2024-2025学年新教材高中化学第二章化学反应速率与化学平衡2.1化学平衡的状态教案新人教版选择性必修1

PAGE4-化学平衡的状态【教学目标】1．通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡。2．知道化学平衡状态的特征，推断反应是否达到化学平衡状态。【教学重难点】平衡状态的推断【教学过程】1.新课导入[师]在科学探讨和化工生产中，只考虑化学反应速率是不够的。例如，在工业生产中，除了须要考虑使原料尽可能快地转化为产品，还须要考虑使原料尽可能多地转化为产品，这就涉及到化学反应进行的限度，即化学平衡问题。2.新课讲授[板书]一、化学平衡的建立[设疑]许多化学反应是可逆的。什么是可逆反应？可逆反应有什么特点？[师]在相同条件下，既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的化学反应。可逆反应用连接，把从左向右进行的反应称作正反应，从右向左的进行的反应称作逆反应。可逆反应具有双向性、双同性、共存性。[师]以合成氨为例，合成氨反应有关物质的浓度随时间变更如图所示。[投影][学生活动]视察并表述各物质的浓度变更：由a图可知：N2与H2发生反应。随着反应的进行，体系中NH3的浓度渐渐增大，而N2与H2的浓度渐渐减小。从某一时刻起先，它们的浓度均不再变更。由b图可知：NH3发生分解反应。随着反应的进行，体系中N2与H2的浓度渐渐增大，而NH3的浓度渐渐减小。从某一时刻起先，它们的浓度均不再变更。[师]a图表示的是合成氨的正反应，b图表示的是合成氨的逆反应，试分析反应起先时、过程中及平衡时反应物、生成物质浓度的变更与正、逆反应速率的变更。[生]起先时，反应物浓度最大，正反应速率最大，生成物浓度为0，逆反应速率为0；反应过程中，反应物浓度渐渐减小，正反应速率也渐渐减小，生成物浓度渐渐增大，逆反应速率也渐渐增大；一段时间后，达到平衡，此时各组分浓度保持不变，正反应速率等于逆反应速率。[师]我们可以借助图像来理解化学平衡的建立。[投影]浓度—时间图像速率—时间图像[师]对于浓度时间图像，当可逆反应起先后，反应物的浓度渐渐减小，生成物的浓度则由零起先渐渐增大。从某一时刻起先，它们的浓度均不再变更。对于速率时间图像，当可逆反应起先时，v正最大，v逆为零。随着反应的进行，v正渐渐减小，v逆渐渐增大。反应进行到某一时刻，v正=v逆，此时，该可逆反应达到了化学平衡状态。[过渡]在肯定条件下，像合成氨这样的可逆反应体系中，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而变更，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。化学平衡是一种动态平衡。[板书]二、化学平衡状态[师]依据化学平衡的概念，想一想化学平衡的运用范围、内在本质、外在标记、条件及特征。[生]思索并回答。[师]化学平衡状态是指在肯定条件下的可逆反应，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。这也是推断化学平衡的干脆依据。[设疑]推断化学平衡还有哪些依据？[总结]化学平衡状态的推断方法1.干脆推断：(1)v正=v逆≠0(即同一物质的消耗速率与生成速率相等)(2)各物质的浓度保持不变。2.间接推断：(1)各物质的百分含量保持不变(2)各物质的物质的量不随时间的变更而变更。(3)各气体的体积不随时间的变更而变更。(4)反应物的转化率保持不变。(5)平衡体系的颜色保持不变。(6)绝热的恒容反应体系中的温度保持不变。3.特别推断：mA(g)

+

nB(g)

pC(g)

+

qD(g)

是否达到平衡混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或物质的量分数肯定是②各物质的质量或质量分数肯定是③各气体的体积或体积分数肯定是④总体积、总压强、总物质的量肯定不肯定正逆反应速率的关系①单位时间内消耗m

molA，同时生成m

mol

A是②单位时间内消耗了n

molB，同时消耗p

molC是③v(A):v(B):v(C):

v(D)

=

m

:

n

:

p

:

q

不肯定④单位时间内生成n

molB，同时消耗q

molD不肯定压强①其他条件不变，m+n≠p+q时，总压力肯定是②其他条件不变，m+n=p+q时，总压力肯定不肯定平均分子量M①m+n≠p+q时，M肯定是②m+n＝p+q时，M肯定不肯定温度其他条件肯定时，体系温度肯定是体系密度其它条件肯定时，密度肯定不肯定颜色组成成分有颜色时，体系颜色不再变更是反应物转化率转化率不变是浓度反应体系中各物质的浓度不变是反应体系中各物质的浓度增大或减小否3.课堂小结[师]化学平衡状态推断的两种误区”。①各组分的浓度相等证明反应达到平衡状态。②各组分的分子数等于化学计里数之比证明反应达到平衡状态。反应达到化学平衡状态时各组分的浓度保持不变，但不肯定相等，也不