影响化学平衡的条件(第一课时)

第三节影响化学平衡的条件（第一课时）辽宁省大连育明高中钱红微[教学目标]1．知识与技能（1）懂得有哪些因素对化学平衡有影响。理解浓度、压强等条件对化学平衡的影响。（2）初步了解化学平衡移动原理。2．过程与方法（1）通过总结浓度、压强对化学平衡的影响，培养和训练抽象概括能力。（2）通过有关化学实验设计、观察、操作、分析、解释，提高同学们设计实验的能力，同时培养了独立分析解决问题的能力。3．情感、态度、价值观（3）利用浓度、压强对化学平衡的影响的局限性，教育学生在应用原理时应注意其适用范围，对学生进行科学态度和科学方法的教育。3．重点和难点浓度、压强对化学平衡的影响。[教学过程]教师活动学生活动教学意图[复习导入]勒夏特列是法国著名科学家，他曾对英国钢铁工业中的有些人提出批评，指出用增加高炉高度的办法来减少高炉气中CO的含量是行不通的。勒夏特列为什么对这些人提出批评？可逆反应平衡状态时各成分含量保持不变，转化率不变，CO的含量不变。如何减少高炉气中CO的含量？打破原有平衡今天我们来共同探讨如何打破原有平衡，即影响化学平衡的条件。[板书]第三节影响化学平衡的条件[叙述]我们研究化学平衡的目的，并不是希望保持某一个平衡状态不变，而是要研究如何利用外界条件的改变，使旧的化学平衡被破坏，并建立新的较理想的化学平衡。例如，我们并不是希望保持高炉气中CO的含量不变，而是要研究如何破坏旧的化学平衡，使高炉气中CO的含量减小，我们把可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。分析资料回答从分析历史事件入手，达到两个目的：1．回忆巩固平衡状态特点这个知识点，起到温故知新的效果。2．由已知到未知引入新课，遵循了学生认识事物的特点。勒夏特列某钢铁厂尾气[幻灯片][板书]一、化学平衡的移动[提问]哪些条件可以使化学平衡移动？v发生了变化，化学平衡一定移动吗？[引导学生讨论]分两个层次：①平衡状态的特征是v正=v逆；通过改变外界条件，使v正≠v逆，平衡移动。②T、P、C、催化剂等外界条件的改变，能影响v,有可能使平衡移动v发生了变化，化学平衡不一定移动v变化之后v正≠v逆，则平衡移动v变化之后v正=v逆，则平衡不移动[动画]思考：平衡状态的特征及实质讨论交流得出结论开门见山，直接提问可能影响平衡移动的因素，激发学生求知的兴趣，吸引学生思考，提早进入思维的兴奋区。引导学生分层次讨论问题，培养学生思维的严密性，同时更重要的是把速率和平衡移动紧密地联系在一起，学生自然会想到影响速率的条件就可能影响平衡。化学平衡状态v正=v逆新化学平衡状态v正〞=v逆〞v正′≠v逆′条件改变平衡移动v正′v逆′向正反应方向移动v正′v逆′向逆反应方向移动[过渡]T、P、C、催化剂等外界条件的改变，能影响v,有可能使平衡移动，我们通过那些办法能确认影响化学平衡的移动的条件呢？由于时间的问题，我们这节课只讨论浓度、压强对平衡的影响。[板书]二、影响化学平衡的移动的条件（一）从实验出发[[启发学生设计实验]我们现有如下实验药品和器材：0.01mol/LFeCl3溶液、0.01mol/LKSCN（已知：FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl，Fe(SCN)3溶液是红色的）、NO2和N2O4的混合气体、注射器、试管、胶头滴管、胶塞、电脑。请设计实验探讨浓度、压强对平衡的影响。[实验方案讨论、评价]你想到了哪些方法？其他同学认为这些方法可行吗？观察实验器材和药品回忆浓度和压强对速率的影响交流多种实验方案探讨可行性方案浓度、温度对平衡的影响是本节课的重点、难点，对于这个问题的学习过程分两步走：1．由实验得出结论2．从理论上解释浓度、压强如何影响平衡。学生对影响平衡的条件已经有了初步的理论基础，所以学生有能力独立设计实验，探讨浓度、压强对平衡的影响。给出电脑的目的是提醒学生还可以从网络上获取信息。通过实验设计，提高同学们设计实验的能力，同时培养了同学们运用现有条件解决问题的能力实验一实验二实验三上网查材料,某温度时，N2与H2的混合气体反应生成NH3的实验数据：压强/MPa15103060100v(NH3)%[学生分组实验]我们分成几个小组分别完成同学们的设想，老师提前上网帮同学们查找了如下资料450℃时，某N2与H2的混合气体反应生成NH3的实验数据如下：[讨论实验现象及结论]实验一、FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl现象：FeCl3或KSCN溶液的浓度增大，溶液颜色加深。解释：反应物的浓度增大，平衡向正反应方向移动,Fe(SCN)3浓度增大。结论：反应物的浓度增大，平衡向正反应方向移动，浓度影响平衡移动。实验二、现象：当活塞往外拉时，混合气体的颜色先变浅又逐渐变深。当活塞往里推时，混合气体的颜色先变深又逐渐变浅。解释：当活塞往外拉时：混合气体的颜色先变浅，必然是针筒内体积增大，使NO2浓度也减小，颜色变浅，这是外界条件压强减小带来的直接结果；后来颜色逐渐变深，必然是由于压强减小引起NO2浓度增大，说明平衡向着逆反应方向移动。这是外界条件压强减小时平衡移动带来的结果。同样道理，当活塞往里推时：颜色先变深，是由于外界条件压强增大带来的直接结果使NO2浓度增多。后来颜色是外界条件压强增大时平衡正反应方向移动带来的结果使NO2浓度减小。结论：增大压强向气体分子总数减小的方向移动，反之则反向移动，压强影响平衡移动。压强/MPa15103060100V(NH3)%2.09.216.435.553.669.4动手操作讨论回答问题理解在混合液颜色变化过程中,颜色变化的本质原因以及平衡的变化，思考浓度对平衡的影响交流实验现象探讨实验现象产生的原因得出结论：压强对平衡的影响分组实验主要是让同学们亲身感知浓度、压强对平衡移动的影响，得到印象深刻的直接经验；同时也培养了学生的动手操作能力和合作精神。通过实验得出结论通过实验设计------探讨方案------动手操作------得出结论四个步骤，使学生初步学会利用浓度、压强变化，判断平衡移动的方向，为进一步学习平衡移动打下基础。实验三、N2(g)+3H2(g)2NH3(g)现象：增大压强，氨气的体积分数增大。解释：增大压强平衡向正反应方向移动。结论：增大压强向气体分子总数减小的方向移动，反之则反向移动，压强影响平衡移动。[过渡]我们通过实验，验证了浓度和压强确实对平衡移动有影响，现在我们从理论出发深入探讨浓度、压强对化学平衡移动的影响。在改变浓度这个外界条件的同时，化学反应速率发生了怎样的变化，才产生了平衡向正反应方向移动这个结果？请同学们完成下表。[板书]（二）从理论出发1．浓度对化学平衡的影响[动画]（把学生分四组，每组完成一个内容）条件改变瞬时速度移动方向移动结果v－t图象v正v逆v正v逆Fe(SCN)3色C(反应物)增大C(反应物)减小C(生成物)增大C(生成物)减小回忆浓度对正、逆反应速率的影响思考浓度对平衡的影响填写表格已经通过实验得出结论，进一步从理论上分析浓度、压强对平衡得影响，加深同学们的理解。浓度对平衡的影响分为四种情况：反应物浓度增大、减小，生成物浓度增大、减小，只要真正会一种情况，其他情况也不成问题，所以每个小组只要完成一种情况就行了，这样节约了时间增大课容量。[动画]当C(反应物)增大的那一时刻，v正立即增大；v逆在那一时刻无变化；此时v正v逆；平衡向正反应方向移动；Fe(SCN)3的浓度增大；溶液颜色加深。从这一时刻开始，因Fe(SCN)3的浓度不断增大，使v逆开始变大，因平衡向正反应方向移动，FeCl3、KSCN浓度都减小，v正开始变小，当v正=v逆时，达到一个新的平衡状态。v－t图象如下：C(反应物)减小、C(生成物)增大、C(生成物)减小的情况与上述类似。[发散]当反应物或生成物中有固体或纯液体，改变他们的用量，化学反应速率如何变化？对平衡有何影响？[结论]固体或纯液体的浓度为常数，改变他们的用量，对浓度无影响，化学反应速率不变，所以对平衡也无影响。[组织学生讨论]综合上面关于浓度对平衡影响的分析，得出什么样的结论？思考回答讨论回答得出结论把问题的解决过程通过动画展示，一步一步突破难点。学生通过绘制v－t图象进一步加深浓度对平衡移动影响的理解。其他三种情况与上述类似，直接提问，通过同学得出正确答案即可，只需在有问题的地方加以点拨。学生熟知改变固体或纯液体用量对速率的影响，通过知识迁移，得出对平衡的影响，深入挖掘浓度对平衡影响这个知识点。0[板书]增大反应物浓度（减小生成物浓度），向正反应方向移动；减小反应物浓度（增大生成物浓度），向逆反应方向移动；改变固体或纯液体的用量，平衡不移动。[过渡]浓度的改变使平衡产生了移动，我们前面的实验还验证了说明压强对平衡移动的有影响，这是为什们呢？[板书]2．压强对平衡的影响[分析]压强改变，对固体或纯液体的浓度几乎无改变；而气体的浓度发生改变；也就是说，气体越多，浓度改变的程度也就越大，准确的说，气体分子总数多的一方浓度改变的程度大。我们以合成氨反应为例：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，C(N2)、C(H2)影响v正；C(NH3)影响v逆。当压强增大时：虽然C(N2)、C(H2)、C(NH3)均增大，即v正、v逆均增大，但是气体分子总数多的浓度随平衡的改变程度大，（N2、H2的气体分子总数为4，NH3的气体分子总数为2），C(N2)、C(H2)增加的倍数多，C(NH3)增加的倍数少；即v正增加的程度大，v逆增加的程度小，所以v正v逆，平衡向正反应方向移动。[板书]增大压强，平衡向气体体积减小（气体分子总数少）的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大（气体分子总数多）的方向移动思考理解学生知道压强对速率的改变是通过改变浓度实现的，这样很容易把压强对平衡的影响与浓度联系起来，得出“气体分子总数多的一方浓度改变的程度大”的结论。这对于理解压强对平衡的影响是很重要的。[动画][提问]与浓度对平衡影响的图像有何不同？无连接点。[动画]减小压强，合成氨反应向哪个方向进行？为什么？用v－t图象表示这一过程。条件改变瞬时速度移动方向移动结果v－t图象v正v逆v正v逆PP减小[过渡]我们已经分析了压强对可逆反应速率的影响，知道压强改变能使化学平衡发生移动。思考观察领悟回答完成表格理解压强对平衡的影响通过图像进一步理解压强对平衡移动的影响，并通过与浓度对平衡影响的图像相对比，巩固浓度、压强对正、逆反应速率不同影响的认识。加深压强对平衡移动影响的认识，帮助同学们突破难点；同时也培养了学生即时运用所的知识的能力。[幻灯片]接下来请同学们讨论改变压强，以下可逆反应平衡向哪个方向移动？同时思考：你从每个反应中得到哪些启发？压强改变能否使所有化学平衡都发生移动呢？2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3CuC(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)[引导学生回答]（配合动画）Ⅰ：压强减小平衡不移动。H2、I2的气体分子总数为2，HI的气体分子总数也为2，分子总数相等，所以减小压强时，v正、v逆减小的倍数相同，平衡不移动。即：反应前后气态物质的总体积无变化的可逆反应，改变压强，平衡不移动。思考问题回答问题对比答案总结结论为了使丰富压强对平衡的影响，设计了几种不同类型的问题：改变压强平衡不移动、压强不变平衡移动等，每个问题都是压强对平衡影响的特例，通过思考这些特例，帮助学生真正理解压强对平衡的影响。ⅠⅡⅢⅣ体积增大压强减小体积增大使压强减小恒容充惰气使压强增大恒压充惰气Ⅱ：2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu压强减小平衡不移动。体系无气态物质，压强改变对非气态物质的浓度无影响，即对v正、v逆都无变化，仍然v正=v逆，平衡不移动。即：平衡体系无气体的可逆反应，改变压强不能使平衡移动。Ⅲ：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)恒容充惰气，虽然压强增大，但体积无变化，H2O、CO、H2等气体的浓度无变化，v正、v逆都无变化，v正=v逆，平衡不移动。即：恒容条件下充入惰性气体平衡不移动Ⅳ：C(s