高一化学教案：专题第一单元第三课时化学反应的限度

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第三课时化学反应的限度整体设计三维目标1。知识与技能(1）认识可逆反应在一定条件下都有一定的限度，即能达到化学平衡状态.(2）理解化学平衡的特征，知道当条件改变时化学平衡状态会被破坏。2.过程与方法（1）从课前进入实验探究，从熟悉到陌生，从物理变化到化学变化，让学生从感性上由浅入深，了解平衡存在的普遍性,并且从实验现象抽象出有关概念和原理，完成思维的跨越。（2）通过对氮气与氢气合成氨的数据分析，培养学生利用图表分析处理数据获取信息的能力。3。情感态度与价值观通过氮气与氢气合成氨的实验数据的分析，结合数学知识,使学生从理论上认识可逆反应的限度问题，符合认识论中从实践到理论的认知规律。在教学中，引导学生找出数据间的联系，并从中抽象出化学规律。教学重点1。化学平衡的含义及与化学反应速率之间的内在联系.2。学会用实验数据进行总结、概括从而得出结论。教学难点1。化学平衡状态的判断。2。化学平衡中的图象问题.课前准备多媒体课件、投影仪、烧杯、硫酸铜晶体、水、玻璃棒。教学过程知识回顾上节课我们学习了化学反应速率的一些应用与相关计算。它描述的是化学反应进行的快慢，但是在化学研究和化工生产中，只考虑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。对化学反应而言，还存在一个反应进行的程度问题.大多数反应在一定条件下并不能进行到底,大多数反应都是可逆反应，可逆反应有一定的限度.导入新课［演示实验］把一块缺角的CuSO4晶体放入CuSO4饱和溶液中，一段时间后，观察实验现象(课前做）.我们在初中就已经有了这样的经验,CuSO4饱和溶液中应该已不能再溶解CuSO4晶体。可在这个实验中，不规则的CuSO4晶体却有了规则的几何外形，说明以前所学的不溶是否意味着溶解停止？没有停止。因为此时,一方面硫酸铜晶体表面的铜离子、硫酸根离子不断地离开晶体表面，扩散到水里去；另一方面溶解在水中的铜离子、硫酸根离子不断地在未溶解的硫酸铜晶体表面聚集成晶体.这两部分铜离子、硫酸根离子量相等。硫酸铜的溶解速率等于结晶速率。此时,硫酸铜的量不变，硫酸铜的溶解达到了一定限度，但溶解并未停止。也可以看作一个可逆过程。推进新课对于可逆反应来说，又是怎样的情形呢？我们以工业合成氨反应为例来说明，可逆反应是怎样达到一定限度的。［板书］一、可逆反应的限度［投影练习］在一定条件下把3molH2与1molN2置于容积为1L的密闭容器中反应能得到2molNH3吗？各物质的浓度是如何变化的?［讨论］填写表格c（N2)c(H2）c(NH3)起始最大(1mol·L-1）最大（3mol·L—1）0反应中减小减小增大到一定程度不变不变不变[学生板演]用浓度时间图象来表示此变化过程。……［小结］可逆反应进行到一定程度时，反应物与生成物的浓度都保持不变，反应物与生成物的浓度可相等也可不等。［分析］对于一个可逆反应而言，从左往右进行的反应叫正反应，从右往左的反应叫逆反应，正反应就存在一个正反应速率，可用v正（N2)、v正(H2）、v正（NH3）表示,逆反应速率可用v逆（N2)、v逆（H2）、v逆（NH3）表示.［讨论］该过程中正、逆反应速率随时间是如何变化的，并画出该反应的速率-时间图象。v正v逆起始最大0反应中减小增大到一定程度v正=v逆［小结]该反应进行到一定程度时,N2与H2合成NH3的速率与NH3的分解速率相等，即单位时间内生成多少氨气，同时又分解掉这么多的NH3.[板书］二、化学平衡状态:1.定义：可逆反应在一定的条件下，进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再变化,该反应达到化学平衡状态。【提问】大家能否从化学平衡状态的定义中，找出化学平衡有哪些基本特征？正反应速率和逆反应速率相等的含义是什么？[总结］(1）化学平衡研究的对象是可逆反应。（2）达到平衡时正反应速率等于逆反应速率。（3)达到平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变。（4)由于达到平衡时反应仍在进行，故其是一种动态平衡。［板书］2。化学平衡状态的特征：逆：可逆反应等：v正=v逆动：动态平衡定：反应混合物中各组分浓度保持不变变：条件改变,平衡被破坏［投影］①v正=v逆指针对同一物质的正、逆反应速率②v正=v逆≠0③浓度不再变化：区别于浓度相等④达到平衡状态后，反应物的转化率达到最大值转化率=×100％［板书]3.化学平衡状态的判断依据：（1）v正=v逆（2)各组分浓度保持不变［投影练习］可逆反应2NO22NO+O2在固定容积的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是哪些：①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2;②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO；③用2NO2、2NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态；④混合气体的颜色不再改变的状态;⑤混合气体的密度不再改变的状态;⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态；⑦混合气体的压强不再改变的状态。[解析］①表示v正=v逆，故已达到平衡状态。②不能表示v正=v逆，故不能说明已达平衡状态。③因发生反应时v（NO2）、v（NO)、v（O2）之比等于2∶2∶1恒成立，故不能说明已达平衡状态。④混合气体的颜色不变，说明各物质的浓度不变，故已达到平衡状态.⑤因混合气体的体积不变,气体的总质量不变，所以气体密度不变，因此不能说明已达到平衡状态.⑥因质量固定不变，混合气体的总的物质的量变化，如果平均相对分子质量不变,能说明已达到平衡状态.⑦因混合气体的压强不变,所以气体的总物质的量不变，说明已达到平衡状态.课堂小结本节课我们介绍了可逆反应的定义，知道可逆反应是普遍存在的，可逆反应有一定的限度，可逆反应进行到一定程度会达到化学平衡状态以及平衡状态的特征、化学平衡状态的判断依据。化学平衡是一种动态平衡，当外界条件改变时，原化学平衡被破坏，一段时间后会达到新的平衡状态.布置作业1.对化学反应限度的叙述不正确的是()A。任何可逆反应都有一定限度B.化学反应的限度是不可改变的C.化学反应的限度与时间无关D。化学反应达到限度时，正、逆反应的速率相等2.某温度和压强下的密闭容器中，2SO2+O22SO3。（1)此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度?（2)此时的反应是否停止了？（3）此时为何3种物质的浓度保持不变？（4）画出该反应的浓度时间图象。［答案]1。B2。略板书设计化学反应的限度一、可逆反应的限度二、化学平衡状态：1。定义:可逆反应在一定的条件下，进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再变化，该反应达到化学平衡状态。2。化学平衡状态的特征：逆:可逆反应等：v正=v逆动：动态平衡定:反应混合物中各组分浓度保持不变变：条件改变,平衡被破坏3。化学平衡状态的判断依据：（1)v正=v逆（2）各组分浓度保持不变教学反思化学平衡的概念比较抽象，需要教师创设情景，联系实际，学生通过实验探究、讨论分析、归纳，自己建构概念。本课时利用硫酸铜晶体的溶解平衡设置平台，使学生易于接受化学平衡的概念，取得了一定的效果。内容上要把握好“度”，只需要帮助学生建立化学平衡及条件改变化学平衡要被破坏的概念，而不可把反应条件改变时,化学平衡移动及其规律展开讨论、教学，增加学生负担。因为这部分内容在化学反应原理中将详细地讲解。本课时让学生自己根据数据画图象，具有一定的难度,虽然使学生对图象的理解强化了,但课时却比较紧张。备课资料1。化学平衡化学平衡状态是一个热力学概念,是指系统内发生的化学反应既没有向正方向进行的自发性（或“推动力”）,又没有向逆方向进行的自发性（或“推动力”）时的一种状态。热力学假设所有化学反应都是可逆的.在化学反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度或者分压都不再改变了，反应“停滞"了,但这只是表观上的。本质上，无论是正反应还是逆反应，都在进行着，因而化学平衡是一种“动态平衡"。气体或固体溶解于水（或其他溶剂)，最后形成饱和溶液，达到溶解平衡,跟化学反应达到的平衡一样，也是一种动态平衡——未溶的溶质和溶解的溶质在不断地相互转化着，但宏观地看，溶液饱和了,溶解过程停止了。通常人们将所有溶解平衡称为物理化学平衡，也可看做一种化学平衡.还应指出，在许多教科书里，讨论化学平衡状态时说，化学平衡是正反应速率等于逆反应速率的状态。尽管这是由古德伯格和瓦格在1864年提出来的，也确实是化学平衡的动力学真实图象，却并非热力学概念，因为热力学是不讨论反应速率的。如上所述,化学平衡是反应向正、逆两个方向进行的“推动力”都等于零的状态，我们只能判断某一个条件下反应会达到平衡,却不知道需要经过多长时间才能达到平衡，同样，我们只知道当维持平衡态条件改变时，平衡会移动，而且知道向哪个方向移动，却不知道要经过多长时间才会移动。平衡移动原理阐明浓度、压强、温度对平衡移动的影响。在恒温条件下改变浓度、压强,平衡可能发生移动,但平衡常数不变;改变温度，平衡常数有相应改变。浓度、压强对平衡移动的影响恒温下，改变反应物或生成物的浓度，均能导致平衡移动。对于有气态物质参与的反应，在恒温、恒容条件下，气态反应物或生成物浓度的改变，就是相应各气态物质压强的改变，平衡将发生相应移动.若在恒温条件下，改变有气态物质参与反应的总压强，则气态反应物、生成物的浓度或分压强将以同等倍数增大或减小，对于气态反应物、生成物的浓度或分压强将以同等倍数增大或减小，对于气态反应物和生成物物质的量不同的反应,平衡将发生移动。我们以N2+3H22NH3为例讨论如下.（1)恒温、恒容下加N2(改变浓度)，平衡向正方向移动的结果是：c2(N2）＞c1(N2），c2（H2）＜c1（H2)，c2(NH3）＞c1（NH3）。H2转化率增大和c(NH3)增大，但N2的转化率却下降了。恒温、恒容下加H2，平衡发生移动，c（NH3）增大和N2的转化率增大一致，但H2的转化率下降。结论是：恒温、恒容下增大一种反应物浓度，可提高其他反应物的转化率，而这种反应物本身的转化率下降。或者说，恒温、恒容条件下改变一种反应物的浓度，不可能出现所有反应物（若不止一种）转化率都升高或下降的情况.(2)恒温下加大总压，如使p→2p。在加压瞬间，N2、H2、NH3的浓度或分压强都增大1倍,平衡将向正反应方向移动。若和2c1相比，N2、H2浓度或分压强减小，NH3增大。即c3(NH3)＞2c1(NH3），2c1（N2)＞c3(N2）＞c1(N2），H2同。平衡移动结果若和原先c1相比，N2、H2、NH3浓度都增大了，只是NH3浓度或分压强增大更多.即N2、H2转化率都增大了。（3）恒温、减压，如使p→p/2。在减压瞬间，N2、H2、NH3的浓度或分压强都减半，平衡向逆反应方向移动。和相比，N2、H2浓度均增大，NH3浓度减小。