第二章第3節(jié)化學(xué)平衡教學(xué)設(shè)計(jì)（王慶軍）.doc

教學(xué)設(shè)計(jì) 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡王慶軍 2010-7-17一、 學(xué)習(xí)目標(biāo)分析（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)確定的依據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)要求補(bǔ)充說明6描述化學(xué)平衡建立的過程，知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義，能利用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。6.1知道化學(xué)反應(yīng)的可逆性及其限度；能描述化學(xué)平衡建立的過程，認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡移動(dòng)規(guī)律?？衫脠D像、數(shù)據(jù)等描述化學(xué)平衡的建立過程。6.2知道化學(xué)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的涵義。6.3能進(jìn)行有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的簡(jiǎn)單計(jì)算7通過實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度和壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響，并能用相關(guān)理論加以解釋。7.1通過實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度和壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響。7.2理解化學(xué)平衡移動(dòng)原理，能運(yùn)用該原理對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)情況進(jìn)行分析。（二）學(xué)習(xí)目標(biāo)1知識(shí)與技能目標(biāo)（1）幫助學(xué)生理解化學(xué)平衡狀態(tài)建立的過程，認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，并能初步判斷化學(xué)反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)。（2）認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡移動(dòng)的規(guī)律，知道化學(xué)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的涵義。（3）了解溫度、濃度和壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響并能用勒夏特列原理解釋。2過程與方法目標(biāo)（1）利用圖像、數(shù)據(jù)等描述化學(xué)平衡的建立過程，培養(yǎng)學(xué)生分析、概括的能力。（2）通過實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響，培養(yǎng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)探究、分析、解決問題的能力。（3）通過運(yùn)用勒夏特列原理對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)情況的分析和判斷，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和知識(shí)遷移能力。3情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)（1）培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)素養(yǎng)。（2）培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生在應(yīng)用化學(xué)理論解決一些相應(yīng)的化工問題的同時(shí)，體會(huì)化學(xué)理論學(xué)習(xí)的重要性。二、教學(xué)重難點(diǎn)分析本節(jié)內(nèi)容在教材編寫上，力圖體現(xiàn)從定量角度更為深刻地認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)，因此與有關(guān)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向、限度兩方面相關(guān)的概念和理論，就構(gòu)成了本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)。從學(xué)生學(xué)的角度考慮，本節(jié)內(nèi)容既抽象又具體。抽象在它的理論解釋對(duì)學(xué)生來說是全新的，有些反應(yīng)的深層本質(zhì)學(xué)生是接觸不到的，只能憑思考，想象，增大了學(xué)習(xí)的難度；說它具體，是在生活中有大量鮮活的事實(shí)，因此為學(xué)生掌握本節(jié)內(nèi)容造成相當(dāng)難度。從教師教的角度考慮，化學(xué)平衡及影響因素等教學(xué)內(nèi)容，教師在大綱教學(xué)時(shí)相對(duì)熟悉，而化學(xué)平衡常數(shù)是本節(jié)的新增內(nèi)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(diǎn)如下：本章教學(xué)重點(diǎn)：1化學(xué)平衡的概念的建立。2影響化學(xué)平衡移動(dòng)的條件。3勒沙特列原理的歸納總結(jié)。本章教學(xué)難點(diǎn)：1建立化學(xué)平衡的概念。2影響化學(xué)平衡移動(dòng)的條件。3勒沙特列原理的歸納總結(jié)。4平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計(jì)算.三、課時(shí)及內(nèi)容安排第1課時(shí)：復(fù)習(xí)化學(xué)平衡的建立、特征、判斷第2課時(shí)：化學(xué)平衡的影響因素即化學(xué)平衡的移動(dòng)原理，同時(shí)用 v t 圖象表示第3課時(shí)：化學(xué)平衡的圖象第4課時(shí)：等效平衡第5課時(shí)：平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計(jì)算四、具體教學(xué)過程：第1課時(shí)：復(fù)習(xí)一、可逆反應(yīng)：定義及判斷二、化學(xué)平衡1建立過程及用v t圖象表示2特征3化學(xué)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(yīng)：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(shí)C 混合氣體的總壓不變時(shí) D v(HI)v(H2)v(I2)=211時(shí)第2課時(shí)：三、外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響外界條件：濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等，怎樣影響反應(yīng)？1、濃度的影響：實(shí)驗(yàn)2-5，結(jié)論實(shí)驗(yàn)2-6，結(jié)論學(xué)與問：綜合結(jié)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(dòng)。應(yīng)用：工業(yè)生產(chǎn)中，常用增大廉價(jià)易得的反應(yīng)物的濃度的方法，使成本較高的反應(yīng)物得到充分利用。2、溫度的影響：實(shí)驗(yàn)2-7，結(jié)論 v t圖象表示：3、壓強(qiáng)的影響：（1）對(duì)于反應(yīng)前后氣體總體積發(fā)生變化的可逆反應(yīng)：增大壓強(qiáng)，可使平衡向著氣體體積減小的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，可使平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。v t圖象表示：（2）對(duì)于反應(yīng)前后氣體總體積不變的可逆反應(yīng)：壓強(qiáng)變化不能使平衡發(fā)生移動(dòng)。v t圖象表示：特殊情況：向反應(yīng)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(yīng)的氣體），若恒容，則由于原平衡混合體系中各物質(zhì)的濃度和百分含量不變，因此平衡不移動(dòng)；若恒壓，則增大了原平衡混合體系的體積，相當(dāng)于減小了壓強(qiáng)，平衡將向氣體體積增大的方向移動(dòng)。舉例：4、催化劑：催化劑同等程度地增大了正逆反應(yīng)的反應(yīng)速率，大大縮短了達(dá)平衡的時(shí)間，但不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，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(xué)平衡的移動(dòng)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(xué)平衡的移動(dòng)?；瘜W(xué)平衡移動(dòng)的標(biāo)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(qiáng)調(diào)：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(dòng)；只有各組成成分的百分含量發(fā)生了改變，才能說明化學(xué)平衡發(fā)生了移動(dòng)。6、規(guī)律和結(jié)論：化學(xué)平衡移動(dòng)原理勒沙特列原理如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如濃度、溫度、壓強(qiáng)等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。注意：平衡移動(dòng)只是減弱了這種改變，并沒有消除這種改變，平衡移動(dòng)的結(jié)果和條件改變的方向一致?！菊n堂練習(xí)】1在一定條件下，使NO和O2在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，下列說法不正確的是（ ）A反應(yīng)開始時(shí)，正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為零B隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后為零C隨著反應(yīng)的進(jìn)行，逆反應(yīng)速率逐漸增大，最后不變D隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后不變2一定溫度下，反應(yīng)N2（g）+3H2(g)2NH3(g)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是（ ）AN2，H2和NH3的物質(zhì)分?jǐn)?shù)不再改變Bc(N2):c(H2):c(NH3)1:3:2CN2與H2的物質(zhì)的量之和是NH3的物質(zhì)的量2倍D單位時(shí)間里每增加1 mol N2，同時(shí)增加3 mol H23在下列平衡體系3NO2H2O2HNO3NO中加入O2，則化學(xué)平衡（ ） A向左移 B向右移動(dòng) C不移動(dòng) D無法判斷4反應(yīng)2A(g)2B(g)+C(g)；正反應(yīng)吸熱，達(dá)平衡時(shí)，要使v正降低、c(A)增大，應(yīng)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(yīng)：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2，達(dá)到平衡后，測(cè)得CO2(g)為0.75 mol，再向其中加入5 mol H2O(g)，達(dá)到新平衡后，CO2(g)的物質(zhì)的量可能的是（ ）A0.50 mol B 0.75 mol C 0.85 mol D1.1 mol第3課時(shí)：四、化學(xué)平衡的圖象：1、反應(yīng)速率時(shí)間圖象： 不僅要求理解條件改變對(duì)應(yīng)的圖象，同時(shí)也要求學(xué)會(huì)根據(jù)圖象反過來判斷條件的改變及平衡移動(dòng)方向，濃度的改變，含量的變化等。 要求理解各條件變化對(duì)應(yīng)圖象的特點(diǎn)。 2、其它圖象，以mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)為例。（橫軸t均表示時(shí)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(yīng)物的變化，y可表示濃度、百分含量等。要學(xué)會(huì)通過起點(diǎn)判斷反應(yīng)物和生成物的曲線。增加的是生成物曲線，降低的是反應(yīng)物曲線。溫度一定表示生成物在不同壓強(qiáng)下的百分含量圖象。P1下先達(dá)到平衡，則P1P2；從P1P2，壓強(qiáng)降低，C%減小，則平衡逆向移動(dòng)，逆反應(yīng)體積增大，則有m + n p +q。其它依此類推。表示反應(yīng)物在不同壓強(qiáng)下的百分含量圖象。P2下先達(dá)到平衡，則P1P2；從P1P2，壓強(qiáng)增大，A%減小，則平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)體積減小，則有m + n p +q。其它依此類推。P1下先達(dá)平衡，則P1P2；P1、P2下達(dá)平衡時(shí)C%不變，說明平衡不移動(dòng)，則應(yīng)為反應(yīng)前后分子數(shù)不變的反應(yīng)，所以m + n p +q。若無P1、P2標(biāo)記，還表示了使用催化劑的圖象。壓強(qiáng)一定表示反應(yīng)物在不同溫度下的百分含量圖象。T2下先達(dá)到平衡，則T1T2；從T1T2，溫度升高，A%減小，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，說明逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。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(dá)到平衡，則T1T2；從T1T2，溫度降低，C%減小，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，說明逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。其它依此類推。綜合圖象y表示百分含量，既可是反應(yīng)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(shí)的變化情況。上圖中：三條曲線為等溫曲線，y隨壓強(qiáng)增大而增大，可判斷出反應(yīng)物的系數(shù)關(guān)系；等壓時(shí)，y隨溫度的升高而降低，可判斷出反應(yīng)的熱效應(yīng)。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(yīng)的熱效應(yīng)。等溫時(shí)，y隨壓強(qiáng)增大而增大，可判斷出反應(yīng)物的系數(shù)關(guān)系； 圖象問題的一般分析方法： 一看橫縱坐標(biāo)的含義，二看曲線的變化趨勢(shì)，三看曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、交點(diǎn)、拐點(diǎn)、原點(diǎn)、極值點(diǎn)等、四看等溫線、等壓線及作相關(guān)的輔助線，五看有關(guān)的量的多少。對(duì)以時(shí)間為橫坐標(biāo)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(yīng)測(cè)繪出圖像，縱坐標(biāo)為生成物在平衡混合物中的百分含量，下列對(duì)該反應(yīng)的判斷正確的是A反應(yīng)物中一定有氣體B生成物中一定有氣體C正反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)D正反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)答案：B、D。例題2：有可逆反應(yīng)A+B 2C在不同溫度下經(jīng)過一定時(shí)間，混合物中C的百分含量與溫度關(guān)系如圖所示，那么：（1）反應(yīng)在_溫度下達(dá)到化學(xué)平衡；（2）此反應(yīng)在正反應(yīng)為_熱反應(yīng)；（3）由T1向T2變化時(shí)，V正_ V逆（填、）；（4）由T3向T4變化時(shí)V正_ V逆（填、）答案 （1）T3；（2）放；（3）；（4） 第4課時(shí)：五、等效平衡一定條件下的可逆反應(yīng)，無論從正反應(yīng)開始還是從逆反應(yīng)開始，最后都能達(dá)到平衡狀態(tài)。等效平衡是指一定條件下，可逆反應(yīng)以不同的投料方式建立平衡狀態(tài)，若平衡后各物質(zhì)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(duì)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應(yīng)，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(qiáng)下，在相同的密閉容器中，以1molN2和3mol H2投料進(jìn)行的合成氨反應(yīng)和以2molNH3投料進(jìn)行的合成氨反應(yīng)，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(gè)有催化劑的固定容積的容器里，建立平衡。現(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(zhì)的量（mol）。如a、b、c取不同的值，它們必須滿足一定的關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)混合物中的三種氣體的體積分?jǐn)?shù)仍跟上述平衡完全相同，請(qǐng)?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(qǐng)用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含a和c，另一個(gè)只含b和c）：_、_（2）對(duì)反應(yīng)前后分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，只要轉(zhuǎn)化后的投料比相等，則這些轉(zhuǎn)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(yīng) H2+I2 (氣) 2HI。若初始時(shí)加入1mol H2和2mol I2，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，HI的體積百分含量為w%。若初始時(shí)加入的H2、I2 以及HI的物質(zhì)的量分別為a、b、c，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，HI的百分含量仍為w%，則a、b、c滿足的關(guān)系是_。2 定溫、定壓條件下首先將不同的投料方式按化學(xué)方程式轉(zhuǎn)化為同一側(cè)的物質(zhì)的投料，若此時(shí)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(yīng)N2 + 3H2 2NH3，已知充入1mol N2和3mol H2時(shí)，達(dá)到平衡時(shí)生成n mol NH3，在此溫度和壓強(qiáng)下，若加入的N2 、H2 、NH3的物質(zhì)的量 分別為x mol、y mol、z mol，若保持平衡時(shí)各組分的體積分?jǐn)?shù)不變，則x、y、z應(yīng)滿足的關(guān)系是_。答案：xy= 13，與z無關(guān)。故，z為任意值。綜述：（1）等容條件，V0，各投料方式轉(zhuǎn)化后成比例，（若以反應(yīng)物的計(jì)量系數(shù)比投料，則一種反應(yīng)物的量為任意值；）V0，則轉(zhuǎn)化后應(yīng)完全相同（2）等壓條件，無論V0或V0，各投料方式轉(zhuǎn)化后成比例，（若以反應(yīng)物的計(jì)量系數(shù)比投料，則一種反應(yīng)物的量為任意值；）（3）當(dāng)要求物質(zhì)的量相同時(shí)，則不同的投料方式轉(zhuǎn)化后要完全相同。第5課時(shí)：六、化學(xué)平衡常數(shù) 表格數(shù)據(jù)分析，得出結(jié)論。1、定義：在一定的溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積除以反應(yīng)物濃度冪之積的比值是個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)就叫化學(xué)平衡常數(shù)。用K表示。 2、對(duì)反應(yīng)：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