《化學平衡的移動》教學設計

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1 影響化學平衡移動的因素 第一課時教學設計 一 教學目標 1 知識與技能 理解化學平衡移動的涵義 理解濃度 壓強對化學平衡的影響 掌握用圖像表示化學平衡移動的方法 并會判斷化學平衡移動的方向 2 過程與方法 使學生經(jīng)歷探究 濃度對化學平衡影響 的過程 學習科學探究的基本方法 提高 科學探究的能力 重視化學實驗 充分發(fā)揮實驗的作用 密切聯(lián)系實際 理解理論的指導作用 正確 理解化學平衡的概念 掌握濃度 壓強對化學平衡的影響 學會運用觀察 實驗等手段獲取信息 并運用比較 歸納 概括等方法進行信息加 工 3 情感態(tài)度與價值觀 通過本節(jié) 問題討論 交流思考 實驗探究 等欄目設計 激發(fā)學生學習 興趣 體驗科學探究的艱辛和喜悅 使學習變?yōu)橹R的獲取 文化的欣賞 培養(yǎng)學生尊重科學 嚴謹求學 勤于思考的態(tài)度 樹立透過現(xiàn)象看本質(zhì)的認識觀點 二 教學重難點 1 重點 濃度 壓強對化學平衡的影響 2 難點 平衡移動的原理分析及應用 三 教學過程設計 情景引入 在 19 世紀后期 人們發(fā)現(xiàn)煉鐵高爐所排出的高爐氣中含有相當量的 CO 工程師認為這是由于 CO 和鐵礦石的接觸時間不夠長所造成的 于是在英國建造了一個 高大的煉鐵高爐 以增加 CO 和鐵礦石的接觸時間 經(jīng)檢測 用這個高爐煉鐵 高爐氣 中 CO 含量還是不變 情景提問 1 對于一個可逆反應而言 CO 的含量保持不變 這是達到了什么狀態(tài) 該狀態(tài)具備什么樣的特點 提示 高爐煉鐵的反應為可逆反應 復習上節(jié)課內(nèi)容 2 如果你作為一名工程師 會嘗試改變哪些條件來減少 CO 的含量 過渡 這個問題也正是我們今天要一起探討的內(nèi)容 影響化學平衡移動的因素 掌 握這個知識后 大家一定能成為一名優(yōu)秀的工程師輕易的解決這個問題 板書 二 影響化學平衡移動的因素 講解 通過前面的回憶 我們已經(jīng)知道化學平衡是在一定條件下產(chǎn)生的 當這個條 件被改變時 平衡會發(fā)生怎樣的變化呢 分析 結論 像以上這樣 當化學反應條件改變時 原有的平衡被破壞 平衡時混合物里 各組分的含量也就隨著改變而在新的條件下達到新的平衡狀態(tài)的過程 我們就叫做化 學平衡的移動 板書 一 化學平衡移動的定義 化學反應條件改變 原有的平衡被破壞 平衡混合物里各組分的含量也就隨著改變而 2 在新的條件下達到新的平衡狀態(tài)的過程 投影填表 反應速率的變化 V 正 V 逆 V 正 V 逆 V 正 V 逆 移動方向 設問 由此可知 化學平衡之所以會移動是應為改變了反應條件 其實質(zhì)則是條件 改變時反應速率發(fā)生了變化使得 V 正 V 逆 既然如此 影響化學平衡移動的因素可能 有哪些 它們的改變又會對平衡產(chǎn)生怎樣的影響呢 學生討論回答 濃度 溫度 壓強等 實驗 1 課本實驗 由老師和學生共同完成 學生分析實驗現(xiàn)象 結論 增大平衡混合物中任何一種反應物的濃度 都促使化學平衡向正反應方向進 行 設問 為什么增加任一反應物的濃度都能促使平衡向正反應方向移動 提示 請 從正 逆反應速率的改變來考慮 圖像分析 濃度對平衡影響的 v t 1 分析圖 思考 1 如果增大生成物的濃度 化學平衡向什么方向移動 并畫出相應 v t 2 分析圖 追問 如果減少反應物濃度或減少生成物濃度呢 總結并板書 二 影響化學平衡移動的因素 1 濃度 其他條件不變時 增大反應物濃度或減小生成物濃度 平衡均向正反應方 向移動 增大生成物濃度或減小反應物濃度 平衡均向逆反應方向移動 注意 此規(guī)律不適用于固體和純液體 提問 既然增大反應物濃度能使平衡正移 那么對于可逆反應 Fe3 3SCN Fe SCN 3 而言增大 KSCN 濃度達到新的平衡后 新平衡的反應速率和原平衡相比怎樣 KSCN 濃度 與原平衡相比是大還是小 FeCl3 的轉化率如何變化 KSCN 的轉化率呢 練習 1 2 SO2 氧化成 SO3 時為何要通入過量空氣 2 在下列平衡體系 3NO2 H2O 2HNO3 NO 中通入 O2 則化學平衡 A 向正向移動 B 向左移動 C 不移動 3 既然改變濃度會使平衡移動 那么在 Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2 反應中 能否通過改變 濃度來減小 CO 含量呢 過渡 以上我們了解了濃度對化學平衡的影響 那么壓強的影響會怎樣呢 下面有 一組數(shù)據(jù) 請大家根據(jù)數(shù)據(jù)判斷 壓強對于化學平衡的移動有沒有影響 有怎樣的影 響 投影 450 時 N2 與 H2 反應生成 NH3 的實驗數(shù)據(jù) N2 3H2 2NH3 壓強 MPa 1 5 10 30 60 100 NH3 2 0 9 2 16 4 35 5 53 6 69 4 學生分析 增大壓強 氨氣含量增加 平衡向正反應方向移動 結論 增大壓強 平衡向正反應方向移 追問 這個結論對于所有氣體參與的反應都適用嗎 投影 6000C 反應 2SO3 g 2SO2 g O2 g 的實驗數(shù)據(jù) 壓強 MPa 0 1 0 5 1 0 10 SO3 的分解率 26 3 14 2 10 5 4 6 結論 增大壓強 SO3 的分解率減小 平衡向逆反應方向移 3 設問 為什么同樣是增大壓強 一個正移 一個卻逆移呢 這里面有什么規(guī)律嗎 學生討論小結 增大壓強 平衡向氣體體積減小的方向移動 板書 2 壓強 其他條件不變時 增大壓強 平衡向氣體體積縮小的方向移動 減 小壓強 平衡向氣體體積增大的方向移動 設問 為什么壓強的改變能影響化學平衡的移動 請以 N2 3H2 2NH3 為例畫出增 大壓強時其 v t 分析圖加以解釋 小結 對于有氣體參與的反應 增大壓強 反應物和生成物的速率都加快 思考 2 從壓強角度分析 改變壓強能否使 Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2 反應中 CO 的含量 發(fā)生變化 板書 對反應前后氣體體積不發(fā)生變化的可逆反應 改變壓強 平衡不移動 注意 此規(guī)律只適用于有氣體參與的反應 思考 3 對于可逆反應 2NO2 氣 N2O4 氣 增大壓強 混合氣體的顏色如何變化 減 小壓強呢 紅棕色 無色 學生分析 并預測現(xiàn)象 視頻實驗 壓強對化學平衡的影響 現(xiàn)象 增大壓強 顏色先深再淺 減小壓強 顏色先淺再深 討論完成 A 當加壓氣體體積縮小時 混和氣體顏色先變深是由于 后又逐漸變淺是由于 B 當減壓氣體體積增大時 混和氣體顏色先變淺是由于 后又逐漸變深是由于 練習 1 反應 N2O4 g 2NO2 g 當加壓時 平衡向 移動 正反應反應速 率 N2O4 的轉化率 2 反 N2 氣 O2 氣 2NO 氣 減小壓強 反應 移動 反應速率 3 在 2SO2 O2 2SO3 g 反應中 為了提高 SO3 的產(chǎn)量 應該 加壓或減壓 還可以采取哪些措施 不斷補充 SO2 和 O2 不斷分離出 SO3 4 第二課時 化學平衡移動原理 1 原理 如果改變影響平衡的一個條件 如濃度 壓強或溫度等 則平衡 就向能夠減弱這種改變的方向移動 這就是化學平衡移動原理即勒沙特列原 理 改變條件 平衡移動方向 增大反應物或減小生成物 濃度 向正反應方向移動 濃度 減小反應物或增大生成物 濃度 向逆反應方向移動 增大壓強 縮小容積 向氣體體積減小的方向移 動 壓強 減小壓強 擴大容積 向氣體體積增加的方向移 動 升高溫度 向吸熱反應方向移動 溫度 降低溫度 向放熱反應方向移動 催化劑 平衡不移動 注意 1 化學平衡移動的原因是反應條件的改變對 V 正和 V 逆的影響大小不同 而導致正反應速率與逆反應速率不相等 見后反應速率與平衡移動圖像分析 2 化學平衡移動的結果是在新條件下使 V 正 和 V 逆 的大小重新達到相等 各 5 組分的百分含量重新達到保持不變 但速率大小和各組分的百分含量與原平 衡并不相等 3 平衡移動方向判斷的主要方法 根據(jù)正逆反應速率變化大小判斷 若 V 正 V 逆 平衡向正反應方向移動 若 V 逆 V 正 平衡向逆反應方向移動 根據(jù)生成物或反應物百分含量的變化判斷 若反應物含量減小或生成物含 量增加 平衡向正反應方向移動 若反應物含量增加或生成物含量減小 平 衡向逆反應方向移動 根據(jù)氣體平均分子量的變化來判斷 當平衡組分全部是氣體時 M 氣體增 大 平衡向氣體體積減小的方向移動 M 氣體減小 平衡向氣體體積增大的 方向移動 M 氣體不變 反應前后氣體體積不變 平衡不移動 當平衡組分 中有液體或固體時 必須通過計算才能確定平衡移動的方向 通過氣體密度的變化判斷平衡移動方向 方法同 還需考慮壓強導致氣 體體積變化對密度的影響 必需具體分析才能確定平衡移動方向 通過反應體系顏色的變化等可以判斷平衡移動的方向 通過勒沙特列原理 濃度 壓強 溫度的變化等 判斷平衡移動方向 4 催化劑能同等程度也增大正反應速率和逆反應速率 始終都有 V 正 V 逆 因而催化劑不能使平衡移動 對平衡狀態(tài)的各種物理量特征標志無影響 但能縮短反應達到平衡狀態(tài)所需要的時間 2 理解 便于討論只改變一個條件 移動的方向是減弱外界條件變化造成的影響 改變條件對正反應速率和逆反應速率影響不相同時才會使平衡發(fā)生移動 同時改變多個條件時 造成的影響如果能相互抵消則平衡不發(fā)生移動 如 果影響不能相互抵消則平衡發(fā)生移動 3 應用 通過改變外界條件 控制反應進行的方向和進行的程度 使某些需 要發(fā)生的可逆反應有利于平衡向正反應方向或逆反應方向移動 增大反應進 6 行的程度 阻止某些不需要的反應發(fā)生或減弱反應進行的程度 4 勒沙特列原理適應范圍 所有平衡體系 可逆反應化學平衡 包括水解平衡 絡合平衡等 弱電解質(zhì)的電離平衡 難溶物的溶解平衡 5 勒沙特列原理不能解釋的事實 使用催化劑不能使化學平衡發(fā)生移動 反應前后氣體體積不變的可逆反應 改變壓強可以改變化學反應速率 但不 能使化學平衡發(fā)生移動 發(fā)生的化學反應本身不是可逆反應 外界條件的改變對平衡移動的影響與生產(chǎn)要求不完全一致的反應