化學反應原理第二章化學反應速率和化學平衡-《化學平衡常數(shù)》教學設計

1、（人教版選修4）第二章 化學反應速率和化學平衡教學設計 第三節(jié) 化學平衡 （第四課時 化學平衡常數(shù) ）課題： 化學平衡常數(shù)課時1授課班級高2023屆1班教材分析化學平衡是人教版選修四的主要內容，是高考的一個重要知識點。本節(jié)是在學習了化學平衡的有關概念、特征、建立過程及外界條件對平衡移動的影響等知識的基礎上，進一步探究化學平衡的另一重要特征化學平衡常數(shù)。本部分內容是近幾年高考的熱點，也是學生學習的一個難點。主要考查化學平衡常數(shù)的概念、表達式書寫、相關計算及應用平衡常數(shù)判斷平衡移動的方向等。因此對學生綜合能力要求較高，有一定難度。但對于學生關鍵能力的培養(yǎng)至關重要，教學重心應放在幫助學生理解的概念基

2、礎上，熟知其特征、應用，再通過典型例題分析、問題探究，歸納小結來掌握其應用及相關計算。教學目標知識與技能1.通過化學平衡狀態(tài)時的濃度數(shù)據(jù)分析，認識化學平衡常數(shù)的概念，并能初步掌握其相關應用。2.通過問題分析、談論探究，能運用化學平衡常數(shù)對化學反應進行的程度或平衡移動的方向做及反應熱做出判斷。3.通過典例分析、歸納總結，構建化學平衡常數(shù)相關計算的思維模型(三段式法)，理清計算的思路，靈活解答各類問題。過程與方法1.通過實例探究，觀察思考，發(fā)現(xiàn)規(guī)律、體驗認識規(guī)律基本方法和過程，激發(fā)學生在學習過程中主動探究的欲望。2.通過討論、分析、對比的方法，培養(yǎng)學生的觀察能力和化學計算能力。情感態(tài)度價值觀激發(fā)學

3、生的學習興趣，培養(yǎng)嚴謹求學、勤于思考的科學態(tài)度，提升邏輯思維能力和理論聯(lián)系實際能力。教學重點化學平衡常數(shù)及計算教學難點化學平衡常數(shù)計算及理解應用教學過程教學步驟、內容學生活動教學方法【回顧引入】化學平衡是是指在一定條件下的可逆反應里，正反應和逆反應的速率相等，反應體系中所有參加反應的物質的質量 （溶液中表現(xiàn)為濃度）可以保持恒定的狀態(tài)?；瘜W平衡狀態(tài)具有正反應速率等于逆反應速率、反應物和所有產物均處于同一反應體系中、反應混合物中各組分的濃度保持不變、動態(tài)平衡等特征?！舅伎肌磕敲矗斠粋€可逆反應達到化學平衡狀態(tài)時，反應物和生成物的濃度之間有怎樣的定量關系呢？這就是我們今天要學習的化學平衡常數(shù)?！景鍟?/p>

4、】活動一、化學平衡常數(shù)【閱讀教材】請同學們閱讀教材P28P29，分析并驗算表中所給的數(shù)據(jù)，最后可以得到什么結論？密閉容器 2c (HI)c(H2) c(I2) 溫度不變時 為常數(shù)，用K 表示，平均值為【討論】根據(jù)上表數(shù)據(jù)分析，你能得出什么結論？【交流1】一定溫度下，不同的起始量，生成物的濃度是否一樣？2 c (HI)c(H2) c(I2) 各平衡量之間有什么關系？ 得出：溫度不變時平衡時 為常數(shù)，用K 表示，平均值為【閱讀】閱讀表格下邊內容，思考化學平衡常數(shù)的概念與表達式?！景鍟拷由希骸鹃喿x小結】1、概念：:在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值

5、是一個常數(shù)(簡稱平衡常數(shù))，用符號K表示。2、表達式：對于一般的可逆反應，mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，當在一定溫度下達到平衡時，Keq f(cpCcqD,cmAcnB)?！緦W以致用】試寫出下列反應的濃度平衡常數(shù)的數(shù)學表達式：催化劑 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) CO(g)+H2(g) C(s)+H2O(g) 2C(s)+2H2O(g) 2CO(g)+2H2(g) 【交流討論】寫出K1、K2、K3、K4的表達式 寫出K2和K3的關系式：K2K31；寫出K2和K4的關系式：K2K42?！咎骄啃〗Y】K的書寫注意：（1）化學平

6、衡常數(shù)K只與溫度有關。（2）c為平衡時濃度，常數(shù)K與反應物和生成物的起始濃度大小無關（3）反應中的固體或純溶劑不列入平衡常數(shù)的表達式中！（4）平衡常數(shù)K與方程式的書寫有關。【討論探究2】已知：25 時，鹵化氫生成反應的平衡常數(shù)：化學方程式平衡常數(shù)KF2H22HF1095Cl2H22HCl1033Br2H22HBr1019I2H22HI102請比較表中K值的相對大小，說明平衡常數(shù)的意義是什么？【板書】接上：3、表示意義：（1）平衡常數(shù)的大小反映了化學反應進行的程度(也叫反應的限度)。K值越大，表示反應進行得越完全，反應物轉化率越大；K值越小，表示反應進行得越不完全，反應物轉化率越小。（2）K與反

7、應起始濃度、壓強無關，只與溫度有關【板書】活動二、化學平衡常數(shù)的應用【探究3】思考任意狀態(tài)（非平衡態(tài)）的濃度冪之積的比值與平衡常數(shù)有何關系？【交流】任意狀態(tài)（非平衡態(tài)）的濃度冪之積的比值稱為濃度商，用Q表示，如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，Qeq f(cpCcqD,cmAcnB)。以平衡常數(shù)的值為標準，Q與K大小相比較，可以判斷正在進行的可逆反應是否處于平衡狀態(tài)，以及將向哪個方向進行最終建立新的平衡?！景鍟?、判斷是否處于平衡狀態(tài) Q與K相比較：QK：可逆反應向逆反應方向進行；QK：可逆反應處于平衡狀態(tài)；QK：可逆反應向正反應方向進行。趨勢為：達到平衡【典例】關于化學平衡常數(shù)的敘

8、述正確的是()A溫度一定，一個化學反應的平衡常數(shù)不是一個常數(shù)B兩種物質反應，不管怎樣書寫化學方程式，平衡常數(shù)不變C溫度一定時，對于給定的化學反應，正、逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)D生成物濃度冪的乘積與反應物濃度冪的乘積的比值小于K時，v正v逆?！咎骄?】已知：N2(g)3H2(g)2NH3(g)的平衡常數(shù)與溫度的關系如下：T/K373473573673773K109107105104103由上表數(shù)據(jù)分析，可得出什么結論？【交流】溫度升高，K值減小，則正反應為放熱(填“吸熱”或“放熱”)反應。說明利用溫度對平衡常數(shù)的影響關系，判斷反應反應的熱效應【板書】2、判斷反應的熱效應。若升高溫度，K增大，則正

9、反應為吸熱反應；若升高溫度，K減小，則正反應為放熱反應。K 只與溫度有關,與反應物或生成物濃度變化及平衡建立的過程均無關。【板書】活動三、化學平衡常數(shù)的有關計算【思考】閱讀教材P2930【例1】、【例2】，思考什么是“三段式”計算法？計算模型三段式法 aA(g) bB(g) cC(g)dD(g)c(初)/molL1 n1 n2 0 0c/molL1 x eq f(b,a)x eq f(c,a)x eq f(d,a)xc(平)/molL1 n1x n2eq f(b,a)x eq f(c,a)x eq f(d,a)x所以，平衡常數(shù)K(cx/a)(dx/a)/(n1-x)(n2-bx/a)特點：“三

10、段”指初量、變化量、平衡量；轉化量與化學方程式中各物質系數(shù)成比例；這里的變量可指物質的量、濃度、氣體的分壓等?！居懻摗俊叭问健庇嬎惴ǖ幕舅悸肥鞘裁?？(1)巧設未知數(shù)：具體題目要具體分析，靈活設立，一般設某物質的轉化量為x。(2)確定三個量：根據(jù)反應物、生成物及變化量的三者關系代入未知數(shù)確定平衡體系中各物質的起始量、變化量、平衡量并按1中“模式”列表。(3)解題設問題：明確“始”“變”“平”三個量的具體數(shù)值，再根據(jù)相應關系求平衡時某成分的濃度、反應物轉化率等，得出題目答案?！拘〗Y】基本步驟：確定反應物和生成物的初始加入量；確定反應過程的轉化量；確定平衡量?！菊n后反饋】在一定體積的密閉容器中，

11、進行如下化學反應：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，其化學平衡常數(shù)K和溫度T的關系如表所示：T/7008008301 0001 200K回答下列問題：(1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K_。(2)該反應為_(填“吸熱”或“放熱”)反應。(3)某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，試判斷此時的溫度為_。該溫度下加入1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)，充分反應，達到平衡時，CO2的轉化率為_。(4)在800 時，發(fā)生上述反應，某一時刻測得容器內各物質的濃度分別為c(CO2)為2 molL1，c(H2)為 molL1，c(CO)為1 mo

12、lL1，c(H2O)為3 molL1，則反應_(填“正向進行”“逆向進行”或“處于平衡狀態(tài)”)?！敬鸢浮?1)eq f(cCOcH2O,cCO2cH2)(2)吸熱(3)83050%(4)逆向進行【解析】(2)溫度越高，K值越大，說明升溫平衡正向移動，正反應為吸熱反應。(3)由題意可得K1，查表可知溫度為830 。設反應的CO2為x mol，則消耗掉的H2為x mol，生成的CO和H2O均是x mol(設體積為V L)，則Keq f(blc(rc)(avs4alco1(f(x,V)blc(rc)(avs4alco1(f(x,V),blc(rc)(avs4alco1(f(1x,V)blc(rc)(

13、avs4alco1(f(1x,V)1，整理得x。則CO2的轉化率為50%。(4)Qeq f(cCOcH2O,cCO2cH2)eq f(13,21，則反應逆向進行?！菊n堂小結】思考回憶閱讀思考討論交流歸納理解記憶觀察書寫交流討論歸納分析比較、思考理解實記思考交流討論歸納思考 探究思考討論小結整體認識本節(jié)知識引導思考引導分析數(shù)據(jù)引導理解實記講解小結引導分析講解引導分析K大小關系引導小結指導分析歸納解題技巧知識結構與板書設計三、化學平衡常數(shù)1. 定義：在一定溫度下，可逆反應達到平衡時，生成物的濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比是一個常數(shù)，這個常數(shù)叫做該反應的化學平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)，用符號K表示。2

14、. 表達式對于任意反應:mA+nB pC+qD K=3、化學平衡常數(shù)的意義：（1）平衡常數(shù)的大小反映了化學反應進行的程度(也叫反應的限度)。K值越大，表示反應進行得越完全，反應物轉化率越大；K值越小，表示反應進行得越不完全，反應物轉化率越小。（2）K只與溫度有關,與反應起始濃度、壓強無關，4. 書寫平衡常數(shù)表達式時，要注意：(1)化學平衡常數(shù)K只與溫度有關。(2)c為平衡時濃度，常數(shù)K與反應物和生成物的起始濃度大小無關(3)反應中的固體或純溶劑不列入平衡常數(shù)的表達式中！(4)平衡常數(shù)K與方程式的書寫有關。5、化學平衡常數(shù)的應用（1）判斷正在進行的可逆是否平衡及反應向何方向進行：對于可逆反應：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定的溫度下的任意時刻，反應物的濃度和生成物的濃度有如下關系：Qc=Cp(C)Cq(D)/Cm(A)Cn(B)，叫該反應的濃度商。QcK ，V正V逆，反應向正反應方向進行QcK ，V正=V逆，反應處于平衡狀態(tài)QcK ，V正V逆，反應向逆反應方向進行（2）利用可判斷反應的熱效應