一輪復(fù)習(xí)——化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算教學(xué)設(shè)計(jì)

1、一輪復(fù)習(xí)化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算教學(xué)設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)思想 對(duì)于化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算，要根據(jù)化學(xué)平衡計(jì)算的一般步驟三段式法。利用開始、轉(zhuǎn)化、平衡，建立關(guān)系，并且平衡常數(shù)計(jì)算離不開平衡濃度，所以要求學(xué)生把平衡濃度寫在三行式下第四行。通過對(duì)化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算題類型的分類匯總，設(shè)置問題由淺入深，使學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)和自主學(xué)習(xí)，能夠自己解決較為基礎(chǔ)的題目，借助練習(xí)和習(xí)題通過小組合作探究平臺(tái)，培養(yǎng)解題能力、協(xié)作能力、開發(fā)智力，使學(xué)生由被動(dòng)接受知識(shí)到在教師引導(dǎo)下的主動(dòng)獲取知識(shí)。二、學(xué)情分析和教材解讀的深入 1、學(xué)情分析普通班學(xué)生對(duì)于化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡基本概念的判斷上掌握較好，但涉及到計(jì)算時(shí)問題較多，有些學(xué)生有做題思路

2、，但計(jì)算過程或結(jié)果出現(xiàn)問題，導(dǎo)致失分嚴(yán)重，但計(jì)算本身難度較小。2、教材解讀化學(xué)平衡常數(shù)處于人教版選修四化學(xué)反應(yīng)原理模塊第二章的第三節(jié)，化學(xué)平衡常數(shù)作為基本概念，與電離平衡常數(shù)、鹽的水解常數(shù)和溶度積常數(shù)相關(guān)計(jì)算緊密相關(guān)。在近幾年教材的修訂改版中，除了滬教版一直保留著“化學(xué)平衡常數(shù)”并在高考中時(shí)有出現(xiàn)外，在其它版本中，這個(gè)概念幾度沉浮。如今，人教版和魯科版等教材中，都再度引入化學(xué)平衡常數(shù)，而且，對(duì)知識(shí)內(nèi)容的層次要求比較高。因而，可能成為課改實(shí)驗(yàn)區(qū)化學(xué)高考的新看點(diǎn)，應(yīng)引起我們的關(guān)注。 從近幾年的高考題來看，高考對(duì)化學(xué)平衡常數(shù)的要求主要是初步認(rèn)識(shí)其含義及影響因素，并能用化學(xué)平衡常數(shù)對(duì)反應(yīng)是否處于平衡狀

3、態(tài)進(jìn)行判斷和對(duì)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率進(jìn)行定量計(jì)算。教科書列舉了H2(g)+I2 (g) 2HI(g)反應(yīng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，從定量角度給以深化，希望學(xué)生能夠從變化的數(shù)據(jù)中找出規(guī)律，即化學(xué)平衡常數(shù)，并學(xué)會(huì)描述化學(xué)平衡的建立過程，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。本節(jié)內(nèi)容：化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式、化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率計(jì)算三、教學(xué)目標(biāo) 1、 知識(shí)與技能（1）能夠快速準(zhǔn)確判斷能夠出現(xiàn)在化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中的物質(zhì)濃度，并且將系數(shù)做為冪次方寫在相應(yīng)平衡濃度的左上方，正確書寫化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式，培養(yǎng)學(xué)生的綜合探究能力和創(chuàng)造性思維；（2）構(gòu)建“三行式”解答化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算題的模式，快速找

4、出起始、轉(zhuǎn)化、平衡的量，未給濃度的計(jì)算出平衡濃度之后，寫到第四行，便于準(zhǔn)確計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。2、 過程與方法（1）在概念教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力（2）通過化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力（3）通過對(duì)數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學(xué)生分析、處理數(shù)據(jù)的能力，提高學(xué)生邏輯歸納能力3、 情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）以本節(jié)知識(shí)為載體使學(xué)生感到獲取新知識(shí)新方法的喜悅，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性（2）通過自主、合作與探究的過程，自己去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，品嘗到獲得知識(shí)過程的樂趣。四、重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1平衡常數(shù)表達(dá)式書寫規(guī)則；2. 結(jié)合“三行式”計(jì)算平衡常數(shù)、平衡濃度、轉(zhuǎn)化率；3. 利用

5、QC與K判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。教學(xué)難點(diǎn)：電離平衡常數(shù)計(jì)算五、教學(xué)策略與手段 1、創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情用非?；A(chǔ)的例題導(dǎo)入，通過規(guī)范“三行式”書寫，平衡常數(shù)求算時(shí)平衡濃度的代入，把平衡濃度寫在三行式下的第四行，一步步引導(dǎo)學(xué)生解題的具體步驟，并一起算出最后答案，給學(xué)生以自信。2、轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，體現(xiàn)學(xué)生主體樹立“以學(xué)生發(fā)展為本”的理念，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)把以前設(shè)計(jì)“教師如何教”轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)“學(xué)生如何學(xué)”。以學(xué)生為主體，讓學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，讓每一位學(xué)生都有在課堂上展示自已的機(jī)會(huì)，使學(xué)生成為真正意義上的學(xué)習(xí)主人。3、適時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，激發(fā)探究欲望教師要以激勵(lì)的方式促使學(xué)生始終處于

6、主動(dòng)激活狀態(tài)，使不同層次的學(xué)生都獲得學(xué)習(xí)的成果，讓每個(gè)學(xué)生都能看到自己的進(jìn)步，從而激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探索的欲望，點(diǎn)燃創(chuàng)造性思維的“火花”，幫助學(xué)生形成創(chuàng)新能力。4、靈活運(yùn)用小組，從實(shí)際出發(fā) 課堂上不能盲目依托小組合作探究來解決所有問題，教師靈活運(yùn)用小組建設(shè)，對(duì)于難度較大題目，應(yīng)先示范講解，再由小組探究，之后進(jìn)行變式訓(xùn)練。六、教學(xué)過程 【課題導(dǎo)入】對(duì)于反應(yīng)2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ,若在一定溫度下，將0.1mol的SO2(g)和0.06mol O2(g)注入一體積為2L的密閉容器中，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)得容器中有0.088mol的SO3(g)試求在該溫度下（1）此反應(yīng)的平衡常數(shù)。

7、（2）求SO2(g)和O2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率。已知：2x=0.088 x=0.044從而求得各物質(zhì)平衡時(shí)濃度然后寫到三行式最后一行【示范講解】2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)始（mol) 0.1 0.06 轉(zhuǎn)（mol） 2x x 2x 平（mol） 0.1-2x 0.06-x 2x 平(mol/L) 0.006 0.008 0.044c2(SO3)c2(SO2)c(O2)0.04420.0062×0.0080.0880.10.044 0.06 K= = = 6722 = ×100%=88% = ×100%=88%【自主學(xué)習(xí)】：化學(xué)平衡常數(shù)例1 某溫度

8、下，H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常數(shù)K1；1/2H2(g)+ 1/2I2(g) HI(g)的平衡常數(shù)為K2，則K1、K2的關(guān)系為（ ） AK1= 2K2 BK1= K22 CK1 = K2 D.不能確定【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生積極思考、并討論。c2(HI)c (H2)c(I2)c(HI)c1/2 (H2)c1/2 (I2)【學(xué)生展示】K1= K2= 即K1= K22 故：選B【變式訓(xùn)練1】例如，在某溫度下：N2+3H2 2NH3 K12NH3 N2+3H2 K21/2 N2+3/2H2 NH3 K3則K1 、K2、 K3三者之間的關(guān)系為： 【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生積極思考、討論?！緦W(xué)生展示】K1

9、 = 1/K2 = K32【變式訓(xùn)練2】已知：若干方程式相加(減)，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)，某溫度下： 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1 2NO2 (g) N2O4 K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生積極思考、討論?！緦W(xué)生展示】K = K1 ´ K2 例2 高爐煉鐵中發(fā)生的反應(yīng)有： FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) H < 0（1）該反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)表達(dá)式K= ；（2）已知1100時(shí)，K=0.263.溫度升高，平衡常數(shù)K (增大、減少或不變)。（3）1100時(shí)，測(cè)得c(CO2)=

10、0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在這種情況下，該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài) (填是或否)，此時(shí)反應(yīng)速率是v正_v逆(填>、<、=)。c(CO2)c(CO)【學(xué)生活動(dòng)】積極思考、并展示【參考答案】（1） K= （2）減小 （3）否、【合作探究】結(jié)合“三行式”計(jì)算平衡常數(shù)、平衡濃度、轉(zhuǎn)化率例3 已知可逆反應(yīng)：M(g)+N(g)P(g)+Q(g) ， H0，請(qǐng)回答下列問題：（1）在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)= 1 mol·L-1, c(N)=2.4 mol·L-1；達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60，此時(shí)N的轉(zhuǎn)化率為  &#

11、160;         ；（2）若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)= 4mol·L-1；c(N)=amol·L-1；達(dá)到平衡后，c(P)=2 mol·L-1，a=          ；【學(xué)生活動(dòng)】積極思考、討論展示?！緦W(xué)生展示】（1）25% （2）6【教師活動(dòng)】思路指導(dǎo)、方法點(diǎn)評(píng)、歸納總結(jié)。例4 一定條件下某密閉容器中存在反應(yīng)2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(

12、g)+3H2O(g)，若平衡時(shí)容器的總壓a Pa，開始充入的CO2、H2物質(zhì)的量之比為1：2.6，平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為80%，則用平衡分壓（分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）代替平衡濃度計(jì)算求得的平衡常數(shù)KP【學(xué)生活動(dòng)】積極思考、討論展示【教師活動(dòng)】題中沒有給出壓強(qiáng)求常數(shù)的公式，說明用平衡分壓代替平衡濃度求算平衡常數(shù)時(shí)，平衡常數(shù)表達(dá)式與用濃度相同，即生成物平衡濃度冪的乘積比上反應(yīng)物平衡濃度冪的乘積。根據(jù)題中給出的平衡分壓計(jì)算公式，求出各物質(zhì)的平衡分壓寫在三行式下的第四行，代入公式求解即可。已知：= ×100%=80% x=0.4bn總=2bP(CO2)=a· =0.1a

13、P(H2)=0.1aP(CH3OCH3)=0.2aP(H2O)=0.6a2xb0.2b2b P(CH3OCH3) P3(H2O) P2(CO2) P6(H2) 0.2a·(0.6a)3(0.1a)2·(0.1a)6【示范講解】 2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)始（mol) b 2.6b 轉(zhuǎn)（mol） 2x 6x x 3x 平（mol） b-2x 2.6b-6x x 3x 平（Pa） 0.1a 0.1a 0.2a 0.6a KP= = =4.32a-4106 【變式訓(xùn)練3】C2H4 (g)H2O(g) C2H5OH(g) 下圖為氣相

14、直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系，其中n(H2O)n(C2H4)=11列式計(jì)算乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點(diǎn)的平衡常數(shù)K (用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算）【學(xué)生活動(dòng)】積極思考、討論展示?！窘處熁顒?dòng)】教師點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。例5 在100下，將amol/L的氨水與0.02mol/L的鹽酸等體積混合，反應(yīng)平衡時(shí)溶液中c(NH4+)=c(Cl-)，則溶液顯 性（填“酸”“堿”或“中”）；用含a的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離常數(shù)Kb= ?！窘處熁顒?dòng)】思路指導(dǎo)、方法點(diǎn)評(píng)平衡時(shí)溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=0.01mol/L100 c(H+)=c(OH-)=10-6mol/L 物料守恒

15、：c(NH3·H2O)=(0.5a-0.01)mol/L c(NH4+)·c(OH-)c(NH3·H2O) 0.01×10-60.5a-0.012×10-8a-0.02【示范講解】c(NH4+)=c(Cl-)推出c(H+)=c(OH-)，溶液呈中性（寫電離方程式）NH3·H2O NH4+ OH-（平衡濃度） 0.5a-0.01 0.01 10-6 Kb= = =【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生討論、整理。【變式訓(xùn)練4】常溫下，向10mLbmol/L的CH3COOH溶液中滴加等體積的0.01mol/L的NaOH溶液，充分反應(yīng)后c(Na+)=c(CH3C

16、OO-)，該混合溶液中CH3COOH的電離常數(shù)為 【學(xué)生活動(dòng)】積極思考、討論。平衡時(shí)溶液中c(Na+)=c(CH3COO-)=0.005mol/L常溫下 c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L 物料守恒：c(CH3COOH05)mol/L c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH) 0.005×10-70510-9b-0.01【學(xué)生展示】c(Na+)=c(CH3COO-)推出c(H+)=c(OH-)，溶液呈中性（寫電離方程式）CH3COOH CH3COO-+ H+（平衡濃度） 0.5b-0.005 0.005 10-7 Ka= = =【當(dāng)堂檢測(cè)】1、在一定溫

17、度下將3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K_。(2)已知在700 時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K10.6，則該溫度下反應(yīng)CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)的平衡常數(shù)K2_，反應(yīng)CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)的平衡常數(shù)K3_。(3)已知在1 000 時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K4為1.0，則該反應(yīng)為_反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。2、向2 L固定容積的密閉容器中加入一定量的NH3、H2和N2三種氣體，一定條件下發(fā)生反應(yīng)2NH3(g) N2(g)3H2(g)H>

18、;0，各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖1所示。 上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K_(保留兩位小數(shù))；向容器中再通入1.4 mol NH3、0.8 mol H2，平衡_移動(dòng)(填“向右”“向左”或“不”)?！灸繕?biāo)回歸】1、理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能正確書寫平衡常數(shù)表達(dá)式。固體、純液體濃度視為常數(shù)，不出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達(dá)式中，稀溶液中水不出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達(dá)式中，非水溶液進(jìn)行的反應(yīng)，水必須寫在平衡常數(shù)表達(dá)式中。2、能利用化學(xué)平衡常數(shù)與OC計(jì)算判斷平衡移動(dòng)的方向。QCK ， v正v逆，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)QCK ， v正v逆，反應(yīng)向正方向進(jìn)行QCK ， v正v逆，反應(yīng)向逆方向進(jìn)行3、會(huì)利用平衡常數(shù)計(jì)算判斷反應(yīng)的反應(yīng)熱。溫度升高、K值增大，則H0溫度升高、K值減小，則H04、通過“三行式”計(jì)算平衡常數(shù)、平衡濃度和轉(zhuǎn)化率。寫出有關(guān)平衡的方程式確定各物質(zhì)的起始濃度、轉(zhuǎn)化濃度、平衡濃度根據(jù)已知條件建立等式關(guān)系進(jìn)行解答七、板書設(shè)計(jì)