中小学教育资源及组卷应用平台
第二节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态
教学目标
1.理解可逆反应,理解化学平衡状态的建立过程,并学会判断化学平衡状态,认识到化学反应是有一定限度的,是可以调控的。
2.通过归纳化学平衡的特征,提高学生的归纳和总结能力;通过溶解及其他平衡与化学平衡的联系,加深对化学平衡的理解,培养学生“变化观念与平衡思想”的核心素养。
3.利用化学平衡的动态特征,渗透对立统一的思想,培养学生科学的学习态度和思维习惯,建立解决化学平衡问题的思维模型,培养学生“证据推理与模型认知”的化学核心素养。
评价目标
1.通过对必修阶段化学反应限度的复习和新课中对化学平衡状态建立过程的讲解,检测学生对化学平衡状态的理解。
2.通过评价反馈中的训练,检测学生对化学平衡状态的判断标志的掌握情况。
重点、难点
重点:化学平衡状态的建立过程,化学平衡状态的判断标志。
难点:化学平衡状态的判断标志。
教法、学法
情境化教学、任务学习、问题引导。
课时安排
1课时。
教学准备
多媒体课件、课本、学生使用的学案。
教学设计主题 教师活动 学生活动 设计意图
课题引入 我们将一块不规则的硫酸铜晶体放入饱和的硫酸铜溶液中,过一段时间,我们发现硫酸铜晶体变得规则,但是固体溶质的质量没有发生改变,这个实验说明了什么呢 【回答】溶液达到饱和后,溶质的溶解和结晶过程一直在进行,这两种过程的速率相等,于是饱和溶液的浓度和固体溶质的质量都不发生变化。 通过实验激发学生的兴趣,并让学生产生思考:化学反应中是否会存在这种动态平衡
知识回顾 在必修第二册的学习中,我们已经了解了化学反应存在一定的限度,请回答:1.什么是可逆反应 2.在容积为1 L的密闭容器中加入0.1 mol H2和0.1 mol I2,反应能得到0.2 mol HI吗 为什么 3.我们学过的典型可逆反应有哪些 【思考、回答】1.在同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。2.可逆反应的存在决定了化学反应有一定的限度(即不能进行到底),所以不会得到0.2 mol HI。3.常见的可逆反应有:N2+3H22NH3SO2+H2OH2SO32SO2+O22SO3 通过复习可逆反应的概念,熟悉化学反应存在一定的限度。再运用类比、归纳的方法,为引出化学平衡的概念做铺垫。
一、化学平衡状态的建立一、化学平衡状态的建立 【问题情境】已知合成氨反应是可逆反应:N2+3H22NH3请思考:在容积为1 L的密闭容器中加入0.1 mol N2和0.3 mol H2,体系中各组分的浓度与速率的变化情况。c-t关系图:v-t关系图:【问题】如果反应开始时,充入的反应物是NH3,反应的c-t图、v-t图应该如何绘制,请同学们画出。【板书】一、化学平衡状态1.定义:在一定条件下,可逆反应进行到一定的程度时,正反应速率与逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度均保持不变,即体系的组成不随时间而改变,这表明该反应中物质的转化达到了“限度”,这时的状态我们称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。【分析】结合图像,引导学生从化学平衡研究范围、达到平衡的原因与结果进行分析,归纳化学平衡的特征。【板书】2.化学平衡的特征 【思考并回答】师生合作完成分析:1.反应开始时:c(N2)、c(H2)最大;v(N2)、v(H2)的速率最大;c(NH3)=0,v(NH3)=02.随着反应的进行:c(N2)、c(H2)逐渐减小;v(N2)、v(H2)逐渐减小;c(NH3)逐渐增大,v(NH3)逐渐增大3.某时刻:c(H2)、c(N2)、c(NH3)不变;v(正)=v(逆)≠0师生合作绘制c-t图、v-t图。【思考并完成】学生讨论并画出图像。【对比分析】对比物质的溶解进行理解:平衡时,体系中各物质的浓度保持不变,反应达到最大限度,相当于溶解到达饱和状态。【分析概念和图像】(1)条件:一定条件下。(2)前提:可逆反应。(3)本质:v正=v逆≠0。(4)标志:反应混合物中各组分的浓度保持不变。【讨论并小结】化学平衡的特征。(1)逆:可逆反应。(2)等:v正=v逆。(3)动:v正=v逆≠0。(4)定:反应混合物中各组分的浓度保持一定,各组分的含量保持不变。(5)变:条件改变,原平衡被破坏,在新的条件下建立新平衡。 结合前面学过的速率、浓度的有关知识,理解建立化学平衡状态过程的思维模型。充分利用图像进行知识教学,能够更加形象地揭示本质,并弄清概念的内涵和外延。学会对比、分析。 培养学生分析问题和解决问题的能力,并进行辩证唯物主义观的教育。
二、化学平衡状态的标志 【设疑】如何判断反应是否达到平衡状态 【板书】二、化学平衡状态的标志【思考与交流】一定条件下,在1 L的密闭容器中进行如下的可逆反应:N2+3H22NH3。请判断下列情况能否说明该反应已经达到化学平衡状态,填“能”或“否”。(1)反应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n mol N2,同时生成3n mol H2( )(4)反应物混合体系的压强不随时间的变化而变化( )(5)容器内混合气体的密度不再变化( )(6)N2的生成速率等于NH3的生成速率( )【思考】某一物理量不变是否可作为判断标志 认真听讲,理解老师讲解的判断化学平衡的两类标志:(1)直接标志①平衡的本质(v正=v逆)a.同一物质,v消=v生;b.在化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比;c.在化学方程式两边的不同物质生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。②从组分含量来判断达平衡时各物质的含量及浓度、质量、物质的量均不再变化。(2)间接标志①对于反应前后气体体积不等的可逆反应,反应体系总压强和混合气体的平均摩尔质量不再变化。②对于反应混合物中存在有颜色的物质的可逆反应,若体系颜色不再变化,则反应达到平衡状态。【思考并总结】对于不同类型的可逆反应,某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志,取决于该物理量在平衡到达前(反应过程中)是否发生变化。若是,则可;否则,不行。 通过例题加深对平衡概念的理解,培养学生分析问题和解决问题的能力。加强学生从不同视角对纷繁复杂的化学变化进行分类研究的能力,逐步揭示各类变化的特征和规律;能用对立统一、联系发展和动态平衡的观点分析化学反应,预测在一定条件某种物质可能发生的化学变化。通过对知识的灵活运用,进一步巩固重点和突破难点。加强对平衡概念本质的理解。
评价反馈 请同学们完成对应评价反馈练习。 1.对于可逆反应M+NQ达到平衡时,下列说法正确的是( )A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了QC.反应物和生成物的浓度都保持不变D.反应已经停止2.在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡状态的标志是( )A.C的生成速率和C的分解速率相等B.单位时间内生成1 mol A同时生成 3 mol BC.A、B、C浓度不再变化D.A、B、C的分子个数之比为1∶3∶2展示答案并解释原因。1.C 可逆反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度不再发生改变,但不一定相等,因此A错误,C正确;可逆反应不能反应彻底,且是动态平衡,因此B、D错误。2.AC A项,C的生成速率和C的分解速率相等,即正反应速率等于逆反应速率,正确;B项,生成A和生成B的反应同向,属于恒定关系,不能作为判断化学平衡状态的标志;C项,A、B、C浓度不再变化可以作为判断化学平衡状态的标志;D项,化学平衡和分子个数之比没有必然关系。 1.检测学生对可逆反应概念的理解。2.检测学生对化学平衡状态判断标志的理解。
小结 对本节课内容进行总结。 【反思回顾】通过本节课所学两大主题,理解化学平衡的建立过程和判断化学平衡状态的标志,初步建立并形成“变化观念与平衡思想”的核心素养,认识到化学反应是有一定限度的,是可以调控的。
完成学案中的“核心素养专练”。
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。通过本节课的教学,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。在课堂教学中,以“合成氨”工艺为载体,分析化学平衡的建立过程,得出化学平衡的定义和特征,说明化学反应存在限度,进而建立化学平衡思想。
化学平衡的判断标志是本节课的一个难点。在教学中,通过课堂训练,让学生对化学平衡的判断标志有一个感性认识,进而由教师进行讲解,深入浅出,学生直观面对问题,一方面增加了学生的探究欲和求知欲,一方面也让学生了解本部分的考查规律,学生掌握效果较好。
本节课的教学对象是高二的学生,学生在必修第二册中已经初步学习了化学反应限度的相关知识,并在本章的第一节学习了化学反应速率和影响化学反应速率的因素,这些知识都为本节课学习化学平衡奠定了基础。化学平衡是化学反应原理的知识,理解起来比较抽象,高二的学生对化学原理的学习方法和理解程度还不够,因此在讲授过程中应采用训练学生思维的科学方法,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。
第二节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态
一、化学平衡状态
1.定义:在一定条件下,可逆反应进行到一定的程度时,正反应速率与逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度均保持不变,即体系的组成不随时间而改变,这表明该反应中物质的转化达到了“限度”,这时的状态我们称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。
2.化学平衡的特征
(1)逆:可逆反应
(2)等:v正=v逆
(3)动:v正=v逆≠0
(4)定:反应混合物中各组分的浓度保持一定,各组分的含量保持不变。
(5)变:条件改变,原平衡被破坏,在新的条件下建立新平衡。
二、化学平衡状态的标志
(1)直接标志
(2)间接标志
等效平衡
1.定义
同一可逆反应,一定条件下,当改变起始时反应物或生成物物质的量或物质的量浓度,达到平衡时,混合物中各组分的百分组成相等,这样的平衡称为等效平衡。
产生原因:平衡只与温度、压强和浓度有关,与加料顺序无关。
根据气体状态方程,pV=nRT,可以发现:如果保持温度不变,恒容体系,只要“一边倒”之后,各组分n相同,压强也相同,平衡状态也相同。如果保持温度不变,恒压体系,只要“一边倒”之后,各组分n成同一比例,浓度也相同,那么平衡状态也相同。
2.规律与判断
(1)一般可逆反应,恒温恒容时,当起始反应物或生成物的物质的量通过化学计量数换算相同时,则建立等效平衡。
如反应2SO2+O22SO3在(A)(B)条件时建立等效平衡:
(A)起始时加入:2 mol SO2+1 mol O2
(B)起始时加入:2 mol SO3
注意:此情况下,无论反应物还是生成物,起始时物质的量比一定要与化学计量数比相同。
(2)一般可逆反应,恒温恒压时,当起始反应物或生成物的物质的量比(不一定要求与化学计量数比相同)相同时,即建立等效平衡。
如反应2SO2+O22SO2在(C)(D)时建立等效平衡:
(C)起始时加入:1 mol SO2+1 mol O2
(D)起始时加入:2 mol SO2+2 mol O2
(3)对于反应前后体积不变的气体反应,恒温恒容时,当起始反应物或者生成物的物质的量比(不一定要求与化学计量数比相同)相同时,建立等效平衡。
如反应H2(g)+I2(g)2HI(g) 在(E)(F)时建立等效平衡:
(E)起始时加入:1 mol H2+2 mol I2
(F)起始时加入:2 mol H2+4 mol I2
教学分析
教学设计
布置作业
教学反思
板书设计
备课资源
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)