影響化學平衡狀態(tài)的因素-教案

1、影響化學平衡狀態(tài)的因素教學設計南海中學 侯肖娥人教版高中化學選修4第二章第三節(jié)化學平衡（第二課時）引入新課一、教學流程圖運用控制變量法設計實驗：探究濃度、溫度對化學平衡的影響課堂小結分析實驗，得出結論 勒夏特列原理溫度（探究實驗二）濃度（探究實驗一）猜想與假設：濃度、溫度、壓強、催化劑可能對化學平衡狀態(tài)有影響提出問題下節(jié)課學習：壓強、催化劑二、教學目標1.知識與技能（1）理解化學平衡移動的實質，了解濃度、溫度等外界條件對化學平衡狀態(tài)的影響；（2）理解勒夏特列原理的涵義；（3）學習控制變量法。2.過程與方法（1）通過濃度、溫度的探究實驗，逐步探究平衡移動的原理，學生了解控制變量的實驗方法。（2）

2、體驗“提出問題、提出假設、設計實驗、動手實驗、分析實驗、得出結論”這一系列科學探究的過程，使學生了解自主探究的方法。（3）通過本課可以培養(yǎng)學生“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認識”、“實驗探究與創(chuàng)新意識”、“科學精神與社會責任”等化學學科核心素養(yǎng)。3.情感態(tài)度與價值（1）激發(fā)學生學習化學的興趣，體驗科學探究的艱辛和喜悅，學會主動意識和合作精神。 （2）在實驗中培養(yǎng)學生尊重事實、嚴謹推理、縝密思考的科學態(tài)度。三、教學重點與難點教學重點：濃度、溫度等條件對化學平衡移動的影響教學難點：勒夏特列原理的形成和理解四、內容與學情分析及相關策略 1.內容分析 化學平衡是中學化學的

3、重要理論之一，是中學化學中所涉及的電離平衡、水解平衡等知識的基礎，對很多知識的學習起著指導作用?！坝绊懟瘜W平衡的因素”是“化學反應速率和化學平衡”一章的核心內容，是本章的重點。本節(jié)在掌握化學平衡的建立和平衡狀態(tài)的特征的基礎上通過實驗探究濃度、溫度對化學平衡的影響，歸納總結出化學平衡移動原理（勒夏特列原理）。當濃度、溫度等外界條件改變時，化學反應速率要發(fā)生改變，相應的化學平衡就有可能發(fā)生移動，同時應明確，研究化學平衡的目的，并不是為了保持平衡狀態(tài)不變，而是為了利用外界條件的改變，使化學平衡向有利的方向移動，由此說明學習本節(jié)的實際意義。 2. 學情分析 本節(jié)課的教學對象是高二選讀理科的學生，前面剛

4、學習的濃度、溫度等外界條件對化學反應速率的影響等內容，不僅在知識上為本節(jié)的教學奠定了基礎，而且其探討問題的思路和方法（如控制變量法），也可遷移用來指導學生進行本節(jié)的學習；學生已經(jīng)掌握了基本的實驗技能，養(yǎng)成了良好的思考、討論、探究的習慣，具有科學的探究方法，初步具備合作解決問題的能力，學生具備了一定的語言表達能力，并初步具備應用所學知識解釋、解決問題的能力。 這些都為本節(jié)課的學習打下了良好的基礎。另外，學生學習本課可能出現(xiàn)的問題 ：實驗操作階段耗時較多；實驗分析能力不強，缺乏從實驗現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)、抽取、歸納總結規(guī)律的能力，實驗設計能力不強等。 3. 教學策略 教材重視實

5、驗教學，本節(jié)課以“提出問題、提出假設、設計實驗、動手實驗、分析實驗、得出結論”的科學探究過程而展開，通過讓學生運用控制變量法進行實驗設計，動手實驗，對實驗現(xiàn)象的觀察和分析，引導學生得出濃度、溫度對化學平衡的影響，歸納出平衡移動原理。本節(jié)采用實驗探究法、討論法、歸納法，并與多媒體有機的結合，在教學過程中突出情景設置，培養(yǎng)思維品質，在活動中相互交流、相互評價，有利于啟發(fā)學生思考，學生成為課堂的主體。五、教學方法：實驗探究法、討論法、歸納法六、教學過程 【新課引入】PPT播放材料： 1914年哈伯將N2和H2直接化合來合成氨氣，這是一個放熱反應，當產(chǎn)生少量氨氣后，反應就達到了平衡狀態(tài)。哈伯

6、運用了一個原理來提高平衡時氨氣的含量。1918年,哈伯因研制合成氨作出重大貢獻而獲得諾貝爾化學獎。 【講解】根據(jù)化學平衡的特征，要提高氨氣的含量就必須破壞原有的平衡。在可逆反應中，原平衡破壞，新平衡建立的過程稱為化學平衡的移動。  【設計意圖】用化學史創(chuàng)設情境激發(fā)興趣，引出化學平衡的移動的概念。【復習】化學平衡狀態(tài)有何特征？【設計意圖】以舊引新，架設新舊知識的橋梁，為新知鋪路。 【提出問題】哈伯使用了什么高深的原理來提高平衡時氨氣的含量呢？【設計意圖】培養(yǎng)學生的問題意識，發(fā)現(xiàn)問題，善于提出問題，這是進行“科學探究”的第一步?！局v解】化學平衡移動原理【展示】本節(jié)課的

7、學習目標【設計意圖】明確學習目標，調動學生學習的能動性?！咎岢黾僭O】當正逆反應速率相等時，化學反應就達到平衡狀態(tài)，所以要影響平衡狀態(tài)先要改變反應速率。聯(lián)想到影響反應速率的因素：濃度、溫度、壓強、催化劑，進行假設：這些因素可能也會影響化學平衡，將會怎樣影響呢？【設計意圖】大膽地進行假設或猜想，引導學生邁進“科學探究”之旅?！局v解】對于濃度、溫度，我們將采用探究實驗的方法來研究。讓同學們進行實驗方案的設計?！咎釂枴吭谶M行實驗設計時，需要運用什么方法？【學生】控制變量法（單一變量）。【設計意圖】理解實驗設計的方法，為探究作準備?！驹O計實驗】1.已知反應：Cr2O72-（橙色） +H2O2CrO42-

8、（黃色）+2H+ ，請根據(jù)已知反應，改變濃度，運用以下藥品設計實驗：0.1mol/L K2Cr2O7溶液、濃H2SO4、6mol/LNaOH溶液2.向盛有5mL0.005mol/L FeCl3溶液的試管中加入5mL0.01mol/L KSCN溶液，混合溶液中存在平衡：Fe3+ (黃色)+3SCN-(無色)Fe(SCN)3 (紅色)，請根據(jù)已知反應，改變濃度，運用以下藥品設計實驗：飽和FeCl3溶液、1mol/LKSCN溶液、0.01mol/LNaOH溶液【設計意圖】學生自主進行實驗設計，培養(yǎng)實驗設計能力和解決問題的能力。【匯報實驗方案】各小組匯報實驗方案，分析方案的可行性，并優(yōu)選方案。原理：C

9、r2O72-（橙色） +H2O2CrO42-（黃色）+2H+ 步驟：（1）取三支試管各加入5mL0.1mol/L K2Cr2O7溶液；接著下表操作（第三支試管進行對比觀察）編號實驗方案實驗現(xiàn)象分析原因得出結論1號第一支試管滴加10滴濃H2SO42號第二支試管滴加10滴6mol/LNaOH溶液原理：Fe3+ (黃色)+3SCN-(無色)Fe(SCN)3 (紅色)步驟：（1）向盛有5mL0.005mol/L FeCl3溶液的試管中加入5mL0.01mol/L KSCN溶液，溶液顯紅色；（2）將（1）中紅色溶液分置于三支試管中；接著下表操作（第三支試管進行對比觀察）編號實驗方案實驗現(xiàn)象分析原因得出結

10、論1號滴加飽和FeCl3溶液4滴，充分振蕩或：滴加4滴1mol/LKSCN溶液2號加入4滴0.01mol/LNaOH溶液【設計意圖】學生討論，交流互動，激發(fā)學生嘗試探究化學問題的方法和途經(jīng)，實驗設計能力得到培養(yǎng)，競爭意識、合作意識得到加強。【實驗探究】探究1學生分組實驗，探究濃度對化學平衡的影響，認真觀察、記錄現(xiàn)象，并相互討論解釋現(xiàn)象?！驹O計意圖】培養(yǎng)動手能力、實驗能力、觀察能力、表達能力?！痉治鰧嶒灐繉W生實驗完畢后，由每一組推薦一名代表匯報實驗記錄，由學生解釋實驗現(xiàn)象，得出結論，總結成板書。 【板書】一、影響化學平衡狀態(tài)的因素1、 濃度變化對化學平衡狀態(tài)的影響其它條件不變時，增大生成物濃度,

11、平衡向逆反應方向移動；減小生成物濃度,平衡向正反應方向移動；增大反應物濃度，平衡向正反應方向移動; 減小反應物濃度，平衡向逆反應方向移動。【過渡】我們以實驗探究的方法研究了濃度對化學平衡的影響，接著我們研究溫度變化對平衡的影響。【設計實驗】2NO2(g)（紅棕色）N2O4(g)（無色） H=-56.9kJ/mol，請同學們根據(jù)已知反應，改變濃度或溫度，運用以下藥品設計實驗：0.1mol/L K2Cr2O7溶液、濃H2SO4NaOH溶液、0.005mol/L FeCl3溶液、0.01mol/L KSCN溶液、飽和FeCl3溶液、1mol/LKSCN溶液、0.01mol/LNaOH溶液、NO2球、

12、熱水、冷水?！緟R報實驗方案】各小組匯報實驗方案，把部分實驗方案投影出來，讓學生討論分析方案的可行性，并優(yōu)選方案。原理：2NO2(g)（紅棕色）N2O4(g)（無色） H=-56.9kJ/mol步驟：取三支裝有NO2、N2O4混合氣體的試管，接著下表操作（第三支試管室溫下進行對比觀察）編號實驗方案實驗現(xiàn)象分析原因得出結論1號NO2、N2O4混合氣體的試管浸入熱水中2號NO2、N2O4混合氣體的試管浸入冷水中【實驗探究】探究2學生分組實驗，探究溫度對化學平衡的影響，認真觀察、記錄現(xiàn)象，并相互討論解釋現(xiàn)象?！痉治鰧嶒灐繉W生實驗完畢后，由每一組推薦一名代表匯報實驗記錄，由學生解釋實驗現(xiàn)象，得出結論，總

13、結成板書。 【板書】2、溫度變化對化學平衡狀態(tài)的影響其它條件不變時，升高溫度，化學平衡向著吸熱反應方向移動，降低溫度，化學平衡向著放熱反應方向移動?！驹O計意圖】培養(yǎng)學生探究實驗，自然輕松中突破學習了知識，通過感受了前人的研究過程，獲取了信心和勇氣。 【歸納】根據(jù)以上分析，影響平衡狀態(tài)的因素有濃度、溫度?！締栴}討論總結】 請歸納出其它條件不變時，只改變一個條件，平衡將如何移動？【設計意圖】培養(yǎng)學生歸納總結能力，透過現(xiàn)象抓住本質，提升知識形成規(guī)律，分享科學探究的成果?！練w納】學生討論后回答，歸納總結：如果改變影響平衡的條件之一（如濃度、溫度等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。這就是

14、平衡移動原理勒夏特列原理?！景鍟坷障奶亓性恚喝绻淖冇绊懫胶獾臈l件之一（如參加反應的化學物質的濃度、溫度等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。這就是平衡移動原理?！咀⒁狻浚浩胶庖苿拥慕Y果是“減弱”這種改變，不是“消除”這種改變。勒夏特列原理適用于任何動態(tài)平衡體系，未平衡狀態(tài)不能用此來分析。勒夏特列原理只能用來判斷平衡移動方向，但不能用來判斷建立平衡所需時間。【問題討論】:從速率的角度如何解釋濃度、溫度的改變影響平衡移動呢？【設計意圖】設疑激發(fā)學生嘗試探究化學問題的方法和途經(jīng)；通過理論去解釋實驗結果，讓學生在新的高度去認識所學知識?！痉治雠c論證】首先弄清楚外界條件、速率變化、平衡移動之間

15、的關系。條件變化引起速率變化，v正v逆導致平衡變化：v'正>v'逆，平衡向正反應方向移動，v'正<v'逆，平衡向正反應方向移動，平衡移動的方向由正、逆反應速率的相對大小決定。根據(jù)學生討論，明確濃度的改變使正、逆反應速率不再相等，使化學平衡發(fā)生移動。增加反應物濃度，V正V逆，反應向正方向進行，當V正=V逆時，系統(tǒng)又一次達到平衡，生成物的濃度要較原平衡時增加，該反應物的濃度較剛增加時減小，但較原平衡時增加。其他結論可由此類推?！景鍟?二、用速率的相對大小解釋平衡移動1.濃度：增加反應物濃度，V'正V'逆，反應向正方向進行，其他濃度變化情

16、況的分析類似。2.溫度：溫度的改變對正逆反應速率都會產(chǎn)生影響，但影響的程度不同，溫度的變化對吸熱反應的速率比放熱反應的速率影響大。升高溫度，正、逆反應速率都增大，但增大的倍數(shù)不一樣，吸熱反應增大的倍數(shù)大。降低溫度，正、逆反應速率都減小，但降低的倍數(shù)不一樣，吸熱反應降低的倍數(shù)大?！緦W以致用】已知N2與H2反應合成NH3是一個可逆反應，其熱化學方程式為： N2 (g)3 H2 (g) 2 NH3 (g) 92.4kJ·mol1在工業(yè)生產(chǎn)中，可以通過以下途徑來提高合成氨的產(chǎn)率。下列哪些措施可以用勒夏特列原理解釋？ 1、向反應器中注入過量N2； 2、采用適當?shù)拇呋瘎?、 及時從合成塔中分離

17、出NH3； 4、反應器溫度為500?！驹O計意圖】用練習鞏固新知識，對新知識熟練應用?！菊n堂小結】1.運用控制變量法設計實驗2.學習勒夏特列原理3.了解科學研究的方法：提出問題提出假設實驗設計與探究分析與論證得出結論勒夏特列原理是一個重要的化學反應原理，我們學化學，用化學，把化學原理應用于實際生產(chǎn)中，體現(xiàn)化學學科的應用價值和社會價值。【設計意圖】點出勒夏特列原理的價值，畫龍點睛，培養(yǎng)學生的科學精神與社會責任?！咀鳂I(yè)】1.學案練習 2.課本P32 3、6、7七、板書設計 一、影響化學平衡狀態(tài)的因素1.濃度變化對化學平衡狀態(tài)的影響其它條件不變時，增大生成物濃度,平衡向逆反應方向移動；減小生成物濃度,

18、平衡向正反應方向移動；增大反應物濃度，平衡向正反應方向移動; 減小反應物濃度，平衡向逆反應方向移動。2.溫度變化對化學平衡狀態(tài)的影響 其它條件不變時，升高溫度，化學平衡向著吸熱反應方向移動，降低溫度，化學平衡向著放熱反應方向移動。勒夏特列原理：如果改變影響平衡的條件之一（如參加反應的化學物質的濃度、溫度等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。這就是平衡移動原理。 二、用速率的相對大小解釋平衡移動1.濃度：增加反應物濃度，V'正V'逆，反應向正方向進行，其他濃度變化情況的分析類似。2.溫度：溫度的改變對正逆反應速率都會產(chǎn)生影響，但影響的程度不同，溫度的變化對吸熱反應的速率比放熱反應的速率影響大。升高溫度，正、逆反應速率都增大，但增大的倍數(shù)不一樣，吸熱反應增大的倍數(shù)大。降低溫度，正、逆反應速率都減小，但降低的倍數(shù)不一樣，吸熱反應降低的倍數(shù)大。8、 反思 本節(jié)課