第二章第3节化学平衡教学设计（王庆军）.doc

教学设计 第二章 化学反应速率和化学平衡王庆军 2010-7-17一、 学习目标分析（一）学习目标确定的依据内容标准学习要求补充说明6描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。6.1知道化学反应的可逆性及其限度；能描述化学平衡建立的过程，认识化学平衡移动规律。可利用图像、数据等描述化学平衡的建立过程。6.2知道化学平衡常数和转化率的涵义。6.3能进行有关化学平衡常数和转化率的简单计算7通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。7.1通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响。7.2理解化学平衡移动原理，能运用该原理对化学平衡的移动情况进行分析。（二）学习目标1知识与技能目标（1）帮助学生理解化学平衡状态建立的过程，认识化学平衡状态的特征，并能初步判断化学反应是否处于平衡状态。（2）认识化学平衡移动的规律，知道化学平衡常数和转化率的涵义。（3）了解温度、浓度和压强对化学平衡的影响并能用勒夏特列原理解释。2过程与方法目标（1）利用图像、数据等描述化学平衡的建立过程，培养学生分析、概括的能力。（2）通过实验探究温度、浓度对化学平衡的影响，培养学生利用实验探究、分析、解决问题的能力。（3）通过运用勒夏特列原理对化学平衡的移动情况的分析和判断，培养学生的思维能力和知识迁移能力。3情感态度与价值观目标（1）培养学生透过现象看本质的科学态度与科学素养。（2）培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生在应用化学理论解决一些相应的化工问题的同时，体会化学理论学习的重要性。二、教学重难点分析本节内容在教材编写上，力图体现从定量角度更为深刻地认识化学反应，因此与有关化学反应进行的方向、限度两方面相关的概念和理论，就构成了本节的教学重点。从学生学的角度考虑，本节内容既抽象又具体。抽象在它的理论解释对学生来说是全新的，有些反应的深层本质学生是接触不到的，只能凭思考，想象，增大了学习的难度；说它具体，是在生活中有大量鲜活的事实，因此为学生掌握本节内容造成相当难度。从教师教的角度考虑，化学平衡及影响因素等教学内容，教师在大纲教学时相对熟悉，而化学平衡常数是本节的新增内容，教师接触较少，无形中给教师的教造成一定难度。通过以上分析。确定本节的重、难点如下：本章教学重点：1化学平衡的概念的建立。2影响化学平衡移动的条件。3勒沙特列原理的归纳总结。本章教学难点：1建立化学平衡的概念。2影响化学平衡移动的条件。3勒沙特列原理的归纳总结。4平衡常数及转化率的计算.三、课时及内容安排第1课时：复习化学平衡的建立、特征、判断第2课时：化学平衡的影响因素即化学平衡的移动原理，同时用 v t 图象表示第3课时：化学平衡的图象第4课时：等效平衡第5课时：平衡常数及转化率的计算四、具体教学过程：第1课时：复习一、可逆反应：定义及判断二、化学平衡1建立过程及用v t图象表示2特征3化学平衡状态的判断【例题】在密闭容器中通人一定量的HI气体，使其在一定条件下发生反应：2HI H2+I2 (气) 。下列叙述中一定属于平衡状态的是：A HI、H2、I2的浓度相等 B 混合气体的颜色不变化时C 混合气体的总压不变时 D v(HI)v(H2)v(I2)=211时第2课时：三、外界条件对化学平衡的影响外界条件：浓度、温度、压强、催化剂等，怎样影响反应？1、浓度的影响：实验2-5，结论实验2-6，结论学与问：综合结论：v t图象表示：注意：平衡混合体系中的固体或纯液体，增大或减小其用量不能使平衡移动。应用：工业生产中，常用增大廉价易得的反应物的浓度的方法，使成本较高的反应物得到充分利用。2、温度的影响：实验2-7，结论 v t图象表示：3、压强的影响：（1）对于反应前后气体总体积发生变化的可逆反应：增大压强，可使平衡向着气体体积减小的方向移动；减小压强，可使平衡向气体体积增大的方向移动。v t图象表示：（2）对于反应前后气体总体积不变的可逆反应：压强变化不能使平衡发生移动。v t图象表示：特殊情况：向反应混合体系中充入惰性气体（指与平衡体系的各组分都不反应的气体），若恒容，则由于原平衡混合体系中各物质的浓度和百分含量不变，因此平衡不移动；若恒压，则增大了原平衡混合体系的体积，相当于减小了压强，平衡将向气体体积增大的方向移动。举例：4、催化剂：催化剂同等程度地增大了正逆反应的反应速率，大大缩短了达平衡的时间，但不能使平衡发生移动，即催化剂不能改变平衡混合物中各成分的浓度或百分含量。v t图象表示：5、化学平衡的移动随着条件的改变，旧的平衡状态被破坏，新的平衡状态建立的过程称为化学平衡的移动。化学平衡移动的标志是：混合体系中各组成成分的百分含量发生了改变。因此，强调：条件改变，则平衡的状态一定改变，但平衡不一定发生移动；只有各组成成分的百分含量发生了改变，才能说明化学平衡发生了移动。6、规律和结论：化学平衡移动原理勒沙特列原理如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、压强等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。注意：平衡移动只是减弱了这种改变，并没有消除这种改变，平衡移动的结果和条件改变的方向一致。【课堂练习】1在一定条件下，使NO和O2在一密闭容器中进行反应，下列说法不正确的是（ ）A反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零B随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零C随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变D随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变2一定温度下，反应N2（g）+3H2(g)2NH3(g)达到化学平衡状态的标志是（ ）AN2，H2和NH3的物质分数不再改变Bc(N2):c(H2):c(NH3)1:3:2CN2与H2的物质的量之和是NH3的物质的量2倍D单位时间里每增加1 mol N2，同时增加3 mol H23在下列平衡体系3NO2H2O2HNO3NO中加入O2，则化学平衡（ ） A向左移 B向右移动 C不移动 D无法判断4反应2A(g)2B(g)+C(g)；正反应吸热，达平衡时，要使v正降低、c(A)增大，应采取的措施是（ ） A加压 B减压 C升温 D降温5在密闭容器中投入1 mol CO(g)和3 mol H2O(g)，下列反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2，达到平衡后，测得CO2(g)为0.75 mol，再向其中加入5 mol H2O(g)，达到新平衡后，CO2(g)的物质的量可能的是（ ）A0.50 mol B 0.75 mol C 0.85 mol D1.1 mol第3课时：四、化学平衡的图象：1、反应速率时间图象： 不仅要求理解条件改变对应的图象，同时也要求学会根据图象反过来判断条件的改变及平衡移动方向，浓度的改变，含量的变化等。 要求理解各条件变化对应图象的特点。 2、其它图象，以mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)为例。（横轴t均表示时间）：图象图象分析曲线a表示生成物的变化，曲线b表示反应物的变化，y可表示浓度、百分含量等。要学会通过起点判断反应物和生成物的曲线。增加的是生成物曲线，降低的是反应物曲线。温度一定表示生成物在不同压强下的百分含量图象。P1下先达到平衡，则P1P2；从P1P2，压强降低，C%减小，则平衡逆向移动，逆反应体积增大，则有m + n p +q。其它依此类推。表示反应物在不同压强下的百分含量图象。P2下先达到平衡，则P1P2；从P1P2，压强增大，A%减小，则平衡正向移动，正反应体积减小，则有m + n p +q。其它依此类推。P1下先达平衡，则P1P2；P1、P2下达平衡时C%不变，说明平衡不移动，则应为反应前后分子数不变的反应，所以m + n p +q。若无P1、P2标记，还表示了使用催化剂的图象。压强一定表示反应物在不同温度下的百分含量图象。T2下先达到平衡，则T1T2；从T1T2，温度升高，A%减小，则平衡向逆反应方向移动，说明逆反应是吸热反应，正反应是放热反应。其它依此类推。表示生成物在不同温度下的百分含量图象。T1下先达到平衡，则T1T2；从T1T2，温度降低，C%减小，则平衡向逆反应方向移动，说明逆反应是放热反应，正反应是吸热反应。其它依此类推。综合图象y表示百分含量，既可是反应物又可是生成物。一般方法：先考查单一曲线的变化情况，再作一竖线与曲线 相交，考查等温或等压时的变化情况。上图中：三条曲线为等温曲线，y随压强增大而增大，可判断出反应物的系数关系；等压时，y随温度的升高而降低，可判断出反应的热效应。下图中：三条曲线为等压曲线，y随温度的升高而降低，可判断出反应的热效应。等温时，y随压强增大而增大，可判断出反应物的系数关系； 图象问题的一般分析方法： 一看横纵坐标的含义，二看曲线的变化趋势，三看曲线的起点、终点、交点、拐点、原点、极值点等、四看等温线、等压线及作相关的辅助线，五看有关的量的多少。对以时间为横坐标的图象，先拐先平、其值也大；综合图象，定一议二。例题1：由可逆反应测绘出图像，纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量，下列对该反应的判断正确的是A反应物中一定有气体B生成物中一定有气体C正反应一定是放热反应D正反应一定是吸热反应答案：B、D。例题2：有可逆反应A+B 2C在不同温度下经过一定时间，混合物中C的百分含量与温度关系如图所示，那么：（1）反应在_温度下达到化学平衡；（2）此反应在正反应为_热反应；（3）由T1向T2变化时，V正_ V逆（填、）；（4）由T3向T4变化时V正_ V逆（填、）答案 （1）T3；（2）放；（3）；（4） 第4课时：五、等效平衡一定条件下的可逆反应，无论从正反应开始还是从逆反应开始，最后都能达到平衡状态。等效平衡是指一定条件下，可逆反应以不同的投料方式建立平衡状态，若平衡后各物质的百分含量等相同，则这些不同投料方式建立的平衡就称为等效平衡。等效平衡的规律：1 定温、定容条件下（1）对反应前后气体分子数改变的可逆反应，若不同的投料方式可以通过方程式互相换算，则建立的平衡等效。如在一定温度和压强下，在相同的密闭容器中，以1molN2和3mol H2投料进行的合成氨反应和以2molNH3投料进行的合成氨反应，两种不同投料方式建立的平衡就是等效平衡。例题：在一定温度下，把2 molSO 2和1 mol O2通入一个有催化剂的固定容积的容器里，建立平衡。现维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量（mol）。如a、b、c取不同的值，它们必须满足一定的关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中的三种气体的体积分数仍跟上述平衡完全相同，请填写下列空白： 若a = 0、b =0 ，则c = _。 a = 0.5mol 、b = _和c = _。a、b、c必须满足一般条件是（请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c）：_、_（2）对反应前后分子数不变的可逆反应，只要转化后的投料比相等，则这些转化前的不同的投料方式所建立的平衡都是等效平衡。例题：在一固定容积的密闭容器中，发生反应 H2+I2 (气) 2HI。若初始时加入1mol H2和2mol I2，反应达到平衡时，HI的体积百分含量为w%。若初始时加入的H2、I2 以及HI的物质的量分别为a、b、c，反应达到平衡时，HI的百分含量仍为w%，则a、b、c满足的关系是_。2 定温、定压条件下首先将不同的投料方式按化学方程式转化为同一侧的物质的投料，若此时的投料比相等，则这些以不同方式投料所建立的平衡是等效平衡。例题：在一盛催化剂的容积可变的密闭容器中，恒温恒压下有反应N2 + 3H2 2NH3，已知充入1mol N2和3mol H2时，达到平衡时生成n mol NH3，在此温度和压强下，若加入的N2 、H2 、NH3的物质的量 分别为x mol、y mol、z mol，若保持平衡时各组分的体积分数不变，则x、y、z应满足的关系是_。答案：xy= 13，与z无关。故，z为任意值。综述：（1）等容条件，V0，各投料方式转化后成比例，（若以反应物的计量系数比投料，则一种反应物的量为任意值；）V0，则转化后应完全相同（2）等压条件，无论V0或V0，各投料方式转化后成比例，（若以反应物的计量系数比投料，则一种反应物的量为任意值；）（3）当要求物质的量相同时，则不同的投料方式转化后要完全相同。第5课时：六、化学平衡常数 表格数据分析，得出结论。1、定义：在一定的温度下，可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积的比值是个常数，这个常数就叫化学平衡常数。用K表示。 2、对反应：一定温度下的平衡： m A（g）+ n B（g） p C（g） + q D（g） 3、意义： K值越大，说明平衡体系中生成