高中化学-化学反应速率与化学平衡教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE5PAGE 化学反应速率 化学平衡【考纲要求】(1)了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。(2)了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。(3)了解化学反应的可逆性。(4)了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。(5)理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。(6)了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。【学习目标】知识与技能：熟练掌握浓度、温度、压强、催化剂等条件对化学反应速率的影响过程与方法：通过构建思维模型来解决有关化学反应速率与化学平衡题，培养学生从图像中挖掘化学信息的能力情感态度与价值观：培养学生对影响化学反应速率与平衡的因素在日常生活中的理解与应用【课前预习区】1．只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是 A．K值不变，平衡可能移动 B．K值变化，平衡一定移动C．平衡移动，K值可能不变 D．平衡移动，K值一定变化2．一定温度下，在三个体积约为1.0L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)容器编号温度（℃）起始物质的量（mol）平衡物质的量（mol）CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)I3870.200.0800.080Ⅱ3870.40Ⅲ2070.200.0900.090下列说法正确的是A．该反应的正方应为放热反应B．达到平衡时，容器I中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小C．容器I中反应达到平衡所需时间比容器Ⅲ中的长D．若起始时向容器I中充入CH3OH0.1mol、CH3OCH30.15mol和H2O0.10mol，则反应将向正反应方向进行3．2NO（g）+O22NO2(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（P1、P2）下温度变化的曲线（如右图）。①比较P1、P2的大小关系：________________。②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是________________。4．已知t℃时，反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)的平衡常数K＝0.25。①t℃时，反应达到平衡时n(CO)：n(CO2)＝。②若在1L密闭容器中加入0.02molFeO(s)，并通入xmolCO，t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x＝。5．合成氨工艺的一个重要工序是铜洗，其目的是用铜液[醋酸二氨合铜（Ⅰ）、氨水]吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体。铜液吸收CO的反应是放热反应，其反应方程式为：Cu(NH3)2Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3CO]Ac如果要提高上述反应的反应速率，可以采取的措施是______________。（选填编号） a．减压b．增加NH3的浓度c．升温d．及时移走产物6．（2014·重庆理综化学卷，T11）储氢还可借助有机物，如利用环已烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。(g)高温FeSO4/Al2O3(g)高温FeSO4/Al2O3在某温度下，向恒容容器中加入环已烷，其起始浓度为amol·L－1，平衡时苯的浓度为bmol·L－1，该反应的平衡常数K＝【课堂互动区】一、化学平衡解题思维模型的构建【例1】一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgOMgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)△H>0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是（）选项xyA温度容器内混合气体的密度BMgSO4的质量（忽略体积）CO的转化率CSO2的浓度MgSO4的质量（忽略体积）DCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比【交流讨论】小组内交流讨论例题1，重点解决自己选错的选项，思考对于这一类题，你是怎样分析的，组内形成一个大体的思路。【思维模型的建立】二、化学平衡状态的判断【例2】火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N2O4(g)2NO2(g) △H>0。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 。

【交流讨论】小组内交流讨论例题2，重点解决自己选错的选项，思考都有哪些方法来判断一个化学反应是否达到平衡状态？【解题模型】判断化学平衡状态的解题模型【变式练习】NH4HS固体在定容真空容器中可部分分解硫化氢和氨气，该反应达到平衡状态的标志A．气体平均摩尔质量不变B．气体的密度不变C．硫化氢的体积分数不变D．正反应速率不变E．NH4HS的质量不变三、平衡计算【例3】在10L恒容密闭容器中充入X（g）和Y(g)，发生反应X（g）+Y(g)M(g)+N(g)，所得实验数据如下表：实验编号温度/℃起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)=1\*GB3①7000.400.100.090=2\*GB3②8000.100.400.080=3\*GB3③8000.200.30a=4\*GB3④9000.100.15b（1）实验=1\*GB3①中，若5min时测得n(M)=0.050mol，则0至5min时间内，用N表示的平均反应速率v（N）=（2）实验=2\*GB3②中，该反应的平衡常数K=（3）实验=3\*GB3③中，达到平衡时，X的转化率为（5）实验=4\*GB3④中，达到平衡时，b0.060（填“大于”、“小于”或“等于”）【交流讨论】小组内交流讨论解题思路，重点解决以下问题（1）如何求解X的转化率？在求解的过程中，需要注意哪些问题？（2）对于b与0.060的比较，你都可以用哪些方法求解？【解题模型】平衡计算中的解题模型【注意问题】【变式练习】已知反应2NH3（g）+CO2（g）CO（NH2）2（s）+H2O（g）△Ｈ=-42.98kJ•mol-1。—定条件下，将2molNH3和1molCO2充入容积为2L的密闭容器中发生反应Ⅱ。反应进行2min时，产生热量21．49kJ，则2min内该反应的平均速率v(NH3)=，此条件下该反应的化学平衡常数K=。【拓展练习】下图为气相直接水合法乙烯C2H4(g)+H2O(g)==C2H5OH(g)的平衡转化率与温度、压强的关系（其中=1:1）列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=_______（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。【课堂小结】你这节课都有哪些收获？【作业】1、完成课后巩固区2、自主复习【课后巩固区】1.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，在一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是

A.反应在c点达到平衡状态

B.反应物浓度：a点小于b点

C.反应物的总能量低于生成物的总能量

D.△t1＝△t2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段2.=1\*ROMANI．已知存在如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。800℃时，该反应化学平衡常数K=1.0，某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量见下表：此时反应③中正、逆反应速率的关系式是(填代号)。a．(正)(逆)b．(正)<(逆)c．(正)=(逆)d．无法判断II．如图所示，A是恒容的密闭容器，B是一个透明气囊。保持恒温，关闭K2，将各1molNO2通过K1、K3分别充入A、B中，反应起始时A、B的体积相同均为aL。①B中可通过________________判断可逆反应2NO2N2O4已经达到平衡。②若平衡后在A容器中再充入0.5molN2O4，则重新到达平衡后，平衡混合气中NO2的体积分数_______________（填“变大”“变小”或“不变”）。③若容器A中到达平衡所需时间ts，达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍，则平均化学反应速率v(NO2)等于____________________。④若打开K2，平衡后B容器的体积缩至0.4aL，则打开K2之前，气球B体积为______L。=3\*ROMANIII．一定条件下，用甲烷可以消除氮氧化物（NOx）的污染。已知：CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H1=-1160kJ/molCH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H2现有一份在相同条件下对H2的相对密度为17的NO与NO2的混合气体，用16g甲烷气体催化还原该混合气体，恰好生成氮气、二氧化碳气体和水蒸气，共放出1042.8kJ热量。则△H2=。3.已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2（g）N2O4(g)△H＜0。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为1L的恒温密闭容器中，反应体系中物质浓度随时间变化关系如图所示。根据下图，回答下列问题：

(1)图中共有两条曲线X和Y，其中曲线表示NO2浓度随时间的变化；a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是。

（2）前10min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=mol/(L·min);反应进行至25min时，曲线发生变化的原因是。

（3）若要达到与最后相同的化学平衡状态，在25min时还可以采取的措施是。

A.加入催化剂 B.缩小容器体积 C.升高温度 D.加入一定量的N2O44.甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

(1)分析该反应并回答下列问题：

①平衡常数表达式为K= 。

②下列各项中，不能够说明该反应已达到平衡的是______________(填序号)。

a.恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化

b.一定条件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等

c.一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变

d.一定条件下，单位时间内消耗2molCO，同时生成1molCH3OH

(2)右图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①该反应的焓变ΔH____________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1____________K2(填“＞”、“＜”或“＝”)。

③若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是______________。

a.升高温度 b.将CH3OH(g)从体系中分离

c.使用合适的催化剂 d.充入He，使体系总压强增大5.甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用甲烷氧化法合成甲醇的反应有：(ⅰ)CH4(g)+CO2(g)⇌2CO+2H2(g)△H1=+247.3KJ.mol-1(ⅱ)CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H2=-90.1KJ.mol-1(ⅲ)2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g)△H3=-566.0KJ.mol-1(1)用CH4和02直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为。(2)某温度下，向4L恒容密闭容器中通人6molC02和6molCH4，发生反应(i)，平衡体系中各组分的体积分数均为，则此温度下该反应的平衡常数K=，CH4的转化率为。(3)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式为：CH3OH(g)+CO(g)⇌HCOOCH3(g)△H=-29.1KJ.mol-1科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下：①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是(填“3．5×106Pa""4．O×106Pa"或“5．0×106Pa”)。②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是化学反应速率和平衡学情分析化学平衡是高中化学重要的基本理论知识，也是高考中重点考查的内容，从近几年高考试题可以看出这部分内容呈逐年升温的趋势，而且是必考点。由于化学平衡内容抽象，即使对于高三学生来说也一直是一个难点，然而，对于一些抽象的问题，如果我们能建立具体的思维模型，会使问题简单、明了化，这种方法我将其称为"建立模型法"。化学反应速率与平衡效果分析由于课前进行了充分的准备，所以一堂课下来，教与学都收到了很好的效果：学生提前将导学案上的例题做完，然后通过教师的批改，可以让学生更加清楚的了解自己在这一部分存在的问题，从而在课堂上通过教师的引导可以有目的有重点的解决。通过学生组内的交流合作，得出解决一类题的思维模型，便于学生在今后的做题过程中“有法可依”，事半功倍。教师紧紧抓住学生存在的知识漏洞，提出针对性的问题，让学生在交流和总结中，思维得到了训练，也有利于培养学生良好的审题和答题习惯。化学反应速率和平衡教材分析本章在全书中的地位及特点：地位：化学平衡是中学化学的重要理论之一，是中学化学中所涉及的溶解平衡、电离平衡、水解平衡等知识的核心，对很多知识的学习起着指导作用。通过本章的教学，不仅仅要帮助学生理解有关知识，更重要的是要帮助学生建立化学平衡的观点，以及化学平衡是相对的、当外界条件改变时平衡会发生移动等观点，训练学生的科学方法，并着力培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生在应用化学理论解决一些简单的化工生产实际问题的同时，体会化学理论学习的重要性。特点：1．教材的理论性较强，比较抽象。如浓度、温度等外界条件对化学反应速率的影响，以及化学平衡观点的建立等，对学生来说都具有一定的难度。因此，教材注意采用多种方式，将一些较抽象的知识用浅显通俗的方式表达出来，帮助学生理解有关知识。例如，以运动员投篮作比喻，形象地说明了反应物分子碰撞时需要足够的能量和合适的取向，才能发生化学反应。2．教材注意培养学生的思维能力，采用图画等方式，并配以简明的图注，引导学生联想。例如，教材利用章图引导学生从容器中水量平衡状态的建立，联想到化学平衡状态的建立，以帮助学生建立化学平衡的观点，减缓知识坡度，有利于该教学难点的突破。又如在“化学反应的方向”的阅读材料中，通过图画和图注，从水总是由高处往低处流，引导学生联想到事物有趋向于最低能量状态的倾向；从有序排列的火柴撒落时成为无序排列，引导学生联想到事物有趋向于最大混乱度的倾向。3．教材注意培养学生的科学方法。例如，教材在介绍平衡移动原理时，既充分肯定它的作用，说明它适用于所有的动态平衡，又指出它亦有局限性，即不能用它来判断建立新平衡所需要的时间，以及平衡建立过程中各物质间的数量关系等。又如，教材中编入了合成氨的发展前景，以事实说明合成氨条件的选择是与科技进步、动力、材料、设备等条件的改善紧密联系的，并将随之而作相应的改变，启发学生应以发展的观点来探讨化工生产中一些条件的选择，并密切注意收集科技成果方面的信息等。4．教材注意通俗地向学生介绍一些先进的化学理论和化学领域的成果。例如，教材在介绍浓度等对化学反应速率的影响时，在分子碰撞理论的基础上，又采用比喻等方法通俗地渗透了活化络合物理论，使学生能在较高的起点上学习化学，体现了教材的先进性。5．教材重视对知识的综合应用，注意采用讨论等方式，通过对所学知识的应用来培养学生的能力。例如，教材中针对历史上曾有人企图用增加高炉高度的方法来减少高炉气中CO含量的错误做法展开讨论，既可增加学生学习化学的兴趣，又可加深对化学平衡有关知识的理解，有利于培养学生分析问题和解决问题的能力。评测练习题班级姓名座号1.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，在一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是

A.反应在c点达到平衡状态

B.反应物浓度：a点小于b点

C.反应物的总能量低于生成物的总能量

D.△t1＝△t2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段2.=1\*ROMANI．已知存在如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。800℃时，该反应化学平衡常数K=1.0，某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量见下表：此时反应③中正、逆反应速率的关系式是(填代号)。a．(正)(逆)b．(正)<(逆)c．(正)=(逆)d．无法判断II．如图所示，A是恒容的密闭容器，B是一个透明气囊。保持恒温，关闭K2，将各1molNO2通过K1、K3分别充入A、B中，反应起始时A、B的体积相同均为aL。①B中可通过________________判断可逆反应2NO2N2O4已经达到平衡。②若平衡后在A容器中再充入0.5molN2O4，则重新到达平衡后，平衡混合气中NO2的体积分数_______________（填“变大”“变小”或“不变”）。③若容器A中到达平衡所需时间ts，达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍，则平均化学反应速率v(NO2)等于____________________。④若打开K2，平衡后B容器的体积缩至0.4aL，则打开K2之前，气球B体积为______L。=3\*ROMANIII．一定条件下，用甲烷可以消除氮氧化物（NOx）的污染。已知：CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H1=-1160kJ/molCH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H2现有一份在相同条件下对H2的相对密度为17的NO与NO2的混合气体，用16g甲烷气体催化还原该混合气体，恰好生成氮气、二氧化碳气体和水蒸气，共放出1042.8kJ热量。则△H2=。3.已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2（g）N2O4(g)△H＜0。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为1L的恒温密闭容器中，反应体系中物质浓度随时间变化关系如图所示。根据下图，回答下列问题：

(1)图中共有两条曲线X和Y，其中曲线表示NO2浓度随时间的变化；a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是。

（2）前10min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=mol/(L·min);反应进行至25min时，曲线发生变化的原因是。

（3）若要达到与最后相同的化学平衡状态，在25min时还可以采取的措施是。

A.加入催化剂 B.缩小容器体积 C.升高温度 D.加入一定量的N2O44.甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

(1)分析该反应并回答下列问题：

①平衡常数表达式为K= 。

②下列各项中，不能够说明该反应已达到平衡的是______________(填序号)。

a.恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化

b.一定条件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等

c.一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变

d.一定条件下，单位时间内消耗2molCO，同时生成1molCH3OH

(2)右图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①该反应的焓变ΔH____________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1____________K2(填“＞”、“＜”或“＝”)。

③若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是______________。

a.升高温度 b.将CH3OH(g)从体系中分离

c.使用合适的催化剂 d.充入He，使体系总压强增大5.甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用甲烷氧化法合成甲醇的反应有：(ⅰ)CH4(g)+CO2(g)⇌2CO+2H2(g)△H1=+247.3KJ.mol-1(ⅱ)CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H2=-90.1KJ.mol-1(ⅲ)2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g)△H3=-566.0KJ.mol-1(1)用CH4和02直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为。(2)某温度下，向4L恒容密闭容器中通人6molC02和6molCH4，发生反应(i)，平衡体系中各组分的体积分数均为，则此温度下该反应的平衡常数K=，CH4的转化率为。(3)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式为：CH3OH(g)+CO(g)⇌HCOOCH3(g)△H=-29.1KJ.mol-1科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下：①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是(填“3．5×106Pa""4．O×106Pa"或“5．0×106Pa”)。②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是课后反思重建教学方式，重构课堂教学。教师要重新认识教学、认识课堂、认识教科书，不断探索新的课堂教学模式，在新型师生互动关系中重建自己的角色。化学教学要重视“两实一过程”。所谓“两实”，一是指化学教学要联系生产、生活实际，尤其是学生能够感受到的生活实际；二是指化学教学中必须加强实验教学，要充分开发化学实验的各种教学功能。所谓“过程”是指重视知识的产生和形成的过程，要根据教学内容恰当地设计课堂中学生各种学习活动(例如思考、讨论、练习、实验等)使学生参与知识的形成过程，自主建构知识。

教学方法多样化、最优化。化学教学中有多种方法，如讲授法、实验法、讨论法、探究法、问题解决法、自学法、归纳法、演绎法……在各种教学方法中，