高中化學 第三節(jié) 化學平衡教案 新人教版選修4
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化學平衡 一、教材分析 化學平衡是人教版選修四的內容，這部分知識是本冊其他章節(jié)的基礎，是解釋一些平衡現(xiàn)象的基礎。 二、教學目標 1.知識與技能 ①理解化學平衡移動的涵義 ②理解溫度 濃度、壓強對化學平衡的影響； ③掌握用圖像表示化學平衡移動的方法，并會判斷化學平衡移動的方向； 2.情感態(tài)度與價值觀 ①通過本節(jié)“問題討論”、“交流思考”、“實驗探究”等欄目設計，激發(fā)學生學習興趣，體驗科學探究的艱辛和喜悅，使學習變?yōu)橹R的獲取，文化的欣賞。 ②培養(yǎng)學生尊重科學、嚴謹求學、勤于思考的態(tài)度，樹立透過現(xiàn)象看本質的認識觀點； 三、教學重點、難點 1.重點：溫度、濃度、壓強對化學平衡的影響。 2.難點：平衡移動的原理分析及應用 四、學情分析：鑒于學生的基礎較差，本部分知識較難理解，所以在學習時將速度放慢一些。 五、教學方法 1．實驗法 2．學案導學 3．新授課教學基本環(huán)節(jié)：預習檢查、總結疑惑→情境導入、展示目標→合作探究、精講點撥→反思總結、當堂檢測→發(fā)導學案、布置預習 六、課前準備 1．學生的學習準備： 2．教師的教學準備：多媒體課件制作，課前預習學案，課內探究學案，課后延伸拓展學案。 七、課時安排：2課時 八、教學過程 (一)預習檢查、總結疑惑 檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。 （二）情景導入、展示目標。 教師首先提問： 試判斷以下在蔗糖溶解及達到溶解平衡的過程的說法正確的是： ①蔗糖在開始溶解時，只有溶解沒有結晶； ②蔗糖在開始溶解時，既有溶解又有結晶，只是溶解的速率大于結晶的速率而已； ③蔗糖在溶解過程中，溶解的速率大于結晶的速率，當達到飽和時，溶解與結晶就同時停止，就達到了溶解平衡； ④蔗糖在溶解過程中，溶解的速率大于結晶的速率，當達到飽和時，溶解與結晶并沒有停止，只是這時溶解的速率與結晶的速率相等而已，溶解平衡是一種動態(tài)平衡； ⑤蔗糖達到溶解平衡時，如再在其中加入一塊方形蔗糖，過一段時間，發(fā)現(xiàn)蔗糖的外形沒有變化； ⑥蔗糖達到溶解平衡時，溶液中的蔗糖的濃度不再發(fā)生變化； 小結：溶解平衡的建立過程 開始時： v(溶解)＞v(結晶) 平衡時：①v(溶解)＝v(結晶)≠0 ②達到平衡時溶解與結晶未停止； ③溶解平衡是一種動態(tài)平衡； ④達到平衡時溶質的濃度保持不變； （三）合作探究、精講點撥： 一、化學平衡研究的對象 1、化學平稀衡研究的對象是：可逆反應。 2、可逆反應：在一定條件下，能同時向正反應進行，同時逆反應方向進行的化學反應稱為可逆反應。 二、化學平衡的建立的過程 1、對于某一化學反應，化學反應速率越大，它所進行的程度越大嗎? 2、化學平衡和溶解平衡有何異同? 3、化學平衡建立的途徑有哪些? 4、如何判斷某一可逆反應是否到達了平衡狀態(tài)?將探究結果填入下表： 反應剛開始時 反應進行中 達到平衡時 反應速率 V正 最大 減小 最小 V逆 最小為0 漸大 達最大值 兩者關系 V正＞V逆 V正＞V逆 V正=V逆≠0 濃度 反應物 最大 減小 最小 生成物 為0 漸大 達最大值 探究練習：在1L容器中的分別加入0.01molCO和0.01molH2O(g)，加熱到800℃，一段時間后，反應達到平衡。試分析反應過程中的正、逆反應速率及各物質的濃度的變化情況，用一個“時間—速率”圖象來表示這個化學平衡的建立過程，并對圖象的含義作出解釋。 【板書】 三．化學平衡狀態(tài) 1、定義：化學平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應里 ①正反應和逆反應的速率相等 ②反應混合物中各組分的質量或濃度保持恒定狀態(tài)。 2、化學平衡的特征：“逆” “等” “動” “定” “變” 四、化學平衡的建立與反應途徑的關系： 【思考1】如果上述例子不從0.01molCO和0.0lmolH2O開始反應，而是各取0.01molCO2，和0.01 molH2，以相同的條件進行反應，生成CO和H2O(g)，當達到化學平衡狀態(tài)時，反應混合物中各物質的含量與前者有何關系？從中可以得出什么結論？ 【板書】【結論】化學平衡的建立與途徑無關，而與起始狀態(tài)有關。 探究練習：在一個容積固定的密閉容器中，加入 2molA和lmolB，發(fā)生反應 2A(g)+B(g) 3C(g)＋D(g)，反應達到平衡時，若生成物C的濃度為Wmol/L，維持容器體積和溫度不變，按下列四種配比作為起始物質，達到平衡后，若C的濃度仍為Wmol/L，該配比是 ( ) A．4molA+2molB B．3molC+1molD+1molB+2molA C．3molC+1molD D．1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD [思考2]下列能說明可逆反應H2 ＋I2 (g) 2HI達到平衡狀態(tài)嗎？ （1）H2的質量不再變化 （2）體系顏色不變 （3）HI的濃度不再變化 （4）每消耗1molH2,就有2mol HI生成。 【板書】 五 化學平衡的影響因素： 1化學平衡移動的定義：化學反應條件改變，原有的平衡被破壞，平衡混合物里各組分的含量也就隨著改變而在新的條件下達到新的平衡狀態(tài)的過程。 2 化學平衡移動的原因：反應（外界）條件發(fā)生改變，即v(正)≠ V(逆)。 3化學平衡移動的結果：正逆反應速率發(fā)生改變，平衡混合物中各組成成分的百分含量（或濃度）發(fā)生相應變化，最終達到新條件下的v(正)=V(逆)，各物質的百分含量（或濃度）達到新的不變。 （3）化學平衡移動的方向： ①若外件條件改變，V(正)＞V(逆)，化學平衡向正反應方向移動； ②若外件條件改變，V(正)＜V(逆)，化學平衡向逆反應方向移動。 4 外界條件對化學平衡的影響（在其他條件不變的情況下） （1）溫度:合作探究【實驗2-7】分析實驗現(xiàn)象總結溫度對平衡的影響。 總結：升高反應體系的溫度，平衡向吸熱方向移動； 降低反應體系的溫度，平衡向放熱方向移動。 圖像分析：溫度對平衡影響的v-t（1）分析圖： 【注意】：溫度對平衡的影響實質：改變了平衡常數(shù)。 （2）濃度：合作探究【實驗2-5】分析實驗現(xiàn)象總結濃度的改變對平衡的影響。 總結：增大反應物的濃度或減小生成物的濃度，化學平衡向正反應方向移動： 減小反應物的濃度或增大生成物的濃度，化學平衡向逆反應方向移動。 圖像分析：濃度對平衡影響的v-t（2）分析圖 【注意】固體、純液體的濃度均可視作常數(shù)，他們的量改變不會影響化學平衡的移動。 （3）壓強：【合作探究】下面有一組數(shù)據，請大家根據數(shù)據判斷，壓強對于化學平衡的移動有沒有影響，有怎樣的影響？ 450℃時N2與H2反應生成NH3的實驗數(shù)據N2 + 3H2 2NH3 壓強/MPa 1 5 10 30 60 100 NH3% 2.0 9.2 16.4 35.5 53.6 69.4 分析以上數(shù)據，總結壓強對平衡的影響。 【總結】：其他條件不變時，增大壓強，平衡向氣體體積縮小的方向移動； 減小壓強，平衡向氣體體積增大的方向移動。 圖像分析：壓強對平衡影響的v-t（3）分析圖 5 勒夏特列原理：如果改變影響平衡的條件之一（如溫度、濃度、壓強），平衡想著減弱這種改變的方向移動。 （四）反思總結，當堂檢測。 教師組織學生反思總結本節(jié)課的主要內容，并進行當堂檢測。 設計意圖：引導學生構建知識網絡并對所學內容進行簡單的反饋糾正。（課堂實錄） （五）發(fā)導學案、布置預習。 我們已經學習了化學平衡的建立過程及影響化學平衡的因素，那么，如何來判斷一個反應正向進行程度的大小呢？在下一節(jié)課我們一起來學習化學平衡常數(shù)及其應用。這節(jié)課后大家可以先預習這一部分，著重分析平衡常數(shù)的表示方法。并完成本節(jié)的課后練習及課后延伸拓展作業(yè)。 設計意圖：布置下節(jié)課的預習作業(yè)，并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓練。 【板書設計】： 一、化學平衡研究的對象 二、化學平衡的建立的過程 三．化學平衡狀態(tài) 四、化學平衡的建立與反應途徑的關系 五 化學平衡的影響因素： 九、教學反思： 本課的設計采用了課前下發(fā)預習學案，學生預習本節(jié)內容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點、難點、疑點、考點、探究點以及學生學習過程中易忘、易混點等，最后進行當堂檢測，課后進行延伸拓展，以達到提高課堂效率的目的。 本節(jié)課的濃度，溫度對化學平衡的影響是課本上重要的學生必做的實驗，學生分組實驗并合作探究，在老師的引導下完成教學重點內容——外界條件對化學平衡的影響，整堂課學生求知旺盛，復雜的知識變得簡單化，親自動手操作，加深了印象，提高了能力。所以教師要著重強調實驗的規(guī)范性，特別是實驗儀器的使用。 選修四第二章第三節(jié)化學平衡（2） 一、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。主要學習化學平衡常數(shù)、轉化率以及圖像分析。 二、教學目標 1．知識目標：能用化學平衡常數(shù)、轉化率判斷化學反應進行的程度 2．能力目標：培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際能力 3．情感、態(tài)度和價值觀目標： 培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和科學態(tài)度 三、教學重難點 重 點：理解化學平衡常數(shù)的概念及化學平衡常數(shù)的簡單計算 難點：理解化學平衡常數(shù)與反應進行方向和限度的內在聯(lián)系 四、學情分析：這部分知識是在學習了化學反應速率以及化學平衡移動的基礎上并結合一定的數(shù)學關系進行學習的。 五、教學方法：合作探究，學案導學。 六、課前準備 1．學生的學習準備：預習教材，填寫學案。 2．教師的教學準備：課前預習學案，課內探究學案，課后延伸拓展學案。 七、課時安排：1課時 八、教學過程： (一)預習檢查、總結疑惑 檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。 （二）情景導入、展示目標。 （三）合作探究，精講點撥 一 化學平衡常數(shù) [探究活動］請同學們閱讀教材的內容以及濃度關系數(shù)據表，分析并驗算表中所給的數(shù)據，最后可以得到什么結論？ 在457.6℃時，反應體系中各物質濃度的有關數(shù)據如下： 起始時各物質的濃度 （molL—1） 平衡時各物質的濃度 （molL—1） 平衡常數(shù) H2 I2 HI H2 I2 HI 1.19710—2 6.94410—3 0 5.61710—3 5.93610—4 1.27010—2 48.38 1.22810—2 9.96410—3 0 3.84110—3 1.52410—4 1.68710—2 48.61 1.22810—2 9.96410—3 0 3.84110—3 1.52410—4 1.68710—2 48.61 1.20110—2 8.40310—3 0 4.58010—3 9.73310—4 1.48610—2 49.54 0 0 1.52010—2 1.69610—3 1.69610—4 1.18110—2 48.48 0 0 1.28710—2 1.43310—3 1.43310—4 1.00010—2 48.71 0 0 3.77710—2 4.21310—3 4.23110—4 2.93410—2 48.81 化學平衡常數(shù)平均值 48.74 【結論】分析上表的數(shù)據，可么得出以下結論：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是一個常數(shù)，這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù)（簡稱平衡常數(shù)），用符號K表示。 在一定溫度下，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，又無論反應物起始濃度為多少，最后都能達到化學平衡。這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。 【板書】 1.平衡常數(shù)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。 探究練習計算平衡常數(shù)： 起始時各物質的濃度/molL-1 平衡時各物質的濃度/molL-1 平衡時 c(CO) c(H2O) c(CO2) c(H2) c(CO) c(H2O) c(CO2) c(H2) 0 0 0. 01 0.01 0.005 0.005 0.005 0.005 達到平衡時 K= =1.0（常數(shù)） ［思考］剛才得出的平衡常數(shù)K是由一個特殊的反應引出的，其，但如果對于任意一個可逆化學反應：mA+nB pC+qD其平衡常數(shù)K又該如何表示呢？ ［結論］平衡常數(shù)實際上是平衡混合物中各生成物濃度的化學計量數(shù)次方的乘積除以反應物濃度的化學計量數(shù)次方的乘積。即 K= 【板書】 2. 平衡常數(shù)的表達式mA+nB pC+qD K= ［注意］： (1)在應用平衡常數(shù)表達式時，稀溶液中的水分子濃度可不寫。因為稀溶液的密度接近于1g/mL。水的物質的量濃度55.6 mol/L。在化學變化過程中，水量的改變對水的濃度變化影響極小，所以水的濃度是一個常數(shù)，此常數(shù)可歸并到平衡常數(shù)中去。對于非水溶液中的反應，溶劑的濃度同樣是常數(shù)。 (2)當反應中有固體物質參加時，分子間的碰撞只能在固體表面進行，固體的物質的量濃度對反應速率和平衡沒有影響。因此，固體的“濃度”作為常數(shù)，在平衡表達式中，就不寫固體的濃度。 【板書】 3、書寫平衡常數(shù)表達式時，要注意： (1) 反應物或生成物中有固體和純液體存在時，由于其濃度可以看做“1”而不代入公式。 ［注意］：化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫方式有關。同一個化學反應，由于書寫方式不同，各反應物、生成物的化學計量數(shù)不同，平衡常數(shù)不同。但是這些平衡常數(shù)可以相互換算。 例如：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常數(shù)為K1，1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常數(shù)為K2，NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常數(shù)為K3； 寫出K1和K2的關系式： K1=K22 。 探究練習：寫出下列反應的平衡常數(shù)的表達式 ①PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g) ②2HI(g) H2(g)+I2(g) ③CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) ④Fe3O4(s)+4H2(g) 3Fe(s)+4H2O(g) (2) 化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫方式有關 討論并思考：化學平衡常數(shù)實際上是化學平衡的又一特征，那么化學平衡常數(shù)K的大小有什么意義呢？ 【板書】 4. 化學平衡常數(shù)的意義：K只受溫度影響，K越大，反應進行的程度越大，反應的轉化率也越大；反之K越小，表示反應進行的程度越小，反應物的轉化率也越小。 5、化學平衡常數(shù)的應用 （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 。 ［注意］一般地說，K>105時，該反應進行得就基本基本完全。 （2）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。 Qc＜K ，V正>V逆，反應向正反應方向進行 Qc＝K ，V正==V逆，反應處于平衡狀態(tài) Qc＞K ，V正
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