)一的辯證唯物主義觀點。教學(xué)重點化學(xué)平衡的建立和特征。教學(xué)難點化學(xué)平衡觀點的建立。課時安排二課時教學(xué)方法1. 在教學(xué)中通

3、過設(shè)置知識臺階，利用教材的章圖、本節(jié)內(nèi)的圖畫以及多媒體手段演示溶解平衡的建立等，啟發(fā)學(xué)生聯(lián)想從而建立化學(xué)平衡的觀點。2. 組織討論，使學(xué)生深刻理解化學(xué)平衡的特征。教學(xué)用具投影儀、多媒體電腦教學(xué)過程引言化學(xué)反應(yīng)速率討論的是化學(xué)反應(yīng)快慢的問題，但是在化學(xué)研究和化工生產(chǎn)中，只考慮化學(xué)反應(yīng)進行的快慢是不夠的，因為我們既希望反應(yīng)物盡可能快地轉(zhuǎn)化為生成物，同時又希望反應(yīng)物盡可能多地轉(zhuǎn)化為生成物。例如在合成氨工業(yè)中，除了需要考慮如何使N2和H2盡快地轉(zhuǎn)變成NH3外，還需要考慮怎樣才能使更多的N2和H2轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3，后者所說的就是化學(xué)反應(yīng)進行的程度問題化學(xué)平衡。板書第二節(jié) 化學(xué)平衡師如果對于一個能順利進行的、

4、徹底的化學(xué)反應(yīng)來說，由于反應(yīng)物已全部轉(zhuǎn)化為生成物，如酸與堿的中和反應(yīng)就不存在什么進行程度的問題了，所以，化學(xué)平衡的研究對象是可逆反應(yīng)。板書一、化學(xué)平衡的研究對象可逆反應(yīng)師那么什么是化學(xué)平衡？化學(xué)平衡是如何建立的？下面我們就來討論這一問題。板書二、化學(xué)平衡的建立師大家來考慮這樣一個問題，我現(xiàn)在在一個盛水的水杯中加蔗糖，當(dāng)加入一定量之后，憑大家的經(jīng)驗，你們覺得會怎么樣呢？生開始加進去的很快就溶解了，加到一定量之后就不溶了。問不溶了是否就意味著停止溶解了呢？生回憶所學(xué)過的溶解原理，閱讀教材自學(xué)思考后回答：沒有停止。因為當(dāng)蔗糖溶于水時，一方面蔗糖分子不斷地離開蔗糖表面，擴散到水里去；另一方面溶解在水中

5、的蔗糖分子不斷地在未溶解的蔗糖表面聚集成為晶體，當(dāng)這兩個相反的過程的速率相等時，蔗糖的溶解達(dá)到了最大限度，形成蔗糖的飽和溶液。師所以說剛才回答說不溶了是不恰當(dāng)?shù)模荒苷f從宏觀上看到蔗糖的量不變了，溶解并沒有停止。我這里把這一過程做成了三維動畫效果，以幫助大家理解溶解過程。多媒體電腦三維動畫演示一定量蔗糖分子在水中的溶解過程。生觀看動畫效果，進一步理解溶解過程。師這時候我們就說，蔗糖的溶解達(dá)到了平衡狀態(tài)，此時溶解速率等于結(jié)晶速率，是一個動態(tài)平衡。板書1. 溶解平衡的建立開始時v（溶解）v(結(jié)晶）平衡時v（溶解）=v（結(jié)晶）結(jié)論：溶解平衡是一種動態(tài)平衡師那么對于可逆反應(yīng)來說，又是怎樣的情形呢？我們

6、以CO和H2O(g)的反應(yīng)為例來說明化學(xué)平衡的建立過程。板書2. 化學(xué)平衡的建立師請大家在下面閱讀教材自學(xué)，利用在第一節(jié)中所學(xué)的化學(xué)反應(yīng)速率的知識，要求把在800，1 L容器中的CO和H2O(g)的反應(yīng)情況，用一個時間速率圖象來表示，并能對圖象的含義作出解釋。學(xué)生活動寫出化學(xué)反應(yīng)方程式，因容器體積為1 L所以c(CO)=c(H2O)=0.01 mol·L-1催化劑高溫 CO + H2O(g) CO2 + H2開始濃度 0.01 0.01 0 0一段時間后0.005 0.005 0.005 0.005作草圖：解釋：當(dāng)反應(yīng)開始時CO和H2O(g)的濃度最大，因而它們反應(yīng)生成CO2和H2的

7、正反應(yīng)速率最大；而CO2和H2的起始濃度為零，因而它們反應(yīng)生成CO和H2O(g)的逆反應(yīng)速率也為零。之后隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)物CO和H2O（g）的濃度逐漸減小，正反應(yīng)速率就逐漸減?。簧晌顲O2和H2的濃度逐漸增大，逆反應(yīng)速率就逐漸增大，最后二者相等了。引導(dǎo)大家把這一過程同開始的溶解平衡相比較，看是否有相似的地方。生分析、比較溶解平衡和剛才的反應(yīng)情況：開始溶解速率大于結(jié)晶速率，后來二者相等了，建立溶解平衡；CO和H2O(g)反應(yīng)，開始v 正v逆，后來二者也相等了，恍然大悟，說明可逆反應(yīng)CO+H2O(g) CO2+H2此時也處于平衡狀態(tài)了。師確實如此，如果外界條件不發(fā)生變化，可逆反應(yīng)進行到一程度

8、的時候，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等了，此時化學(xué)反應(yīng)進行到了最大限度，反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化，反應(yīng)物和生成物的混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)了。那么，同樣是這一反應(yīng)，如果在其他條件不變時反過來進行情況會怎么樣。生閱讀教材，自學(xué)，然后朗讀回答：實驗證明，如果不是從CO和H2O(g)開始反應(yīng)，而是各取0.01 mol CO2和0.01 mol H2，以相同的條件進行反應(yīng)，生成CO和H2O(g)，當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，反應(yīng)混合物里CO、H2O(g)、CO2、H2各為0.005 mol，其組成與前者完全相同。板書反應(yīng)開始v正v逆反應(yīng)過程中：v正減少，v逆增大一定時間后：v正=v逆，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡，

9、化學(xué)平衡建立。師請大家思考當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)是否停止進行了？若停止了說明是一個靜態(tài)平衡；若反應(yīng)還在進行則應(yīng)是一個動態(tài)平衡。生以溶解平衡作比較，較容易得出結(jié)論：當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正反應(yīng)和逆反應(yīng)都仍在繼續(xù)進行，只是由于在同一瞬間，正反應(yīng)生成CO2和H2的分子數(shù)和逆反應(yīng)所消耗的CO2和H2的分子數(shù)相等，亦即正逆反應(yīng)的速率相等，故反應(yīng)混合物中各組分的濃度不變，所以說化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡。板書（讓學(xué)生讀出化學(xué)平衡狀態(tài)的概念，教師板書）二、化學(xué)平衡狀態(tài)（化學(xué)平衡）1. 定義：是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。啟發(fā)大家能否從化學(xué)

10、平衡狀態(tài)的定義中，找出化學(xué)平衡有哪些基本特征？生分析定義，歸納總結(jié)，化學(xué)平衡的特征：（1）化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng)；（2）達(dá)到平衡時正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率；（3）達(dá)到平衡時反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變；（4）由于化學(xué)平衡狀態(tài)時反應(yīng)仍在進行，故其是一種動態(tài)平衡。師評價學(xué)生總結(jié)結(jié)果。大家還應(yīng)注意化學(xué)平衡狀態(tài)是維持在一定條件下的，一旦條件發(fā)生變化，平衡狀態(tài)就將遭到破壞。動態(tài)平衡也體現(xiàn)了辯證唯物主義的基本觀點，即運動是絕對的，而靜止是相對的。板書2. 特征（1）條件：一定條件下。（2）對象：可逆反應(yīng)。（3）動：動態(tài)平衡。（4）等：v（正）=v（逆） （5）定：反應(yīng)混合物中各組分濃度保持不變補

11、充說明通過剛才大家的自學(xué)，發(fā)現(xiàn)無論可逆反應(yīng)從反應(yīng)物方向開始，還是從生成物方向開始，只要條件不變，達(dá)到平衡狀態(tài)時就是一樣的，所以可以說化學(xué)平衡的建立與化學(xué)反應(yīng)途徑無關(guān)。板書3. 化學(xué)平衡的建立與途徑無關(guān)師在具體的學(xué)習(xí)過程中，要判斷一個可逆化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，必須充分地利用化學(xué)平衡的特征，去靈活地尋找在問題的描述中的各種標(biāo)志，最根本的原則就是看這些標(biāo)志能否表明v正=v逆或反應(yīng)混合物的各組分的濃度一定，就可知化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)了。高溫組織討論讓學(xué)生根據(jù)化學(xué)平衡的特征分組討論課本P39的討論材料。（使學(xué)生進一步深刻理解化學(xué)平衡的建立和特征）生在教師引導(dǎo)下對該討論材料進行分析：首先高爐煉鐵的

12、反應(yīng)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2是一個可逆反應(yīng)；其次在增加煉鐵高爐高度后，反應(yīng)物的濃度、反應(yīng)溫度、催化劑等條件均未改變，說明其前提條件與原來相同；再則煉鐵高爐高度的增加，只是增加了CO與鐵礦石接觸的時間，由于條件與原來相同，根據(jù)化學(xué)平衡建立的特征，當(dāng)平衡建立后反應(yīng)混合物的組分將不隨時間的變化而改變。結(jié)論：這個工程師的這種設(shè)想是錯誤的。不能改變爐氣中CO的濃度。師那么是不是說這個問題就不能解決了呢？不是的，只要改變維持平衡的某些條件就可以達(dá)到減少爐氣中CO濃度的目的。（為化學(xué)平衡移動的學(xué)習(xí)作復(fù)筆）關(guān)于這個問題等學(xué)習(xí)了化學(xué)平衡移動原理之后就很容易解決了。投影練習(xí)可逆反應(yīng)2NO2 2NO+O

13、2在密閉容器中反應(yīng)，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是（ ）單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2；單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時，生成2n mol NO；用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為221的狀態(tài)；混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)；混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)；混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A. B. C. D. 解析表示v（正）=v（逆），正確。不能表示v（正）=v（逆），不正確。只要發(fā)生反應(yīng)v(NO2)v(NO)v(O2)=221，錯誤混合氣體顏色不變，說明各物質(zhì)濃度不變，正確因不知體積是否變化，因此混合氣體密度不變不能說明已達(dá)平衡?；旌蠚?/p>

14、體的平均相對分子質(zhì)量不變，說明氣體的總物質(zhì)的量不變，說明已達(dá)平衡。答案A小結(jié)本節(jié)課我們以蔗糖溶解平衡的建立為基礎(chǔ)和參照，以CO和H2O(g)為例討論了化學(xué)平衡建立的過程，總結(jié)了化學(xué)平衡狀態(tài)的基本特征是：一定條件、可逆反應(yīng)、動、等、定等。另外我們通過一個典型例題和對教材中材料的討論，加深了對化學(xué)平衡知識的進一步理解。本節(jié)課的重點是理解和掌握化學(xué)平衡的建立和基本特征。布置作業(yè)P40一、二板書設(shè)計第二節(jié) 化學(xué)平衡一、化學(xué)平衡的研究對象可逆反應(yīng)二、化學(xué)平衡的建立1. 溶解平衡的建立開始時v（溶解）v（結(jié)晶）平衡時v（溶解）=v（結(jié)晶）(特征)。結(jié)論：溶解平衡是一種動態(tài)平衡2. 化學(xué)平衡的建立反應(yīng)開始：v（正）v（逆）反應(yīng)過程中：v（正）減小，v（逆）增大。一定時間后：v（正）=v（逆），可逆反應(yīng)達(dá)到平衡，化學(xué)平衡建立。二、化學(xué)平衡狀態(tài)（化學(xué)平衡）1. 定義：是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。2. 特征（1）條件：在一定條件下（2）對象：可逆反應(yīng)（3）動：動態(tài)平衡（4）等：v（正）=v（逆）（5）定：反應(yīng)混合物各組分濃度保持