高一化學教案：專題第一單元第三課時化學反應的限度

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第三課時化學反應的限度整體設計三維目標1。知識與技能(1）認識可逆反應在一定條件下都有一定的限度，即能達到化學平衡狀態(tài).(2）理解化學平衡的特征，知道當條件改變時化學平衡狀態(tài)會被破壞。2.過程與方法（1）從課前進入實驗探究，從熟悉到陌生，從物理變化到化學變化，讓學生從感性上由淺入深，了解平衡存在的普遍性,并且從實驗現(xiàn)象抽象出有關概念和原理，完成思維的跨越。（2）通過對氮氣與氫氣合成氨的數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學生利用圖表分析處理數(shù)據(jù)獲取信息的能力。3。情感態(tài)度與價值觀通過氮氣與氫氣合成氨的實驗數(shù)據(jù)的分析，結合數(shù)學知識,使學生從理論上認識可逆反應的限度問題，符合認識論中從實踐到理論的認知規(guī)律。在教學中，引導學生找出數(shù)據(jù)間的聯(lián)系，并從中抽象出化學規(guī)律。教學重點1。化學平衡的含義及與化學反應速率之間的內在聯(lián)系.2。學會用實驗數(shù)據(jù)進行總結、概括從而得出結論。教學難點1?；瘜W平衡狀態(tài)的判斷。2?；瘜W平衡中的圖象問題.課前準備多媒體課件、投影儀、燒杯、硫酸銅晶體、水、玻璃棒。教學過程知識回顧上節(jié)課我們學習了化學反應速率的一些應用與相關計算。它描述的是化學反應進行的快慢，但是在化學研究和化工生產中，只考慮反應進行的快慢是不夠的，因為我們既希望反應物盡可能快地轉化為生成物,同時又希望反應物盡可能多地轉化為生成物。對化學反應而言，還存在一個反應進行的程度問題.大多數(shù)反應在一定條件下并不能進行到底,大多數(shù)反應都是可逆反應，可逆反應有一定的限度.導入新課［演示實驗］把一塊缺角的CuSO4晶體放入CuSO4飽和溶液中，一段時間后，觀察實驗現(xiàn)象(課前做）.我們在初中就已經(jīng)有了這樣的經(jīng)驗,CuSO4飽和溶液中應該已不能再溶解CuSO4晶體。可在這個實驗中，不規(guī)則的CuSO4晶體卻有了規(guī)則的幾何外形，說明以前所學的不溶是否意味著溶解停止？沒有停止。因為此時,一方面硫酸銅晶體表面的銅離子、硫酸根離子不斷地離開晶體表面，擴散到水里去；另一方面溶解在水中的銅離子、硫酸根離子不斷地在未溶解的硫酸銅晶體表面聚集成晶體.這兩部分銅離子、硫酸根離子量相等。硫酸銅的溶解速率等于結晶速率。此時,硫酸銅的量不變，硫酸銅的溶解達到了一定限度，但溶解并未停止。也可以看作一個可逆過程。推進新課對于可逆反應來說，又是怎樣的情形呢？我們以工業(yè)合成氨反應為例來說明，可逆反應是怎樣達到一定限度的。［板書］一、可逆反應的限度［投影練習］在一定條件下把3molH2與1molN2置于容積為1L的密閉容器中反應能得到2molNH3嗎？各物質的濃度是如何變化的?［討論］填寫表格c（N2)c(H2）c(NH3)起始最大(1mol·L-1）最大（3mol·L—1）0反應中減小減小增大到一定程度不變不變不變[學生板演]用濃度時間圖象來表示此變化過程。……［小結］可逆反應進行到一定程度時，反應物與生成物的濃度都保持不變，反應物與生成物的濃度可相等也可不等。［分析］對于一個可逆反應而言，從左往右進行的反應叫正反應，從右往左的反應叫逆反應，正反應就存在一個正反應速率，可用v正（N2)、v正(H2）、v正（NH3）表示,逆反應速率可用v逆（N2)、v逆（H2）、v逆（NH3）表示.［討論］該過程中正、逆反應速率隨時間是如何變化的，并畫出該反應的速率-時間圖象。v正v逆起始最大0反應中減小增大到一定程度v正=v逆［小結]該反應進行到一定程度時,N2與H2合成NH3的速率與NH3的分解速率相等，即單位時間內生成多少氨氣，同時又分解掉這么多的NH3.[板書］二、化學平衡狀態(tài):1.定義：可逆反應在一定的條件下，進行到一定程度時，正反應速率和逆反應速率相等，反應物和生成物的濃度不再變化,該反應達到化學平衡狀態(tài)?！咎釂枴看蠹夷芊駨幕瘜W平衡狀態(tài)的定義中，找出化學平衡有哪些基本特征？正反應速率和逆反應速率相等的含義是什么？[總結］(1）化學平衡研究的對象是可逆反應。（2）達到平衡時正反應速率等于逆反應速率。（3)達到平衡時反應混合物中各組分的濃度保持不變。（4)由于達到平衡時反應仍在進行，故其是一種動態(tài)平衡。［板書］2?；瘜W平衡狀態(tài)的特征：逆：可逆反應等：v正=v逆動：動態(tài)平衡定：反應混合物中各組分濃度保持不變變：條件改變,平衡被破壞［投影］①v正=v逆指針對同一物質的正、逆反應速率②v正=v逆≠0③濃度不再變化：區(qū)別于濃度相等④達到平衡狀態(tài)后，反應物的轉化率達到最大值轉化率=×100％［板書]3.化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)：（1）v正=v逆（2)各組分濃度保持不變［投影練習］可逆反應2NO22NO+O2在固定容積的密閉容器中反應，達到平衡狀態(tài)的標志是哪些：①單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO2;②單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO；③用2NO2、2NO、O2的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)；④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài);⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài);⑥混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態(tài)；⑦混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài)。[解析］①表示v正=v逆，故已達到平衡狀態(tài)。②不能表示v正=v逆，故不能說明已達平衡狀態(tài)。③因發(fā)生反應時v（NO2）、v（NO)、v（O2）之比等于2∶2∶1恒成立，故不能說明已達平衡狀態(tài)。④混合氣體的顏色不變，說明各物質的濃度不變，故已達到平衡狀態(tài).⑤因混合氣體的體積不變,氣體的總質量不變，所以氣體密度不變，因此不能說明已達到平衡狀態(tài).⑥因質量固定不變，混合氣體的總的物質的量變化，如果平均相對分子質量不變,能說明已達到平衡狀態(tài).⑦因混合氣體的壓強不變,所以氣體的總物質的量不變，說明已達到平衡狀態(tài).課堂小結本節(jié)課我們介紹了可逆反應的定義，知道可逆反應是普遍存在的，可逆反應有一定的限度，可逆反應進行到一定程度會達到化學平衡狀態(tài)以及平衡狀態(tài)的特征、化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)?；瘜W平衡是一種動態(tài)平衡，當外界條件改變時，原化學平衡被破壞，一段時間后會達到新的平衡狀態(tài).布置作業(yè)1.對化學反應限度的敘述不正確的是()A。任何可逆反應都有一定限度B.化學反應的限度是不可改變的C.化學反應的限度與時間無關D?；瘜W反應達到限度時，正、逆反應的速率相等2.某溫度和壓強下的密閉容器中，2SO2+O22SO3。（1)此條件下進行到什么時候達到了這個反應的限度?（2)此時的反應是否停止了？（3）此時為何3種物質的濃度保持不變？（4）畫出該反應的濃度時間圖象。［答案]1。B2。略板書設計化學反應的限度一、可逆反應的限度二、化學平衡狀態(tài)：1。定義:可逆反應在一定的條件下，進行到一定程度時,正反應速率和逆反應速率相等，反應物和生成物的濃度不再變化，該反應達到化學平衡狀態(tài)。2?；瘜W平衡狀態(tài)的特征：逆:可逆反應等：v正=v逆動：動態(tài)平衡定:反應混合物中各組分濃度保持不變變：條件改變,平衡被破壞3?；瘜W平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)：（1)v正=v逆（2）各組分濃度保持不變教學反思化學平衡的概念比較抽象，需要教師創(chuàng)設情景，聯(lián)系實際，學生通過實驗探究、討論分析、歸納，自己建構概念。本課時利用硫酸銅晶體的溶解平衡設置平臺，使學生易于接受化學平衡的概念，取得了一定的效果。內容上要把握好“度”，只需要幫助學生建立化學平衡及條件改變化學平衡要被破壞的概念，而不可把反應條件改變時,化學平衡移動及其規(guī)律展開討論、教學，增加學生負擔。因為這部分內容在化學反應原理中將詳細地講解。本課時讓學生自己根據(jù)數(shù)據(jù)畫圖象，具有一定的難度,雖然使學生對圖象的理解強化了,但課時卻比較緊張。備課資料1。化學平衡化學平衡狀態(tài)是一個熱力學概念,是指系統(tǒng)內發(fā)生的化學反應既沒有向正方向進行的自發(fā)性（或“推動力”）,又沒有向逆方向進行的自發(fā)性（或“推動力”）時的一種狀態(tài)。熱力學假設所有化學反應都是可逆的.在化學反應達到平衡時,反應物和生成物的濃度或者分壓都不再改變了，反應“停滯"了,但這只是表觀上的。本質上，無論是正反應還是逆反應，都在進行著，因而化學平衡是一種“動態(tài)平衡"。氣體或固體溶解于水（或其他溶劑)，最后形成飽和溶液，達到溶解平衡,跟化學反應達到的平衡一樣，也是一種動態(tài)平衡——未溶的溶質和溶解的溶質在不斷地相互轉化著，但宏觀地看，溶液飽和了,溶解過程停止了。通常人們將所有溶解平衡稱為物理化學平衡，也可看做一種化學平衡.還應指出，在許多教科書里，討論化學平衡狀態(tài)時說，化學平衡是正反應速率等于逆反應速率的狀態(tài)。盡管這是由古德伯格和瓦格在1864年提出來的，也確實是化學平衡的動力學真實圖象，卻并非熱力學概念，因為熱力學是不討論反應速率的。如上所述,化學平衡是反應向正、逆兩個方向進行的“推動力”都等于零的狀態(tài)，我們只能判斷某一個條件下反應會達到平衡,卻不知道需要經(jīng)過多長時間才能達到平衡，同樣，我們只知道當維持平衡態(tài)條件改變時，平衡會移動，而且知道向哪個方向移動，卻不知道要經(jīng)過多長時間才會移動。平衡移動原理闡明濃度、壓強、溫度對平衡移動的影響。在恒溫條件下改變濃度、壓強,平衡可能發(fā)生移動,但平衡常數(shù)不變;改變溫度，平衡常數(shù)有相應改變。濃度、壓強對平衡移動的影響恒溫下，改變反應物或生成物的濃度，均能導致平衡移動。對于有氣態(tài)物質參與的反應，在恒溫、恒容條件下，氣態(tài)反應物或生成物濃度的改變，就是相應各氣態(tài)物質壓強的改變，平衡將發(fā)生相應移動.若在恒溫條件下，改變有氣態(tài)物質參與反應的總壓強，則氣態(tài)反應物、生成物的濃度或分壓強將以同等倍數(shù)增大或減小，對于氣態(tài)反應物、生成物的濃度或分壓強將以同等倍數(shù)增大或減小，對于氣態(tài)反應物和生成物物質的量不同的反應,平衡將發(fā)生移動。我們以N2+3H22NH3為例討論如下.（1)恒溫、恒容下加N2(改變濃度)，平衡向正方向移動的結果是：c2(N2）＞c1(N2），c2（H2）＜c1（H2)，c2(NH3）＞c1（NH3）。H2轉化率增大和c(NH3)增大，但N2的轉化率卻下降了。恒溫、恒容下加H2，平衡發(fā)生移動，c（NH3）增大和N2的轉化率增大一致，但H2的轉化率下降。結論是：恒溫、恒容下增大一種反應物濃度，可提高其他反應物的轉化率，而這種反應物本身的轉化率下降?；蛘哒f，恒溫、恒容條件下改變一種反應物的濃度，不可能出現(xiàn)所有反應物（若不止一種）轉化率都升高或下降的情況.(2)恒溫下加大總壓，如使p→2p。在加壓瞬間，N2、H2、NH3的濃度或分壓強都增大1倍,平衡將向正反應方向移動。若和2c1相比，N2、H2濃度或分壓強減小，NH3增大。即c3(NH3)＞2c1(NH3），2c1（N2)＞c3(N2）＞c1(N2），H2同。平衡移動結果若和原先c1相比，N2、H2、NH3濃度都增大了，只是NH3濃度或分壓強增大更多.即N2、H2轉化率都增大了。（3）恒溫、減壓，如使p→p/2。在減壓瞬間，N2、H2、NH3的濃度或分壓強都減半，平衡向逆反應方向移動。和相比，N2、H2濃度均增大，NH3濃度減小。