人教化学选修四第二章第三节化学平衡教案.docx

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人教化学选修四第二章第三节化学平衡教案

第三节化学平衡

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。

3、理解化学平衡的概念,使学生理解浓度、压强、温度对化学平衡的影响

4、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：

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。

3、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4、加强新知识的运用，找到新旧知识的连接处是掌握新知识的关键，培养学生严谨的学习态度和思维习惯。

情感态度价值观：

通过从日常生活、基本化学反应事实中归纳化学状态等，提高学生的归纳和总结能力；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。

教学重难点：

1、化学平衡的概念及特征，化学平衡状态的判断；

2、浓度、压强、温度、催化剂对化学平衡的影响

3、理解化学平衡常数的概念及化学平衡常数的简单计算

课时安排：

3课时

教学过程：

第1课时

[引入]我们已经学过许多化学反应，有的能进行到底，有的不能进行到底。

请同学们思考并举例说明。

[讲]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。

例如在合成氨工业中，除了需要考虑如何使N2和H2尽快地转变成NH3外，还需要考虑怎样才能使更多的N2和H2转变为NH3，后者所说的就是化学反应进行的程度问题——化学平衡。

［板书］第三节化学平衡

［讲］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反应限度的问题了，所以，化学平衡主要研究的是可逆反应的规律。

[板书]一、可逆反应与不可逆反应

[思考］大家来考虑这样一个问题，我现在在一个盛水的水杯中加蔗糖，当加入一定量之后，凭大家的经验，你们觉得会怎么样呢？

开始加进去的很快就溶解了，加到一定量之后就不溶了。

［问］不溶了是否就意味着停止溶解了呢？

［讲］回忆所学过的溶解原理，阅读教材自学思考后回答：

没有停止。

因为当蔗糖溶于水时，一方面蔗糖分子不断地离开蔗糖表面，扩散到水里去；另一方面溶解在水中的蔗糖分子不断地在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体，当这两个相反的过程的速率相等时，蔗糖的溶解达到了最大限度，形成蔗糖的饱和溶液。

［讲］所以说刚才回答说不溶了是不恰当的，只能说从宏观上看到蔗糖的量不变了，溶解并没有停止。

我这里把这一过程做成了三维动画效果，以帮助大家理解溶解过程。

［投影］演示一定量蔗糖分子在水中的溶解过程。

［讲］这时候我们就说，蔗糖的溶解达到了平衡状态，此时溶解速率等于结晶速率，是一个动态平衡。

［板书］溶解平衡的建立

开始时v（溶解）＞v（结晶）

平衡时v（溶解）=v（结晶）

结论：

溶解平衡是一种动态平衡

[探讨]我们学过那些可逆反应？

可逆反应有什么特点？

在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应.可逆反应不能进行完全，

［讲］在容积为1L的密闭容器里，加0.01molCO和0.01molH2O（g）,的体系中各组分的速率与浓度的变化

［投影］

［讲］开始时c（CO）、c（H2O）最大，c（CO2）、c（H2）=0。

随着反应的进行，c（CO）、c（H2O）逐渐减小，正反应速率逐渐减小；c（CO2）、c（H2）逐渐增大，逆反应速率逐渐增大，进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速率和逆反应速率的大小相等，且不再变化

［板书］二、化学平衡状态

1、定义：

指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。

［问］化学平衡有什么特征？

［投］化学平衡状态的特征：

（1）动：

动态平衡v（正）=v（逆）≠0

（2）等：

v（正）=v（逆）

（3）定：

反应混合物中各组分的浓度保持一定，各组分的含量保持不变。

（4）变：

条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。

［小结］对于不同类型的可逆反应，某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志，取决于该物理量在平衡到达前（反应过程中）是否发生变化。

若是则可；否则，不行。

第2课时

[问]1、平衡状态的特征及实质？

2、影响速率的外界因素有哪些？

［投影］逆：

可逆反应（或可逆过程）

等：

V正=V逆（不同的平衡对应不同的速率）

动：

动态平衡。

达平衡后，正逆反应仍在进行（V正=V逆≠0）

定：

平衡时，各组分浓度、含量保持不变（恒定）

变：

条件改变，平衡发生改变平衡状态各成分含量保持不变，正逆反应速率相等

浓度、温度、压强、催化剂等

改变影响速率的条件，来打破原有平衡，建立新平衡

［板书］第三节化学平衡

（二）

一、浓度对化学平衡的影响

［科学探究］实验2-5已知K2Cr2O7的溶液中存在着如下平衡：

Cr2O72-+H2O

2CrO42-+2H＋。

K2Cr2O7为橙色，K2CrO4为黄色。

取两支试管各加入5mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液，然后按下表步骤操作，观察并记录溶液颜色的变化。

［投影］

滴加3～10滴浓硫酸

滴加10～20滴6mol/LNaOH

K2Cr2O7溶液

橙色

黄色

［科学探究］实验2-6向盛有5mL0.005mol/LFeCl3溶液的试管中加入5mL0.01mol/LKSCN溶液，溶液呈红色。

在这个反应体系中存在下述平衡：

Fe3＋+3SCN-

Fe（SCN）3

（1）将上述溶液均分置两支试管中，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，向另一支试管中滴加4滴1mol/LKSCN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3-5滴，观察现象，填写下表。

［投影］

编号

步骤

（1）

滴加饱和FeCl3溶液

滴加浓的KSCN溶液

现象

颜色加深

C生

增大

步骤

（2）

滴加NaOH溶液

现象

试管都有红褐色沉淀，且溶液颜色变浅

C生

都减小

［活动］结合溶液颜色变化，进行分析，填写表格。

［投影］

操作

现象

C生

V正

V逆

V正与V逆

平衡

原混合液

保持不变

相等

不移动

滴加浓FeCl3溶液后达到平衡

加深

增大

增至最大后减小

增大

V正>V逆

向右移动

［问］上述两个实验中，化学平衡状态是否发生了变化，你是如何判断的？

从中你能否知化学平衡的因素？

［投影］填写下列表格，总结浓度是如何影响化学平衡的

浓度的变化

v正v逆的变化

结果

平衡移动

平衡移动结果

增大反应物浓度

减少反应物浓度

增大生成物浓度

减少生成物浓度

［活动］根据表格，完成V-T图

［投影］

［板书］在其它条件不变的情况下，增大反应物浓度，正反应速率加快，平衡向正反应方向移动，增大生成物浓度，逆反应速率加快，平衡向逆反应方向移动。

[过渡]哪些状态物质受压强影响比较大？

如何影响的？

压强也能够影响化学反应速率，那究竟如何改变呢？

[讲]压强对化学平衡的影响：

固态、液态物质的体积受压强影响很小，压强不使平衡移动。

反应中有气体参加：

压强减小→浓度减小→平衡向体积减小的方向移动，反之亦然。

[板书]二压强对化学平衡的影响

1、其他条件不变时，增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动，减小压强；平衡向气体体积增大的方向移动。

2、如反应前后气体体积没有变化的反应，改变压强不会使平衡移动。

［活动］根据压强对平衡的影响画出增大压强的V-t图

［投影］

[过]我们知道，加热可以加快固体溶解，那同时也可以提高结晶速率，那么温度对化学平衡有没有影响呢？

[板书]三、温度对化学平衡的影响：

［科学探究］实验2-7NO2球浸泡在冰水、热水中，观察颜色变化

2NO2

N2O4；△H<0

（红棕色）（无色）

［投影］

［投影］根据气体颜色变化指导学生填写表格。

条件改变

平衡移动方向

结果

升高温度

向吸热反应方向移动

体系温度降低，但比原来的高

降低温度

向放热反应方向移动

体系温度升高，但比原来的低

［活动］结合表格，让学生完成升温的V-t图。

［投影］

[板书]在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡商着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。

[过]前面讲到温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率有影响，而且这一节内容也讲到了温度、压强和浓度都对化学平衡有影响，那么催化剂对化学平衡有没有影响呢？

［讲］前面学习过催化剂对正反应速率和逆反应速率却是同样倍数的提高和降低。

使用催化剂不影响化学平衡的移动

［活动］结合表格，让学生完成使用催化剂后的V-t图。

［投影］

［板书］四、催化剂对化学平衡的影响

使用催化剂不影响化学平衡的移动。

[讲]化学平衡只有在一定的条件下才能保持，当一个可逆反应达到化学平衡状态后，如果改变浓度、压强、温度等反应条件，达到平衡的反应混合物里各组分的浓度也会随着改变，从而达到新的平衡状态。

由此引出化学平衡的移动。

[板书]五、可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫化学平衡的移动。

［投影］

[过]前面讲述了浓度、压强和温度等多种因素对化学平衡的影响，有人就把这么多因素的影响总结出一条经验规律---勒夏特列原理。

[板书]勒沙特列原理：

如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。

［讲］需要我们注意的是，勒夏特列原理中的“减弱”这种改变，不是“消除”。

勒夏特列原理只考虑有单个条件改变。

勒沙特列原理适用于任何动态平衡体系。

［小结］本节课以实验和讨论的方法主要学习温度和催化剂对化学平衡的影响以及归纳了勒夏特列原理，加深了影响化学平衡因素的理解，重点温度和催化剂对化学平衡的影响，难点是勒夏特列原理的理解。

［随堂练习］

1、某化学反应2A（g）

B（g）+D（g）在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为零，反应物A的浓度随反应时间的变化情况如下表：

实验编号

时间

浓度

温度

800

1.0

0.80

0.67

0.57

0.50

800

0.60

0.50

800

0.92

0.75

0.63

0.60

800

1.0

0.40

0.25

0.20

根据上述数据，完成下列填空，

在

（1）中，反应在10-20min内平均速率为____mol/（L·min）

在

（2）中，A的起始浓度C2=____mol/L

在（3）的反应速率为V3，

（1）的反应速率为V1，则V3_______V1且C3____1.0mol/L（填>、=、<）

比较（4）和

（1），可推测该反应是______反应，理由是_______

第3课时

［复习提问］什么叫化学平衡？

化学平衡的特征有哪些？

化学平衡是是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量（溶液中表现为浓度）可以保持恒定的状态。

化学平衡的特征：

（1）反应物和所有产物均处于同一反应体系中，反应条件（温度、压强）保持不变。

（2）达到平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变；由于化学平衡状态时反应仍在进行，故其是一种动态平衡。

达到平衡时正反应速率等于逆反应速率。

［引入］尽管就这么几句话，但真正在学习中能否准确把握和处理好关于化学平衡的问题，还需大家对该概念及相关特征进行深入的理解。

化学平衡状态的特征，不仅包括上边大家回答的那些，还有其他方面的特征，这就是今天咱们学习和讨论的主题——化学平衡常数。

［板书］三、化学平衡常数（chemicalequilibriumconstant）

[探究活动］请同学们阅读教材P28标题三下面的内容以及浓度关系数据表，分析并验算表中所给的数据，最后可以得到什么结论？

［投影］在457.6℃时，反应体系中各物质浓度的有关数据如下：

起始时各物质的浓度

（mol·L—1）

平衡时各物质的浓度

（mol·L—1）

平衡常数

1.197×10—2

6.944×10—3

5.617×10—3

5.936×10—4

1.270×10—2

48.38

1.228×10—2

9.964×10—3

3.841×10—3

1.524×10—4

1.687×10—2

48.61

1.201×10—2

8.403×10—3

4.580×10—3

9.733×10—4

1.486×10—2

49.54

1.520×10—2

1.696×10—3

1.696×10—4

1.181×10—2

48.48

1.287×10—2

1.433×10—3

1.433×10—4

1.000×10—2

48.71

3.777×10—2

4.213×10—3

4.231×10—4

2.934×10—2

48.81

化学平衡常数平均值

48.74

［讲］分析上表的数据，可么得出以下结论：

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，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号K表示。

例如，

[副板书]一定温度下：

［讲］在一定温度下，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，又无论反应物起始浓度为多少，最后都能达到化学平衡。

这时生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。

［板书］1.定义：

在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。

[投影]计算平衡常数：

起始时各物质的浓度/mol·L-1

平衡时各物质的浓度/mol·L-1

平衡时

c（CO）

c（H2O）

c（CO2）

c（H2）

c（CO）

c（H2O）

c（CO2）

c（H2）

0.01

0.005

［副板书］结论：

达到平衡时

=1.0（常数）

［问］刚才得出的平衡常数K是由一个特殊的反应引出的，其

，但如果对于任意一个可逆化学反应：

mA+nB

pC+qD其平衡常数K又该如何表示呢？

［讲］平衡常数实际上是平衡混合物中各生成物浓度的化学计量数次方的乘积除以反应物浓度的化学计量数次方的乘积。

即K=

［板书］2.表达式对于任意反应mA+nB

pC+qDK=

［讲］在应用平衡常数表达式时，稀溶液中的水分子浓度可不写。

因为稀溶液的密度接近于1g/mL。

水的物质的量浓度55.6mol/L。

在化学变化过程中，水量的改变对水的浓度变化影响极小，所以水的浓度是一个常数，此常数可归并到平衡常数中去。

对于非水溶液中的反应，溶剂的浓度同样是常数。

［讲］当反应中有固体物质参加时，分子间的碰撞只能在固体表面进行，固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响。

因此，固体的“浓度”作为常数，在平衡表达式中，就不写固体的浓度。

［板书］3、书写平衡常数表达式时，要注意：

（1）反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可以看做“1”而不代入公式。

［讲］化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。

同一个化学反应，由于书写方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数不同。

但是这些平衡常数可以相互换算。

例如：

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）的平衡常数为K1，1/2N2（g）+3/2H2（g）

NH3（g）的平衡常数为K2，NH3（g）

1/2N2（g）+3/2H2（g）的平衡常数为K3；

写出K1和K2的关系式：

K1=K22。

［板书］

（2）化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关

［问］化学平衡常数实际上是化学平衡的又一特征，那么化学平衡常数K的大小有什么意义呢？

［讲］可以从平衡常数K的大小推断反应进行的程度，K只受温度影响，K越大，表示化学反应达到平衡时生成物浓度对反应物浓度的比越大，也就是反应进行的程度越大，反应的转化率也越大；反之K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率也越小。

[板书]4.化学平衡常数的意义：

K只受温度影响，K越大，反应进行的程度越大，反应的转化率也越大；反之K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率也越小。

［问］什么叫反应物的转化率？

［副板书］某指定反应物的转化率

×100%

［随堂练习］写出下列反应的平衡常数的表达式

①PCl5（g）

PCl3（g）+Cl2（g）

②2HI（g）

H2（g）+I2（g）

③CaCO3（s）

CaO（s）+CO2（g）

④Fe3O4（s）+4H2（g）

3Fe（s）+4H2O（g）

[分析]在写表达式时注意③、④中固体物质的浓度为1，不写出。

【例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。

【解】

（1）依题意可知，平衡时c（H2）=0.0080mol/L，消耗c（H2）=0.0020mol/L，生成c（HI）=0.0040mol/L

H2+I22HI

起始时各物质浓度/mol·L—10.0100.0100

平衡时各物质浓度/mol·L—10.00800.00800.0040

答：

平衡常数为0.25。

（2）依题意可知，c（H2）=0.020mol/L，

c（I2）=0.020mol/L

设H2的消耗浓度为x。

则：

H2+I22HI

平衡时各物质浓度/mol·L—10.020－x0.020－x2x

因为K不随浓度发生变化，

解得x=0.0040mol/L

平衡时c（H2）=c（I2）=0.016mol/Lc（HI）=0.0080mol/L

答：

c（H2）=c（I2）=0.016mol/L，c（HI）=0.0080mol/L。

【例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。

【解】设x为达到平衡时CO转化为CO2的物质的量，V为容器容积。

CO（g）+H2O（g）

CO2（g）+H2（g）

起始浓度

平衡浓度

CO转化为CO2的转化率为：

答：

CO转化为CO2的转化率为83%。

［讲］根据上述两道例题，小结一下化学平衡常数的应用。

[板书]5、化学平衡常数的应用

（1）平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度（也叫反应的限度）。

K值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大；

K值越小，表示反应进行得越不完全，反应物转化率越小。

［讲］一般地说，K>105时，该反应进行得就基本基本完全。

[板书]

（2）判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行：

对于可逆反应：

mA（g）+nB（g）

pC（g）+qD（g），在一定的温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：

Qc=Cp（C）·Cq（D）/Cm（A）·Cn（B），叫该反应的浓度商。

Qc＜K，V正>V逆，反应向正反应方向进行

Qc＝K，V正==V逆，反应处于平衡状态

Qc＞K，V正

［讲］增大平衡体系中反应物的浓度或减小生成物的浓度，浓度积小于平衡常数，平衡向正反应方向移动。

[板书]（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（填“吸热”或“放热”）。

若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为放热反应（填“吸热”或“放热”）。

［总结］谈到化学平衡常数必须指明温度，反应必须达到平衡状态，表达式中各物质的浓度必须是平衡状态下的值，不能用任一时刻的浓度值。

化学平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢，即化学反应速率快，K值不一定大。

使用催化剂能改变化学平衡的速率，但不会使平衡移动，因此不会改变平衡常数。

板书设计：

第三节化学平衡（第1课时）

一、可逆反应与不可逆反应

溶解平衡的建立

开始时v（溶解）＞v（结晶）

平衡时v（溶解）=v（结晶）

结论：

溶解平衡是一种动态平衡

二、化学平衡状态

1、定义：

指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。

第三节化学平衡（第2课时）

一、浓度对化学平衡的影响

在其它条件不变的情况下，增大反应物浓度，正反应速率加快，平衡向正反应方向移动，增大生成物浓度，逆反应速率加快，平衡向逆反应方向移动。

二压强对化学平衡的影响

1、其他条件不变时，增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动，减小压强；平衡向气体体积增大的方向移动。

2、如反应前后气体体积没有变化的反应，改变压强不会使平衡移动。

三、温度对化学平衡的影响：

在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡商着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。

四、催化剂对化学平衡的影响

使用催化剂不影响化学平衡的移动。

五、可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫化学平衡的移动

勒沙特列原理：

如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。

三、化学平衡常数（第3课时）

1.定义：

2.表达式对于任意反应mA+nB

pC+qDK=

3、书写平衡常数表达式时，要注意：

（1）反

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