化学平衡教学设计1.docx
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化学平衡教学设计1
第二章化学反应速率和化学平衡
第三节化学平衡
（1）
主备教师：
课时：
5课时
一、内容及其解析
本节课要学的内容包括可逆反应与不可逆反应的概念、建立化学平衡的概念、化学平衡状态的特征及化学平衡状态的标志。
其核心内容是建立化学平衡的概念，理解它关键是掌握溶解的知识，从溶解平衡导入化学平衡。
学生已经在必修2中学习过化学平衡的内容，本节课的内容就是在其基础上的发展。
由于它还与后续学习的电离平衡、水解平衡等有着密切的联系，并有承上启下的作用。
教学重点是建立化学平衡的概念，化学平衡状态的特征及化学平衡状态的标志。
解决重点的关键是从溶解平衡导入化学平衡，利用数据、图片、演示实验引发学生思考，把抽象的知识适度地直观化，引发学生的联想，从而培养学生的思维能力和知识迁移能力。
二、目标及其解析
1、目标定位
（1）理解可逆反应与不可逆反应的概念；
（2）能建立化学平衡的概念；
（3）掌握化学平衡状态的特征及化学平衡状态的标志。
2、目标解析
（1）可逆反应：
在相同条件下同时能向正反应方向和逆反应方向进行的反应。
不可逆反应：
在相同条件下只能向正反应方向或逆反应方向进行的反应。
（2）化学平衡状态：
在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
（3）化学平衡的特征：
逆、等、动、定、变
化学平衡状态的标志：
A．V正=V逆
B．各组分的质量、物质的量、浓度、百分含量保持不变。
三、问题诊断分析
在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是不能建立化学平衡的概念，产生这一问题的原因是这一部分知识比较抽象，难懂。
要解决这一问题，就要从溶解平衡导入化学平衡，利用数据、图片、演示实验引发学生思考，把抽象的知识适度地直观化，引发学生的联想，从而培养学生的思维能力和知识迁移能力。
四、教学支持条件分析
本节课在建立化学平衡概念的教学中，准备使用数据、图片、演示实验。
因为使用数据、图片、演示实验有利于引发学生思考，把抽象的知识适度地直观化，引发学生的联想。
五、教学过程设计
第一部分自学
一、知识回顾:
必修2中有关化学平衡状态的知识点
二、教材梳理：
（一）、可逆反应与不可逆反应
1、溶解过程的可逆性
一定温度下的饱和溶液中，存在溶解、结晶平衡，即溶解平衡状态
（1）表示：
（2）溶解平衡状态的含义
在一定温度下，饱和溶液中固体溶质溶解的速率和溶液中溶质分子结晶的
速率相等时，饱和溶液的质量和固体溶质的质量都保持不变。
2、可逆反应
（1）概念：
在一定条件下，既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的化学反应
（2）表示方法：
约定采用“”表示，把从左向右的反应称作正反应，从右向左的反应称作逆反应。
例如：
SO2与H2O的反应可表示为：
。
（3）、特征：
3、不可逆反应：
有些反应的逆反应进行程度太小因而可忽略，把这类反应叫不可逆反应，用“===”号表示。
例如C+O2=点燃=CO2
（二）、化学平衡状态
1、化学平衡的建立
在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入到固定容积的密闭容器中。
反应过程如下：
（1）反应开始时：
正反应速率最大，逆反应速率为0
（2）反应进行时：
反应物浓度逐渐变小→正反应速率逐渐减小，生成物浓度由零逐渐增大→逆反应速率从零开始逐渐增大
（3）达到平衡时：
正反应速率==逆反应速率，反应混合物中各组分的浓度不变。
以上过程可用下图表示：
2、化学平衡状态
一定条件下，可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应混合物中各物质的百分含量保持不变的状态。
三、学生发现问题及相互探讨
第二部分本讲学习
问题一、什么是可逆反应与不可逆反应？
设计意图：
让学生理解可逆反应和不可逆反应的概念。
【问题1】什么是正反应？
答：
人为规定，从左到右的反应为正反应。
【问题2】什么是逆反应？
答：
人为规定，从左到右的反应为正反应，那么从右到左的反应就为逆反应。
【问题3】什么是可逆反应和不可逆反应？
答：
可逆反应：
在相同条件下同时能向正反应方向和逆反应方向进行的反应。
不可逆反应：
在相同条件下只能向正反应方向或逆反应方向进行的反应。
【例题1】在密闭容器中充入SO2和由O18原子组成的氧气，在一定条件下开始反应，在达到平衡前，O18存在于（）
A、只存在于氧气中B、只存在于和SO3中
C、只存在于SO2和SO3中D、SO2、SO3、O2中都有可能存在
【变式训练1】在一定条件下，某容器内充入N2和H2合成氨，以下叙述中错误的是（）
A、开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零。
B、随着反应的进行，正反应速率减小，最后降为零。
C、随着反应的进行，正反应速率减小，逆反应速率增大，最后相等。
D、在反应过程中，正反应速率的减小等于逆反应速率的增加。
【例题2】化学平衡主要研究下列哪一类反应的规律（）。
（A）可逆反应（B）任何反应（C）部分反应（D）气体反应
【变式训练2】在2NO2
N2O4的可逆反应中，下列状态属于平衡状态的是（）。
（A）υ正=υ逆≠0时的状态（B）NO2全部转变成N2O4的状态
（C）c（NO2）=c（N2O4）的状态（D）体系的颜色不再发生变化的状态
【师生活动】1、教师引导学生解决问题，巡视了解学生对问题的解决情况2、学生对问题先进行独立思考，再合作探究，最后小组推出代表发言，小组内其它同学可以补充，其它小组同学可以反驳质疑
问题二、什么是化学平衡？
设计意图：
让学生能够建立化学平衡的概念。
【问题1】当温度一定时，固体溶质在某溶剂中形成的饱和溶液的状态是怎样的？
答：
当温度一定时，固体溶质在某溶剂中形成的饱和溶液，溶液中的固体溶质的外形在不断的发生变化，小晶体会长大，有的晶体上的棱角消失了，但固体的质量却没有改变。
这说明，溶液达到饱和之后，溶液中的固体溶质溶解和溶液中的溶质分子回到固体溶质表面的结晶过程一直在进行，而且两种过程的速率相等，于是饱和溶液的浓度和固体溶质的质量保持不变。
如果把溶质在某溶剂中形成的饱和溶液的状态称为溶解平衡状态，对于化学反应体系来说，就应当称为化学平衡状态。
【问题2】什么是化学平衡？
答：
在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
分析：
CO+H2OCO2+H2
①．反应刚开始时，反应物和生成物的浓度如何变化？
V正、V逆变化？
②．随反应的进行，反应物和生成物的浓度如何变化？
V正、V逆变化？
③．当V正=V逆时，反应物的浓度和生成物的浓度是否再变化？
问题三、什么是化学平衡状态的特征及化学平衡状态的标志？
设计意图：
让学生掌握化学平衡状态的特征及化学平衡状态的标志。
【问题1】化学平衡状态的特征是什么？
答：
化学平衡的特征：
动、等、定、变
A．反应平衡时，V正=V逆≠0，是动态平衡。
V正=V逆是指同一个特定的物质的正、反速率。
B．反应混合物中，各物质的浓度不再改变，百分含量保持不变。
但平衡时，各物质的浓度不一定相等。
C．外界条件变化时，原有平衡被破坏，出现新的平衡。
【思考】1．某化学反应达到平衡时反应物的浓度等于生成物的浓度，是否正确？
2．化学反应达到平衡时，反应停止了，所以各物质的百分含量保持不变。
这句话对吗？
【问题2】化学平衡的前提是什么？
答：
反应物和所有生成物均处于同一反应体系中，反应条件保持不变。
【问题3】化学平衡的实质是什么？
答：
V正=V逆≠0
【问题4】化学平衡的标志是什么？
答：
V正=V逆≠0
【问题5】怎样判断化学反应是否达到平衡状态？
答：
直接标志：
A．V正=V逆
B．各组分的质量、物质的量、浓度、百分含量保持不变。
【例题1】：
下列哪种说法可以证明反应N2+3H22NH3已达平衡状态（）
A．一个NN健断裂的同时，有三个HH健形成。
B．一个NN健断裂的同时，有三个HH健断裂。
C．一个NN健断裂的同时，有六个NH健形成。
D．一个NN健断裂的同时，有三个HH健断裂。
[变式练习1]：
H2（气）+I2（气）2HI（气）已经达到平衡状态的标志是（）
A、c（H2）＝c（I2）＝c（HI）
B、c（H2）∶c（I2）∶c（HI）＝1∶1∶2
C、c（H2）、c（I2）、c（HI）不再随时间而改变
D、单位时间内生成nmolH2的同时生成2nmolHI
【例题2】：
在一定温度下H2（g）＋I2（g）
2HI（g），达到平衡的标志是（）
A．单位时间内生成nmolH2，同时生成nmolI2
B．容器内气体的总压强不随时间变化
C．单位时间内生成2nmolHI，同时生成nmolI2
D．VHI=2VI2（V为体积）
[变式练习2]：
在一定温度下，反应I2（气）＋H2（气）
2HI（气），达到平衡的标志是（）:
B．H2的百分含量不再变化
C．容器内的压强不再变化D．[I2]=[H2]=[HI]
【师生活动】1、教师引导学生解决问题，巡视了解学生对问题的解决情况2、学生对问题先进行独立思考，再合作探究，最后小组推出代表发言，小组内其它同学可以补充，其它小组同学可以反驳质疑
六、课堂小结
1）可逆反应：
在相同条件下同时能向正反应方向和逆反应方向进行的反应。
不可逆反应：
在相同条件下只能向正反应方向或逆反应方向进行的反应。
（2）化学平衡状态：
在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
（3）化学平衡的特征：
动、等、定、变
化学平衡状态的标志：
A．V正=V逆
B．各组分的质量、物质的量、浓度、百分含量保持不变。
第三部分检学
7、目标检测
1、化学平衡：
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，称为化学平衡状态，简称化学平衡。
（1）它的建立与反应途径无关，从正反应或逆反应开始都可以建立化学平衡状态。
（2）化学平衡的前提：
反应物和所有生成物均处于同一反应体系中，反应条件保持不变。
（3）实质：
V正=V逆≠0标志：
V正=V逆≠0
2．在一定温度下，可逆反应4A（气）＋5B（气）4C（气）＋6D（气）达到平衡的标志是（）
A．单位时间内消耗nmol的A，同时生成nmol的C
B．单位时间内消耗4nmol的A，同时生成5nmol的B
C．A、B、C、D的分子数之比为4∶5∶4∶6
D．容器的总压强不随时间而变化
3、在一定温度下，可逆反应A2（g）+B2（g）2AB（g）达到平衡的标志是（）
A．容器的总压强不随时间而变化。
B．单位时间内有nmolA2生成同时就有nmolB2生成。
C．单位时间内有nmolA2生成同时就有2nmolAB生成。
D．单位时间内有nmolB2发生反应同时就有nmolAB分解。
4、某温度下,反应H2（g）+I2（g）
2HI（g）；△H>0（正反应为吸热反应）。
在一带有活塞的密闭容器中达到平衡，下列说法中不正确的是（）
A．恒温，压缩体积，平衡不移动，混合气体颜色加深
B．恒压，充入HI（g），开始时正反应速率减小，
C．恒容，升高温度，正反应速率减小
D．恒容，充入H2，I2（g）的体积分数降低
5、H2（气）+I2（气）2HI（气）已经达到平衡状态的标志是（）
①c（H2）＝c（I2）＝c（HI）
②c（H2）∶c（I2）∶c（HI）＝1∶1∶2
③c（H2）、c（I2）、c（HI）不再随时间而改变
④单位时间内生成nmolH2的同时生成2nmolHI
⑤单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolI2
⑥反应速率v（H2）=v（I2）=
v（HI）
⑦一个H－H键断裂的同时有两个H－I键断裂
⑧温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化
八、配餐作业
A组
1.下列各组两个反应互为可逆反应的是（ ）
①2H2+O2
2H2O与2H2O
2H2↑+O2↑
②H2SO4（浓）+2HBr
2H2O+Br2+SO2↑与Br2+SO2+2H2O
2HBr+H2SO4
③2NO2
N2O4与N2O4
2NO2
④2SO2+O2
2SO3与2SO3
2SO2+O2
A.①②B.②③
C.③④D.②④
解析:
可逆反应必须是在同一条件下同时向两个方向进行的反应。
答案:
C
2.已知汽车尾气无害化处理反应为2NO（g）+2CO（g）
N2（g）+2CO2（g）。
下列说法不正确的是（ ）
A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率
C.反应达到平衡后,NO的反应速率保持恒定
D.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡
解析:
不管是吸热反应还是放热反应,温度升高,正、逆反应速率均增大,温度降低,正、逆反应速率均减小,A项错。
催化剂可同等程度地提高正、逆反应速率。
答案:
A
3.一定温度下,对可逆反应A（g）+2B（g）
3C（g）的下列叙述中,能说明反应已达到平衡的是（ ）
A.C生成的速率与C分解的速率相等
B.单位时间内消耗amolA,同时生成3amolC
C.容器内的压强不再变化
D.混合气体的物质的量不再变化
解析:
单位时间内消耗amolA,同时生成3amolC,同为正反应方向,不能说明反应达到平衡状态;反应前后气体体积不变,故容器内的压强和混合气体的物质的量始终不变。
答案:
A
4.在恒温下的密闭容器中,有可逆反应2NO（g）+O2（g）
2NO2（g） ΔH<0,不能说明反应已达到平衡状态的是（ ）
A.正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等
B.反应器中压强不随时间变化而变化
C.混合气体颜色深浅保持不变
D.混合气体平均相对分子质量保持不变
解析:
A项中正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等时,不符合化学式前的化学计量数之比,所以不能说明已达到平衡状态。
答案:
A
5.一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X（g）
Y（g）+Z（s）,以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是（ ）
A.混合气体的密度不再变化
B.反应容器中Y的质量分数不变
C.X的分解速率与Y的消耗速率相等
D.单位时间内生成1molY的同时生成2molX
解析:
X的分解速率与Y的消耗速率之比为2∶1时,才能说明反应达到平衡状态。
故C项反应未达到平衡状态。
答案:
C
6.在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A（s）+2B（g）
C（g）+D（g）,当下列物理量不再变化时,能够表明该反应已达平衡状态的是（ ）
A.混合气体的压强
B.混合气体的平均相对分子质量
C.A的物质的量浓度
D.气体的总物质的量
解析:
因反应前后气体分子数不变,故无论反应是否平衡,混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变;A为固态,其物质的量浓度为常数;若反应正向移动,混合气体的质量增加,则混合气体的平均相对分子质量变大,反之变小,故混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态。
答案:
B
7.在一定条件下体积不变的密闭容器中,反应2A（g）+2B（g）
3C（g）+D（g）达到平衡状态的标志是（ ）
A.单位时间内生成2nmolA,同时生成nmolD
B.容器内压强不随时间而变化
C.单位时间内生成nmolB,同时消耗1.5nmolC
D.容器内混合气体密度不随时间而变化
解析:
单位时间内生成2nmolA,同时生成nmolD,则v（正）=v（逆）,反应达平衡状态;单位时间内生成nmolB,同时消耗1.5nmolC,都是表示逆反应速率,不能判断反应是否达平衡状态;因为反应前后气体总体积不变,不论反应开始进行,还是达到平衡,体系的压强始终不变,故压强不能作为判定依据;该反应是一个气态反应,在恒容条件下,无论起始还是达到平衡,混合气体的密度始终不变,故密度也不能作为判定依据。
答案:
A
8.下列说法中,可以证明反应N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）已达到平衡状态的是（ ）
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂
C.3个H—H键形成的同时,有6个N—H键断裂
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键形成
解析:
B项,都指的是正反应速率;C项,都指的是逆反应速率;D项,都指的是正反应速率。
答案:
A
9.对于可逆反应4NH3（g）+5O2（g）
4NO（g）+6H2O（g）,下列叙述正确的是（ ）
A.达到化学平衡时,4v正（O2）=5v逆（NO）
B.若单位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.化学反应速率关系是2v正（NH3）=3v正（H2O）
解析:
由题意知,任意状态时v正（O2）∶v正（NO）=5∶4,达平衡时v正（NO）=v逆（NO）,故A项正确;生成NO和消耗NH3都表示正反应速率,B项错;平衡时增大容器体积,各物质的浓度都减小,所以正、逆反应速率都减小,C项错;在反应的任意状态总有v正（NH3）∶v正（H2O）=4∶6,即3v正（NH3）=2v正（H2O）,D项错。
答案:
A
10.在密闭容器中进行反应:
X2（g）+3Y2（g）
2Z（g）,X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.2mol·L-1、0.6mol·L-1、0.4mol·L-1,当平衡时,下列数据肯定不正确的是（ ）
A.X2为0.4mol·L-1,Y2为1.2mol·L-1
B.Y2为1.0mol·L-1
C.X2为0.3mol·L-1,Z为0.2mol·L-1
D.Z为0.6mol·L-1
答案:
A
11.在2L密闭容器内,800℃时反应2NO（g）+O2（g）
2NO2（g） ΔH<0,n（NO）随时间的变化如下表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
n（NO）/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
（1）下图中表示NO2的变化的曲线是 。
用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v= 。
（2）能说明该反应已达到平衡状态的是 。
A.v（NO2）=2v（O2）
B.容器内压强保持不变
C.v逆（NO）=2v正（O2）
D.容器内密度保持不变
解析:
该反应达到平衡时,n（NO）=0.007mol,此时n（NO2）=0.013mol,其浓度变化量为0.0065mol·L-1,所以表示NO2的变化曲线是b;0~2s内v（NO）==0.003mol·（L·s）-1,则v（O2）=v（NO）=×0.003mol·（L·s）-1=1.5×10-3mol·（L·s）-1。
（2）中A表示的是同一方向的速率,在任何时候都成立,而D中容器的体积及气体的总质量都不变,气体的密度也始终不变。
答案:
（1）b 1.5×10-3mol·（L·s）-1
（2）BC
B组
1.一定温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应:
mA（g）+nB（g）
pC（g）+qD（g）,当m、n、p、q为任意正整数时,下列状态:
①体系的压强不再发生变化
②体系的密度不再发生变化
③各组分的物质的量浓度不再改变
④各组分的质量分数不再改变
⑤反应速率v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）=m∶n∶p∶q
其中,一定能说明反应已达到平衡的是（ ）
A.③④B.②③④
C.①②③④D.①②③④⑤
解析:
若m+n=p+q时,反应过程中,体系压强始终不变,①不符合要求;ρ=,m总、V总不变,则体系密度在反应过程中始终不变,故②也不符合要求;反应过程中,反应速率始终满足v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）=m∶n∶p∶q,故⑤不符合要求,只有③④能说明反应已达平衡。
答案:
A
2.如图中的曲线是表示其他条件一定时,2NO+O2
2NO2（该反应放热）反应中NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v（正）>v（逆）的点是（ ）
A.a点B.b点C.c点D.d点
解析:
此坐标的纵轴表示的是NO的转化率,横轴表示温度,曲线上的任一点都表示在此温度下达到平衡状态时对应的转化率,从c点作纵轴的平行线与曲线交于一点,这表示若想达到c点对应温度的平衡状态,需要转化更多的NO,表示c点未达到平衡状态,即v（正）>v（逆）（反应向正反应方向进行）。
答案:
C
3.已知N2O4（g）
2NO2（g） ΔH>0,现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是（ ）
解析:
B项,对于一个特定反应,ΔH固定不变,不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据;C项,在t1时刻,2v正（N2O4）=v逆（NO2）反应达到平衡状态。
答案:
B
4.在一定条件下,将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:
3A（g）+B（g）
xC（g）+2D（g）。
2min末该反应达到平衡,生成0.8molD,并测得C的浓度为0.2mol·L-1。
下列判断错误的是（ ）
A.x=1
B.2min内A的反应速率为0.3mol·（L·min）-1
C.B的转化率为50%
D.若混合气体的平均相对分子质量不变,则表明该反应达到平衡状态
解析:
设B转化的物质的量为a
3A（g）+B（g）
xC（g）+2D（g）
起始（mol）3100
转化3aaxa2a
平衡3-3a1-axa2a
由题意得:
2a=0.8mol a=0.4mol =0.2mol·L-1 x=1,A正确。
B项,v（A）==0.3mol·L-1·min-1。
C项,α（B）=×100%=40%。
D项,由于气体的总物质的量只有在平衡时才保持不变,所以平均相对分子质量不变能说明该反应达到平衡状态。
答案:
C
5.698K时,向VL的密闭容器中充入2molH2（g）和2molI2（g）,发生反应:
H2（g）+I2（g）
2HI（g） ΔH=-26.5kJ·mol-1,测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。
请回答下列问题:
（1）V= 。
（2）该反应达到最大限度的时间是 ,该时间内平均反应速率v（HI）= 。
（3）该反应达到平衡状态时, （填“吸收”或“放出”）的热量为 。
解析:
（1）由图知初始反应时,c（H2）=c（I2）=1mol·L-1,而加入的H2和I2的物质的量均为2mol,所以V=2。
（2）由图知反应达到最大限度即达到化学平衡的时间为5s,v（HI）==0.316mol·（L·s）-1。
（3）可逆反应从正反应开始达到化学平衡,所以放出热量。
由反应:
H2（g）+I2（g）
2HI（g） ΔH=-26.5kJ·mol-1,达到
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