2022年高二化学 专题二 化学平衡常数教学案

2022年高二化学 专题二 化学平衡常数教学案教学目标 二课时1、知识与技能（1）知道化学平衡常数的含义（2）能利用化学平衡常数进行简单的计算（3）了解平衡转化率概念，学会有关平衡转化率的计算。2、过程与方法（1）在概念教学中，培养学生的思维能力（2）通过化学平衡常数的计算教学，培养学生的计算能力（3）通过对数据分析，培养学生分析、处理数据的能力，提高学生逻辑归纳能力3、情感态度与价值观（1）以本节知识为载体使学生感到获取新知识新方法的喜悦，激发学生学习化学的积极性（2）通过对实验数据的分析，培养学生严谨求实、积极实践的科学作风重点、难点本节重点、难点：化学平衡常数表达式的书写、化学平衡常数的含义、化学平衡常数的应用教学过程：【引入】我们知道，在一定条件下的可逆反应存在化学平衡状态，化学平衡状态是在一定条件下可逆反应进行的最大限度。化学平衡时，反应物和生成物的浓度都不随时间变化。这时，平衡体系中，反应物和生成物两者的浓度之间是否存在某种关系呢？阅读课本P48 问题解决，完成课本表2-6中的空格，分析表中的数据，思考：1、化学平衡状态的建立与化学反应的途径有无联系？2、可逆反应达化学平衡时反应物和生成物的物质的量浓度之间的关系？【结论】在一定温度下，可逆反应无论正反应开始，或是从逆反应开始，又无论反应起始时反应物浓度的大小，最后都能达到平衡。也就是说，化学平衡状态的建立与反应的途径无关。达化学平衡状态时，生成物浓度与反应物浓度的比值随起始浓度的改变而改变，但生成物浓度的指数幂的乘积除以反应物浓度指数幂的乘积，得到的比值是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数。大量的实验事实表明，除了NO2与N2O4的相互转化外，其它的可逆反应，在一定温度下，当反应达平衡状态时，生成物浓度的指数幂的乘积除以反应物浓度指数幂的乘积，得到的比值也是一个常数，即化学平衡常数。【板书】一、化学平衡常数（简称 平衡常数 ） 1、定义：在一定温度下，无论反应物的起始浓度如何，可逆反应达到平衡时，各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值是个常数,这个常数叫化学平衡常数，（简称 平衡常数 ）用符号 K 表示。【教师讲解】如果我们将其推广到任意的一个可逆反应：aA+bB cC+dD，当温度一定时，其平衡常数K的表达式怎样写？ 投影： K=CcDd/AaBb师：这个式子就称为这个反应的化学平衡常数表达式， 2、化学平衡常数表达式：对可逆反应 aA+bB cC+dDK=CcDd/AaBb练习：对于 N2(g)+3 H2(g) 2NH3(g) ，该反应的化学平衡常数表达式？【交流与讨论】P48P49 分析表28和29，总结可逆反应平衡常数的使用条件和书写平衡常数表达式的注意事项。【小结】3、使用条件及书写注意事项：1）使用平衡常数时应注明温度。原因是： 平衡常数随反应温度的变化而变化 。化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物浓度无关。温度升高，K值增大，则正反应为吸热反应；温度升高，K值减小，则正反应为放热反应。【表28】2）化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，由于书写的方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数就不同。但相互间可以换算。【29】1、2例子3）反应中固体、液态水的浓度不必写出。【29】3、4例子。原因是：当反应中有固体物质参加时，分子间的碰撞只能在固体的表面进行，固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响，因此，固体的“浓度”作为常数，在平衡常数表达式中不写固体的浓度。稀溶液中的水分子浓度可以不写。因为稀溶液的密度接近于1g/cm3 H2O=1000/18=55.5mol/l。在化学变化过程中，水量的改变对水的浓度变化影响极小，所以水的浓度也是一个常数。在平衡常数表达式中不写出来。 但若是一个非水相的反应，如：有机反应有水参加的反应，或水的状态不是液态的，此时水的浓度就不是一个常数，应在平衡常数表达式中表示出来。例1：在高温下，铁能与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，该反应为可逆反应。 请写出反应的化学方程式： 。请写出上述反应的平衡常数表达式： 。思考：相同温度下，对于化学方程式：2NO2 N2O4 N2O4 2NO2 中对应的化学平衡常数K1、K2二者关系为 K1 = 1/K2 。4）同一条件下，正、逆反应的平衡常数互为倒数关系。【设问】通过学习我们知道了化学平衡常数的定义和表达式的书写，那提出化学平衡常数有什么意义？对我们研究化学反应进行的程度有什么帮助？分析课本 P48 表2-7，思考平衡常数的意义。【板书】4、化学平衡常数的意义【讲解】由表2-7说明，不同的化学平衡体系，其平衡常数（K）不一样。K值越大，说明生成物的平衡浓度 所占的比例越大 ，反应物的平衡浓度 所占的比例越小 ，即表明反应进行得 越完全、彻底 ；反之，则反。1）平衡常数K值的大小能说明 反应进行的程度（也叫反应的限度） 。a、 K值越大，表示反应进行的越完全，K值越小，表示反应进行的越不完全。 【设问】那么什么程度我们可以认为反应比较彻底了呢？讲解：一般的说，如果反应的平衡常数的数值在105左右，通常认为反应可进行得比较完全，相反，如果一个反应的平衡常数数值在10-5左右，则认为这个反应很难进行。思考：通常认为H2与I2反应是可逆反应，而H2 与F2反应是不可逆反应 ，试从平衡常数角度对之进行合理解释。【板书】b、一般当K105时，该反应进行得基本完全。2）平衡常数K与温度有关，与浓度无关，由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。3）通过平衡常数K值可判断反应是否达平衡，以及未平衡时反应进行的方向。师：我们已经知道化学平衡常数，是指该反应达到平衡状态时的情况，那么对于任意的一个反应：aA+bB cC+dD 在任意状态时的浓度幂之积的比值，称为浓度商。 aA+bB cC+dD 任意状态浓度商（Q）=cc(C)cd(D)/ ca(A)cb(B)师：平衡状态是任意状态时的一种特例，我们可以借助浓度商与平衡常数K比较，判别一个反应是否达到化学平衡状态，那么同学们考虑一下什么情况下反应达到平衡呢？ 若Q=K表明反应 已达平衡状态 ；若QK表明反应 向正反应方向进行 ；若QK表明反应 向逆反应方向进行 。因此，通过平衡常数K值可判断反应是否达平衡，以及未平衡时反应进行的方向。例：高炉炼铁中发生的基本反应如下: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)Q。其平衡常数可表达为: ，已知1100，K=0.263 1100时，测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_否_(填“是”或“否”)，此时化学反应向哪个方向进行？其原因是 。（QK，生成物浓度增加，反应物浓度减小，反应向正反应方向进行）（Q=0。25）练习：0时， CO（g）+H2O（g） CO2（g）H2（g）的 K1。此时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO，3.0molH2O，1.0molCO2和xmolH2，则：当x5.0时，上述反应向_（填“正反应”或“逆反应”）方向进行。若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是_ _。作业：课本P51 5、6 预习 ：课本P4950 平衡转化率第二课时5、有关化学平衡常数的计算阅读课本P49 例1 化学平衡常数的计算方法，注意解题规范。根据例题格式，完成下列问题：课堂练习：1、850K，向一容积为1.0 L密闭反应器中充入2.0mol SO2和2.0mol O2，当反应达到平衡后测得SO3的物质的量浓度为1.200mol/L计算：该温度下反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3 （g）的平衡常数。过渡：化学平衡常数可预测一定温度和各种起始浓度下反应进行的限度，但用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率来表示反应限度。二、平衡转化率（）1、定义：某一反应物的转化率等于该物质在反应中已转化的量与该物质总量的比值。反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：阅读课本P50例2，注意解题格式练习2、在密闭容器中，将NO2加热到某温度时，可进行如下反应：2NO2 2NO+O2，在平衡时各物质的浓度分别是：NO2=0.06mol/L,NO=0.24mol/L,O2=0.12mol/L.试求：（1）该温度下反应的平衡常数。（2）开始时NO2的浓度。（3） NO2的转化率。K=1.92起始NO2=0. 30mol/L80%练习：练习: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60%，试求：在该温度下。（1）此反应的浓度平衡常数。 2。25作业：课本 P50 问题解决 P51 6（交）导学P4244完成在书上