第三节-化学平衡教案(新人教版选修)

衿第三节化学平衡膇临沂高新实验中学尹克平芃教学目标：膂知识与技能：罿①理解化学反应的可逆性；薈②掌握化学平衡的涵义，理解化学平衡和化学反应速率之间的内在联系；肅③理解勒夏特列原理的涵义，掌握浓度、压强、温度等条件对化学反应速率的影响；蒃④掌握化学平衡常数的含义及其简单计算；薀⑤掌握化学平衡的有关计算，如平衡浓度转化率、反应前后气体压强变化，平衡混合气体的平均相对分子质量等。膇过程与方法：羅①在理解化学平衡时，初步掌握将化学问题以及内在规律抽象为数学问题，利用数学工具解决化学问题的能力；节②培养学生分析、推理、归纳、概括和总结的能力；蚀③以平衡移动定律为主线，结合实验进行串联、延伸培养分析问题的能力。薈情感态度与价值观：蚇通过对动态平衡的学习，加深理解“对立统一”这一辩证唯物主义观点芅教学重点：螀化学平衡的特征罿浓度、压强和温度对化学平衡的影响肅教学难点：肄化学平衡的建立螀平衡移动原理的应用莀课时安排：2课时袆教学方法：问题探究、实验观察、启发讨论、归纳推理螃教学用具：袀药品：0.01mol/LFeCl3、0.01mol/LKSCN、1mol/LFeCl3、1mol/LKSCN、NO2和N2O4混合气体螁仪器：4支小试管、两只小烧杯芄教学过程：袅第一课时羀【引入】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。前者是化学反应速率问题，后者即是化学平衡要研究的内容。这一节我们就来研究化学反应进行的程度问题。羇【板书】第三节化学平衡羆【讲解】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。所以，化学平衡的研究对象是可逆反应。薄【阅读】阅读教材25页了解什么是可逆反应？可逆反应有什么特点？什么是正反应、逆反应？肀【学生回答】在同一条件下，能同时向正、逆两个反应方向进行的反应为可逆反应。莈【设问】在一密闭容器中通入2molSO2和1mol18O2（加入V2O5并加热），若隔一段时间后做同位素示踪检测18O原子，在哪些物质中存在18O原子？经过足够长的时间，最终能否得到2molSO３？螈【讨论后回答】可逆反应的特点：在正反应进行的同时逆反应也在进行；可逆反应不能进行到底。莃【板书】一、可逆反应与不可逆反应１、２、腿可逆反应：３、４、蝿可逆反应的特点：膆【过渡】大家来考虑这样一个问题，我现在在一个盛水的水杯中加入蔗糖，当加入一定量之后，凭大家的经验，你们觉得会怎么样呢？膂【学生回答】开始加进去的很快就溶解了，加到一定量之后就不溶了。艿【设问】不溶了是否就意味着停止溶解呢？膀【学生回答】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度，形成蔗糖的饱和溶液。袈【讲解】所以说刚才回答说不溶解了是不恰当的，只能说从宏观上看到蔗糖的量不变了，溶解并没有停止。膅【投影】三维动画演示一定量蔗糖分子在水中的溶解过程。荿【学生】观看动画效果，进一步理解溶解过程。芇【讲解】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。莆【板书】3、溶解平衡的建立羄开始时：v(溶解)v(结晶)荿平衡时：v(溶解)=v(结晶)蚈固体溶质溶液中的溶质肈结论：溶解平衡是一种动态平衡蚃【过渡】那么对于可逆反应来说，又是怎样的情形呢？我们以CO和H2O（g）的反应为例来说明化学平衡的建立过程。螃【板书】二、化学平衡状态聿1、化学平衡的建立蒅【讨论】可逆反应CO+H2O(g)CO2+H2，在1L密闭容器中进行，已知起始时，CO和H2O（g）的物质的量均为0.05mol，请你画出反应物浓度和生成物浓度随时间变化的图形（c—t图）及反应速率（v正、v逆）随时间变化的图形（v—t图）并总结规律。螆【学生讨论后画出】袃由以上分析，总结什么是化学平衡状态？葿【板书】化学平衡状态：芇化学平衡状态研究的对象：一定条件下的可逆反应蒄【讨论】1、反应开始时，反应物CO、H2O(g)的浓度和生成物CO2、H2的浓度如何？正反应和逆反应的速率如何？羃２、随着反应的进行，反应物和生成物的浓度怎样变化？正、逆反应速率怎样变化？袀３、当ｖ正＞ｖ逆时，反应物的浓度和生成物浓度会不会发生变化？为什么？蚅【讲解】一定条件下，正、逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再随时间变化而变化的状态。平衡状态也就是该可逆反应在该条件下反应进行的最大程度。芃【讨论】１、当一个可逆反应达到平衡时，各物质的浓度保持不变，这时反应是否停止了？（强调ｖ正＝ｖ逆≠０；平衡是动态的，而不是静止的）肃２、为什么达到平衡状态时反应混合物中各物质的浓度保持不变？（强调动和静以及现象与本质的关系）羇3、化学平衡状态是不是永恒不变的？（强调化学平衡是有条件的、暂时的、相对的平衡，强调内因和外因的关系）莇【通过讨论，阅读教材后总结回答，板书】肂【板书】2、化学平衡状态的特征：（1）（2）肃动：动态平衡（3）（4）莈等：ｖ正=ｖ逆（5）（6）袅定：各组分的浓度不再发生变化（7）（8）肅变：如果外界条件改变，原有的化学平衡状态将被破坏膂【讲解】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状态的特征，去灵活地寻找在问题中描述的各种标志，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。蝿【练习】在一定条件下，密闭容器中进行如下的可逆反应：N2+3H22NH3请判断下列情况是否说明该反应已经达到化学平衡状态：（1）（2）薇反应物浓度等于生成物浓度；（3）（4）袄容器中N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2；（5）（6）节单位时间内生成nmolN2同时生成3nmolH2；（7）（8）膀反应物混合体系的压强不随时间段的变化而变化；（9）（10）肅H2的生成速率等于NH3的生成速率；（11）（12）蚃容器内混合其体的密度不再变化。莂教学说明：莇化学反应速率及化学平衡知识都是很抽象的，在教学中只能以学生所熟悉的蔗糖溶解平衡的建立入手，逐步设置知识台阶，应用所学的化学反应速率的知识，对可逆反应CO+H2O(g)CO2+H2的数据作图形分析，慢慢地导入化学平衡的建立。化学平衡的观点建立了，化学平衡的特征就顺理成章地总结出来了。螇第二课时莂【复习引入】化学平衡的特征是什么？蒂当外界条件改变时，化学平衡将会发生移动，直到达到新的平衡。下面我们着重学习影响化学平衡的外界条件及影响结果。螈【板书】外界条件对化学平衡的影响膄1、浓度对化学平衡的影响蒅【实验探究】仔细观察教材[实验2—5]和[实验2—6]可以得出什么结论？薂结论：增大反应物浓度，正反应速率，平衡向移动；膈增大生成物浓度，逆反应速率，平衡向移动；袆减小反应物浓度，正反应速率，平衡向移动；膃减小生成物浓度，逆反应速率，平衡向移动。薂【学生总结，教师板书】蕿（1）规律：其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，都使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浓度都使化学平衡向逆反应方向移动。莄【讨论】在v—t图中表示出增加FeCl3和增加NaOH溶液后，正、逆反应速率的变化情况。羂【练习】画出以下几种情况的速率—时间图蚂减小生成物浓度减小反应物浓度增大生成物浓度增大反应物浓度羀（由四个学生板演后，不完善或不正确的地方由其他学生修改、补充，由教师总结得出以下结论）肆【分组讨论】以上平衡移动的v—t图有何特点？蚂（讨论后每组选出一个代表回答）a、b、蒈改变反应物浓度，只能使正反应速率瞬间增大或减小；改变生成物浓度，只能使逆反应速率瞬间增大或减小。c、d、螄只要正反应速率在上面，逆反应速率在下面，即v正v逆化学平衡一定向正反应方向移动；反之向逆反应方向移动。e、f、薅只要是增大浓度，不论增大的是反应物浓度，还是生成物浓度，新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态；减小浓度，新平衡条件下的速率一定小于原平衡状态。蒁【练习】可逆反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一定条件下达到平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡的移动?CO浓度有何变化？薈①增大水蒸气浓度②加入更多的碳③增加氢气浓度膅【设问】加入更多的碳为什么平衡不移动？羃【学生回答】因为增加碳的用量并不能改变其浓度，不能改变反应速率。芀【讲解】对，增加固体或纯液体的量不能改变其浓度，也不能改变反应速率。所以v正仍等于v逆平衡不移动。蚈以上我们研究了浓度对化学平衡的影响，下面我们再来研究影响化学平衡的其他因素。薆【板书】2、压强对化学平衡的影响蚅下表是450℃时，N2和H2反应生成NH3（N2+3H22NH3）的实验数据。聿压强/Mpa螈1羇5膂10肂30袈60膃100袄NH3/%袀2.0羈9.2薄16.4莂35.5蕿53.6肈69.4羅分析上述数据，你可以得出什么结论：肄在其他条件不变的情况下，增大压强，平衡向移动，减小压强，平衡向移动。蚂【讨论】1、对于H2(g)+I2(g)2HI反应，若改变压强，平衡有何变化？为什么？肈2、对于平衡混合物都是固体或液体的反应，改变压强，平衡怎样移动？莆【学生讨论后，回答】蒂1、平衡不移动，因为反应前后气体体积不变；莁2、压强对固体和液体几乎无影响。膇【板书】对有气体参加且反应前后气体体积有变化的可逆反应，增大压强，使化学平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强使化学平衡向气体体积增大的方向移动；对于反应前后气体体积无变化的反应，改变压强化学平衡不移动。螇【练习】下列反应达到化学平衡时，增大压强，平衡是否移动？向哪个方向移动？膄①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)②H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)膀③H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)芇⑤H2S(g)H2(g)+S(s)袄答案：①正向移动；②不移动；③逆向移动；④逆向移动；⑤不移动蚂【过渡】从上面的分析可知，改变一种反应物或生成物的浓度，一定会引起平衡移动，而改变压强却不一定能引起平衡移动。若是改变温度是否会引起平衡移动呢？下面我们通过实验来得出结论。罿【板书】3、温度对化学平衡的影响莇【实验探究】观察[实验2—7]芅NO2为色气体，N2O4为色气体莄对于反应2NO2(g)N2O4(g)△H=—56.9KJ/mol，升高温度，混合气体的颜色，羂降低温度，混合气体颜色。蒇升高温度，化学平衡向方向移动蚆降低温度，化学平衡向方向移动袁【学生讨论后，得出结论】螁【板书】结论：在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，化学平衡向放热反应的方向移动。薇【引导】升高温度，正逆反应速率均会增大，但从平衡移动方向来看，谁增大幅度大？肇【学生回答】逆反应速率薃【引导】降低温度，谁降低幅度大？葿【学生回答】逆反应速率薇请大家根据改变我的时，正逆反应速率的变化，画出正反应为放热反应和正反应为吸热反应两种情况下，升高和降低温度时，平衡移动过程的速率—时间图。蒇（学生在练习本上画出，个别同学上黑板板演，由其他同学评价、修改，最后得出正确的结论）羁【讲解】我们知道影响化学反应速率的因素除浓度、压强、温度外，还有催化剂，但大量实验事实证明，催化剂只能同等程度地加快正逆反应速率，缩短达到化学平衡所需时间，却不能引起平衡移动。薂【板书】4、催化剂对平衡无影响膈【讨论】根据以上外界条件对化学平衡的影响可发现什么规律？肆【学生讨论后、回答、教师板书】膅勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的条件之一（如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。螃【过渡】当外界条件改变时，平衡将发生改变，但平衡的移动前后是否还有关系呢？下面我们就来研究