2.2.2 平衡转化率教学设计-【完美导学】2022-2023学年鲁科版高中化学选择性必修1

第二章化学反应的方向、限度与速率第2节化学反应的限度第二课时平衡转化率学生通过上一节“化学平衡常数”的学习，已经学会了用化学平衡常数来定量表示化学反应进行的限度，但是在实际生产中用平衡常数表示反应限度有时不够直观，因此在本节课中引入了“平衡转化率”这一概念，作为描述化学反应进行限度的另一种方式，是对化学平衡常数的一种补充。通过本节课的学习，学生可以更好地理解化学反应的限度问题，同时能更好地完成平衡转化率与化学平衡常数之间的计算。变化观念与平衡思想：能进一步通过平衡转化率认识化学平衡状态的特征，能够了解平衡转化率的意义；证据推理与模型认知：能使用平衡转化率来定量表示化学反应的限度，并能依据“三段法”计算模型熟练地进行平衡常数、平衡转化率、反应速率、浓度等之间的计算。平衡转化率的计算、“三段法”计算学生复习上一节关于化学平衡常数的相关知识，预习本课内容；教师准备多媒体课件。【联想质疑】在工业生产中，合成氨的反应：该反应在一定条件下存在一定的限度。但是在实际生产中，用平衡常数K表示反应限度有时不够直观，不知道反应物到底反应了多少，同时生成了多少产物。因此在实际应用中，常用平衡转化率α来表示一定条件下的反应限度。【过渡】这节课我们来学习化学反应限度的另一种表示方式——平衡转化率。【板书】二、平衡转化率对于化学反应：aA+bB⇌cC+dD，反应物A的平衡转化率可以表示为：【强调】★物质的平衡转化率越大，表示反应程度越大。★对于溶液体系和恒容的气态反应体系，可以用物质的量浓度进行计算。【牛刀小试】某温度下将H2和I2各0.1mol的气态混合物充入10L密闭容器中充分反应,达到平衡后,测得H2的浓度为0.008mol·L-1。(1)求该温度下的平衡常数。(2)求H2的转化率。【学生活动】分析，解题。【讲解】讲解计算方法、纠正计算结果。【再试一刀】【学生活动】分析，解题。【讲解】对于一个已标明化学方程式的化学反应，温度一定时只有一个平衡常数，但不同反应物的平衡转化率却可能不同。因此，脱离具体的反应物谈化学反应的平衡转化率是没有意义的。【还有一刀】【学生活动】分析，解题。【讲解】化学平衡常数与平衡转化率是密切相关的，可以利用化学平衡常数计算化学反应中某反应物的平衡转化率，也可以由实验测定的平衡转化率计算化学平衡常数。【过渡】有关于化学平衡问题的计算，可按一定步骤建立模式，确定各个量之间的关系进行计算。我们把这种方法称为“三段法”。【讲解】“三段法”例如：可逆反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，假定反应物A、B的起始加入的物质的量分别为amol、bmol，达到平衡时，设A物质转化的物质的量为mxmol。(1)mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)初始物质的量/molab00转化物质的量/molmxnxpxqx平衡物质的量/mola－mxb－nxpx qx对于反应物：n平＝n始－n变对于生成物：n平＝n始＋n变转化物质的量之比等于化学方程式中各物质系数之比。【过渡】“三段法”不仅可以用物质的量来列关系式，也可以用物质的量浓度。【讲解】可逆反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，假定反应物A、B的起始加入的浓度分别为amol·L－1、bmol·L－1，达到平衡时，设物质A转化的浓度为mxmol·L－1。mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)初始浓度/(mol·L－1)ab00转化浓度/(mol·L－1)mxnxpxqx平衡浓度/(mol·L－1)a－mxb－nxpxqx对于反应物：c平＝c始－c变对于生成物：c平＝c始＋c变转化浓度之比等于化学方程式中各物质系数之比(2)步骤①确定反应物或生成物的起始加入量。②确定反应过程的变化量。③确定平衡量。④依据题干中的条件建立等式关系进行解答。【强调】解答化学平衡计算题，要注意构建解题模式，熟练掌握有关物质的量、物质的量浓度、转化率、产率、某组分百分含量、化学平衡常数等各种计算关系式。【课堂随练】(1)反应SO2(g)＋NO2(g)⇌SO3(g)＋NO(g)，若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol·L－1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，试求在该温度下，此反应的平衡常数________。(2)在(1)中温度下，若SO2(g)的初始浓度增大到3mol·L－1，NO2(g)的初始浓度仍为2mol·L－1，试求达到化学平衡时各物质的浓度_________。【学生活动】计算出结果。【借题发挥】计算(1)中NO2的转化率，(2)中SO2、NO2的转化率并比较，你能得出什么结论？【学生活动】计算出结果、思考并交流。【分析验证】完成下述表格，并验证你的结论是否正确。在1200℃时测得反应CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)达平衡时，K＝2.25。试计算CO2(g)和H2(g)的初始浓度分别为下列三种情况下的CO2、H2的平衡转化率，填写下表：初始浓度/(mol•L-1)平衡转化率/%c始(CO2)c始(H2)α(H2)α(CO2)A0.010

00.010

0B0.010

00.012

0C0.010

00.008

0分析上表计算结果，可得出的结论是(1)同一化学反应，不同物质的平衡转化率。(2)增大H2的浓度，CO2转化率的变化是，H2转化率的变化是。(3)减小H2的浓度，CO2转化率的变化是，H2转化率的变化是。【讲解】由以上分析可以发现，提高氢气在原料气组成中的比例，可使二氧化碳的平衡转化率提高；同理，提高二氧化碳在原料气组成中的比例，可使氢气的平衡转化率提高。在化工生产中，根据以上原理，常常通过增加某一种廉价、易得