人教版化学选修四23《化学平衡》教案设计.docx
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人教版化学选修四23《化学平衡》教案设计
第二章化学反应速率和化学平衡
第三节化学平衡（五课时）
第一课时
教学目标
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、利用旧知识，加强新知识的运用，培养学生严谨的学习态度和思维习惯。
情感态度与价值观：
1、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。
2、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。
教学重点：
化学平衡的概念及特征
教学难点：
化学平衡状态的判断
教学方法：
归纳总结，提取升华
教学过程：
[复习]什么叫可逆反应？
可逆反应有哪些特点？
在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应，叫可逆反应。
可逆反应的特点：
条件同一、反应同时、方向对立
[思考]：
化学反应速率研究反应的快慢，研究一个化学反应还需要讨论哪些内容？
还需要研究化学反应进行的程度——化学平衡
[讨论]：
可逆反应为什么有“度”的限制？
“度”是怎样产生的？
分析：
在一定温度下，将一定质量的蔗糖溶于100mL水的过程如右图，蔗糖在溶解时，一方面，蔗糖分子不断离开蔗糖表面扩散到水中，同时溶液中的蔗糖分子又不断在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体
溶解
蔗糖晶体蔗糖溶液
结晶
过程分析：
①、开始时：
v（溶解），v（结晶）＝
②、过程中：
v（溶解），v（结晶）
③、一定时间后（形成饱和溶液）：
v（溶解）v（结晶），建立溶解平衡，形成饱和溶液，v（溶解）等于v（结晶），即溶解的蔗糖的质量与结晶的蔗糖质量相等，固体质量不再减少了
讨论：
在一定条件下，达到溶解平衡后，蔗糖晶体的质量和溶液的浓度是否变化？
溶解和结晶过程是否停止？
晶体质量和溶液的浓度不会发生改变，但溶解和结晶过程并未停止，v溶解＝v结晶≠0，蔗糖溶解多少则结晶多少。
“度”的产生—消耗量等于生成量，量上不再变化
【板书】一、化学平衡的建立过程
在反应CO+H2OCO2+H2中，将0.01molCO和0.01molH2O（g）通入1L的密闭容器中，反应情况为例分析
1、反应刚开始时：
反应物浓度，正反应速率
生成物浓度为，逆反应速率为
2、反应过程中：
反应物浓度，正反应速率
生成物浓度，逆反应速率
3、一定时间后（达平衡状态）：
必然出现，正反应速率＝逆反应速率（t1时刻后，v正＝v逆即正反应消耗的量与逆反应生成的量相等，反应物和生物的浓度不再发生变化——化学平衡）。
浓度速率图为：
【板书】二、化学平衡
【板书】1、概念：
在外界条件不变的条件下，可逆反应可逆反应进行到一定的程度时正反应速率与逆反应速率相等，化学反应进行到最大限度，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应混合物处于化学平衡状态，简称化学平衡
【板书】2、化学平衡的性质：
⑴、反应条件：
温度、压强、浓度等不变,——--条件不变是基础
⑵、研究对象：
可逆反应；不可逆反应一般不会出现平衡状态—---可逆反应是前提
⑶、本质：
v正＝v逆即同一物质消耗速率与生成速率相等——--速率相等是实质
⑷、现象：
反应混合物组成成分的浓度保持不变——--浓度不变是标志
注意：
平衡时，反应混合物各组成成分的物质的量浓度、百分含量恒定，但不相等。
同时，平衡状态下，反应体系的压强恒定、反应混合气体的相对分子质量等恒定
3、化学平衡的特征：
逆、动、等、定、变、同
⑴、逆：
化学平衡研究的对象是可逆反应
⑵、动：
化学平衡是动态平衡，虽然达到平衡状态，
但正反应和逆反应并未停止
⑶、等：
化学平衡时，v正＝v逆＞0
⑷、定:
反应混合物各组分的浓度保持一定
⑸、变：
化学平衡建立在一定条件下，条件改变时，平衡就会被破坏，变为不平衡，并在新条件下建立新的平衡
⑹、同：
在一定条件下，可逆反应不论是从正反应还是逆反应开始，还是正、逆反应同时开始，只要起始浓度相当，均可以建立相同的化学平衡。
即平衡的建立与途径无关
【板书】4、达到化学平衡的标志：
正逆反应速率相等和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的两大主要标志
【板书】
（1）、直接标志：
①、速率关系：
正逆反应速率相等。
即V正＝V逆
应用：
判断平衡时，要注意用“同”、“等”、“逆”的原则，即
“同”：
不同物质表示的反应速率必须转化为相同物质表示的反应速率
“等”：
转化后用同一物质表示的反应速率必须相等
“逆”：
反应方向必须对立
以反应mA（g）+nB（g）pC（g）为例达到平衡的标志为：
A的消耗速率与A的生成速率相等；
A的消耗速率与C的消耗速率之比等于m：
p；
B的生成速率与C的生成速率之比等于n：
p；
A的生成速率与B的消耗速率之比等于m：
n。
例1、一定条件下，反应A2（g）+B2（g）2AB（g）达到平衡的标志是（）
A、单位时间内生成nmolA2同时生成nmolAB
B、单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2C、单位时间内生成nmolA2同时生成nmolB2D、单位时间内生成nmolA2同时消耗nmolB2
答案：
BD
注意:
在判断化学平衡时，要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系，同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。
例2、一定条件下，反应N2+3H22NH3达到平衡的标志是（）
A、一个N≡N键断裂的同时，有三个H－H键形成
B、一个N≡N键断裂的同时，有三个H－H键断裂
C、一个N≡N键断裂的同时，有六个N－H键断裂
D、一个N≡N键断裂的同时，有六个N－H键形成
答案：
AC
②、含量关系：
反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的量、摩尔分数、体积分数、分子数之比保持不变
【板书】
（2）、间接标志：
以反应mA（g）+nB（g）pC（g）为例
①、混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而改变，（适用于m+n≠p的反应）
②、混合气体的平均相对分子质量、密度不随时间改变而改变，（适用于m+n≠p的反应）
③、各气体体积、气体分压、各物质的物质的量不随时间改变
【板书】（3）、特殊标志：
①、对于有色物质参加反应，如果体系颜色不变，反应达到平衡
②、对于吸热或放热反应，如果体系温度不变，反应达到平衡
【板书】（4）、在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是：
气体的总压、气体的总的物质的量、混合气体的平均相对分子质量、混合气体的密度、反应混合物平衡时物质的量之比
例3、在一定温度下，向aL密闭容器中加入1molX气体和2molY气体
发生如下反应：
X（g）+2Y（g）2Z（g），此反应达到平衡的标志是（）
A、容器内压强不随时间变化
B、容器内各物质的浓度不随时间变化
C、容器内X、Y、Z的浓度之比为1:
2:
2
D、单位时间消耗0.1molX的同时生成0.2molZ
答案：
AB
【投影】课后练习：
【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. 单位时间内生成nmolA,同时生3nmolB
C. A、B、C的浓度不再变化
D. A、B、C的分子数比为1:
3:
2
【2】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.反应容器内压强不随时间变化
B. P和S的生成速率相等
C. 反应容器内P、Q、R、S四者共存
D. 反应容器内总物质的量不随时间而变化
【3】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（）
A.混合气体的压强B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度D.气体的总物质的量
【4】在一定温度下,下列叙述不是可逆反应
A（气）+3B（气）2C（气）+2D（固）达到平衡的标志的是（）
①C的生成速率与C的分解速率相等
②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB
③A、B、C的浓度不再变化
④A、B、C的分压强不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化
⑥混合气体的物质的量不再变化
⑦单位时间内消耗amolA,同时生成3amolB
⑧A、B、C、D的分子数之比为1:
3:
2:
2
A.②⑧B.②⑤⑧
C.①③④⑦D.②⑤⑥⑧
课后练习答案：
1AC2B3BC4A
第二课时
教学目标
知识与技能：
理解化学平衡的概念,使学生理解浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡的影响
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，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
情感态度与价值观：
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
教学重点：
浓度、压强、温度、催化剂对化学平衡的影响
教学难点：
压强对化学平衡的影响，平衡移动的原理分析及应用
教学方法：
实验探究法，归纳法。
多媒体辅助教学
教学过程：
讨论：
化学平衡的本质特征是什么？
结论：
v正＝v逆，即同一物质消耗速率与生成速率相等
思考：
哪些因素会引起化学反应速率的改变？
结论：
浓度、压强、温度、催化剂均会引起化学反应速率的变化
讨论：
条件变化引起反应速率改变对化学平衡有无影响？
为什么？
因为反应条件改变引起反应速率改变，v正≠v逆使化学平衡破坏
思考：
反应条件改变是如何影响化学平衡？
【板书】一、化学平衡的移动
总结：
化学平衡的研究对象是，化学平衡是有条件限制的平衡，只有在时才能保持平衡，当外界条件（浓度、温度、压强）改变时，化学平衡会被_，反应混合物里各组分的含量不断_，由于条件变化对正逆反应速率的影响不同，致使v正≠v逆，然后在新条件下建立_
【板书】1、化学平衡移动的定义：
化学上把这种、叫做化学平衡的移动
讨论：
可逆反应的“度”能否改变？
研究化学平衡的移动有何意义？
结论：
研究化学平衡移动的目的就要改变可逆反应的“限度”，通过化学平衡的移动来建立新的较理想的化学平衡
讨论：
引起化学平衡移动的本质原因是什么？
结论：
外界条件变化引起的化学反应速率的改变
【板书】2、化学平衡移动的实质：
⑴、研究对象：
已建立平衡状态的体系；
⑵、本质原因：
v正≠v逆
⑶、移动的标志：
①混合物各组分的含量发生变化，平衡向正反应移动会生成更多的生成物，平衡向逆反应移动则会生成更多的反应物
②v正≠v逆到v’正＝v’逆
⑴、若外界条件变化引起v正＞v逆：
平衡向正反应方向移动
⑵、若外界条件变化引起v正＜v逆：
平衡向逆反应方向移动
⑶、若外界条件变化引起v正＝v逆：
旧平衡未被破坏，平衡不移动
巧记：
化学平衡总往反应速率大的方向移动
【板书】二、影响化学平衡的条件
【板书】1、浓度对化学平衡的影响
学生阅读第28页-第29页,
[演示实验2-5],[演示实验2-6]
结论：
增大任何一种反应物浓度使化学平衡向正反应方向移动
讨论：
反应物和生成物浓度的变化怎样影响化学平衡？
（下图分析）
平衡移动
增大反应物浓度
增大生成物浓度
减少生成物浓度
减少反应物浓度
速率变化
增大瞬间
V正怎样变化
V逆怎样变化
V正、V逆大小怎样关系
增大瞬间
V正怎样变化
V逆怎样变化
V正、V逆大小怎样关系
增大瞬间
V正怎样变化
V逆怎样变化
V正、V逆大小怎样关系
增大瞬间
V正怎样变化
V逆怎样变化
V正、V逆大小怎样关系
移动方向
学生填上表，分析A、B、C、D各属哪种情况？
结论：
当其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。
强调：
气体或溶液浓度的改变会引起反应速率的变化，纯固体或纯液体的变化引起反应速率改变，化学平衡
思考：
某温度下，反应C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）达到平衡后，增加或移去一部分碳固体，化学平衡移动吗？
为什么？
结论：
平衡不移动，因为固体或纯液体的浓度是常数，其用量的改变不会影响v正和v逆，化学平衡不移动.
【板书】2、压强对化学平衡的影响
讨论：
压强的变化对化学反应速率如何影响？
v正和v逆怎样变化？
结论：
对于一般的化学反应（非等体积反应），压强增大，v正和v逆同时增大，但增加的倍数不同；压强减小，v正和v逆同时减小，但减少的倍数不同；
问题：
压强的变化如何改变不同反应的v正和v逆的倍数？
结论：
压强改变时，气体体积缩小方向上的反应速率变化量大
小结：
压强的变化引起反应速率改变，化学平衡将发生移动
N2（g）+3H2（g）2NH3（g）反应中，压强变化和NH3含量的关系
压强（MPa）
1
5
10
30
60
100
NH3%
2.0
9.2
16.4
35.5
53.6
69.4
结论：
压强增大，NH3％增大，平衡向正反应方向移动
压强对化学平衡的影响
思考：
对于等体积的气体反应，压强改变将怎样影响
化学平衡？
结论：
由于压强变化同时、同步、等倍数影响正、逆
反应速率，v缩=v扩，化学平衡不移动，但正、逆反应速
率改变
例在反应I2（g）+H2（g）2HI（g）中增大压强如上图所示
结论：
压强变化不影响体积相等的气体反应的化学平衡
讨论：
压强的变化不会影响固体或气体物质的反应速率，压强的变化会使固态或液态反应的化学平衡移动吗？
结论：
无气体参加的反应，压强的改变，不能使化学平衡移动
注意：
压强变化若没有浓度的变化，化学反应速率不变，化学平衡不移动。
讨论：
在N2（g）+3H2（g）2NH3（g）密闭反应体系中，充入He气体：
⑴容积不变时，反应物质浓度不变，反应速率不变，化学平衡不移动；⑵气体压强不变时，各气体分压减小，反应速率减小，化学平衡向逆反应方向移动
结论：
增大压强，化学平衡向气体体积缩小方向移动；
减小压强，化学平衡向气体体积扩大方向移动；
对体积相等的有气体参加或生成反应，压强改变，化学平衡不移动。
【板书】3、温度对化学平衡的影响
学生阅读P30
[演示实验2-7]
实验现象：
温度升高，混合气体颜色加深，NO2浓度增大，平衡向逆反应方向移动；温度降低，混合气体颜色变浅，NO2浓度减小，平衡向正方向移动
结论：
升高温度化学平衡向吸热反应方向移动，
降低温度化学平衡向放热反应方向移动，
【板书】4、催化剂对化学平衡的影响
讨论：
催化剂怎样改变v正和v逆怎样改变？
小结：
同步、等倍数改变v正和v逆
结论：
催化剂不能使化学平衡发生移动；不能改变反应混合物含量；但可以改变达到平衡的时间（如下图所示）
【板书】5、化学平衡移动原理——勒夏特列原理
原理：
在其它条件不变时，如果改变影响平衡的一个条件（浓度、温度、压强等），化学平衡就向减弱这种改变的方向移动
说明：
⑴、此原理只适用于已达平衡的体系
⑵、平衡移动方向与条件改变方向相反，例如：
增大浓度，平衡移向减小这种浓度的方向；增大压强，向减小压强方向移动。
⑶、正确理解“减弱”的含义。
课后练习：
1.恒温下,反应aX（g）bY（g）+cZ（g）达到平衡后,把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时,X的物质的量浓度由0.1mol/L增大到0.19mol/L,下列判断正确的是（）
A.a＞b+cB.a＜b+c
C.a＝b+cD.a＝b=c
答案:
A
2.已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是（）
①生成物的百分含量一定增加②生成物的产量一定增加③反应物的转化率一定增大
④反应物浓度一定降低⑤正反应速率一定大于逆反应速率⑥使用了合适的催化剂
A①②B②⑤C③⑤D④⑥
答案:
B
第三课时
教学目标
知识与技能：
理解化学平衡常数的概念，掌握有关化学平衡常数的简单计算
过程与方法：
能用化学平衡常数、转化率判断化学反应进行的程度
情感态度与价值观：
培养学生的逻辑思维能力和科学态度；培养学生理论联系实际能力
教学重点：
理解化学平衡常数的概念及化学平衡常数的简单计算
教学难点：
理解化学平衡常数与反应进行方向和限度的内在联系
教学方法：
讨论，讲授法。
多媒体辅助教学
教学过程：
【板书】一、化学平衡常数化学平衡常数
【板书】1、概念：
是指在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,也无论反应物起始浓度的大小,最后都能达到平衡,这时各种生成物浓度的幂的乘积除以各反应物浓度的幂的乘积所得的比值。
它是个常数，用K表示，例如：
mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）
化学平衡常数同阿伏加德罗常数以及物理中的万有引力常数一样都是一个常数，只要温度不变，对于一个具体的可逆反应就对应一个具体的常数值。
注意的问题：
（1）化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。
（2）反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看做常数“1”而不代入公式
（3）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
若反应方向改变，则平衡常数改变。
若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一个反应，平衡常数也会改变。
2.化学平衡常数的应用。
【板书】2.应用：
（1）化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。
它能够表示出可逆反应进行的完全程度。
一个反应的K值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物转化率也越大。
可以说，化学平衡常数是一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。
（2）可以利用平衡常数的值做标准，判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。
如：
对于可逆反应mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g），在一定温度的任意时刻，反应物与生成物的浓度如下关系：
Qc,叫做该反应的溶液商。
Qc〈K，反应向正反应方向进行
Qc=K，反应处于平衡状态
Qc>K，反应向逆方向进行
（3）利用K可判断反应的热效应
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；
若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
【板书】二、有关化学平衡的计算：
【板书】1、起始量、变化量（转化量）、平衡量的计算关系
在反应aA（g）+bB（g）cC（g）+dD（g）中，计算关系为：
起始量n1n200
变化量axbxcxdx
平衡量n1-axn2-bxcxdx
（1）物质浓度的变化关系
1反应物平衡浓度＝起始浓度－变化浓度
2生成物平衡浓度＝起始浓度+变化浓度
③反应物的转化率=反应物的变化浓度/反应物的起始浓度×100％
【投影】2、例题讲解
例1．将6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中，发生下列反应：
3A（g）+B（g）2C（g）+xD（g），经过5min达到化学平衡，此时生成C为2mol，测得D的反应速率为0.1mol/L·min，计算：
①x的值；②、平衡时B的转化率；③A的平衡浓度。
答案：
①x=2②衡时B的转化率为20％③A的平衡浓度为0.75mol/L
例2、加热N2O5时，发生下列两个分解反应：
N2O5N2O3＋O2，N2O3N2O＋O2；在1L密闭容器中加热4molN2O5达到化学平衡时O2的浓度为4.50mol/L，N2O3的浓度为1.62mol/L，求其他各物质的平衡浓度。
答案：
C（N2O5）=0.94mol/L
C（N2O=1.44mol/L
例3、在密闭容器中，用等物质的量的A和B发生下列反应：
A（g）+2B（g）2C（g）反应达到平衡时，若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，求B的转化率
答案：
B的转化率为80％
【投影】课后练习：
【1】在某温度下，将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（H2）=0.0080mol/L。
（1）求该反应的平衡常数。
（2）在上述温度下，该容器中若通入H2和I2蒸气各0.20mol，试求达到化学平衡状态时各物质的浓度。
答案：
平衡常数为0.25。
（2）依题意可知，c（H2）=0.015mol/L，
c（I2）=0.015mol/L
c（HI）=0.010mol/L
【2】在密闭容器中，将2.0molCO与10molH2O混合加热到800℃，达到下列平衡：
CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）K=1.0
求CO转化为CO2的转化率。
答案：
CO转化为CO2的转化率为83％
第四课时
教学目标
知识与技能：
掌握化学平衡图象题的解题方法
过程与方法：
通过实例分析，提练掌握图象题解题的一般方法
情感态度与价值观：
培养学生观察、提练、归纳的能力
教学重点：
化学平衡图象题的解题方法
教学难点：
化学平衡图象题的解题方法
教学方法：
分析、探究、归纳、多媒体辅助教学
教学过程：
【板书】一、图像题解题方法
【板书】1、图像识别：
（1）坐标含义：
坐标代表的物理量及单位；是反应物还是生成物；原点是否为零
（2）曲线的三点一走向：
三点
---起点、转折点（特殊点）、终点
走向---变化趋势
2、解题方法与思路
（1）一看图像
一看面：
即X、Y代表的量
二看线：
即线的斜率大小，增减性
三看点：
即起点、终点、转折点、交叉点
四看：
是否需要辅助线（等压等温图）
五看：
量
（2）二用规律：
勒夏特列原理
（3）三作判断
3、解题技巧：
（1）先拐先平，数值大：
先出现拐点先平衡，对应的温度、压强值都增大。
（2）“定一议二”原则：
确定横作标不变，讨论纵坐标与曲线的关系
（3）作辅助线原则：
在平衡点或平衡点后作
【板书】二、常见类型
【板书】
（一）、速率—时间图
［讲］此类图像定性提示了V正、V逆随时间（含条件改变对速率的影响）而变化的规律，体现了平衡的基本特征，以及平衡移动的方向。
［讲］可用于：
I、已知引起平衡移动的因素，判断反应是吸热或放热，反应前后气体体积的变化。
II、已知反应，判断引起平衡移动的因素。
［投影］例1、对达到平衡状态的可逆反应X+Y
Z+W。
在其他条件不变的情况下，增大压强，速率变化如图所示，则图象中关于X、Y、Z、W四种物质的聚集状态为（）
A、Z、W均为气体，X、Y有一种是气体
B、Z、W中有一种是气体，X、Y皆非气体
C、X、Y、Z、W皆非气体
D、X、Y均为气体，Z、W中有一种有气体
［分析］由图可知，左、右两侧都为气体且右侧气体多。
答案:
A
［投影
升级会员 