山东临清四所高中化学 第二章第三节化学平衡教学设计 选修4

用心 爱心 专心 1 选修四第二章第三节化学平衡 选修四第二章第三节化学平衡 1 1 一 教材分析 化学平衡是人教版选修四的内容 这部分知识是本册其他章节的基础 是解释一些平衡 现象的基础 二 教学目标 1 知识与技能 理解化学平衡移动的涵义 理解温度 浓度 压强对化学平衡的影响 掌握用图像表示化学平衡移动的方法 并会判断化学平衡移动的方向 2 情感态度与价值观 通过本节 问题讨论 交流思考 实验探究 等栏目设计 激发学生学习兴趣 体验科学探究的艰辛和喜悦 使学习变为知识的获取 文化的欣赏 培养学生尊重科学 严谨求学 勤于思考的态度 树立透过现象看本质的认识观点 三 教学重点 难点 1 重点 温度 浓度 压强对化学平衡的影响 2 难点 平衡移动的原理分析及应用 四 学情分析 鉴于学生的基础较差 本部分知识较难理解 所以在学习时将速度放慢一些 五 教学方法 1 实验法 2 学案导学 3 新授课教学基本环节 预习检查 总结疑惑 情境导入 展示目标 合作探究 精讲点 拨 反思总结 当堂检测 发导学案 布置预习 六 课前准备 1 学生的学习准备 2 教师的教学准备 多媒体课件制作 课前预习学案 课内探究学案 课后延伸拓展学案 七 课时安排 2 课时 八 教学过程 一 预习检查 总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑 使教学具有了针对性 二 情景导入 展示目标 教师首先提问 试判断以下在蔗糖溶解及达到溶解平衡的过程的说法正确的是 蔗糖在开始溶解时 只有溶解没有结晶 蔗糖在开始溶解时 既有溶解又有结晶 只是溶解的速率大于结晶的速率而已 蔗糖在溶解过程中 溶解的速率大于结晶的速率 当达到饱和时 溶解与结晶就同时停止 就达到了溶解平衡 蔗糖在溶解过程中 溶解的速率大于结晶的速率 当达到饱和时 溶解与结晶并没有停止 只是这时溶解的速率与结晶的速率相等而已 溶解平衡是一种动态平衡 蔗糖达到溶解平衡时 如再在其中加入一块方形蔗糖 过一段时间 发现蔗糖的外形没有 变化 蔗糖达到溶解平衡时 溶液中的蔗糖的浓度不再发生变化 用心 爱心 专心 2 小结 溶解平衡的建立过程 开始时 v 溶解 v 结晶 平衡时 v 溶解 v 结晶 0 达到平衡时溶解与结晶未停止 溶解平衡是一种动态平衡 达到平衡时溶质的浓度保持不变 三 合作探究 精讲点拨 一 化学平衡研究的对象 1 化学平稀衡研究的对象是 可逆反应 2 可逆反应 在一定条件下 能同时向正反应进行 同时逆反应方向进行的化学反应称为 可逆反应 二 化学平衡的建立的过程 1 对于某一化学反应 化学反应速率越大 它所进行的程度越大吗 2 化学平衡和溶解平衡有何异同 3 化学平衡建立的途径有哪些 4 如何判断某一可逆反应是否到达了平衡状态 将探究结果填入下表 探究练习 在 1L 容器中的分别加入 0 01molCO 和 0 01molH2O g 加热到 800 一段时间 后 反应达到平衡 试分析反应过程中的正 逆反应速率及各物质的浓度的变化情况 用一 个 时间 速率 图象来表示这个化学平衡的建立过程 并对图象的含义作出解释 板书 三 化学平衡状态 1 定义 化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里 正反应和逆反应的速率相等 反应混合物中各组分的质量或浓度保持恒定状态 2 化学平衡的特征 逆 等 动 定 变 反应刚开始时反应进行中达到平衡时 V 正最大减小最小 V 逆最小为 0渐大达最大值 反 应 速 率 两者关 系V 正 V 逆 V 正 V 逆V 正 V 逆 0 反应物最大减小最小 浓 度 生成物为 0渐大达最大值 用心 爱心 专心 3 四 化学平衡的建立与反应途径的关系 思考 1 如果上述例子不从 0 01molCO 和 0 0lmolH2O 开始反应 而是各取 0 01molCO2 和 0 01 molH2 以相同的条件进行反应 生成 CO 和 H2O g 当达到化学平衡状态时 反应混合 物中各物质的含量与前者有何关系 从中可以得出什么结论 板书 结论 化学平衡的建立与途径无关 而与起始状态有关 探究练习 在一个容积固定的密闭容器中 加入 2molA 和 lmolB 发生反应 2A g B g 3C g D g 反应达到平衡时 若生成物 C 的浓度为 Wmol L 维持容器 体积和温度不变 按下列四种配比作为起始物质 达到平衡后 若 C 的浓度仍为 Wmol L 该 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 下列能说明可逆反应 H2 I2 g 2HI 达到平衡状态吗 1 H2的质量不再变化 2 体系颜色不变 3 HI 的浓度不再变化 4 每消耗 1molH2 就有 2mol HI 生成 板书 五 化学平衡的影响因素 1 化学平衡移动的定义 化学反应条件改变 原有的平衡被破坏 平衡混合物里各组分的含 量也就随着改变而在新的条件下达到新的平衡状态的过程 2 化学平衡移动的原因 反应 外界 条件发生改变 即 v 正 V 逆 3 化学平衡移动的结果 正逆反应速率发生改变 平衡混合物中各组成成分的百分含量 或 浓度 发生相应变化 最终达到新条件下的 v 正 V 逆 各物质的百分含量 或浓度 达 到新的不变 3 化学平衡移动的方向 若外件条件改变 V 正 V 逆 化学平衡向正反应方向移动 若外件条件改变 V 正 V 逆 化学平衡向逆反应方向移动 4 外界条件对化学平衡的影响 在其他条件不变的情况下 1 温度 合作探究 实验 2 7 分析实验现象总结温度对平衡的影响 总结 升高反应体系的温度 平衡向吸热方向移动 降低反应体系的温度 平衡向放热方向移动 图像分析 温度对平衡影响的 v t 1 分析图 注意 温度对平衡的影响实质 改变了平衡常数 2 浓度 合作探究 实验 2 5 分析实验现象总结浓度的改变对平衡的影响 总结 增大反应物的浓度或减小生成物的浓度 化学平衡向正反应方向移动 减小反应物的浓度或增大生成物的浓度 化学平衡向逆反应方向移动 图像分析 浓度对平衡影响的 v t 2 分析图 注意 固体 纯液体的浓度均可视作常数 他们的量改变不会影响化学平衡的移动 3 压强 合作探究 下面有一组数据 请大家根据数据判断 压强对于化学平衡的移 动有没有影响 有怎样的影响 450 时 N2与 H2反应生成 NH3的实验数据 N2 3H2 2NH3 用心 爱心 专心 4 压强 MPaNH3 2 09 216 435 553 669 4 分析以上数据 总结压强对平衡的影响 总结 其他条件不变时 增大压强 平衡向气体体积缩小的方向移动 减小压强 平衡向气体体积增大的方向移动 图像分析 压强对平衡影响的 v t 3 分析图 5 勒夏特列原理 如果改变影响平衡的条件之一 如温度 浓度 压强 平衡想着减弱这 种改变的方向移动 四 反思总结 当堂检测 教师组织学生反思总结本节课的主要内容 并进行当堂检测 设计意图 引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正 课堂实录 五 发导学案 布置预习 我们已经学习了化学平衡的建立过程及影响化学平衡的因素 那么 如何来判断一个反应正 向进行程度的大小呢 在下一节课我们一起来学习化学平衡常数及其应用 这节课后大家可 以先预习这一部分 着重分析平衡常数的表示方法 并完成本节的课后练习及课后延伸拓展 作业 设计意图 布置下节课的预习作业 并对本节课巩固提高 教师课后及时批阅本节的延伸拓 展训练 板书设计 一 化学平衡研究的对象 二 化学平衡的建立的过程 三 化学平衡状态 四 化学平衡的建立与反应途径的关系 五 化学平衡的影响因素 九 教学反思 本课的设计采用了课前下发预习学案 学生预习本节内容 找出自己迷惑的地方 课堂 上师生主要解决重点 难点 疑点 考点 探究点以及学生学习过程中易忘 易混点等 最 后进行当堂检测 课后进行延伸拓展 以达到提高课堂效率的目的 本节课的浓度 温度对化学平衡的影响是课本上重要的学生必做的实验 学生分组实验 并合作探究 在老师的引导下完成教学重点内容 外界条件对化学平衡的影响 整堂课学 生求知旺盛 复杂的知识变得简单化 亲自动手操作 加深了印象 提高了能力 所以教师 要着重强调实验的规范性 特别是实验仪器的使用 用心 爱心 专心 5 选修四第二章第三节化学平衡 2 一 教材分析 化学平衡是人教版选修四的主要内容 是高考的一个重要知识点 主要学习 化学平衡常数 转化率以及图像分析 二 教学目标 1 知识目标 能用化学平衡常数 转化率判断化学反应进行的程度 2 能力目标 培养学生理论联系实际能力 3 情感 态度和价值观目标 培养学生的逻辑思维能力和科学态度 三 教学重难点 重 点 理解化学平衡常数的概念及化学平衡常数的简单计算 难点 理解化学平衡常数与反应进行方向和限度的内在联系 四 学情分析 这部分知识是在学习了化学反应速率以及化学平衡移动的基础上并结合一定 的数学关系进行学习的 五 教学方法 合作探究 学案导学 六 课前准备 1 学生的学习准备 预习教材 填写学案 2 教师的教学准备 课前预习学案 课内探究学案 课后延伸拓展学案 七 课时安排 1 课时 八 教学过程 一 预习检查 总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑 使教学具有了针对性 二 情景导入 展示目标 三 合作探究 精讲点拨 一 化学平衡常数 探究活动 请同学们阅读教材的内容以及浓度关系数据表 分析并验算表中所给的数据 最后可以得到什么结论 在 457 6 时 反应体系中各物质浓度的有关数据如下 起始时各物质的浓度 mol L 1 平衡时各物质的浓度 mol L 1 平衡常数 22 2 IcHc HIc H2I2HIH2I2HI 1 197 10 2 6 944 10 3 0 5 617 10 3 5 936 10 4 1 270 10 2 48 38 1 228 10 2 9 964 10 3 0 3 841 10 3 1 524 10 4 1 687 10 2 48 61 1 2289 96403 841 1 5241 68748 61 用心 爱心 专心 6 10 2 10 310 3 10 4 10 2 1 201 10 2 8 403 10 3 0 4 580 10 3 9 733 10 4 1 486 10 2 49 54 00 1 520 10 2 1 696 10 3 1 696 10 4 1 181 10 2 48 48 00 1 287 10 2 1 433 10 3 1 433 10 4 1 000 10 2 48 71 00 3 777 10 2 4 213 10 3 4 231 10 4 2 934 10 2 48 81 化学平衡常数平均值 48 74 结论 分析上表的数据 可么得出以下结论 在一定温度下 当一个可逆反应达到化学平 衡时 生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数 这个常数就是该反应的化 学平衡常数 简称平衡常数 用符号 K 表示 在一定温度下 可逆反应无论是从正反应开始 还是从逆反应开始 又无论反应物起始浓度 为多少 最后都能达到化学平衡 这时生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个 常数 这个常数叫做该反应的化学平衡常数 简称平衡常数 用符号K表示 板书 1 平衡常数定义 在一定温度下 可逆反应达到平衡时 生成物的浓度幂之积与反应物浓度 幂之积的比是一个常数 这个常数叫做该反应的化学平衡常数 简称平衡常数 用符号K表 示 探究练习计算平衡常数 起始时各物质的浓度 mol L 1平衡时各物质的浓度 mol L 1 c CO c H2O c CO2 c H2 c CO c H2O c CO2 c H2 平衡时 OH c CO c H c CO c 2 22 000 010 010 0050 0050 0050 005 达到平衡时 K 1 0 常数 2 22 OHcCOc HcCOc 用心 爱心 专心 7 思考 刚才得出的平衡常数K是由一个特殊的反应引出的 其 但如果 对于任意一个可逆化学反应 mA nB pC qD 其平衡常数K又该如何表示呢 结论 平衡常数实际上是平衡混合物中各生成物浓度的化学计量数次方的乘积除以反应物 浓度的化学计量数次方的乘积 即 K nm qp B c A c D c C c 板书 2 平衡常数的表达式 mA nB pC qD K nm qp B c A c D c C c 注意 1 在应用平衡常数表达式时 稀溶液中的水分子浓度可不写 因为稀溶液的密度接近于 1g mL 水的物质的量浓度 55 6 mol L 在化学变化过程中 水量的改变对水的浓度变化影 响极小 所以水的浓度是一个常数 此常数可归并到平衡常数中去 对于非水溶液中的反应 溶剂的浓度同样是常数 2 当反应中有固体物质参加时 分子间的碰撞只能在固体表面进行 固体的物质的量浓度 对反应速率和平衡没有影响 因此 固体的 浓度 作为常数 在平衡表达式中 就不写固 体的浓度 板书 3 书写平衡常数表达式时 要注意 1 反应物或生成物中有固体和纯液体存在时 由于其浓度可以看做 1 而不代入公式 注意 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关 同一个化学反应 由于书写 方式不同 各反应物 生成物的化学计量数不同 平衡常数不同 但是这些平衡常数可以相 互换算 例如 N2 g 3H2 g 2NH3 g 的平衡常数为 K1 1 2N2 g 3 2H2 g NH3 g 的平衡常 数为 K2 NH3 g 1 2N2 g 3 2H2 g 的平衡常数为 K3 写出 K1和 K2的关系式 K1 K22 探究练习 写出下列反应的平衡常数的表达式 PCl5 g PCl3 g Cl2 g 2HI g H2 g I2 g CaCO3 s CaO s CO2 g Fe3O4 s 4H2 g 3Fe s 4H2O g 2 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关 讨论并思考 化学平衡常数实际上是化学平衡的又一特征 那么化学平衡常数K的大小有什 么意义呢 板书 4 化学平衡常数的意义 K只受温度影响 K越大 反应进行的程度越大 反应的转化率也 越大 反之K越小 表示反应进行的程度越小 反应物的转化率也越小 用心 爱心 专心 8 5 化学平衡常数的应用 1 平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度 也叫反应的限度 K 值越大 表示反应进行得越完全 反应物转化率越大 K 值越小 表示反应进行得越不完全 反应物转化率越小 注意 一般地说 K 105时 该反应进行得就基本基本完全 2 判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行 对于可逆反应 mA g nB g pC g qD g 在一定的温度下的任意时刻 反应物的 浓度和生成物的浓度有如下关系 Qc Cp C Cq D Cm A Cn B 叫该反应的浓度商 Qc K V正 V逆 反应向正反应方向进行 Qc K V正 V逆 反应处于平衡状态 Qc K V正 V逆 反应向逆反应方向进行 3 利用 可判断反应的热效应 若升高温度 值增大 则正反应为吸热反应 填 吸热 或 放热 若升高温度 值减小 则正反应为放热反应 填 吸热 或 放热 总结 谈到化学平衡常数必须指明温度 反应必须达到平衡状态 表达式中各物质的浓度 必须是平衡状态下的值 不能用任一时刻的浓度值 化学平衡常数表示反应进行的程度 不 表示反应的快慢 即化学反应速率快 K 值不一定大 使用催化剂能改变化学平衡的速率 但不会使平衡移动 因此不会改变平衡常数 探究 什么叫反应物的转化率 板书 二 某指定反应物的转化率 100 指定反应物的起始浓度 指定反应物的平衡浓度指定反应物的起始浓度 探究练习 在密闭容器中 将 2 0 mol CO 与 10 mol H2O 混合加热到 800 达 到下列平衡 CO g H2O g CO2 g H2 g K 1 0 求 CO 转化为 CO2的转化率 解 设 x 为达到平衡时 CO 转化为 CO2的物质的量 V 为容器容积 CO g H2O g CO2 g H2 g 起始浓度 V 0 2 V 10 V 0 V 0 平衡浓度 V x 0 2 V x 10 V x V x 0 1 100 2 2 2 2 2 v x V x V x OHcCOc HcCOc K 66 1 12 20 1220 10 0 2 22 2 x xxx xxx 用心 爱心 专心 9 CO 转化为 CO2的转化率为 83 100 0 2 66 1 答 CO 转化为 CO2的转化率为 83 三 对于化学平衡的有关图像问题 可按以下的方法进行分析 1 认清坐标系 搞清纵 横坐标所代表的意义 并与勒夏特列原理挂钩 2 紧扣可逆反应的特征 看清正反应方向是吸热还是放热 体积增大还是减小 不变 有无固体 纯液体物质参加或生成等 3 看清速率的变化及变化量的大小 在条件与变化之间搭桥 4 看清起点 拐点 终点 看清曲线的变化趋势 5 先拐先平 例如 在转化率一时间图上 先出现拐点的曲线先达到平衡 此时逆向 推理可得该变化的温度高 浓度大 压强高 6 定一议二 当图象中有三个量时 先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系 四 等效平衡及其分类 1 等效平衡原理 在相同条件下 同一可逆反应体系 不管从正反应开始 还是从逆反应 开始都可以建立同一平衡状态 也就是等效平衡 还可以从中间状态 既有反应物也有生成 物 开始 平衡时各物质的浓度对应相等 由于化学平衡状态与条件有关 而与建立平衡的途径无关 因而 同一可逆反应 从不 同状态开始 只要达到平衡时条件 温度 浓度 压强等 完全相同 则可形成等效平 衡 2 等效平衡规律 等效平衡的广泛定义 只因投料情况的不同 达到平衡后 各组分的物质的量 或能转化为物质