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文档简介
化学平衡教学设计一、教材分析化学平衡处于化学反应原理模块第二章的第三节,其它三节依次为:化学反应速率、影响化学反应速率的因素、化学反应进行的方向。先速率后平衡的顺序体现了科学家研究化学反应快慢、利用化学反应限度的基本思路,即:先从动力学的角度研究反应速率,再从热力学的角度研究反应的限度,因此反应限度的研究是科学研究的非常关键一步。二、学生情况分析1学生的认识发展分析学生在高一必修阶段,通过化学反应速率和反应限度的学习对可逆反应形成了初步感性认识。在选修阶段,通过对化学平衡这部分内容的学习初步意识到有些反应在一定温度下是不能完全发生的,存在反应限度。通过对数据指标的分析,使学生形成对反应限度的定性、定量的认识,能够定量计算化学反应限度(K)。平衡常数是反应限度的最根本的表现,对于某一个具体反应来说,平衡常数与反应限度确实是一一对应的关系,这使学生从定性到定量的认识一个反应在一定条件(温度)下的平衡常数只有一个,但是平衡转化率可以有多种,对应不同的平衡状态。2学生认识障碍点分析学生认识障碍点主要在于“化学平衡状态”及“化学反应限度”两个核心概念的理解上。学生对平衡问题的典型错误理解:一是不理解平衡建立的标志问题。第二,不能将反应限度看成化学反应进行程度的量化指标,不能从定性和定量角度认识平衡状态与反应限度的关系,因此学生认为“化学平衡常数”比较难于理解。 三、指导思想与理论依据本教学设计首先依据普通高中化学课程标准对化学平衡的要求:知道化学反应的可逆性及其限度,能描述化学平衡建立的过程,认识化学平衡移动规律;知道化学平衡常数和转化率的涵义,能进行化学平衡常数和转化率的计算。依据化学反应原理模块的功能定位,发展学生的“定量观”“微粒观”“动态观”,引入化学平衡常数的学习,对学生判断化学平衡移动方向带来了科学的依据,从而明确了教学设计的核心目标:从定量的角度建立学生对化学反应限度的认识。 在此基础上,本设计又对化学平衡常数的功能与价值,以及学生认识发展的特点进行了分析,通过数据的分析与计算,使学生对化学平衡能够有一个更深刻的认识,进而确定了“向数字寻求帮助让数据支撑结论”教学设计的思路。第 5 页 共 29 页四、基于上述分析确定本设计的知识线索、学生认知线索、问题线索、情景及学生活动线索如下:知识逻辑线 认识发展线 驱动问题线 情景素材线 学生活动线 可逆反应 建立化学平衡状态的数据指标 认识同一反应的不同平衡状态的数据表征 化学反应限度 化学平衡常数及影响因素 建立对化学平衡状态认识 认识浓度可以表征平衡状态 从生成物浓度以及反应物转化率角度认识不同平衡状态 认识到存在反应限度 了解定量描述反应限度的方法 认识Q和K的关系 影响K的因素分析用什么指标(数值)表示化学平衡状态中各物质的变化比较直观?改变体系中单一组分的浓度还是同一个平衡状态吗?温度不变能不能无限地增加一种反应物的转化率? 如何定量表示化学反应限度? 影响化学平衡常数的因素是什么? 雨水pH及酸雨的形成 H2(g)+CO2(g)H2O (g)+CO(g)反应进行到不同时间时各物质的浓度。 H2(g)+CO2(g)H2O (g)+CO(g)以不同初始浓度进行的数据 举例说明反应存在限度 找出上述两个反应的反应限度表示式Q与K的应用举例 认识浓度作为数据指标 的特点认识可以从生成物浓度 表征同一反应的平衡状 态建立转化率概念 认识也可以从反应物转 化率角度比较不同状态 认识化学反应存在限度认识化学平衡常数 认识温度影响化学平衡 常数 五、教学目标知识技能:知道化学反应存在限度问题,能认识到一个反应同一温度下的不同的化学平衡状态只有一个反应限度。 了解化学平衡常数,通过数据分析建立对平衡常数的认识过程。 培养学生分析数据、归纳结论,语言表达与综合计算能力。过程与方法: 通过分析建立平衡状态以及各种反应限度的有关数据,使学生认识到一个反应在同一温度下可有不同的化学平衡状态,但其平衡常数只有一个,即各物质的浓度关系只有一个。 充分发挥数据的功能,让数据分析支撑认识的发展。 通过平衡常数的讨论,使学生初步认识到其价值在于:预测在一定条件下可逆反应能够进行的程度,从而更合理地分配研究资源。情感、态度与价值观: 通过对化学平衡常数认识过程的讨论使学生初步了解掌握反应限度的重要意义以及化学理论研究的重要意义。 培养学生严谨的学习态度和思维习惯。教学重点和难点教学重点:了解定量描述化学平衡状态的方法化学平衡常数 教学难点:从不同化学平衡状态出发建立化学反应限度的认识六、教学流程示意高考资源网(),您身边的高考专家七、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图引入【导入】雨水的PH及原因 酸雨的成因 【设疑】 哪些数值可以表示一个可逆反应达到化学平衡状态?这些数值应具有哪些特征? 关注环境问题,建立平衡情境 学生思考、讨论、回答 通过分析比较,体会浓度作为数据指标可以表征化学平衡状态,具有易测量、可追踪的特点。 化学平衡状态建立的数据表示方法【活动1】观察表1中数据,观察浓度在化学平衡中的重要作用。 从数据表1你能获得什么信息? 请找出化学平衡状态建立的特征。 观察数据表1,提取表征反应及平衡的信息,找出化学平衡状态建立的特征 观察数据认识浓度可以用来表征 认识浓度可以用来表征化学平衡状态 同一反应可建立多个平衡状态【活动2】一定温度下对于一个可逆反应是否只存在一个平衡状态? 由不同浓度反应物建立起的平衡状态,是否为同一平衡状态呢? 【活动3】认识转化率,进行比较。 H2(g)CO2(g)H2O(g)+CO(g)始 1.01.000转 x x xx平 1-x 1-x 0.60.6所以x=0.6(H2)=(0.61)100%=60%【小结】反应物转化率可以更直观反映不同的平衡状态,还可以进行比较,是除了生成物浓度之外最常用的数据。 观察、回答:不是,因为生成物浓度都不同 了解转化率概念和计算方法 尝试计算 计算转化率 讨论、交流 总结 进一步从数据角度认识化学平衡。 体会分析化学平衡状态的不同角度 了解并掌握反应物转化率的有关计算 体会化学反应限度【设疑】是否可以无限地增加一种反应物的转化率呢? 【讲解】以一定温度下的反应 H2O (g) +CO(g)H2(g)CO2(g) SO2(g) +NO2(g)SO2(g)NO(g)结合转化率图像说明化学反应存在限度,反应不同限度就可能不同。不同反应中反应物转化率的极限是不同的。 学生交流研讨,可能有学生会认为反应物转化率虽然不会达到100%,但可以无限靠近100%学生交流研讨,体系中各物质浓度之间存在着一种定量关系 不同化学反应存在不同限度 初步建立对化学反应限度的认识 建立化学平衡常数概念【提问】如何定量地描述化学反应的限度? 【活动4】根据数据,提出猜想,通过计算,验证猜想 【讲解】 科学家经过反复的研究发现体系中各个物质的浓度整体具有一种定量关系可以定量描述反应限度。 【引导】刚刚发现的这一规律对其他的化学反应适用吗? 对比这两个反应, H2(g)CO2(g)H2O (g) +CO(g)H2I22HI【思考】观察这两个反应,当用 分别表示两个反应的反应限度的时候,第二个反应有出入,我们忽略了什么? 【提问】 对于任何一个可逆反应的限度: mA+nBpC+qD你能用通式表示吗?【讲解】建立浓度商,用Q表示。 【提问1】 在体系未达平衡和达平衡的状态下,Q会呈现出怎样的变化规律? 【讲解】 最终确定以一定温度下达平衡时的生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的关系作为定量研究反应限度的数据指标 观察反应 H2(g)CO2(g)H2O (g) +CO(g)中的几组平衡浓度数据 小组讨论,汇报交流再次进行小组讨论,汇报交流 建立各物质浓度幂次方乘积的关系 书写表达式 汇报倾听、思考 组织小组讨论和交流 汇报、讨论 尽量用科学的语言表示反应限度 尝试定量描述反应限度 通过1:1的反应中几组平衡浓度的数据初步建立对此反应化学反应限度的定量认识 认识化学反应限度是用体系中各物质浓度整体表示的一种经验公式,与各物质化学计量数关系紧密 建立对浓度商Q的认识 对Q和K关系的认识明确化学平衡常数可以定量的表示化学反应限度 体会化学平衡常数的价值 再从Q和K的角度观察表1中的反应,可以判断某一时刻反应的状态 t(s)c(H2) mol/Lc(I2) mol/Lc(HI) mol/L20000.040.040.12Q=9 K=64未达平衡 【活动5】怎样预测反应的程度? 序号c(NO2) mol/Lc(NO)mol/Lc(O3)mol/L10.080.220.1120.060.240.12学生交流研讨,计算Q和K运用Q=9v(结晶)平衡时:v(溶解)=v(结晶)固体溶质 溶液中的溶质结论:溶解平衡是一种动态平衡【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。【板书】二、化学平衡状态 1、化学平衡的建立【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(ct图)及反应速率(v正、v逆)随时间变化的图形(vt图)并总结规律。【学生讨论后画出】 由以上分析,总结什么是化学平衡状态?【板书】化学平衡状态: 化学平衡状态研究的对象:一定条件下的可逆反应【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?、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?、当正逆时,反应物的浓度和生成物浓度会不会发生变化?为什么?【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。【讨论】、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?(强调正逆;平衡是动态的,而不是静止的)、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)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)【通过讨论,阅读教材后总结回答,板书】【板书】2、化学平衡状态的特征:(1) 动:动态平衡(2) 等:正=逆(3) 定:各组分的浓度不再发生变化(4) 变:如果外界条件改变,原有的化学平衡状态将被破坏【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正=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。【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) 反应物浓度等于生成物浓度;(2) 容器中N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2;(3) 单位时间内生成nmolN2同时生成3nmolH2;(4) 反应物混合体系的压强不随时间段的变化而变化;(5) H2的生成速率等于NH3的生成速率;(6) 容器内混合其体的密度不再变化。教学说明: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。第二课时【复习引入】化学平衡的特征是什么?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。【板书】外界条件对化学平衡的影响 1、浓度对化学平衡的影响【实验探究】仔细观察教材实验25和实验26可以得出什么结论?结论:增大反应物浓度,正反应速率 ,平衡向 移动; 增大生成物浓度,逆反应速率 ,平衡向 移动; 减小反应物浓度,正反应速率 ,平衡向 移动; 减小生成物浓度,逆反应速率 ,平衡向 移动。【学生总结,教师板书】 (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。【讨论】在vt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。 【练习】画出以下几种情况的速率时间图 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(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)【分组讨论】以上平衡移动的vt图有何特点?(讨论后每组选出一个代表回答)a、 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。b、 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。c、 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。【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? 增大水蒸气浓度 加入更多的碳 增加氢气浓度【设问】加入更多的碳为什么平衡不移动?【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。【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。 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。【板书】2、压强对化学平衡的影响下表是450时,N2和H2反应生成NH3(N2+3 H22 NH3)的实验数据。压强 /MpH3 /%2.09.216.435.553.669.4分析上述数据,你可以得出什么结论: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。【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? 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?【学生讨论后,回答】1、平衡不移动,因为反应前后气体体积不变; 2、压强对固体和液体几乎无影响。【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。【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?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) 答案:正向移动;不移动;逆向移动;逆向移动;不移动【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。【板书】3、温度对化学平衡的影响【实验探究】观察实验27 NO2为 色气体,N2O4为 色气体 对于反应2 NO2(g) N2O4(g) H=56.9KJ/mol,升高温度,混合气体的颜色 ,降低温度,混合气体颜色 。 升高温度,化学平衡向 方向移动降低温度,化学平衡向 方向移动【学生讨论后,得出结论】【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。【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?【学生回答】逆反应速率【引导】降低温度,谁降低幅度大?【学生回答】逆反应速率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。(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)【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。【板书】4、催化剂对平衡无影响【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?【学生讨论后、回答、教师板书】 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。【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?下面我们就来研究化学平衡常数问题。【板书】三、化学平衡常数【阅读】阅读教材2829页,分析29页表可以发现什么规律?【学生总结,教师板书】 化学平衡常数:在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数。(用K表示) 对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 则: K=cp(c).cq(D)/cm(A).cn(B)【讨论】K受什么因素影响?【学生回答】只受温度影响 阅读教材例1、例2完成练习。【练习】高炉炼铁中发生的基本反应之一如下:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)(正反应为吸热反应),其平衡常数可表示为K=c(CO2)/c(CO),已知1100时K=0.263。 (1)温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比值 ,平衡常数K值 。(均填增大、减小或不变)(2)1100时测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L c(CO)=0.1mol/L在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态 (填是或否),此时化学反应速率是v正 v逆,其原因是:此时c(CO2)/c(CO) v逆.教学说明: 本节教材在本章中起着承上启下的作用,学好本节的知识不仅有利于学生更好地掌握前两节所学知识,也为下一章的学习打好基础。因浓度、温度等外界条件对化学反应速率的影响等内容在前几节课已介绍过,故采用迁移来指导学生进行本节的学习。首先,讲述化学平衡移动的概念及其研究它的实践意义,以增强学生的学习目的性。然后,结合前几节课内容,请学生推测哪些条件可能会使平衡发生移动。最后,再用实验验证推测。最后的勒夏特列原理是通过学生总结学过的知识自己进行总结得出,这样有利于学生对这个较为抽象的理论有一个更加深入的认识。化学平衡教学说明: 本节教材在本章中起着承上启下的作用,学好本节的知识不仅有利于学生更好地掌握前两节所学知识,也为下一章的学习打好基础。因浓度、温度等外界条件对化学反应速率的影响等内容在前几节课已介绍过,故采用迁移来指导学生进行本节的学习。首先,讲述化学平衡移动的概念及其研究它的实践意义,以增强学生的学习目的性。然后,结合前几节课内容,请学生推测哪些条件可能会使平衡发生移动。最后,再用实验验证推测。最后的勒夏特列原理是通过学生总结学过的知识自己进行总结得出,这样有利于学生对这个较为抽象的理论有一个更加深入的认识教学目标:理解化学反应的可逆性;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;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;掌握化学平衡常数的含义及其简单计算;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。教学重点:化学平衡的特征浓度、压强和温度对化学平衡的影响教学难点:化学平衡的建立平衡移动原理的应用 第一课时【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。【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。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?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。一、化学平衡状态 1、化学平衡的建立【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(ct图)及反应速率(v正、v逆)随时间变化的图形(vt图)并总结规律。 由以上分析,总结什么是化学平衡状态?化学平衡状态研究的对象:一定条件下的可逆反应【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?、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?、当正逆时,反应物的浓度和生成物浓度会不会发生变化?为什么?【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。【讨论】、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?(强调正逆;平衡是动态的,而不是静止的)、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)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)2、化学平衡状态的特征:(5) 动:动态平衡(6) 等:正=逆(7) 定:各组分的浓度不再发生变化(8) 变:如果外界条件改变,原有的化学平衡状态将被破坏【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正=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。【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:(7) 反应物浓度等于生成物浓度;(8) 容器中N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2;(9) 单位时间内生成nmolN2同时生成3nmolH2;(10) 反应物混合体系的压强不随时间段的变化而变化;(11) H2的生成速率等于NH3的生成速率;(12) 容器内混合其体的密度不再变化。说明: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。第二课时化学平衡的特征是什么?当外界条件改变时,化学平衡将会发生移动,直到达到新的平衡外界条件对化学平衡的影响 1、浓度对化学平衡的影响【实验探究】仔细观察教材实验25和实验26可以得出什么结论?结论:增大反应物浓度,正反应速率 ,平衡向 移动; 增大生成物浓度,逆反应速率 ,平衡向 移动; 减小反应物浓度,正反应速率 ,平衡向 移动; 减小生成物浓度,逆反应速率 ,平衡向 移动。 (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。【讨论】在vt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。 【练习】画出以下几种情况的速率时间图 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(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)以上平衡移动的vt图有何特点?(讨论后每组选出一个代表回答)d、 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。e、 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。f、 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。【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? 增大水蒸气浓度 加入更多的碳 增加氢气浓度加入更多的碳为什么平衡不移动?因为增加碳的用量并不能改变其浓度,不能改变反应速率。【讲解】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。 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。2、压强对化学平衡的影响下表是450时,N2和H2反应生成NH3(N2+3 H22 NH3)的实验数据。压强 /MpH3 /%2.09.216.435.553.669.4分析上述数据,你可以得出什么结论: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。1、对于H2(g)+I2(g)2HI反应,若改变压强,平衡有何变化?为什么? 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?【回答】1、平衡不移动,因为反应前后气体体积不变; 2、压强对固体和液体几乎无影响。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。【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?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) 答案:正向移动;不移动;逆向移动;逆向移动;不移动【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。3、温度对化学平衡的影响【实验探究】观察实验27 NO2为 色气体,N2O4为 色气体 对于反应2 NO2(g) N2O4(g) H=56.9KJ/mol,升高温度,混合气体的颜色 ,降低温度,混合气体颜色 。 升高温度,化学平衡向 方向移动降低温度,化学平衡向 方向移动【学生讨论后,得出结论】【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。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?逆反应速率降低温度,谁降低幅度大?逆反应速率请大家根据改变条件时,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。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。4、催化剂对平衡无影响【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? 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。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?下面我们就来研究化学平衡常数问题。三、化学平衡常数化学平衡常数:在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数。(用K表示) 对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 则: K=cp(c).cq(D)/cm(A).cn(B)【讨论】K受什么因素影响?只受温度影响第三节 化学平衡(第二课时)教学目标:正确理解浓度、温度对化学平衡的影响,并能利用勒夏特列原理加以解释。教学重点:理解浓度、温度对化学平衡的影响。教学难点:勒夏特列原理的归纳总结。教 学 过 程【引入】:我们知道:不同温度下物质的溶解度不同。那么对于t0时达到溶解平衡状态的饱和溶液,当升高或降低温度至t1时:若:溶解度增大,固体溶质继续溶解,则V(溶解) V(结晶)溶解度减小,固体溶质析出,则V(溶解) V(结晶)那么溶解平衡状态被打破,继而建立一种新的溶解平衡,也就是说:条件改变,溶解平衡移动。 那么:化学平衡是否也只有在一定条件下才能保持?当条件(浓度、压强、温度等)改变时,平衡状态是否也会发生移动?【实验探究一】:探究浓度变化对化学平衡的影响实验原理:已知在K2Cr2O7的溶液中存在如下平衡: Cr2O72 + H2O 2CrO42 + 2H+ K2Cr2O7为橙色,K2CrO4为黄色。实验步骤:取两支试管各加入5ml0.1mol/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。步骤滴加310滴浓H2SO4滴加1020滴6 mol/LNaOHK2Cr2O7溶液实验结论:【实验探究二】:探究浓度变化对化学平衡的影响实验原理:Fe3 3SCN Fe(SCN)3 (红色)实验步骤:向盛有5 ml0.005mol/L FeCl3溶液的试管中加入5 ml0.01mol/L KSCN溶液,溶液显红色。(1)将上述溶液均分置于两支试管中;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0.01mol/LNaOH溶液35滴,观察现象,填写下表。编号12步骤(1)滴加饱和FeCl3溶液滴加1 mol/L KSCN溶液现象步骤(2)滴加NaOH溶液滴加NaOH溶液现象结论【思考与交流】1、 上述两个实验中,化学平衡状态是否发生了改变?你是如何判断的?2、从中你能否推知影响化学平衡状态的因素?小结:(1)浓度对化学平衡的影响的规律在其他条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度,都可以使平衡向着 移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,都可以使平衡向着 移动。(2)用v-t图表示化学平衡的移动:V正V正 v vV逆V正例:V逆V逆 t t 旧的化学平衡 增大反应物的浓度请同学们用v-t图表示下列平衡的移动:减少反应物的浓度增大生成物的浓度减少生成物的浓度说明:(1)(2)(3)(4)【实验探究三】:温度对化学平衡的影响(阅读教材30页实验2-7)实验原理:实验步骤:实验现象:结论:v-t图表示:化学反应速率、化学平衡、平衡移动三者之间的关系以一般反应:mA(气)+n B(气)= p C(气)+qD(气)+Q(千焦)通式为例来讨论浓度,温度,压强,催化剂等对三者的影响极其规律。反应特征改变条件vt图象改变条件瞬间达到平衡前平衡移动方向达到新平衡v正v逆v正与v逆的关系A转化率B转化率Q0升高温度降低温度Q 降低温度m+nV变小增大压强减小压强m+n=p+q加入惰性气体V不变=V变大=V变小增大压强减小压强m+np+q加入惰性气体V不变=V变大V变小增大压强减小压强 注:用“=”表示相等 “”表示升高或增加 “”表示降低或减少 “”表示无关或不变 “V”表示体积 “v”表示速率反馈练习:1、在密闭容器中存在下列平衡: ,CO2的平衡浓度为C1摩/升,现再充入CO2使其浓度达到2C1摩/升,重
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