2022年第三节化学平衡教案 .pdf
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1、名师精编优秀教案化学平衡教学设计一、教材分析化学平衡 处于化学反应原理模块第二章的第三节,其它三节依次为: 化学反应速率、影响化学反应速率的因素、 化学反应进行的方向。 先速率后平衡的顺序体现了科学家研究化学反应快慢、利用化学反应限度的基本思路,即:先从动力学的角度研究反应速率, 再从热力学的角度研究反应的限度,因此反应限度的研究是科学研究的非常关键一步。二、学生情况分析1学生的认识发展分析学生在高一必修阶段, 通过化学反应速率和反应限度的学习对可逆反应形成了初步感性认识。 在选修阶段,通过对化学平衡这部分内容的学习初步意识到有些反应在一定温度下是不能完全发生的, 存在反应限度。通过对数据指标
2、的分析,使学生形成对反应限度的定性、定量的认识, 能够定量计算化学反应限度 (K)。平衡常数是反应限度的最根本的表现,对于某一个具体反应来说, 平衡常数与反应限度确实是一一对应的关系, 这使学生从定性到定量的认识一个反应在一定条件(温度)下的平衡常数只有一个,但是平衡转化率可以有多种,对应不同的平衡状态。2学生认识障碍点分析学生认识障碍点主要在于“ 化学平衡状态 ” 及“ 化学反应限度 ” 两个核心概念的理解上。学生对平衡问题的典型错误理解:一是不理解平衡建立的标志问题。第二,不能将反应限度看成化学反应进行程度的量化指标,不能从定性和定量角度认识平衡状态与反应限度的关系,因此学生认为“ 化学平
3、衡常数 ” 比较难于理解。三、指导思想与理论依据本教学设计首先依据普通高中化学课程标准对化学平衡的要求:知道化学反应的可逆性及其限度, 能描述化学平衡建立的过程, 认识化学平衡移动规律;知道化学平衡常数和转化率的涵义,能进行化学平衡常数和转化率的计算。依据化学反应原理模块的功能定位,发展学生的“ 定量观 ”“微粒观 ”“动态观” ,引入化学平衡常数的学习, 对学生判断化学平衡移动方向带来了科学的依据,从而明确了教学设计的核心目标:从定量的角度建立学生对化学反应限度的认识。在此基础上, 本设计又对化学平衡常数的功能与价值,以及学生认识发展的特点进行了分析, 通过数据的分析与计算, 使学生对化学平
4、衡能够有一个更深刻精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 28 页名师精编优秀教案的认识,进而确定了 “ 向数字寻求帮助让数据支撑结论” 教学设计的思路。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 28 页名师精编优秀教案四、基于上述分析确定本设计的知识线索、学生认知线索、问题线索、情景及学生活动线索如下:知识逻辑线认识发展线驱动问题线情景素材线学生活动线可逆反应建立化学平衡状态的数据指标认识同一反应的不同平衡状态的数据表征化学反应限度化学平衡常数及影响因素建立对化学
5、平衡状态认识认识浓度可以表征平衡状态从生成物浓度以及反应物转化率角度认识不同平衡状态认识到存在反应限度了解定量描述反应限度的方法认识 Q 和 K 的关系影响 K 的因素分析用什么指标(数值)表示化学平衡状态中各物质的变化比较直观?改变体系中单一组分的浓度还是同一个平衡状态吗?温度不变能不能无限地增加一种反应物的转化率?如何定量表示化学反应限度?影响化学平衡常数的因素是什么?雨水 pH 及酸雨的形成H2(g)+CO2(g)H2O (g)+CO(g) 反应进行到不同时间时各物质的浓度。H2(g)+CO2(g)H2O (g)+CO(g) 以不同初始浓度进行的数据举例说明反应存在限度找出上述两个反应的
6、反应限度表示式Q 与 K 的应用举例认识浓度作为数据指标的特点认识可以从生成物浓度表征同一反应的平衡状态建立转化率概念认识也可以从反应物转化率角度比较不同状态认识化学反应存在限度认识化学平衡常数认识温度影响化学平衡常数精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 28 页名师精编优秀教案五、教学目标知识技能:知道化学反应存在限度问题, 能认识到一个反应同一温度下的不同的化学平衡状态只有一个反应限度。了解化学平衡常数,通过数据分析建立对平衡常数的认识过程。培养学生分析数据、归纳结论,语言表达与综合计算能力。过程与方法:通过分析建立平衡状
7、态以及各种反应限度的有关数据,使学生认识到一个反应在同一温度下可有不同的化学平衡状态,但其平衡常数只有一个,即各物质的浓度关系只有一个。充分发挥数据的功能,让数据分析支撑认识的发展。通过平衡常数的讨论, 使学生初步认识到其价值在于:预测在一定条件下可逆反应能够进行的程度,从而更合理地分配研究资源。情感、态度与价值观:通过对化学平衡常数认识过程的讨论使学生初步了解掌握反应限度的重要意义以及化学理论研究的重要意义。培养学生严谨的学习态度和思维习惯。教学重点和难点教学重点:了解定量描述化学平衡状态的方法化学平衡常数教学难点:从不同化学平衡状态出发建立化学反应限度的认识精选学习资料 - - - - -
8、 - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 28 页名师精编优秀教案六、教学流程示意精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 28 页名师精编优秀教案七、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图引入【导入】雨水的PH 及原因酸雨的成因【设疑】哪些数值可以表示一个可逆反应达到化学平衡状态?这些数值应具有哪些特征?关注环境问题,建立平衡情境学生思考、讨论、回答通过分析比较,体会浓度作为数据指标可以表征化学平衡状态,具有易测量、 可追踪的特点。化学平衡状态建立的数据表示方法【活动 1】观察表1 中数据,观察
9、浓度在化学平衡中的重要作用。从数据表1 你能获得什么信息?请找出化学平衡状态建立的特征。观察数据表1,提取表征反应及平衡的信息,找出化学平衡状态建立的特征观察数据认识浓度可以用来表征认识浓度可以用来表征化学平衡状态同一反应可建立多个平衡状态【活动 2】一定温度下对于一个可逆反应是否只存在一个平衡状态?由不同浓度反应物建立起的平衡状态,是否为同一平衡状态呢?【活动 3】认识转化率,进行比较。H2(g)CO2(g)H2O(g)+CO(g) 始 1.01.000 转 xx xx 平 1-x1-x 0.60.6 所以 x=0.6 (H2)=(0.61) 100%=60% 【小结】反应物转化率可以更直观
10、反映不同的平衡状态,还可以进行比较,是除了生成物浓度之外最常用的数据。观察、回答:不是,因为生成物浓度都不同了解转化率概念和计算方法尝试计算计算转化率讨论、交流总结进一步从数据角度认识化学平衡。体会分析化学平衡状态的不同角度了解并掌握反应物转化率的有关计算体会化学反应限度【设疑】是否可以无限地增加一种反应物的转化率呢?【讲解】以一定温度下的反应H2O (g) +CO(g)H2(g) CO2(g) SO2(g) +NO2(g)SO2(g)NO(g) 结合转化率图像说明化学反应存在限度,反应不同限度就可能不同。不同反应中反应物转化率的极限是不同的。学生交流研讨,可能有学生会认为反应物转化率虽然不会
11、达到 100%,但可以无限靠近 100% 学生交流研讨,体系中各物质浓度之间存在着一种定量关系不同化学反应存在不同限度初步建立对化学反应限度的认识精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 28 页名师精编优秀教案建立化学平衡常数概念【提问】如何定量地描述化学反应的限度?【活动 4】根据数据,提出猜想,通过计算,验证猜想【讲解】科学家经过反复的研究发现体系中各个物质的浓度整体具有一种定量关系可以定量描述反应限度。【引导】刚刚发现的这一规律对其他的化学反应适用吗?对比这两个反应,H2(g)CO2(g)H2O (g) +CO(g) H2
12、I22HI 【思考】观察这两个反应,当用分别表示两个反应的反应限度的时候,第二个反应有出入,我们忽略了什么?【提问】对于任何一个可逆反应的限度:mA+nBpC+qD 你能用通式表示吗?【讲解】建立浓度商,用Q 表示。【提问 1】在体系未达平衡和达平衡的状态下,Q 会呈现出怎样的变化规律?【讲解】最终确定以一定温度下达平衡时的生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的关系作为定量研究反应限度的数据指标观察反应H2(g)CO2(g)H2O (g) +CO(g) 中的几组平衡浓度数据小组讨论,汇报交流再次进行小组讨论,汇报交流建立各物质浓度幂次方乘积的关系书写表达式汇报倾听、思考组织小组讨论和交流汇报、讨
13、论尽量用科学的语言表示反应限度尝试定量描述反应限度通过 1: 1 的反应中几组平衡浓度的数据初步建立对此反应化学反应限度的定量认识认识化学反应限度是用体系中各物质浓度整体表示的一种经验公式, 与各物质化学计量数关系紧密建立对浓度商Q 的认识对 Q 和 K 关系的认识明确化学平衡常数可以定量的表示化学反应限度体会化学平衡常数的价值再从 Q 和 K 的角度观察表1 中的反应, 可以判断某一时刻反应的状态t(s) c(H2) mol/L c(I2) mol/L c(HI) mol/L 2000 0.04 0.04 0.12 学生交流研讨, 计算 Q 和 K 运用 Q=9K 判断反应还没达平衡采用数据
14、方法使学生认识到K 的功能价值。从定量的角度体会研究平衡精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 28 页名师精编优秀教案Q=9 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】那么对于可逆反应来说,又是怎样的情形呢?我们以CO和 H2O(g)的反应为例来说明化学平衡的建立过程。【板书】二、化学平衡状态1、化学平衡的建立精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 28 页名师精编优秀教案【讨论】可逆反应CO+
15、H2O(g)CO2+H2,在 1L 密闭容器中进行,已知起始时,CO和 H2O(g)的物质的量均为0.05mol ,请你画出反应物浓度和生成物浓度随时间变化的图形(ct 图)及反应速率(v 正、v 逆)随时间变化的图形(vt 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应【讨论】 1、反应开始时,反应物CO、H2O(g)的浓度和生成物CO2、H2的浓度如何?正反应和逆反应的速率如何?、随着反应的进行,反应物和生成物的浓度怎样变化?正、逆反应速率怎样变化?、当正逆时,反应物的浓度和生成物浓度会不会发生变化?
16、为什么?【讲解】一定条件下,正、逆反应速率相等,反应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应在该条件下反应进行的最大程度。【讨论】、当一个可逆反应达到平衡时,各物质的浓度保持不变,这时反应是否停止了?(强调正逆;平衡是动态的,而不是静止的)、为什么达到平衡状态时反应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,阅读教材后总结回答,板书】【板书】 2、化学平衡状态的特征:(1)动:动态平衡(2)等:正 =逆(3)定:各组分的浓度不再发生变
17、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应是否达到平衡状态,必须充分地利用化学平衡状精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 28 页名师精编优秀教案态的特征,去灵活地寻找在问题中描述的各种标志,最根本的原则就是看这些标志能否表明正=逆,或反应物的各组分的浓度一定,就可知化学反应是否达到平衡状态了。【练习】在一定条件下,密闭容器中进行如下的可逆反应:N2+3H22NH3请判断下列情况是否说明该反应已经达到化学平衡状态:( 1)反应物浓度等于生成物浓度;( 2)容器中
18、 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)反应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:化学反应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,应用所学的化学反应速率的知识,对可逆反应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
19、会发生移动,直到达到新的平衡。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 25和实验 26可以得出什么结论?结论:增大反应物浓度,正反应速率,平衡向移动;增大生成物浓度,逆反应速率,平衡向移动;减小反应物浓度,正反应速率,平衡向移动;减小生成物浓度,逆反应速率,平衡向移动。【学生总结,教师板书】(1)规律:其他条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物浓度,都使化学平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度都使化学平衡向逆反应方向移动。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
20、 - - - - - - -第 12 页,共 28 页名师精编优秀教案【讨论】在vt 图中表示出增加FeCl3和增加 NaOH溶液后,正、逆反应速率的变化情况。【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应物浓度增大生成物浓度增大反应物浓度(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vt 图有何特点?(讨论后每组选出一个代表回答)a、 改变反应物浓度,只能使正反应速率瞬间增大或减小;改变生成物浓度,只能使逆反应速率瞬间增大或减小。b、 只要正反应速率在上面,逆反应速率在下面,即v 正v 逆化学平衡一定向正反应方向移
21、动;反之向逆反应方向移动。c、 只要是增大浓度,不论增大的是反应物浓度,还是生成物浓度,新平衡状态下的反应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】可逆反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一定条件下达到平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡的移动 ?CO浓度有何变化?精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 28 页名师精编优秀教案增大水蒸气浓度加入更多的碳增加氢气浓度【设问】加入更多的碳为什么平衡不移动?【学生回答】因为增加碳的用量并不能改变其浓度,不能改变反应速率。【讲解】对
22、,增加固体或纯液体的量不能改变其浓度,也不能改变反应速率。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反应生成NH3(N2+3 H22 NH3)的实验数据。压强/Mpa 1 5 10 30 60 100 NH3 /% 2.0 9.2 16.4 35.5 53.6 69.4 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 反应,若改变压强,平衡有何变化?为什么?2
23、、对于平衡混合物都是固体或液体的反应,改变压强,平衡怎样移动?【学生讨论后,回答】1、平衡不移动,因为反应前后气体体积不变;2、压强对固体和液体几乎无影响。【板书】对有气体参加且反应前后气体体积有变化的可逆反应,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;对于反应前后气体体积无变化的反应,改变压强化学平衡不移动。【练习】下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是否移动?向哪个方向移动?2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g) H2O(g)+C(s) CO(g)+H2(g) CaCO3(s) CaO(
24、s)+CO2(g) H2S(g) H2(g)+S(s) 答案:正向移动;不移动;逆向移动;逆向移动;不移动【过渡】从上面的分析可知,改变一种反应物或生成物的浓度,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。若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为色气体对于反应2 NO2(g) N2O4(g) H=56.9KJ/mol ,升高温度,混合气体的颜色,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 28 页名师精编优秀
25、教案降低温度,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,化学平衡向吸热反应的方向移动;降低温度,化学平衡向放热反应的方向移动。【引导】升高温度,正逆反应速率均会增大,但从平衡移动方向来看,谁增大幅度大?【学生回答】逆反应速率【引导】降低温度,谁降低幅度大?【学生回答】逆反应速率请大家根据改变我的时,正逆反应速率的变化,画出正反应为放热反应和正反应为吸热反应两种情况下,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)【
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- 2022年第三节化学平衡教案 2022 三节 化学平衡 教案
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