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教学方法:
问题探究、实验观察、启发讨论、归纳推理
教学用具:
药品:
LFeCl3、LKSCN、1mol/LFeCl3、1mol/LKSCN、NO2和N2O4混合气体
仪器:
4支小试管、两只小烧杯
教学过程:
第一课时
【引入】化学反响速率讨论的是化学反响快慢的问题,但是在化学研究和化工生产中只考虑化学反响进行的快慢是不够的,因为我们既希望反响物尽可能快地转化为生成物,同时又希望反响物尽可能多地转化为生成物。
前者是化学反响速率问题,后者即是化学平衡要研究的内容。
这一节我们就来研究化学反响进行的程度问题。
【板书】第三节化学平衡
【讲解】如果对于一个能顺利进行的、彻底的化学反响来说,由于反响物已全部转化为生成物,如酸与碱的中和反响就不存在什么进行程度的问题。
所以,化学平衡的研究对象是可逆反响。
【阅读】阅读教材25页了解什么是可逆反响?
可逆反响有什么特点?
什么是正反响、逆反响?
【学生答复】在同一条件下,能同时向正、逆两个反响方向进行的反响为可逆反响。
【设问】在一密闭容器中通入2molSO2和1mol18O2〔参加V2O5并加热〕,假设隔一段时间后做同位素示踪检测18O原子,在哪些物质中存在18O原子?
经过足够长的时间,最终能否得到2molSO3?
【讨论后答复】可逆反响的特点:
在正反响进行的同时逆反响也在进行;
可逆反响不能进行到底。
【板书】一、可逆反响与不可逆反响
1、可逆反响:
2、可逆反响的特点:
【过渡】大家来考虑这样一个问题,我现在在一个盛水的水杯中参加蔗糖,当参加一定量之后,凭大家的经验,你们觉得会怎么样呢?
【学生答复】开始加进去的很快就溶解了,加到一定量之后就不溶了。
【设问】不溶了是否就意味着停止溶解呢?
【学生答复】回忆所学过的溶解原理,阅读教材自学思考后答复:
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外表,扩散到水里去;
另一方面蔗糖分子不断地在未溶解的蔗糖外表聚集成为晶体,当这两个相反的过程的速率相等时,蔗糖的溶解到达了最大限度,形成蔗糖的饱和溶液。
【讲解】所以说刚刚答复说不溶解了是不恰当的,只能说从宏观上看到蔗糖的量不变了,溶解并没有停止。
【投影】三维动画演示一定量蔗糖分子在水中的溶解过程。
【学生】观看动画效果,进一步理解溶解过程。
【讲解】这时候我们就说,蔗糖的溶解到达了平衡状态,此时,溶解速率等于结晶速率是一个动态平衡。
【板书】3、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)
固体溶质溶液中的溶质
结论:
溶解平衡是一种动态平衡
【过渡】那么对于可逆反响来说,又是怎样的情形呢?
我们以CO和H2O〔g〕的反响为例来说明化学平衡的建立过程。
【板书】二、化学平衡状态
1、化学平衡的建立
【讨论】可逆反响CO+H2O(g)CO2+H2,在1L密闭容器中进行,起始时,CO和H2O〔g〕的物质的量均为,请你画出反响物浓度和生成物浓度随时间变化的图形〔c—t图〕及反响速率〔v正、v逆〕随时间变化的图形〔v—t图〕并总结规律。
【学生讨论后画出】
由以上分析,总结什么是化学平衡状态?
【板书】化学平衡状态:
化学平衡状态研究的对象:
一定条件下的可逆反响
【讨论】1、反响开始时,反响物CO、H2O(g)的浓度和生成物CO2、H2的浓度如何?
正反响和逆反响的速率如何?
2、随着反响的进行,反响物和生成物的浓度怎样变化?
正、逆反响速率怎样变化?
3、当v正>v逆时,反响物的浓度和生成物浓度会不会发生变化?
为什么?
【讲解】一定条件下,正、逆反响速率相等,反响物和生成物的浓度不再随时间变化而变化的状态。
平衡状态也就是该可逆反响在该条件下反响进行的最大程度。
【讨论】1、当一个可逆反响到达平衡时,各物质的浓度保持不变,这时反响是否停止了?
〔强调v正=v逆≠0;
平衡是动态的,而不是静止的〕
2、为什么到达平衡状态时反响混合物中各物质的浓度保持不变?
〔强调动和静以及现象与本质的关系〕
3、化学平衡状态是不是永恒不变的?
〔强调化学平衡是有条件的、暂时的、相对的平衡,强调内因和外因的关系〕
【通过讨论,阅读教材后总结答复,板书】
【板书】2、化学平衡状态的特征:
(1)动:
动态平衡
(2)等:
v正=v逆
(3)定:
各组分的浓度不再发生变化
(4)变:
如果外界条件改变,原有的化学平衡状态将被破坏
【讲解】在具体的学习过程中,要判断一个可逆化学反响是否到达平衡状态,必须充分地利用化学平衡状态的特征,去灵活地寻找在问题中描述的各种标志,最根本的原那么就是看这些标志能否说明v正=v逆,或反响物的各组分的浓度一定,就可知化学反响是否到达平衡状态了。
【练习】在一定条件下,密闭容器中进行如下的可逆反响:
N2+3H22NH3请判断以下情况是否说明该反响已经到达化学平衡状态:
(1)反响物浓度等于生成物浓度;
(2)容器中N2、H2、NH3的浓度之比为1:
3:
2;
(3)单位时间内生成nmolN2同时生成3nmolH2;
(4)反响物混合体系的压强不随时间段的变化而变化;
(5)H2的生成速率等于NH3的生成速率;
(6)容器内混合其体的密度不再变化。
教学说明:
化学反响速率及化学平衡知识都是很抽象的,在教学中只能以学生所熟悉的蔗糖溶解平衡的建立入手,逐步设置知识台阶,应用所学的化学反响速率的知识,对可逆反响CO+H2O(g)CO2+H2的数据作图形分析,慢慢地导入化学平衡的建立。
化学平衡的观点建立了,化学平衡的特征就顺理成章地总结出来了。
第二课时
【复习引入】化学平衡的特征是什么?
当外界条件改变时,化学平衡将会发生移动,直到到达新的平衡。
下面我们着重学习影响化学平衡的外界条件及影响结果。
【板书】外界条件对化学平衡的影响
1、浓度对化学平衡的影响
【实验探究】仔细观察教材[实验2—5]和[实验2—6]可以得出什么结论?
增大反响物浓度,正反响速率,平衡向移动;
增大生成物浓度,逆反响速率,平衡向移动;
减小反响物浓度,正反响速率,平衡向移动;
减小生成物浓度,逆反响速率,平衡向移动。
【学生总结,教师板书】
〔1〕规律:
其他条件不变时,增大反响物浓度或减小生成物浓度,都使化学平衡向正反响方向移动;
减小反响物浓度或增大生成物浓度都使化学平衡向逆反响方向移动。
【讨论】在v—t图中表示出增加FeCl3和增加NaOH溶液后,正、逆反响速率的变化情况。
【练习】画出以下几种情况的速率—时间图
减小生成物浓度减小反响物浓度增大生成物浓度增大反响物浓度
〔由四个学生板演后,不完善或不正确的地方由其他学生修改、补充,由教师总结得出以下结论〕
【分组讨论】以上平衡移动的v—t图有何特点?
〔讨论后每组选出一个代表答复〕
a、改变反响物浓度,只能使正反响速率瞬间增大或减小;
改变生成物浓度,只能使逆反响速率瞬间增大或减小。
b、只要正反响速率在上面,逆反响速率在下面,即v正>
v逆化学平衡一定向正反响方向移动;
反之向逆反响方向移动。
c、只要是增大浓度,不管增大的是反响物浓度,还是生成物浓度,新平衡状态下的反响速率一定大于原平衡状态;
减小浓度,新平衡条件下的速率一定小于原平衡状态。
【练习】可逆反响C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一定条件下到达平衡状态,改变以下条件,能否引起平衡的移动?
CO浓度有何变化?
①增大水蒸气浓度②参加更多的碳③增加氢气浓度
【设问】参加更多的碳为什么平衡不移动?
【学生答复】因为增加碳的用量并不能改变其浓度,不能改变反响速率。
【讲解】对,增加固体或纯液体的量不能改变其浓度,也不能改变反响速率。
所以v正仍等于v逆平衡不移动。
以上我们研究了浓度对化学平衡的影响,下面我们再来研究影响化学平衡的其他因素。
【板书】2、压强对化学平衡的影响
下表是450℃时,N2和H2反响生成NH3〔N2+3H22NH3〕的实验数据。
压强/Mpa
1
5
10
30
60
100
NH3/%
分析上述数据,你可以得出什么结论:
在其他条件不变的情况下,增大压强,平衡向移动,减小压强,平衡向移动。
【讨论】1、对于H2(g)+I2(g)2HI反响,假设改变压强,平衡有何变化?
2、对于平衡混合物都是固体或液体的反响,改变压强,平衡怎样移动?
【学生讨论后,答复】
1、平衡不移动,因为反响前后气体体积不变;
2、压强对固体和液体几乎无影响。
【板书】对有气体参加且反响前后气体体积有变化的可逆反响,增大压强,使化学平衡向气体体积缩小的方向移动;
减小压强使化学平衡向气体体积增大的方向移动;
对于反响前后气体体积无变化的反响,改变压强化学平衡不移动。
【练习】以下反响到达化学平衡时,增大压强,平衡是否移动?
向哪个方向移动?
①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)②H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)
③H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)
⑤H2S(g)H2(g)+S(s)
答案:
①正向移动;
②不移动;
③逆向移动;
④逆向移动;
⑤不移动
【过渡】从上面的分析可知,改变一种反响物或生成物的浓度,一定会引起平衡移动,而改变压强却不一定能引起平衡移动。
假设是改变温度是否会引起平衡移动呢?
下面我们通过实验来得出结论。
【板书】3、温度对化学平衡的影响
【实验探究】观察[实验2—7]
NO2为色气体,N2O4为色气体
对于反响2NO2(g)N2O4(g)△H=—mol,升高温度,混合气体的颜色,
降低温度,混合气体颜色。
升高温度,化学平衡向方向移动
降低温度,化学平衡向方向移动
【学生讨论后,得出结论】
【板书】结论:
在其他条件不变的情况下,升高温度,化学平衡向吸热反响的方向移动;
降低温度,化学平衡向放热反响的方向移动。
【引导】升高温度,正逆反响速率均会增大,但从平衡移动方向来看,谁增大幅度大?
【学生答复】逆反响速率
【引导】降低温度,谁降低幅度大?
请大家根据改变我的时,正逆反响速率的变化,画出正反响为放热反响和正反响为吸热反响两种情况下,升高和降低温度时,平衡移动过程的速率—时间图。
〔学生在练习本上画出,个别同学上黑板板演,由其他同学评价、修改,最后得出正确的结论〕
【讲解】我们知道影响化学反响速率的因素除浓度、压强、温度外,还有催化剂,但大量实验事实证明,催化剂只能同等程度地加快正逆反响速率,缩短到达化学平衡所需时间,却不能引起平衡移动。
【板书】4、催化剂对平衡无影响
【讨论】根据以上外界条件对化学平衡的影响可发现什么规律?
【学生讨论后、答复、教师板书】
勒夏特列原理:
如果改变影响化学平衡的条件之一〔如温度、压强以及参加反响的化学物质的浓度〕,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
【过渡】当外界条件改变时,平衡将发生改变,但平衡的移动前后是否还有关系呢?
下面我们就来研究化学平衡常数问题。
【板书】三、化学平衡常数
【阅读】阅读教材28—29页,分析29页表可以发现什么规律?
化学平衡常数:
在一定温度下,当一个可逆反响到达化学平衡时,生成物浓度幂之积与反响物浓度幂之积的比值是一个常数。
〔用K表示〕
对于反响mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)那么:
K=cp(c).cq(D)/cm(A)(B)
【讨论】K受什么因素影响?
【学生答复】只受温度影响
阅读教材例1、例2完成练习。
【练习】高炉炼铁中发生的根本反响之一如下:
FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)(正反响为吸热反响),其平衡常数可表示为K=c(CO2)/c(CO),1100℃时K=。
〔1〕温度升高,化学平衡移动后到达新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比值,平衡常数K值。
〔均填增大、减小或不变〕
〔2〕1100℃时测得高炉中c(CO2)=Lc(CO)=L在这种情况下,该反响是否处于化学平衡状态〔填是或否〕,此时化学反响速率是v正v逆,其原因是:
此时c(CO2)/c(CO)<
因温度不变,K值不变,为增大c(CO2)/c(CO)到比值需v正>
v逆.
本节教材在本章中起着承上启下的作用,学好本节的知识不仅有利于学生更好地掌握前两节所学知识,也为下一章的学习打好根底。
因浓度、温度等外界条件对化学反响速率的影响等内容在前几节课已介绍过,故采用迁移来指导学生进行本节的学习。
首先,讲述化学平衡移动的概念及其研究它的实践意义,以增强学生的学习目的性。
然后,结合前几节课内容,请学生推测哪些条件可能会使平衡发生移动。
最后,再用实验验证推测。
最后的勒夏特列原理是通过学生总结学过的知识自己进行总结得出,这样有利于学生对这个较为抽象的理论有一个更加深入的认识。
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- 化学平衡 参考 优秀 教案