化学平衡教材分析.docx
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化学平衡教材分析
化学平衡教材分析
（一）、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。
（二）、本章结构：
本章内容分三个部分
1、第一部分是化学反应速率知识，着重介绍化学反应速率和浓度、温度等外界条件对化学反应速率的影响，以及造成这些影响的原因。
这部分内容属于化学动力学的范畴。
2、第二部分是在化学反应速率和可逆反应知识的基础上，着重介绍化学平衡的建立，以及浓度、温度等外界条件对化学平衡的影响。
这部分内容属于化学热力学的范畴。
化学平衡：
是本章的教学重点和基础，本节分两部分。
（1）是化学平衡观点的建立，学生学习具有一定难度。
教材注意精心设置台阶，帮助学生建立化学平衡的观点。
（2）影响化学平衡条件，从实验入手，能激发学生的兴趣。
另外教材在充分肯定平衡移动原理的同时，也指出
该原理的局限性，有助于培养学生科学的思维方法。
3、第三部分是对前两部分知识的综合应用，即以合成氨工业为例，以化学反应速率和化学平衡等理论为指导，探讨化工生产条件（如温度、压强等）选择的一般思路和方法，使学生了解化学理论的学习对生产实际的指导作用。
（三）大纲对本章教学的要求
知识点
学习水平
实验与活动
可逆反应
B
演示实验：
不同反应的化学反应速率；浓度对化学平衡的影响。
化学反应速率
B
化学平衡
B
可逆反应
B
演示实验：
不同反应的化学反应速率；浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响；浓度、温度对平衡的影响；
化学反应速率
B
浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响
C
化学平衡
C
浓度、压强、温度对化学平衡的影响
C
关于合成氨条件选择的讨论
C
（四）教学重点、难点
1．第一节教学重点：
浓度对化学反应速率的影响
第一节教学难点：
浓度对化学反应速率影响的原因
2．第二节教学重点：
化学平衡的建立和特征
第二节教学难点：
化学平衡观点的建立
3．第三节教学重点：
浓度、温度、和压强对化学平衡的影响
第三节难点：
平衡移动原理的应用
4．第四节教学重点：
化学平衡原理在生产实际中的应用
第四节教学难点：
理解如何应用化学反应速率化学平衡原理选择合成氨的适宜条件
（五）教学建议
建议课时数
第一节化学反应速率 3课时
第二节化学平衡 2课时
第三节影响化学平衡的条件 4课时
第四节合成氨条件的选择 2课时
实验二化学反应速率和化学平衡 1课时
本章复习 2课时
具体建议：
1．第一节：
化学反应速率
（1）在讲化学反应速率的含义和表示方法时，使学生认识化学反应速率单位的组成，明确用不同物质表示同一反应的速率数值可不同，但意义相同。
（2）通过演示实验，培养学生观察、分析问题能力，激发学生的学习热情。
同时结合生活、生产中的实例，使学生了解研究化学反应速率快慢对人类的重要意义。
（3）强调参加化学反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素，可适当举例。
（4）为了使学生明白为什么浓度、压强、温度催化剂会对化学反应速率产生影响，教材引入了有效碰撞、活化分子等概念，在教学中对这些概念应作为名词直接引用，不必深究和扩展，控制在教材及习题所确定的深度和难度上。
不要随意拓宽、加深教学内容，减轻学生负担。
【基础练习】：
1.化学反应速率的意义：
__________，表示法：
__________表达式：
_______
2．对于mA+nBpC反应中，选用不同物质表示速率，数值可能不同，但意义相同。
速率比__________该反应方程式中的计量数比
3．
（1）有效碰撞：
__________
（2）活化分子：
__________
4．反应物分子（或离子）间发生反应的先决条件是什么?
发生有效碰撞的条件是什么?
5．外界条件对化学反应速率的影响
（1）浓度：
__________
（2）压强：
（3）温度：
（4）催化剂：
__________
6．合成氨反应：
N2+3H2
2NH3，其反应速率分别用v（N2）、v（H2）和v（NH3）表示，下列关系式正确的是（）答案:
D
A.v（H2）=v（N2）=v（NH3）B.v（N2）=3v（H2）
C.v（NH3）=1.5v（H2）D.v（NH3）=2v（N2）
7．一定温度下，在一固定容积的密闭容器中，某反
应中的X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变
化曲线如图所示。
下列说法正确的是（）
A.该反应的化学方程式为：
3X+Y
2Z
B.1min时，正反应速率小于逆反应速率
C.2min时，Z的浓度是Y浓度的2倍
D.4min时，反应体系处于平衡状态
答案:
AD
2、第二节：
化学平衡
（1）使学生明确化学平衡研究的是可逆反应的规律：
可逆反应进行的程度及各种条件对反应进行程度的影响在化学研究和化工生产中的重要意义。
（2）用日常生活的例子及蔗糖的溶解平衡迁移至具体的化学反应，通过层层引导，让学生逐步建立化学平衡的观点，明确化学平衡的特征：
动、定、变。
同时教师应强调“条件”的重要性，并通过有关高炉中气态生成物的讨论，使学生加深对化学平衡的认识。
（3）浓度、压强和温度对化学平衡的影响均可通过演示实验得到生动展示，如：
可用拉伸、压缩装有NO2气体的针筒实验，让学生了解压强对化学平衡影响。
同时还可通过画反应速率——时间函数示意图，逐个呈现浓度、压强和温度的改变对化学平衡移动的影响。
（4）勒夏特列原理的难点突破，主要是教师如何让学生理解“减弱这种改变”的含义。
【基础练习】：
1.化学平衡的建立以CO＋H2O（ｇ）CO2＋H2反应为例。
在一定条件下，将0.01molCO和0.01molH2O（ｇ）通入1L密闭容器中，开始反应：
（1）反应刚开始时：
反应物的浓度__________，正反应速率。
生成物的浓度__________，逆反应速率__________。
（2）反应进行中：
反应物的浓度__________，正反应速率__________。
生成物的浓度__________，逆反应速率__________。
（3）肯定最终有一时刻，正反应速率与逆反应速率__________，此时，反应物的浓度__________，生成物的浓度也__________。
2.化学平衡状态
（1）定义：
（2）特征：
（3）特点：
化学平衡的建立与建立的途径无关
3．对于密闭容器中的可逆反应：
ｍA（ｇ）＋ｎB（ｇ）ｐC（ｇ）＋ｑD（ｇ），根据对化学平衡概念的理解，判断下列各情况下，是否达到平衡。
4．在一定温度下，反应A2（g）+B2（g）
2AB（g），达到平衡的标志是（）
A.单位时间生成nmolA2同时生成nmolAB
B.容器内的总压不随时间变化
C.单位时间生成2nmolAB同时生成nmolB2
D.单位时间生成nmolA2同时生成nmolB2
答案：
C
5．在反应2SO2+O2
2SO3的平衡体系中，加入少量18O2，再达到新的平衡时，下列说法正确的是（）
A．只有O2中含有18OB．只有SO3中含有18O
C．只有O2和SO3中含有18OD．三种物质中均含有18O
答案：
D
3、第三节影响化学平衡的条件
⑴.重点介绍浓度对化学平衡的影响，可采用实验──讨论──归纳的教学方法，在实验的基础上，引导学生认真分析实验现象，讨论浓度的改变使化学平衡发生移动的原因，并归纳出“增大（或减小）反应物（或生成物）的浓度，化学平衡向反应物（或生成物）浓度减小（或增大）的方向移动”的结论。
⑵.可以采用浓度对化学平衡影响的教学思路来进行压强、温度等对化学平衡影响的教学。
可以设计下列表格，引导学生在讨论的基础上，将浓度等外界条件对化学平衡的影响情况填入表格中，并引导学生归纳上述事实，总结出化学平衡移动原理，理解原理中“减弱这种改变”的涵义。
⑶.利用化学平衡移动原理在应用上的局限性，教育学生在应用原理时应注意其适用范围，对学生进行科学态度和科学方法的教育。
⑷.利用本节节末的讨论题，进行反馈练习，了解学生对本节内容的掌握情况。
也可结合第二节“工程师的设想”的讨论题，引导学生进一步从化学平衡移动的角度进行分析，以使学生理解工程师的设想错误的原因。
【基础练习】：
1.可逆反应中，旧__________、__________过程叫做化学平衡的__________。
2.化学平衡的移动过程
3．化学平衡的移动
⑴.原因
⑵.方向
⑶.结果
4．影响化学平衡的条件
⑴．浓度
在其他条件不变的情况下，_________________________，都可以使化学平衡向正反应方向移动；_______________________________，都可以使化学平衡向逆反应方向移动。
⑵.压强
在其他条件不变的情况下，增大压强，__________________；减小压强，________________________
注意：
①对于反应前后气体体积相等的反应，改变压强对化学平衡无影响。
②平衡混合物中都是固体或液体的反应，改变压强，化学平衡不移动。
③压强的改变必须改变混合物的浓度，才能使化学平衡移动。
对于ｍA（ｇ）＋ｎB（ｇ）ｐC（ｇ）且m+n≠p的反应：
条件的改变
平衡移动的方向
平衡移动的结果
增大压强
气体总体积方向
使气体压强
减小压强
气体总体积方向
使气体压强
⑶.温度
在其他条件不变的情况下，温度升高，_________________；温度降低，____________________
对于ｍA（ｇ）＋ｎB（ｇ）ｐC（ｇ）＋Ｑ有如图2—6所示的关系，则：
p1与p2的关系：
__________，
m+n与p的关系：
__________，
Ｔ1与Ｔ2的关系：
__________，
Ｑ与0的关系：
__________。
5．化学平衡移动原理（又称勒沙特列原理）
_________________________________________________________________________
注意：
催化剂能够同等程度地增加正反应速率和逆反应速率，因此催化剂对化学平衡的移动没有影响，但使用催化剂可以改变反应达到平衡所需要的时间。
6．下列反应达到平衡后，增大压强或升高温度，平衡都向正反应方向移动的是（）
A、2NO2N2O4（正反应为放热反应）
B、3O22O3（正反应为吸热反应）
C、H2（g）+I2（g）2HI（g）（正反应为放热反应）
D、NH4HCO3（s）NH3+H2O（g）+CO2（正反应为吸热反应）
7．当N2+3H22NH3（正反应为放热反应）达到平衡状态时，下列叙述中正确的是（）
A、反应物和生成物的浓度不再发生变化B、反应物和生成物的浓度相等
C、增大压强不利于氨的合成D、降低温度，平衡混合物里NH3的浓度减小
8．下列可逆反应达平衡后，升高温度可使混合气平均相对分子质量增大的是：
A．2HI（g）
H2（g）＋I2（g）；△H>0
B．2SO3（g）
2SO2（g）＋O2（g）；△H>0
C．N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）；△H<0
D．4NH3（g）＋5O2（g）
4NO（g）＋6H2O（g）；△H<0
答案：
D
9．在一定温度和有催化剂的条件下，一氧化碳和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气，若甲容器内一氧化碳的起始浓度为2mol/l，水蒸气的起始浓度为3mol/L时，一氧化碳的转化率为60%。
乙容器内一氧化碳起始浓度也为2mol/L，水蒸气的起始浓度为6mol/L，达平衡后二氧化碳的浓度为1.5mol/L，试通过计算判断：
（1）二氧化碳和水蒸气的平衡浓度甲__<__乙
（2）一氧化碳的转化率甲__<__乙
（3）水蒸气的转化率甲__>__乙
（4）平衡后二氧化碳和氢气在混合气体中的体积分数甲__>__乙
4.第四节:
合成氨反应条件选择
⑴．提出问题：
针对合成氨的反应，首先需要研究如何在单位时间里提高 的产量，这是一个化学反应速率问题。
⑵．复习提问：
浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率影响的结果。
⑶．组织讨论：
①为使合成氨的反应速率增大，应采取的方法。
②合成氨反应是可逆反应，在实际生产中，仅仅考虑单位时间里的产量问题（化学反应速率问题）还不行，还需要考虑如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量问题（化学平衡的移动问题）。
③针对合成氨的反应是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应，要求学生利用已学过的知识，讨论为最大限度地提高平衡混合物中 的含量所应采取的方法。
⑷．阅读图表实验数据印证理论：
学生通过阅读表2－4的实验数据可知，应用平衡移动原理得出的结论与科学实验的结果是完全一致的，这会大大提高学生的学习兴趣。
⑸．综合上面的讨论情况，同时综合考虑合成氨生产中动力、设备、材料等的实际情况，具体地研究合成氨条件的选择问题。
此外，要结合合成氨生产过程示意图，简单提及浓度对合成氨生产的影响以及原料的循环使用等问题，以使学生理解合成氨条件的选择应以提高综合经济效益为目的
【基础练习】：
图象问题
基本思路：
看坐标，找关键点（起点、拐点、线与线的交点），想变化，联系反应。
三类基本图像：
①速率随时间变化图（v-t图）
例1．在一定条件下，反应A（g）＋B（g）
C（g）；△H<0达到平衡后，根据下列图象判断
ABCDE
（1）升温，达到新的平衡的是（B）
（2）降压，达到新的平衡的是（C）
（3）减少C的量，移向新平衡的是（E）
（4）增加A的量，移向新平衡的是（A）
（5）使用催化剂，达到平衡的是（D）
例2．下列的平衡移动图中，其中能表示由于减少反应物浓度引起化学平衡移动的是（D）
②物质含量（或转化率）随时间变化图
例1．在某恒容的密闭容器中，可逆反应A（g）+B（g）
xC（g），有如图所示的关系曲线，下列说法正确的是（AD）
A．温度：
T1>T2
B.压强:
P1>P2
C.该正反应是吸热反应
D.x的取值是:
x=1
例2．现有可逆反应A（g）＋B（g）
3C（g），下图中甲、乙、丙分别表示在不同的条件下，生成物C在反应混和物中的百分含量（C%）和反应时间的关系：
（1）若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂时的情况，则a曲线是表示有催化剂时的情况。
（2）若乙图中的a曲线表示200℃和b曲线表示100℃时的情况，则此可逆反应的正反应是吸热反应。
（3）若丙图中两条曲线分别表示不同压强下的情况，则b曲线是表示压强较大的情况。
③物质含量（或转化率）随温度、压强变化图
例1．某可逆反应L（g）+G（g）
3R（g）；△H>0，本图表示外界条件（温度、压强）的变化对上述反应的影响。
试判断图中y轴可以表示（C）
（A）平衡混合气中R的质量分数（B）达到平衡时G的转化率
（C）平衡混合气中G的质量分数（D）达到平衡时L的转化率
例2．某可逆反应mA（g）+nB（g）
pC（g）；△H<0，其中m、n、p为配平系数，且m+n＞p。
分析下列各图，在平衡体系中A的质量分数与温度T、压强P关系正确的是（B）
例3．A％为气态反应物在平衡体系中的百分含量，符合曲线的反应是（B）
（A）N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）；△H<0
（B）C（s）＋CO2（g）
2CO（g）；△H>0
（C）N2（g）＋O2（g）
2NO（g）；△H>0
（D）CaCO3（s）
CaO（s）＋CO2（g）；△H>0
例4．能正确反映出N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）；△H<0的关系的是（C）
例5．对于mA（s）＋nB（g）
pC（g）；△H<0的可逆反应，在一定温度下B的百分含量与压强的关系如图所示，则下列判断正确的是（CD）
（A）m+n＜p（B）n＞p
（C）x点的状态是v正＞v逆（D）x点比y点的反应速率慢
例6．由可逆反应测绘出图像，纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量，下列对该反应的判断正确的是（BD）
（A）反应物中一定有气体（B）生成物中一定有气体
（C）正反应一定是放热反应
（D）正反应一定是吸热反应
例7．密闭容器中反应：
mA（g）+nB（g）
pC（g），其中m、n、p为配平系数，达到平衡后，经测定增大压强P时，A的转化率随P而变化的曲线如右图。
则：
（1）增大压强，A的转化率降低，平衡向左移动，达到新平衡后，混合物中C的质量分数减小。
（2）上述化学方程式中的配平系数m、n、p的正确关系是m+n（3）当降低温度时，C的质量分数增大，则A的转化率增大，正反应是放热反应。
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