2019-2020年高中化學 2.2《化學平衡》第二課時教案 大綱人教版.doc

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2019-2020年高中化學 2.2《化學平衡》第二課時教案 大綱人教版 ［復習提問］什么叫化學平衡？化學平衡的特征有哪些？ ［回答］化學平衡是指在一定條件下的可逆反應里，正反應速率和逆反應速率相等，反應混合物各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。其特征有：一定條件下、可逆反應、“動”、“定”、“等”等。 ［師］盡管就這么幾句話，但真正在學習中能否準確把握和處理好關(guān)于化學平衡的問題，還需大家對該概念及相關(guān)特征進行深入的理解，這里我們先做一個練習（鞏固化學平衡知識）。 ［投影練習］1. 在一定溫度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一個一定容積的密閉容器 催化劑 △ 里，發(fā)生如下反應：2SO2+O2 2SO3，當此反應進行到一定程度時，反應混合物就處于化 學平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在該容器中，維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量（mol）。如果a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達到平衡時，反應混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時完全相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? （1）若a=0,b=0,則c= 。 （2）若a=0.5,b= 和c= 。 （3）a、b、c取值必須滿足的一般條件是（請用兩個方程式表示，其中一個只含a和c，另一個只含b和c） 。 ［生］運用化學平衡知識思考、分析、討論 ［解析］本題是對可逆反應和化學平衡狀態(tài)的理解以及利用題給信息將化學問題以及內(nèi)在規(guī)律抽象為數(shù)學問題，利用數(shù)學工具解決化學問題的思維能力的綜合考查。 對于平衡狀態(tài)的建立，只與條件相關(guān)，即與溫度、壓強（或容器的容積）、反應物或生成物的起始量的相對關(guān)系有關(guān)，而與反應進行的方向無關(guān)。因此對于該條件下的反應，初始態(tài)是2 mol SO2和1 mol O2的混合物，或是2 mol純凈的SO3，兩者是等價的，最終到達的平衡狀態(tài)完全相同。因此（1）中答案應為c=2。而（2）中初始態(tài)包含了三種氣態(tài)物質(zhì)，此時需要進行思維轉(zhuǎn)換，將初始物質(zhì)的加入量轉(zhuǎn)換為相當于a=2,b=1,就可以達到題設的平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在a=0.5,則b==0.25,此時與題干所設初始態(tài)的差別是Δa=2-0.5=1.5,Δb=1-0.25= 0.75，由此SO3的初始加入量c必須轉(zhuǎn)化為等效于a=1.5和b=0.75的量，根據(jù)該反應方程式的化學計量數(shù)比推斷知c=1.5。（3）中要求將具體問題抽象為普遍規(guī)律，此時必須把握“把所有初始物都轉(zhuǎn)換為反應物，則必須相當于2 mol SO2和1 mol O2的混合物，把所有的初始物轉(zhuǎn)換為生成物，則必須相當于2 mol純凈的SO3”。才能得出正確結(jié)論：必須同時滿足a+c=2和2b+c=2兩個關(guān)系式。 ［答案］（1）c=2 (2)b=0.25,c=1.5 (3)a+c=2,2b+c=2 ［過渡］化學平衡狀態(tài)的特征，不僅包括上邊大家回答的那些，還有其他方面的特征，這就是今天咱們學習和討論的主題——化學平衡常數(shù)。 ［板書］三、化學平衡常數(shù) ［引導］請同學們閱讀教材P39標題二下面的內(nèi)容以及表2—1，分析并驗算表中所給的數(shù)據(jù)，最后可以得到什么結(jié)論？并把教材P38中那組數(shù)據(jù)也代入表中進行處理。 ［生］閱讀教材和表2—1，對表中數(shù)據(jù)進行觀察并驗證，并把P38中的一組實驗數(shù)據(jù)代入表中進行處理： 起始時各物質(zhì)的濃度/molL-1 平衡時各物質(zhì)的濃度/molL-1[來源:] 平衡時[來源:] [來源:][來源:學.科.網(wǎng)] c(CO)[來源:][來源:] c(H2O)[來源:] c(CO2) c(H2) c(CO)[來源:] c(H2O) c(CO2)[來源:學+科+網(wǎng)] c(H2) 0 0 0.01 0.01 0.005 0.005 0.005 0.005 1．0 結(jié)論：達到平衡時 =1.0（常數(shù)） ［問］上述系列實驗中是不是都是從正反應開始的？ ［回答］不是。有的從正反應開始，有的從逆反應開始。 ［追問］大家可以看到反應物的起始濃度并不相等，但結(jié)果經(jīng)過足夠長的時間都怎么樣了？ ［回答］都達到化學平衡狀態(tài)。 ［問］表2—1中是如何處理平衡時各物質(zhì)的濃度數(shù)據(jù)的？ ［回答］把平衡混合物中各生成物濃度的乘積作分子，把各反應物濃度的乘積作為分母，求其比值。 ［問］結(jié)果如何？ ［回答］是一個常數(shù)，幾乎都等于1.0。 ［小結(jié)］在一定溫度下，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，又無論反應物起始濃度為多少，最后都能達到化學平衡。這時生成物的濃度乘積除以反應物濃度的乘積，所得到的比是一個常數(shù)，這個常數(shù)叫做該反應的化學平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)，用符號K表示。 ［板書］1. 定義：在一定溫度下，可逆反應達到平衡時，生成物濃度乘積除以反應物濃度乘積所得到的比是一個常數(shù)，叫化學平衡常數(shù)，用K表示。 ［啟發(fā)］剛才得出的平衡常數(shù)K是由一個特殊的反應引出的，其K=，但如果對于任意一個可逆化學反應：mA+nB pC+qD其平衡常數(shù)K又該如何表示呢？ ［生］閱讀注釋①，理解并回答：平衡常數(shù)實際上是平衡混合物中各生成物濃度的化學計量數(shù)次方的乘積除以反應物濃度的化學計量數(shù)次方的乘積。即 K= ［板書］2. 表達式對于任意反應 mA+nB pC+qD K= ［師］化學平衡常數(shù)實際上是化學平衡的又一特征，那么化學平衡常數(shù)K的大小有什么意義呢？ ［生］自學，了解K的意義并回答：可以從平衡常數(shù)K的大小推斷反應進行的程度，K越大，表示化學反應達到平衡時生成物濃度對反應物濃度的比越大，也就是反應進行的程度越大，反應的轉(zhuǎn)化率也越大；反之K越小，表示反應進行的程度越小，反應物的轉(zhuǎn)化率也越小。 ［問］什么叫反應物的轉(zhuǎn)化率？ ［回答］某指定反應物的轉(zhuǎn)化率=100% ［師］這里提醒大家，無論是化學平衡常數(shù)K，還是反應物的轉(zhuǎn)化率均不要求大家掌握其計算，只需了解其意義即可。 ［板書］3. 意義：K值的大小，表示一定溫度下，該反應達到平衡時，反應進行的程度，K值越大，正反應進行的程度越大。 ［師］化學平衡常數(shù)還有一個特點，那就是不隨反應或生成物的濃度的改變而改變，只 △ 要溫度不變，K就不變，溫度發(fā)生變化，K也就變化，如H2(g)+I2(g) 2HI(g) △ ［投影顯示］表2—2，不同溫度反應：H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常數(shù) 溫度/℃ 350 425 490 平衡常數(shù) 66．9 54．4 45．9 ［師］從表2—2大家可推知：該反應溫度高時反應程度大還是低溫時反應程度大？（正向） ［生］根據(jù)平衡常數(shù)K的意義K值越大反應正向進行程度越大，故該反應低溫時反應程度較大。 ［板書］4. 特點：平衡常數(shù)K受溫度制約，溫度一定K一定，溫度變化K變化。 ［師］根據(jù)平衡常數(shù)K的定義和表達式可知，即使是同一反應，若反應方程式書寫不同則K的表示方式也不同。再則，這里所謂的濃度指的是氣體或溶液的濃度，對于固體、純液體的濃度一般規(guī)定為常數(shù)1，可以不寫。 ［投影練習］2. 寫出下列反應的平衡常數(shù)的表達式 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) ［解析］在寫表達式時注意③、④中固體物質(zhì)的濃度為1，不寫出。 ［答案］①K=，②K=,③K=c(CO2),④K= ［小結(jié)］本節(jié)課我們主要學習了有關(guān)化學平衡常數(shù)的知識，作為化學平衡的又一特征要求大家對其定義、表達式及意義等有一個常識性的了解即可，不要求深層次進行計算。 ［布置作業(yè)］P41三 ●板書設計 三、化學平衡常數(shù) 1. 定義：在一定溫度下，可逆反應達到化學平衡時，生成物的濃度乘積除以反應物濃度的乘積所得到比是一個常數(shù)，叫化學平衡常數(shù)，用K表示。 2. 表達式 對于任意可逆反應： mA+nB pC+qD K= 3. 意義：K值的大小表示在一定溫度下該反應達到平衡時，反應進行的程度，K值越大，正反應進行的程度越大，反應物的轉(zhuǎn)化率越大。 4. 特點：平衡常數(shù)K受溫度制約：溫度一定K一定，溫度變化K變化。 ●教學說明 由于化學平衡知識既是本節(jié)又是本章的重點，所以本節(jié)課一開始并沒有急于引入化學平衡常數(shù)，而是通過一個典型例題來鞏固學生對化學平衡的理解，之后才轉(zhuǎn)入化學平衡常數(shù)的教學，教學中通過讓學生自學、教師引導、設問、啟發(fā)等手段，得出了化學平衡常數(shù)的定義、表達式、意義及特點，為把握準常識性了解這一認知要求，教學中說明了不要求深入計算，以免使學生陷入誤區(qū)。 ［參考練習］ 1．下列說法中正確的是（ ） A． 達到化學平衡，反應物反應掉的越多，化學反應速率越快 B． 可逆反應達到化學平衡狀態(tài)較快，說明化學反應速率較快 C． 化學反應中，物質(zhì)含有的活化分子數(shù)越多，化學反應速率越快 D． 可逆反應維持的時間越長，生成物的百分含量必定越高 答案：B 2．已知氟化氫氣體中存在平衡關(guān)系 2H3F3 3H2F2 正反應為吸熱反應 H2F2 2HF 正反應為吸熱反應 若平衡體系中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為42gmol-1,則H3F3的體積數(shù)為（ ） A．大于10% B.等于10% C.小于10% D.無法確定 答案：A