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1、2019-2020年高考化学04化学平衡复习教案第二课时复习提问什么叫化学平衡?化学平衡的特征有哪些?回答化学平衡是指在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物各组分的浓度保持不变的状态。其特征有:一定条件下、可逆反应、“动”、“定”、“等”等。师尽管就这么几句话,但真正在学习中能否准确把握和处理好关于化学平衡的问题,还需大家对该概念及相关特征进行深入的理解,这里我们先做一个练习(巩固化学平衡知识)。投影练习1.在一定温度下,把 2 mol SO 2和1 mol O 2通入一个一定容积的密闭容器催化里,发生如下反应:2SQ+O剂FSO 3,当此反应进行到一定程度时,反应混

2、合物就处于化学平衡状态。现在该容器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO、Q2和SO的物质的量(mol)。如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时完全相同。请填写下列空白: TOC o 1-5 h z (1 )若 a=0, b=0,贝H c=。(2) 若 a=0.5, b=禾廿 c=。(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(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) 。生运用化学平衡知识思考、分析、讨论解析本题是对可逆反应和化学平衡状态的理解以及利用题给信息将化学问题以及内在规律抽

3、象为数学问题,禾U用数学工具解决化学问题的思维能力的综合考查。对于平衡状态的建立,只与条件相关,即与温度、压强(或容器的容积)、反应物或生成物的起始量的相对关系有关,而与反应进行的方向无关。因此对于该条件下的反应,初始态是2 mol SO 2和1 mol O 2的混合物,或是 2 mol纯净的SO,两者是等价的,最终到达的平衡状态完全相同。因此(1)中答案应为c=2。而(2)中初始态包含了三种气态物质,此时需要进行思维转换,将初始物质的加入量转换为相当于a=2,b=1,就可以达到题设的平衡状态。现在a=0.5,贝U b=0.25,此时与题干所设初始态的差别是 a=2-0.5=1.5, b=1-

4、0.25=0.75,由此SO的初始加入量c必须转化为等效于 a=1.5和b=0.75的量,根据该反应方程式的化学计量数比推断知c=1.5。(3)中要求将具体问题抽象为普遍规律,此时必须把握“把所有初始物都转换为反应物,则必须相当于2 mol SO2和1 mol O2的混合物,把所有的初始物转换为生成物,则必须相当于2 mol纯净的SO”才能得出正确结论:必须同时满足a+c=2和2b+c=2两个关系式。答案(1) c=2 (2) b=0.25, c=1.5 (3) a+c=2,2 b+c=2过渡化学平衡状态的特征,不仅包括上边大家回答的那些,还有其他方面的特征,这就是今天咱们学习和讨论的主题一一

5、化学平衡常数。板书三、化学平衡常数引导请同学们阅读教材P39标题二下面的内容以及表 2 1,分析并验算表中所给的数据,最后可以得到什么结论?并把教材P38中那组数据也代入表中进行处理。生阅读教材和表 2 1,对表中数据进行观察并验证,并把P38中的一组实验数据代入表中进行处理:起始时各物质的浓度/mol L-1平衡时各物质的浓度/mol L-1平衡时c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H0c(CO)c(H2O)c(CO2)C(H2)000.010.010.0050.0050.0050.0051. 0结论:达到平衡时 =1.0 (常数)问上述系列实验中是不是都是从正反应开始的?回答不是。有的从

6、正反应开始,有的从逆反应开始。追问大家可以看到反应物的起始浓度并不相等,但结果经过足够长的时间都怎么样了?回答都达到化学平衡状态。问表2 1中是如何处理平衡时各物质的浓度数据的?回答把平衡混合物中各生成物浓度的乘积作分子,把各反应物浓度的乘积作为分母,求其比值。问结果如何?回答是一个常数,几乎都等于1.0。小结在一定温度下,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。这时生成物的浓度乘积除以反应物浓度的乘积,所得到的比是一个常数,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定义:在一定温度下,可逆反应达到平衡时,生成物

7、浓度乘积除以反应物浓度乘积所得到的比是一个常数,叫化学平衡常数,用K表示。启发刚才得出的平衡常数K是由一个特殊的反应引出的,其K=,但如果对于任意个可逆化学反应:mA+nBpC+qD其平衡常数 K又该如何表示呢?7生阅读注释,理解并回答: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=板书2.表达式对于任意反应mA+nBpC+qDK=师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?生自学,了解 K的意义并回答:可以从平衡常数K的大小推断反应进行的程度,K越大,表示化学反应达到平衡时生成物浓度对反应物浓度

8、的比越大,也就是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。问什么叫反应物的转化率?回答某指定反应物的转化率x 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师这里提醒大家,无论是化学平衡常数K还是反应物的转化率均不要求大家掌握其计算,只需了解其意义即可。板书3.意义:K值的大小,表示一定温度下,该反应达到平衡时,反应进行的程度,K值越大,正反应进行的程度越大。师化学平衡常数还有一个特点,那就是不随反应或生成物的浓度的改变而改变,只要温度不变,K就不变,温度发生变化,K也就变化,如 H(g)+I 2(g) PHl(g

9、)投影显示表22,不同温度反应:H2(g)+I 2(g)術g)的平衡常数温度/C350425490平衡常数66. 954. 445. 9师从表2 2大家可推知:该反应温度高时反应程度大还是低温时反应程度大?(正 向)生根据平衡常数K的意义K值越大反应正向进行程度越大,故该反应低温时反应程度较大。板书4.特点:平衡常数 K受温度制约,温度一定 K一定,温度变化 K变化。师根据平衡常数K的定义和表达式可知,即使是同一反应,若反应方程式书写不同则K的表示方式也不同。再则,这里所谓的浓度指的是气体或溶液的浓度,对于固体、纯液 体的浓度一般规定为常数 1,可以不写。投影练习2.写出下列反应的平衡常数的表

10、达式PCl5(g) -PC!3(g)+CI 2(g)2HI(g)2(g)+I 2(g)CaCO(s) PO(s)+CO 2(g)Fe3Q(s)+4H 2(g) =3Fe(s)+4H2O(g)解析在写表达式时注意、中固体物质的浓度为1,不写出。答案K=,K=,K=c(CQ),K=小结本节课我们主要学习了有关化学平衡常数的知识,作为化学平衡的又一特征要求大家对其定义、表达式及意义等有一个常识性的了解即可,不要求深层次进行计算。布置作业P41三板书设计三、化学平衡常数定义:在一定温度下,可逆反应达到化学平衡时,生成物的浓度乘积除以反应物浓度的乘积所得到比是一个常数,叫化学平衡常数,用K表示。表达式对

11、于任意可逆反应:mA+nBpC+qDK=意义:K值的大小表示在一定温度下该反应达到平衡时,反应进行的程度,K值越大,正反应进行的程度越大,反应物的转化率越大。特点:平衡常数 K受温度制约:温度一定K一定,温度变化 K变化。教学说明由于化学平衡知识既是本节又是本章的重点,所以本节课一开始并没有急于引入化学平 衡常数,而是通过一个典型例题来巩固学生对化学平衡的理解,之后才转入化学平衡常数的教学,教学中通过让学生自学、教师引导、设问、启发等手段,得出了化学平衡常数的定义、 表达式、意义及特点,为把握准常识性了解这一认知要求,教学中说明了不要求深入计算, 以免使学生陷入误区。参考练习1 .下列说法中正

12、确的是( )达到化学平衡,反应物反应掉的越多,化学反应速率越快可逆反应达到化学平衡状态较快,说明化学反应速率较快化学反应中,物质含有的活化分子数越多,化学反应速率越快可逆反应维持的时间越长,生成物的百分含量必定越高答案:B2 .已知氟化氢气体中存在平衡关系 2HF3 TH 2F2正反应为吸热反应H2F2 =2HF正反应为吸热反应42g mol-1,则H3F3的体积数为()若平衡体系中混合气体的平均摩尔质量为A.大于 10%B.等于10%C.小于10%D.无法确定答案:A2019-2020年高考化学05化学平衡说课复习教案从容说课本节介绍了化学平衡的建立,这既是本节的教学重点也是本章的教学重点。

13、掌握化学平衡建立的观点是很重要的,也具有一定的难度。教学中应注意精心设置知识 台阶,采用图画和联想等方法,帮助学生建立化学平衡的观点。教材以合成氨工业为例,指 出在化学研究和化工生产中,只考虑化学反应速率是不够的,还需要考虑化学反应进行的程度,即化学平衡。建立化学平衡观点的关键,是帮助学生理解在一定条件下的可逆反应中,正、逆反应速率会趋于相等。教学中应以蔗糖溶解为例指出在饱和溶液中,当蔗糖溶解的速率与结晶速率相等时,处于溶解平衡状态,接着再以一可逆反应为例,如CO+HO(g)2+吃说明当正反应速率与逆反应速率相等时,就处于化学平衡状态。 这样层层引导,通过图画等帮助学生联想,从而在一定程度上突

14、破化学平衡状态建立的教学难点。组织好本节的史实讨论。19世纪后期,在英国出现的用建筑高大的高炉来减少高炉气中CO含量的错误做法,可以使学生对化学平衡的建立和特征有更深刻的理解,既培养了学生分析实际问题的能力,也训练了学生的科学学习方法。教学目标使学生建立化学平衡的观点,并通过分析化学平衡的建立,增强学生的归纳和形象思维能力。使学生理解化学平衡的特征,从而使学生树立对立统一的辩证唯物主义观点。教学重点化学平衡的建立和特征。教学难点化学平衡观点的建立。课时安排二课时教学方法在教学中通过设置知识台阶,利用教材的章图、本节内的图画以及多媒体手段演示溶解平衡的建立等,启发学生联想从而建立化学平衡的观点。

15、组织讨论,使学生深刻理解化学平衡的特征。教学用具投影仪、多媒体电脑教学过程引言化学反应速率讨论的是化学反应快慢的问题,但是在化学研究和化工生产中,只考虑化学反应进行的快慢是不够的,因为我们既希望反应物尽可能快地转化为生成物,同时又希望反应物尽可能多地转化为生成物。例如在合成氨工业中,除了需要考虑如何使Na和H2尽快地转变成 NH外,还需要考虑怎样才能使更多的2和H转变为NH,后者所说的就是化学反应进行的程度问题一一化学平衡。板书第二节 化学平衡师如果对于一个能顺利进行的、彻底的化学反应来说,由于反应物已全部转化为生 成物,如酸与碱的中和反应就不存在什么进行程度的问题了,所以,化学平衡的研究对象

16、是 可逆反应。板书一、化学平衡的研究对象可逆反应 师 那么什么是化学平衡?化学平衡是如何建立的?下面我们就来讨论这一问题。 板书 二、化学平衡的建立师大家来考虑这样一个问题,我现在在一个盛水的水杯中加蔗糖,当加入一定量之 后,凭大家的经验,你们觉得会怎么样呢?生开始加进去的很快就溶解了,加到一定量之后就不溶了。 问不溶了是否就意味着停止溶解了呢?生回忆所学过的溶解原理,阅读教材自学思考后回答:没有停止。因为当蔗糖溶于 水时,一方面蔗糖分子不断地离开蔗糖表面,扩散到水里去;另一方面溶解在水中的蔗糖分 子不断地在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体,当这两个相反的过程的速率相等时,蔗糖的溶 解达到了最大限

17、度,形成蔗糖的饱和溶液。师所以说刚才回答说不溶了是不恰当的,只能说从宏观上看到蔗糖的量不变了,溶 解并没有停止。我这里把这一过程做成了三维动画效果,以帮助大家理解溶解过程。多媒体电脑三维动画演示一定量蔗糖分子在水中的溶解过程。 生观看动画效果,进一步理解溶解过程。师这时候我们就说,蔗糖的溶解达到了平衡状态,此时溶解速率等于结晶速率,是 一个动态平衡。板书 1. 溶解平衡的建立开始时v (溶解)v(结晶)平衡时v (溶解)=v (结晶)结论:溶解平衡是一种动态平衡师那么对于可逆反应来说,又是怎样的情形呢?我们以CO和HO(g)的反应为例来说明化学平衡的建立过程。板书 2. 化学平衡的建立师请大家

18、在下面阅读教材自学,利用在第一节中所学的化学反应速率的知识,要求 把在800C, 1 L容器中的CO和H2O(g)的反应情况,用一个时间一一速率图象来表示,并能对图象的含义作出解释。1 学生活动写出化学反应方程式,因容器体积为1 L所以c(CO)=c(H2O)=0.01 mol L-催化剂CO + H 2O(g) 高温CO2 + H 2开始浓度 0.010.0100一段时间后 0.005 0.0050.005 0.005作草图:反应速率応眩)丨fo11时间戏解释:当反应开始时 CO和H2O(g)的浓度最大,因而它们反应生成CO和H2的正反应速率最大;而CQ和H2的起始浓度为零,因而它们反应生成

19、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 HO(g)的浓度逐渐减小,正反应速率就逐渐减小;生成物CO和H2的浓度逐渐增大,逆反应速率就逐渐增大,最后二者相等了。引导大家把这一过程同开始的溶解平衡相比较,看是否有相似的地方。生分析、比较溶解平衡和刚才的反应情况: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,恍然大悟,说明可逆反应 CO+HO(g) CO 2+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

20、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。那么,同样是这一反应,如果在其 他条件不变时反过来进行情况会怎么样。生阅读教材,自学,然后朗读回答:实验证明,如果不是从CO和H2O(g)开始反应,而是各取0.01 mol CO 2和0.01 mol H 2,以相同的条件进行反应,生成CO和H2O(g),当达至U化学平衡状态时, 反应混合物里 CO H2O(g)、CO、H2各为0.005 mol,其组成与前者完全相同。板书反应开始 v正v逆反应过程中:v正减少,v逆增大一定时间后:v正=v逆,可逆反应达到平衡,化学平衡建立。师请大家思考当可逆反应达到平衡状态

21、时,反应是否停止进行了?若停止了说明是 一个静态平衡;若反应还在进行则应是一个动态平衡。生以溶解平衡作比较,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CO和H2的分子数和逆反应所消耗的 CO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。板书(让学生读出化学平衡状态的概念,教师板书)二、化学平衡状态(化学平衡)定义: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 各组分的浓度保持不变的状态。启发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?

22、生分析定义, 归纳总结, 化学平衡的特征: (1)化学平衡研究的对象是可逆反应; (2) 达到平衡时正反应速率等于逆反应速率; (3)达到平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不 变;(4)由于化学平衡状态时反应仍在进行,故其是一种动态平衡。师评价学生总结结果。大家还应注意化学平衡状态是维持在一定条件下的,一旦条 件发生变化,平衡状态就将遭到破坏。动态平衡也体现了辩证唯物主义的基本观点,即运动 是绝对的,而静止是相对的。板书 2. 特征(1)条件:一定条件下。(2)对象:可逆反应。(3)动:动态平衡。(4)等:v (正)=v (逆)( 5)定:反应混合物中各组分浓度保持不变 补充说明通过刚才大家的

23、自学,发现无论可逆反应从反应物方向开始,还是从生成 物方向开始,只要条件不变,达到平衡状态时就是一样的,所以可以说化学平衡的建立与化 学反应途径无关。板书 3. 化学平衡的建立与途径无关 师在具体的学习过程中,要判断一个可逆化学反应是否达到平衡状态,必须充分地 利用化学平衡的特征,去灵活地寻找在问题的描述中的各种标志,最根本的原则就是看这些 标志能否表明v正=v逆或反应混合物的各组分的浓度一定,就可知化学反应是否达到平衡状态了。组织讨论让学生根据化学平衡的特征分组讨论课本P39的讨论材料。(使学生进一步深刻理解化学平衡的建立和特征)咼温生在教师引导下对该讨论材料进行分析:首先高炉炼铁的反应Fe

24、2Q+3Cb=2Fe+3CO是一个可逆反应;其次在增加炼铁高炉高度后,反应物的浓度、反应温度、催化剂等条 件均未改变,说明其前提条件与原来相同;再则炼铁高炉高度的增加,只是增加了CO与铁矿石接触的时间,由于条件与原来相同,根据化学平衡建立的特征,当平衡建立后反应混合物 的组分将不随时间的变化而改变。结论:这个工程师的这种设想是错误的。不能改变炉气中CO的浓度。师那么是不是说这个问题就不能解决了呢?不是的,只要改变维持平衡的某些条件 就可以达到减少炉气中CO浓度的目的。(为化学平衡移动的学习作复笔)关于这个问题等学习了化学平衡移动原理之后就很容易解决了。投影练习可逆反应2NQFN0+0 2在密闭

25、容器中反应,达到平衡状态的标志是 ()单位时间内生成 n mol O2的同时生成2n mol NO2;单位时间内生成 n mol O 2的同时, 生成2n mol NO ;用NQ、NO O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为 2 : 2 : 1的状 态;混合气体的颜色不再改变的状态;混合气体的密度不再改变的状态;混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态B. C. D.解析表示 v (正)=v (逆),正确。不能表示v (正)=v (逆),不正确。只要发生反应 v(NO2) : v(NO) : v(O2)=2 : 2 : 1,错误混合气体颜色不变,说明各物质浓度不变,正确因不知体积是否变化,

26、因此混合气体密度不变不能说明已达平衡。混合气体的平均相对分子质量不变,说明气体的总物质的量不变,说明已达平衡。答案A小结本节课我们以蔗糖溶解平衡的建立为基础和参照,以CO和 HO(g)为例讨论了化学平衡建立的过程,总结了化学平衡状态的基本特征是:一定条件、可逆反应、动、等、定 等。另外我们通过一个典型例题和对教材中材料的讨论,加深了对化学平衡知识的进一步理 解。本节课的重点是理解和掌握化学平衡的建立和基本特征。布置作业P40 一、二板书设计第二节化学平衡一、化学平衡的研究对象一一可逆反应二、化学平衡的建立溶解平衡的建立开始时v (溶解)v (结晶)平衡时v (溶解)=v (结晶)(特征)。结论:溶解平衡是一种动态平衡化学平衡的建立反应开始:V (正) v (逆)反应过程中:v (正)减小,v (逆)增大。一定时间后:v (正)=v (逆),可逆反应达到平衡,化学平衡建立。二、化学平衡状态(化学平衡)定义:是指在

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