化学平衡说课.doc

化学平衡说课(李旦旦)一、教学大纲和考试大纲：教学大纲：对可逆反应的认识是B类要求，对化学平衡和浓度、温度、压强对化学平衡的影响及关于合成氨条件选择的讨论是C类要求。另外，在学生实验中对浓度、温度对化学平衡的影响也提出了要求，教师可在课堂上演示实验。考试大纲：1、了解化学反应的可逆性2、了解化学平衡建立的过程。了解化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。3、理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。4、了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。5、了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。二、教材的地位和作用:化学平衡处于化学反应原理模块第二章的第三节，前面两节分别是化学反应速率、影响化学反应速率的因素、学生通过前面刚学习的浓度、温度等外界条件对化学反应速率的影响等内容，不仅在知识上为本节的教学奠定了基础，而且其探讨问题的思路和方法，也可迁移用来指导学生进行本书的学习。当浓度、温度等外界条件改变时，化学反应速率要发生改变，相应的化学平衡就有可能发生移动。同时应明确，研究化学平衡的目的，并不是为了保持平衡状态不变，而是为了利用外界条件的改变，使化学平衡向有利的方向移动，如向提高反应物转化率的方向移动，由此说明学习本节的实际意义。化学平衡原理知识，是在学习了化学反应与能量、物质结构、元素周期律等知识的基础上学习的中学化学的重要理论之一，有助于加深理解以前所学的元素化合物知识及化学反应，后续学习的电离平衡、水解平衡等，实际上是化学平衡知识的延续，因此它还是后一章内容学习的基础。教材的理论性较强，比较抽象。如浓度、温度等外界条件对化学反应速率的影响，以及化学平衡观点的建立等，对学生来说都具有一定的难度。因此，教材注意采用多种方式，将一些较抽象的知识用浅显通俗的方式表达出来，帮助学生理解有关知识。教材注意培养学生的科学方法。如从学生已有关于溶解的知识，从溶解平衡导入化学平衡，从一个熟悉的内容引领学生进行思考，通过对溶解平衡的理解和迁移，让学生建立起化学平衡是个动态平衡的概念。再用颇具启发性的化学实验引导学生得出使化学平衡移动的条件，达到既激发学习兴趣，又启发思维的目的。为了加深学生对化学平衡的认识，教科书列举了H2(g)+I2 (g) 2HI反应中的相关数据，从定量角度给以深化，希望学生能够从变化的数据中找出规律，即化学平衡常数，并学会描述化学平衡的建立过程，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。三、教学目标分析：1、知识与技能：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。知道化学平衡常数和转化率的涵义。能进行有关化学平衡常数和转化率的简单计算。2、过程与方法：通过实验探究、图像分析认识到温度、浓度和压强对化学平衡的影响，理解化学平衡移动原理，并运用该原理对化学平衡的移动情况进行分析通过对数据的分析，从中总结规律，认识化学平衡常数只与温度有关。3、情感态度与价值观：学生意识到研究化学平衡的意义：不在于消极等待平衡的出现，而在于积极改变它，使它向着对人类有益的方向移动。通过合成氨的化学史，让学生感受科学家研究问题的严谨态度和不懈精神，以及合成氨的重大意义，从而感染学生。四、教学重难点：教学重点：建立化学平衡的概念，影响化学平衡的条件，勒夏特列原理的归纳与总结，化学平衡常数的涵义教学难点：影响化学平衡的条件，勒夏特列原理的归纳与总结五、教学方法：1、准确把握教学要求，把规定的内容讲透彻，讲明白，不要过分拓展教学内容。2、从学生的已有知识和生活经验出发，分层次完成各部分知识的教学，让学生调动、利用已有的知识储备与新知识嫁接。利用必修2中的化学反应限度的概念引入化学平衡常数的学习和化学平衡影响因素的学习等。3、利用好教材，给学生阅读和思考的空间，把握各个概念的要点。尽可能利用好教材中的栏目进行教学，尤其是探究实验、思考与交流栏目，充分发展学生的思维，要多向互动，充分交流，营造能让学生展现自我的氛围，为学生主动构建、发展自己的知识体系提供帮助从而激发学生努力学习、探究的欲望。4、充分利用好教材中安排的实验，实验前应让学生讨论并明确实验目的和实验方法，然后在实验，以提高实验的效率。也可以采用边讲边实验的方式，增加学生动手的机会，加深体验，有利于他们从中领思悟教科书内容。5、教学中在利用理论模型加深学生对实验现象的理解的同时，应要充分发挥学生的想象力，注意让学生体会理论模型的意义。要引导学生学会利用数据，从中分析总结规律。尽可能利用数据、动画等方法进行说明，以使教学深入浅出、生动形象。六、习题处理：1、课本习题：课本习题侧重基础，主要是从平衡状态标志的判断、影响平衡常数的因素、平衡常数的定义及表示方法等方面来巩固课本知识。题目比较简单，思维方式要求不高，但对于课本的第8题有2种解题思路，分别可以从等效平衡或化学平衡常数角度进行分析，都可以得到结论，但是等效平衡属于较难理解的内容，在新授课时是否处理该点要酌情考虑。2、资料习题：资料习题中考查点分别是：可逆反应的特点、影响平衡的因素、化学平衡状态标志的判断、平衡常数的相关计算等，虽然和课本上一样都涉及到了影响平衡的因素，但思维难度要大一些，而且有些信息要学生分析题目才能得到，对化学平衡常数的考查侧重于运用方面，在题目中也有一些计算模式是要巩固练习的。七、教学过程：第1课时 化学平衡状态引课在日常的生活中我们有这样的体会，把蔗糖加到开水中，水就变甜了。那是不是蔗糖加的越多水就越甜呢？生不是，因为刚开始加进去的蔗糖能够很快溶解，但是当蔗糖加到一定量之后就不溶了。师这是大家从宏观的角度对蔗糖溶解的认识，那蔗糖的溶解在微观世界里又是一个怎样的过程呢？讲蔗糖晶体是无数的蔗糖分子组成的，在蔗糖的溶解中，一方面蔗糖分子不停的脱离蔗糖晶体表面溶解进入水中，溶解过程的快慢我们用溶解速率来表示；另一方，溶解进入水中的蔗糖分子又不停的聚集在蔗糖晶体的表面，这个过程称为结晶，结晶的快慢我们用结晶速率来表示。刚开始溶解速率相对最大，结晶速率为零，随着溶解的进行，蔗糖晶体不断的消耗，溶解速率逐渐减小；溶液中蔗糖分子的浓度不断增大，结晶速率逐渐增大。当溶解进行到一定程度，溶解速率和结晶速率相等时，蔗糖的溶解达到了最大限度，形成蔗糖的饱和溶液。副板书蔗糖晶体的溶解过程: 开始时： v（溶解）v(结晶） ( v(结晶）=0 ) 过程中： v（溶解）, v(结晶）一段时间后： v（溶解）v(结晶），形成饱和溶液。师下面请大家用速度与时间的关系图来表示蔗糖在水中的溶解过程。问当溶液形成饱和溶液时，我们称溶液达到了溶解平衡。那不溶了是否就意味着停止溶解了呢？生没有讲蔗糖的溶解达到了平衡状态，我们只能从宏观上看到蔗糖晶体的量不变了，但是在微观世界溶解速率等于结晶速率，有多少蔗糖分子溶解进水中，同时就有相同数目的蔗糖分子结晶出来。溶解和结晶这两个过程并没有停止，所以溶解平衡是一个动态平衡。副板书溶解平衡是一个动态平衡。过渡蔗糖的溶解存在着溶解和结晶两个可逆的过程，其实，在我们化学领域里同样也存在着类似的平衡体系。我们今天就来学习一种新的平衡。板书第二节 化学平衡师化学平衡研究的是可逆反应，那什么是可逆反应呢？生在同一条件下，既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。师可逆反应总是不能进行到底，得到的总是反应物与生成物的混合物。对于可逆反应，化学平衡是如何建立的呢？我们一起来看这样一个反应：在800时，在容积为1L的含有催化剂的密闭容器中：800，1L COH2O(g) CO2H2起始量 （mol） 0.01 0.01 0 01小时后（mol） 0.005 0.005 0.005 0.005师反应是从正反应开始，一个小时之后容器里混合气体中各种气体的浓度都不再发生变化，用浓度随时间变化的示意图，我们可以表示为：0 时间CO H2OH2CO2浓度 0.010.005讲当反应开始时CO和H2O(g)的浓度相对最大，因而它们反应生成CO2和H2的正反应速率最大；而CO2和H2的起始浓度为零，因而它们反应生成CO和H2O(g)的逆反应速率也为零。之后随着反应的进行，反应物CO和H2O（g）的浓度逐渐减小，正反应速率就逐渐减小；生成物CO2和H2的浓度逐渐增大，逆反应速率就逐渐增大，反应进行一段时间后，最后二者相等了。副板 初 始： v 正v逆 反应中： v 正逐渐减小，v逆逐渐增大 一段时间后： v 正= v逆 当可逆反应到达v 正= v逆时，反应达到了最大限度。师如果用反应速率随时间的变化，我们可以表示为：反应速率正、逆反应速率相等正反应速率率速应反逆时间问大家把这一过程同蔗糖的溶解平衡相比较，有没有相似的地方？生 开始溶解速率大于结晶速率，后来二者相等了，建立溶解平衡；CO和H2O(g)反应，开始v 正v逆，后来二者也相等了，说明可逆反应CO+H2O(g) CO2+H2此时也处于平衡状态了。师确实如此，如果外界条件不发生变化，可逆反应进行到一程度的时候，正反应速率和逆反应速率相等了，此时化学反应进行到了最大限度，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应物和生成物的混合物就处于化学平衡状态了。请大家思考当可逆反应达到平衡时，正反应和逆反应是否停止进行了？讲以溶解平衡作比较，较容易得出结论：当反应达到平衡状态时，正反应和逆反应都仍在继续进行，只是由于在同一瞬间，正反应生成CO2和H2的分子数和逆反应所消耗的CO2和H2的分子数相等，亦即正逆反应的速率相等，故反应混合物中各组分的浓度不变，所以说化学平衡是一种动态平衡。小结当可逆反应达到化学平衡，我们称可逆反应处于化学平衡状态。板书一、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浓度保持不变的状态。问大家能否从化学平衡状态的定义中，找出化学平衡有哪些基本特征？2、 特征：（1）逆：化学平衡只存在于可逆反应中；（2）等：同一种物质的正反应速率和逆反应速率相等，即v正=v逆（3）定：反应混合物中各组分浓度保持不变（4）动：动态平衡 过渡我们知道，不同温度下物质的溶解度不同，那么t0时达到溶解平衡状态的饱和溶液，当升高或降低温度至t1时，溶解与结晶的速率不再相等，溶解平衡状态被打破，表现为固体溶质继续溶解或析出，直至溶解与结晶的速率再次相等，达到t1下新的溶解平衡状态。那么化学平衡是否也只有在一定条件下才能保持？当一个可逆反应达到化学平衡状态后，如果改变浓度、压强、温度等反应条件，平衡状态是否也会发生变化？板书 （5）变：外界条件一旦改变，化学平衡就被破坏。板书二、化学平衡的移动讲V正=V逆0 条件改变 V正 V逆 一定时间 V”正 = V”逆 0各组分含量恒定 各组分含量不断改变 各组分含量保持新恒定平衡1 不平衡 平衡2破坏旧平衡 建立新平衡 板书1、化学平衡移动（1）定义：可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学平衡建立的过程叫做化学平衡的移动。（2）原因：外界条件改变,使v正v逆（3）标志：各组分含量发生改变（4）方向：由v正和v逆的相对大小决定。若V正V逆 ，平衡向正反应方向移动。若V正V逆 ，平衡不移动。若V正V逆 ，平衡向逆反应方向移动。过渡经过分析我们可知，如果我们改变了影响速率的条件（如浓度、温度、压强等），使V正V逆，就可以使化学平衡状态发生移动。下面我们一起来讨论影响化学平衡的因素。板书2、影响化学平衡状态的因素：（1）浓度对化学平衡的影响：演示实验2-5，2-6生注意观察实验现象并记录实验2-5滴加310滴浓硫酸滴加1020滴6 mol/LNaOHK2Cr2O7溶液橙色黄色实验2-6编号12步骤（1）滴加饱和FeCl3溶液滴加浓的KSCN溶液现象颜色加深颜色加深C（生）增大增大步骤（2）滴加NaOH溶液滴加NaOH溶液现象试管都有红褐色沉淀，且溶液颜色变浅C（生）都减小师补充完善表格，归纳小结：实验编号12341步骤往实验26中滴加 FeCl3和KSCN溶液往实验26中滴加NaOH 溶液往实验25中滴加H2SO4溶液往实验25中滴加NaOH溶液2现象红色加深有红褐色沉淀生成，溶液红色变浅溶液橙色加深溶液黄色加深3v正增减增减4v逆 增减增减5v正与v逆的关系 v正v逆v正v逆v正v逆6平衡移动右移左移左移右移7结论增加反应物浓度使化学平衡右移减小反应物浓度使化学平衡左移增加生成物浓度使化学平衡左移减小生成物浓度使化学平衡右移引导学生根据表格，完成v-t图 板书小结在其他条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物的浓度,化学平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物的浓度化学平衡向逆反应方向移动。过渡压强也能改变化学反应速率，那么它又是如何影响化学平衡的呢？板书（2）压强对化学平衡的影响视频压强对化学平衡的影响板书 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。讲 压强对化学平衡的影响：固态、液态物质的体积受压强影响很小，压强不使平衡移动。反应中有气体参加：压强减小浓度减小气体计量数越大，浓度减小的程度也就越大，平衡向气体体积增大的方向移动，反之亦然。但是如果压强的改变没有引起浓度变化或反应前后气体体积没有变化的反应，改变压强不会使平衡移动。师 完成正反应方向为气体体积增大的反应的v-t图对反应mA(g)+ nB(g)PC(g)+qD(g) m+np+q：拓展已达平衡的可逆反应mA(g)+ nB(g)PC(g)+qD(g)的容器里，m+np+q 恒容时，充入“惰性气体”，平衡如何移动? 恒压时，充入“惰性气体”或一种不反应的气体，平衡如何移动?过渡我们知道，加热可以加快固体溶解，那同时也可以提高结晶速率，那么温度对化学平衡有没有影响呢？演示实验2-7生注意观察实验现象并记录实验现象浸泡在冰水中的NO2球的红棕色明显变浅（NO2浓度减小，N2O4浓度增大），浸泡在热水中NO2球的红棕色明显加深（NO2浓度增大，N2O4浓度减小）结论升高温度，平衡向吸热反应方向进行，降低温度，平衡向放热反应方向进行。分析升高温度时，无论是吸热反应方向，还是放热反应方向，化学反应速率均加快，但是吸热反应方向受温度影响的程度更大一些，所以吸热方向化学反应速率增大的程度也就大一些，故升高温度，化学反应向吸热反应方向进行。降低温度时，无论是吸热反应方向，还是放热反应方向，化学反应速率均减慢，但是吸热反应方向减慢的程度更大一些，所以平衡会向着放热反应的方向移动。板书在其它条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，降低温度，平衡向放热反应方向移动。师完成正反应方向为放热反应的v-t图(对反应mA(g)+ nB(g)PC(g)+qD(g) H0)过渡前面讲到温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率有影响，而且这一节内容也讲到了温度、压强和浓度都对化学平衡有影响，那么催化剂对化学平衡有没有影响呢？板书四、催化剂对化学平衡的影响：讲前面学习过催化剂对正反应速率和逆反应速率却是同样倍数的提高和降低。故使用催化剂不影响化学平衡的移动生让学生完成使用催化剂后的V-t图。板书使用催化剂不影响化学平衡的移动小结化学平衡只有在一定的条件下才能保持，当一个可逆反应达到化学平衡状态后，如果改变浓度、压强、温度等反应条件，达到平衡的反应混合物里各组分的浓度也会随着改变，从而达到新的平衡状态。由此引出化学平衡的移动。有人就把这么多因素的影响总结出一条经验规律-勒夏特列原理。板书 勒沙特列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。讲需要我们注意的是，勒夏特列原理中的“减弱”这种改变，不是“消除”。勒夏特列原理只考虑有单个条件改变。勒沙特列原理适用于任何动态平衡体系。应用通过影响化学反应平衡的外界因素，我们在生产生活中就可以控制发生反应的外界条件，使化学反应向我们所需要的方向进行，或通过改变反应条件来减缓或抑制有些对我们不利的反应的发生。大家可以通过今天的学习分析工业合成氨的有利条件是什么。第2课时 化学平衡常数引入新课 我们知道，一定条件下的可逆反应存在化学平衡状态。那么，当达到化学平衡状态时，究竟有多少反应物转化成了生成物，平衡体系中各物质的浓度之间是否有一定的关系?为了解决这个问题，我们引入了一个新的概念化学平衡常数。板书三、化学平衡常数生阅读课本P29页表格，思考下列问题：1、分析表格所得数据，寻找其中规律。2、引导学生对比观察1、2、3组数据与4、5、6组数据，你从中可以得出什么结论？生根据表中数据，讨论得出：1、不管H2、I2、HI的初时浓度有多大，只要保持反应体系的温度不变，平衡常数就不变。2、可逆反应无论从正向开始还是从逆向开始，只要温度不变，平衡常数就不变。过渡人们对其他化学平衡体系数据进行分析，发现了类似的关系，平衡常数的含义是什么呢？生阅读课本，找出化学平衡常数的定义，并理解。板书1、定义：在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数，简称平衡常数。2、数学表达式：生理解平衡常数就注意的问题，不足之处教师补充：板书3、注意事项：“在一定温度时”说明平衡常数只与温度有关“当一个可逆反应达到平衡状态时”指明平衡常数研究的对象思考平衡浓度的单位是mol/L，请问平衡常数K有没有单位？生 因为浓度的单位是mol/L，所以K的单位为(molL-1)Dn；Dnp+q-m-n师我们在书写化学平衡常数的表达式时应该注意些什么问题呢？练习反应Kc单位11/2N2（g）+3/2H2（g）NH3（g）2N2（g）+3H2（g）2NH3（g）32NH3（g）N2（g）+3H2（g）4FeO（s）+CO（g）Fe（s）+CO2（g）5AgCl（s）Ag+ （aq）+Cl-（aq）6Cr2O72-（aq）+H2OCrO42-（aq）+2H+（aq）生对比自己所写的化学平衡常数和答案对比后，思考下列问题：（1）比较和，分析平衡常数表达式的书写与哪些因素有关？（2）比较和，分析正、逆反应的平衡常数之间的关系。（3）和，分析平衡体系中固体和纯液体的浓度在平衡常数表达式中不出现的原因。讲述并板书4、化学平衡常数书写的注意事项：同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。化学平衡常数K的表达式与可逆反应的方程式书写形式有关。对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即：K正1/K逆。如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。强调：稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的平衡浓度也不必写在平衡关系式中。非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反应，此时水的浓度不可视为常数，必须表示在平衡关系式中。过渡通过学习我们知道了化学平衡常数的定义和表达式的书写。大家是否产生疑问，提出化学平衡常数的概念有什么意义?对我们研究化学反应进行的程度有什么帮助呢?板书5、化学平衡常数的意义：生阅读课本P29页，比较H2(g)+I2