2019-2020年高中化学 第二章第三节 化学平衡教案 新人教版选修4.doc

2019-2020年高中化学 第二章第三节 化学平衡教案 新人教版选修4课题：第三节 化学平衡(一)授课班级课 时教学目的知识与技能1、理解化学平衡状态等基本概念。2、理解化学平衡状态形成的条件、适用范围、特征。过程与方法1、用化学平衡状态的特征判断可逆反应是否达到化学平衡状态，从而提高判断平衡状态、非平衡状态的能力。2、利用化学平衡的动态特征，渗透对立统一的辩证唯物主义思想教育。3、加强新知识的运用，找到新旧知识的连接处是掌握新知识的关键，培养学生严谨的学习态度和思维习惯。情感态度价值观通过从日常生活、基本化学反应事实中归纳化学状态等，提高学生的归纳和总结能力；通过溶解平衡、化学平衡、可逆反应之间的联系，提高知识的总结归纳能力。重 点化学平衡的概念及特征难 点化学平衡状态的判断知识结构与板书设计第三节 化学平衡一、可逆反应与不可逆反应溶解平衡的建立开始时v（溶解）v(结晶)平衡时v（溶解）=v（结晶）结论：溶解平衡是一种动态平衡二、化学平衡状态1、定义：指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动引入我们已经学过许多化学反应，有的能进行到底，有的不能进行到底。请同学们思考并举例说明。讲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。例如在合成氨工业中，除了需要考虑如何使N2和H2尽快地转变成NH3外，还需要考虑怎样才能使更多的N2和H2转变为NH3，后者所说的就是化学反应进行的程度问题化学平衡。板书第三节 化学平衡讲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反应限度的问题了，所以，化学平衡主要研究的是可逆反应的规律。板书一、可逆反应与不可逆反应思考大家来考虑这样一个问题，我现在在一个盛水的水杯中加蔗糖，当加入一定量之后，凭大家的经验，你们觉得会怎么样呢？开始加进去的很快就溶解了，加到一定量之后就不溶了。问不溶了是否就意味着停止溶解了呢？讲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；另一方面溶解在水中的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。讲所以说刚才回答说不溶了是不恰当的，只能说从宏观上看到蔗糖的量不变了，溶解并没有停止。我这里把这一过程做成了三维动画效果，以帮助大家理解溶解过程。投影演示一定量蔗糖分子在水中的溶解过程。讲这时候我们就说，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。板书溶解平衡的建立开始时v（溶解）v(结晶)平衡时v（溶解）=v（结晶）结论：溶解平衡是一种动态平衡探讨我们学过那些可逆反应？可逆反应有什么特点？在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应.可逆反应不能进行完全，讲在容积为1L的密闭容器里，加0.01molCO和0.01molH2O(g),的体系中各组分的速率与浓度的变化 投影相等V正时间速率V逆讲开始时c(CO) 、c(H2O)最大，c(CO2) 、c(H2)=0。随着反应的进行，c(CO) 、c(H2O)逐渐减小，正反应速率逐渐减小；c(CO2) 、c(H2)逐渐增大，逆反应速率逐渐增大，进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速率和逆反应速率的大小相等，且不再变化 板书二、化学平衡状态1、定义：指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。问化学平衡有什么特征？投化学平衡状态的特征：(1)动：动态平衡v(正)=v(逆)0(2)等：v(正)= v(逆)(3)定：反应混合物中各组分的浓度保持一定，各组分的含量保持不变。(4)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。小结对于不同类型的可逆反应，某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志，取决于该物理量在平衡到达前（反应过程中）是否发生变化。若是则可；否则，不行。随堂练习1、在一定温度下,可逆反应A(气)+3B(气) 2C(气)达到平衡的标志是A.C的生成速率与C分解的速率相等 B.单位时间生成nmolA,同时生成3nmolBC.单位时间生成B的速率,与生成C的速率相等 （数值）D.单位时间生成nmolA,同时生成2nmolC2、下列说法可以证明反应 N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是( )A.1个NN键断裂的同时,有3个HH键形成B.1个NN键断裂的同时,有3个HH键断裂C.1个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂D.1个NN键断裂的同时,有6个NH键形成3、下列说法中可以充分说明反应: P(气)+Q(气) R(气)+S(气) , 在恒温下已达平衡状态的是A. P、Q、R、S的浓度不再变化 B .P、Q、R、S的分子数比为1:1:1:1C.反应容器内P、Q、R、S共存 D.反应容器内总物质的量不随时间而变化4、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应: A(固)+3B(气) 2C(气)+D(气)已达平衡状态的是（其中只有B气体有颜色） ( )A.混合气体的压强 B.混合气体的密度C.气体的平均分子量 D.气体的颜色学生举例化学反应存在的限度。教学回顾：教 案课题：第三节 化学平衡(二) 授课班级课 时2教学目的知识与技能理解化学平衡的概念,使学生理解浓度、压强对化学平衡的影响过程与方法1、通过浓度实验，逐步探究平衡移动的原理及其探究的方法，引起学生在学习过程中主动探索化学实验方法，2、 通过讨论、分析、对比的方法，培养学生的观察能力和实验探究能力情感态度价值观激发学生的学习兴趣，培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度,树立透过现象看本质的唯物主义观点重 点浓度、压强、温度、催化剂对化学平衡的影响难 点平衡移动的原理分析及应用知识结构与板书设计第三节 化学平衡(二)一、浓度对化学平衡的影响在其它条件不变的情况下，增大反应物浓度，正反应速率加快，平衡向正反应方向移动，增大生成物浓度，逆反应速率加快，平衡向逆反应方向移动。二 压强对化学平衡的影响1、其他条件不变时，增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动，减小压强；平衡向气体体积增大的方向移动。2、如反应前后气体体积没有变化的反应，改变压强不会使平衡移动。三、温度对化学平衡的影响：在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡商着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡商着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。四、催化剂对化学平衡的影响使用催化剂不影响化学平衡的移动。五、可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫化学平衡的移动勒沙特列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动问1、平衡状态的特征及实质？2、影响速率的外界因素有哪些？投影 逆：可逆反应（或可逆过程）等：V正 =V逆（不同的平衡对应不同的速率）动：动态平衡。达平衡后，正逆反应仍在进行(V正=V逆0）定：平衡时，各组分浓度、含量保持不变（恒定）变：条件改变，平衡发生改变平衡状态各成分含量保持不变，正逆反应速率相等浓度、温度、压强、催化剂等改变影响速率的条件，来打破原有平衡，建立新平衡板书第三节 化学平衡(二)一、浓度对化学平衡的影响科学探究实验2-5 已知K2Cr2O7 的溶液中存在着如下平衡：Cr2O72- +H2O 2CrO42-+2H 。K2Cr2O7 为橙色，K2CrO4为黄色。取两支试管各加入5 mL 0.1 mol/L K2Cr2O7溶液，然后按下表步骤操作，观察并记录溶液颜色的变化。投影滴加310滴浓硫酸滴加1020滴6 mol/LNaOHK2Cr2O7溶液橙色黄色科学探究实验2-6 向盛有5 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液的试管中加入5 mL 0.01 mol/L KSCN溶液，溶液呈红色。在这个反应体系中存在下述平衡：Fe3+3SCN- Fe(SCN)3 (1) 将上述溶液均分置两支试管中，向其中一支试管中加入饱和FeCl3溶液4滴，充分振荡，观察溶液颜色变化，向另一支试管中滴加4滴1 mol/L KSCN溶液，观察溶液颜色变化(2) 向上述两支试管中各滴加0.01 mol/L NaOH溶液 3-5滴，观察现象，填写下表。投影编号12步骤（1）滴加饱和FeCl3溶液滴加浓的KSCN溶液现象颜色加深颜色加深C生增大增大步骤（2）滴加NaOH溶液滴加NaOH溶液现象试管都有红褐色沉淀，且溶液颜色变浅C生都减小活动结合溶液颜色变化，进行分析，填写表格。投影操作现象C生V正V逆V正与V逆平衡原混合液保持不变保持不变保持不变保持不变相等不移动滴加浓FeCl3溶液后达到平衡加深增大增至最大后减小增大V正V逆向右移动问上述两个实验中，化学平衡状态是否发生了变化，你是如何判断的？从中你能否知化学平衡的因素？投影填写下列表格，总结浓度是如何影响化学平衡的浓度的变化 v正 v逆的变化 结果平衡移动平衡移动结果增大反应物浓度 减少反应物浓度增大生成物浓度减少生成物浓度活动根据表格，完成V-T图投影板书在其它条件不变的情况下，增大反应物浓度，正反应速率加快，平衡向正反应方向移动，增大生成物浓度，逆反应速率加快，平衡向逆反应方向移动。过渡 哪些状态物质受压强影响比较大？如何影响的？压强也能够影响化学反应速率，那究竟如何改变呢？ 讲 压强对化学平衡的影响：固态、液态物质的体积受压强影响很小，压强不使平衡移动。反应中有气体参加：压强减小浓度减小平衡向体积减小的方向移动，反之亦然。板书二 压强对化学平衡的影响1、其他条件不变时，增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动，减小压强；平衡向气体体积增大的方向移动。2、如反应前后气体体积没有变化的反应，改变压强不会使平衡移动。活动根据压强对平衡的影响画出增大压强的V-t图投影过我们知道，加热可以加快固体溶解，那同时也可以提高结晶速率，那么温度对化学平衡有没有影响呢？板书三、温度对化学平衡的影响：科学探究实验2-7 NO2 球浸泡在冰水、热水中，观察颜色变化2NO2 N2O4；H、=、V逆，反应向正反应方向进行QcK ，V正=V逆，反应处于平衡状态QcK ，V正105时，该反应进行得就基本基本完全。板书（2）判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行：对于可逆反应：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定的温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Qc=Cp(C)Cq(D)/Cm(A)Cn(B)，叫该反应的浓度商。QcK ，V正V逆，反应向正反应方向进行QcK ，V正=V逆，反应处于平衡状态QcK ，V正V逆，此时正反应占优势，则化学平衡向正反应方向移动。2、若条件变，引起V正V逆，平衡发生移动。在平衡移动过程中，生成物浓度增大，使V逆增大，反应物浓度降低，使V正降低，直至V正=V逆，达到新的平衡状态，用如图所示：投影 、正 、正=逆、 正 正=逆 逆、 逆t t1 t2 t3 【学生画出其它改变反应物浓度的v-t图】板书二、浓度对化学平衡的影响规律：当其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，使化学平衡向正向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡逆向移动讲在这里我们要注意的是，浓度改变是指气体浓度、溶液浓度的改变，固体或纯液体无法改变浓度；生产中往往增大成本低的原料浓度，提高成本高的原料的转化率并提高产量。随堂练习可逆反应H2O(g) +C(s) CO(g)+H2(g) ，一定条件下达到平衡状态后，改变下列条件，能否引起平衡移动？1、 增大水的浓度2、 加入更多的碳3、 增大H2 的浓度板书三、压强对化学平衡的影响实验探究以工业合成NH3反应为例说明压强对化学平衡的影响实验原理：N2(g)+3H2 (g) 2NH3(g) 是一个体积减小的反应实验数据：450时实验数据压强/MPa15103060100NH3 %2.09.216.435.553.669.4实验结论：在可逆反应N2(g)+3H2 (g) 2NH3(g)的平衡混合物中，压强增大，混合气体中NH3的体积分数增大，即反应向生成NH3的方向移动；减小压强，混合所中NH3 %减小，即反应向生成N2和H2方向移动。投影板书规律：对于体系有气体，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减小的方向移动；压强减小，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，平衡不移动。讲我们要注意的是，在容积不变的密闭容器中，气体反应已达到平衡，充入一不反应的气体，平衡不移动。在容积可变的恒压容器中，充入一不反应气体，尽管总压不变，但浓度减小，相当于减小压强。向体积增大的方向移动。也就是说，压强要想改变平衡，必须能改变浓度。随堂练习下列反应达到化学平衡时，压强增大，平衡是否移动？若移动，向哪个方向移动？2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) H2O (g) +CO(g) CO2 (g)+H2(g) H2O(g) +C(s) CO(g) +H2(g) CaCO3(s) CaO(s) +CO2(g)H2S(g) H2(g) + S(s) 板书四、温度对化学平衡的影响实验探究NO2和N2O4的相互转化实验过程：把NO2和N2O4 的混合气体盛在两个连通的烧瓶里，用夹子夹住橡皮管，把一个烧瓶放进热水里，把另一个放进冰水里，观察混合气体变化 实验原理：2NO2 (g) N2O4 正反应放热 H0实验现象：热水中温和气体颜色加深 冰水中混合气体颜色变浅结论：混合气体颜色加深，说明NO2浓度增大，即平衡可逆(吸热)反应方向移动；混合气体变浅，说明NO2浓度减小，平衡向正(放热)反应方向移动板书规律：升高温度，反应向吸热方向进行降低温度，反应向放热方向进行【学生画出其它改变反应物浓度的v-t图】板书五、催化剂对化学平衡的影响讲使用催化剂，V正、V逆同等程度的改变，V正=V逆。所以催化剂对化学平衡无影响。投影投影小结改变反应条件对平衡移动的影响条件适应范围对化学平衡的影响导致的结果浓度除固体外增大反应物浓度（减小生成物浓度），向正反应移动，减小反应物浓度（增大生成物浓度）向逆反应移动反应物浓度减小（生成物浓度增加）反应物浓度增加（生成物浓度减小）增大浓度，结果是减小浓度压强适应气体增大压强，向体积缩小的方向移动减小压强，向体积增大的方向移动体积缩小，减小压强体积增大，增大压强增大压强，结果是减小压强温度全部升高温度，向吸热反应方向移动降低温度，向放热反应方向衔动反应吸热，温度降低反应放热，温度升高升高温度，结果是降低温度讲化学平衡有自我调节能力，总是力求保持原态。法国科学家勒沙特列把化学上这种“自我调节”作用，概括为平衡移动原理。板书六、勒沙特列原理定义：如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动小结在这里我们要注意的是，仅适用于已达到平衡的体系，对所有动态平衡都适用，不能用勒沙特列原理解释的是，使用催化剂，不使平衡发生移动。平衡移动的结果是减弱外界条件的影响，而不是消除外界条件的影响。自我评价1、对于可逆反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，改变条件，平衡如何移动？（1）增加氧气的浓度 （2）增大压强（3）增大密闭容器的体积（4）向密闭容器中充入N22、在化学反应2A+B2C达到平衡时，若升高温，C的含量增加，则以反应的正反应是( )A、放热反应 B、是吸热反应C、没有显著的热量变化 D、原化学平衡没有发生移动3、 反应2A（g）2B（g）C（g）-Q，在未用催化剂的条件下已达平衡，现要使正反应速率降低，c（B）减小，应采取的措施是 B、D A升温 B增大反应器的体积 C增大c（A） D降温4、在碳酸钙悬浊液中存在着如下平衡：CaCO3(固) Ca2+CO32-。欲使悬浊液中固体的量减少，可采取的措施是（BD ）。（A）加碳酸钠溶液 （B）通入二氧化碳气体（C）加碳酸氢钙溶液 （D）加氯水复习引入新课教学回顾：教 案课题： 专题二 等效平衡授课班级课 时1教学目的知识与技能1、 运用平衡原理解决实际问题2、 解决较简单的等效平衡问题过程与方法1、 提高抽象分析能力，知识的综合运用能力2、 提高分析比较能力情感态度价值观重 点等效平衡问题难 点化学平衡移动原理的应用知识结构与板书设计专题二 等效平衡一、定义： 同一可逆反应在相同条件下，无论从正反应开始，还是从相应的可逆反应开始，或从中间某一时刻开始，经过足够长时间，反应都能达到平衡状态，且化学平衡状态完全相同，此即等效平衡。二、规律1、恒温、恒压下，对一可逆反应，由极端假设法确定出两初始状态的物质的量比相同，则在谈到平衡后两平衡等效2、恒温、恒容下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要物质的量比值与原平衡相同，则平衡等效3、对于反应前后气体分子数改变的反应，只有物质的量与原始值相同，二者才等效教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动讲对于一个给定的可逆反应，如果其它条件不变，不论采取体积途径，即反应是由反应物开始还是从生成物开始，是一次投料还是分多次投料最后都可建立同一化学平衡状态，此时，平衡混合物中各物质的百分含量相等。但初始有关物质的量必须符合一定的关系。板书专题二 等效平衡一、定义： 同一可逆反应在相同条件下，无论从正反应开始，还是从相应的可逆反应开始，或从中间某一时刻开始，经过足够长时间，反应都能达到平衡状态，且化学平衡状态完全相同，此即等效平衡。讲若平衡等效，则意味着相应物质的体积分数、浓度、转化率或产率相等。但对应各物质的量可能不同。板书二、规律1、恒温、恒压下，对一可逆反应，由极端假设法确定出两初始状态的物质的量比相同，则在谈到平衡后两平衡等效投影 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 起始量 1 mol 4 mol 等效于 1.5 mol 6 mol 0 mol 0.5 mol 1 mol a mol b mol c mol 则a、b、c关系：(a + 1/2 c) ：( b + 3/2 c)=1：4投影例1、某恒温恒压下，向可变容积的密闭容器中，充入3L A和2L B，发生如下反应：3A(g) + 2B(g) xC(g) + yD(g) ，达到平衡时，C的体积分数为W%。若维持温度、压强不变，将0.6L A、0.4L B、4L C和0.8L D。作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时C的体积分数仍为W%，则X = _，Y = _解： 3A(g) + 2B(g) xC(g) + yD(g) 假设C完全反应起始0.6L0.4L4L0.8L改变12/X8/X4L4y/X终12/x+0.6 8/x+0.4 0 0 x=5 y=1讲解题思路：体积分数不变建立等效平衡恒温恒压条件下物质的量成比例采用三段法，后一种情况推倒为前一种情况随堂练习1、恒温、恒压下，在一可变容器下反应，A(g) + B(g) C(g)(1) 开始时，放入1molA和1molB，达到平衡后，生成a mol C，这时A的物质的量为_ mol (2) 若开始时放入3 mol A、3 mol B，到达平衡后生成C的物质的量为_ mol (3) 若开始时，放入 X mol A、2 mol B和1 mol C，到达平衡后，A和C的物质的量分别是Y mol 和3a mol ，则X=_，Y=_(4) 若在(3)的平衡状态上再加入3molC，待再次平衡后，C的物质的量分数是2、（03全国）某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g) + B(g) 2C(g)，达到平衡时，A、B和C的物质的量分别是4mol、2 mol 、4 mol 。保持温度和压强不变，对平衡混合物中作调整，平衡右移的是( )A、均减半B、均加倍C、均加1 mol D、均减少1 mol 3、一定温度下，容积可变的容器中，反应2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g)，达到平衡时，物质的量分别为4 mol 、2 mol、4 mol 。保持P、T不变时，按下列要求改变，达到新平衡时，各物质百分含量与原平衡相同的是( )A、通入1 mol SO3 B、通入4 mol SO2 、2 mol O2C、通入1 mol N2 D、各减少1 mol 板书2、恒温、恒容下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要物质的量比值与原平衡相同，则平衡等效投影 H2(g) + I2(g) 2