人教版高中化学《选修4》第二章第三节《化学平衡》
第2课时 教学设计
一、基本说明
⒈教学内容所属模块:《选修4 化学反应原理》
⒉年级:高二年级
⒊所用教材出版单位:普通高中标准实验教科书(人教版)
⒋所属的章节:第二章第三节 化学平衡
二、教学设计
(一)教学目标
1、知识与技能:
⑴ 通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响,并能用勒夏特列原理加以解释;
⑵ 理解勒夏特列原理,并能据此判断平衡移动的方向。
⑶了解平衡移动原理的重要意义,学会解决问题的科学方法。
2、过程与方法:
⑴ 重视化学实验,充分发挥实验的作用;
⑵ 密切联系实际,理解理论的指导作用;
⑶ 正确理解化学平衡的概念,掌握浓度、温度、压强对化学平衡的影响。
3、情感、态度与价值观:
通过本节“问题讨论”、“ 思考与交流”、“实验探究活动”等栏目设计,激发学生学习兴趣,体验科学探究的艰辛和喜悦,使学习变为知识的获取、文化的欣赏。
?
(二)教学重点、难点
重 点:影响化学平衡移动的条件。
难 点:平衡移动原理的应用。
(三)分析教材内容
前面刚学习的浓度、温度等外界条件对化学反应速率的影响等内容,不仅在知识上为本节的教学奠定了基础,而且其探讨问题的思路和方法,也可迁移用来指导学生进行本节的学习。当浓度、温度等外界条件改变时,化学反应速率要发生改变,相应的化学平衡就有可能发生移动。同时应明确,研究化学平衡的目的,并不是为了保持平衡状态不变,而是为了利用外界条件的改变,使化学平衡向有利的方向移动,如向提高反应物转化率的方向移动,由此说明学习本节的实际意义。
教材重视由实验引入教学,通过对实验现象的观察和分析,启发学生充分讨论,一方面提供理解知识所需的基础,另一方面又要留给学生广阔建构知识的空间,让他们针对具体情境采用适当的策略,引导学生得出增大反应物的浓度或减小生成物的浓度都可以使化学平衡向正反应方向移动的结论。反之,则化学平衡向逆反应方向移动。在温度对化学平衡影响后,通过对实验现象的分析,师生共同归纳出平衡移动原理。压强对化学平衡的影响,教材中没有相应的实验,可通过压强和浓度的关系引导学生得出压强对化学平衡移动的影响。
教材在充分肯定平衡移动原理的同时,也指出该原理的局限性,以教育学生在应用原理时,应注意原理的适用范围,对学生进行科学态度的熏陶和科学方法的训练。
(四)分析学情、教法
1、本节教学采取的是实验探究与讨论归纳相结合的方法。对于影响化学平衡的条件,如果单纯采取理论讲解,学生会感到比较抽象,难以理解和接受。本节教材设计的实验,操作简单,现象明显,无污染,所以在实际教学中均改成了学生的探究实验,这样,通过学生亲自动手,观察实验现象,讨论归纳结论,揭示实验现象的本质,自主建构知识网络;而且,在实验探究出浓度、温度对化学平衡的影响后,学生较容易推导出压强、催化剂与平衡移动的关系,从而达到很好的课堂效果,并促使学生对化学产生浓厚的兴趣。另外,这样的教学设计,也是学生的创新思想得到很好的培养。
2、本课题是在教师指导下进行的课堂探究活动,为确保实验顺利进行,将全班学生分成两大组,四人一小组,不同的组探究不同的实验,使每位同学都能参与活动。以教材提供的探究实验为主,如果学生提出一些其他实验方案,经教师审查认可后,也可以进行实验。
三、教学准备
1.教材P26~P28实验2-5、2-6、2-7及图2-5所示的实验仪器及实验器材;
2.将学生分组,全班分两大组,四人一小组。
四、教学过程
教学
流程
教 师 活 动
学 生 活 动
设 计 意 图
设
情
境
?
温
故
知
新
【引入课题】
上一节课我们已经学习了化学平衡状态、化学平衡移动的概念,今天我们探究外界条件对化学平衡的影响。?
【复习巩固】
(见课件)
根据学生的回答归纳化学平衡状态、化学平衡移动的概念。
本着温故而知新的原则,从学生巳有关于化学平衡的知识引领学生进行思考。
分
析
讨
论
?
归
纳
总
结
【归纳总结】?
1、化学平衡状态:是指在一定条件下的可逆反应里,当正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的百分含量(浓度、质量、质量分数、体积分数)保持不变的状态。?
2、化学平衡状态是建立在一定条件基础上的,当浓度、压强、温度等反应条件改变时,原平衡的反应混合物里各组分的浓度也会随着改变,从而发生化学平衡移动。
认真思考,热烈讨论,记录讨论结果;交流、发表有关见解。
回顾旧知,激活学生思维
激
思
设
疑
【引入新课】
当一个可逆反应达到化学平衡状态后,如果改变浓度、压强、温度等反应条件,平衡状态是否会发生变化?
创设学习情境,激发学生的求知欲。
激活思维,让学生的主动学习有一个明确的目标指向。
实
验
探
究
?
得
出
结
论
【探究活动1】
学生分组实验(分两大组,每一大组中四人一小组),探究浓度对化学平衡的影响,认真观察、记录现象,并相互讨论,解释现象。
第一组:[实验2-5]
实验目的:探究浓度改变对化学平衡的影响
实验原理:Cr2O72- + H2O ? 2CrO42- + 2H+?
???????? (橙色)????? ????? (黄色)
实验步骤:
(1)取三支试管各加入5 mL0.1mol/L K2Cr2O7溶液;
(2)向一支试管中滴加3~10滴浓H2SO4,观察并记录溶液颜色变化;
(3)向第二支试管中滴加10~20滴6 mol/L NaOH溶液,观察并记录。
填写下表:
K2Cr2O7溶液
滴加3~10滴浓H2SO4
滴加10~20滴6 mol/L NaOH溶液
现象
?
?
结论
?
?
分组实验、观察、记录现象;小组讨论,寻找规律。
让学生在教师的指导下自行分工、协作,共同顺利地完成探究实验,培养了学生的观察能力和分析推理能力,学会对获得的信息进行加工处理,并归纳总结。
实
验
探
究
?
得
出
结
论
第二组:[实验2-6]
实验目的:探究浓度变化对化学平衡的影响
实验原理: Fe3+? + ?3SCN- ? ??Fe(SCN)3
???????? (黄色) ?(无色)???? ??? (红色)
实验步骤:
(1)向盛有5 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液的试管中加入5mL 0.01 mol/L KSCN溶液,溶液显红色;
(2)将(1)中红色溶液分置于三支试管中;向其中一支试管中滴加饱和FeCl3溶液4滴,充分振荡,观察颜色变化;向第二支试管中滴加4滴1 mol/L KSCN溶液,观察溶液颜色变化;
(3)向(2)的两支试管中各加入3 ~ 5滴0.01mol/L NaOH溶液,观察现象,对比三支试管溶液的颜色深浅。
填写下表:
步骤1
4滴饱和FeCl3溶液
4滴1mol/L KSCN溶液
现 象
?
?
步骤2
3 ~ 5滴0.01 mol/L
NaOH溶液
3 ~ 5滴 0.01 mol/L
NaOH溶液
现 象
?
?
结 论
?
分组实验、观察、记录现象;小组讨论,寻找规律。
让学生体验探究过程:猜想与假设→设计实验→观察现象→得出结论。
分
析
讨
论
归
纳
总
结
学生实验完毕后,由每一组推荐一名代表汇报实验记录,由学生解释实验现象并得出结论。
?
?由学生解释实验现象并得出结论:
增大生成物浓度(或减小反应物浓度),平衡向逆反应方向移动;
减小生成物浓度(或增大反应物浓度),平衡向正反应方向移动;?
培养学生的语言表达能力和正确熟练的运用化学用语的能力。
启
发
提
问
?
深
入
探
究
【思考与交流】课本27页
1、上述两个实验中,化学平衡状态是否发生了改变?你是如何判断的?
2、从中你能否推知影响化学平衡状态的因素?
?
?
?
先独立思考提出的问题,思考有困难的同学阅读课本P27最后一段内容,再完成上述思考题,个人思考后,同学间进行讨论,生生互动,找代表汇报讨论结果和自己的看法(包括自己的疑点),辩析、得出结果。
使学生思维发展获得揭示性指导,实现“尝试——成功”型和有指向的发展型学习。体现师生主客体角色互换,给学生增加直接参与的机会并亲自尝试。
启
发
提
问
?
深
入
探
究
【学与问】课本27页
其他条件不变时,如果减小减小反应物浓度或减小生成物浓度,正、逆反应速率如何变化?平衡如何移动?
绘制速率-时间图(见课件)
根据学生讨论,明确浓度的改变使正、逆反应速率不再相等,使化学平衡发生移动;增加某一反应物的浓度,会使反应混合物中各组分的浓度进行调整。新平衡建立时,生成物的浓度要较原平衡时增加,该反应物的浓度较刚增加时减小,但较原平衡时增加。
民主、平等的氛围中,师生互动、生生互动、使每位学生最大程度地接受到来自周围的学习信息,广开思路,顺利完成学习任务。
实
验
探
究
?
得
出
结
论
【探究活动3】实验探究温度对化学平衡的影响,认真观察、记录现象,并相互讨论解释现象。
[实验2-7](教师演示实验)
实验目的:探究温度变化对化学平衡的影响
实验原理:
2NO2 (气) ?N2O4 (气) ?ΔH=-56.9kJ/mol
(红棕色)?? ? (无色)
实验步骤:
(1)将盛有NO2、N2O4混合气体的封闭平衡球一端侵入热水中。
(2)半分钟后,比较两球中气体颜色。
(3)取出放置片刻,再比较两球中气体颜色。
填写下表:?
?
升高温度
降低温度
现象
?
?
结论
?
?
分组实验、观察现象,记录现象;小组讨论,寻找规律。
使学生始终保持能动、活跃的思维和积极的探究状态,从已知到未知发展学习、探究能力,从而发现新知识、新思路、新方法。
分
析
讨
论
归
纳
总
结
?学生实验完毕后,由每一组推荐一名代表汇报实验记录,由学生解释实验现象并得出结论。
?绘制 速率-时间图(见课件)
?
?
?由学生解释实验现象并得出结论:在其它条件不变时,
升高温度,向吸热反应方向移动;
降低温度,向放热反应方向移动。
?
培养学生的语言表达能力、综合概括能力和正确熟练的运用化学用语的能力。
启
发
提
问
深
入
探
究
?【问题讨论】
请归纳出其它条件不变时,只改变一个条件,平衡将如何移动?
勒夏特列原理(见课件)
?学生讨论后回答,归纳总结:如果改变影响平衡的条件之一(如浓度、温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。这就是平衡移动原理——勒夏特列原理。?
?体验科学研究的思维方式和科学探索的研究过程,养成自主探究意识和习惯。
实
验
探
究
?
得
出
结
论
?
【探究活动4】
压强增大或减小时,下列平衡是否移动、移动方向????
2 NO2 ( 气 ) ? N2O4? ( 气 )
(相互交流)归纳出压强改变对化学平衡的影响。
?绘制 速率-时间图(见课件)
?
学生讨论后回答,归纳总结:在其他条件不变时,增大压强,化学平衡向着气体总体积减小的方向移动;反之,减小压强,化学平衡向着气体总体积增大的方向移动。
在民主、平等的氛围中,师生互动、生生互动、使每位学生最大程度地接受到来自周围的学习信息,广开思路,顺利完成学习任务。
?【探究活动5】
回顾催化剂对化学反应速率的影响,催化剂化学平衡的影响。
?绘制 速率-时间图(见课件)
?
学生回顾、归纳总结:催化剂能同等程度改变化学反应速率,即V正= V逆,因此,它对化学平衡的移动没有影响,但催化剂改变反应到达平衡所需要的时间。
以问题情境为引领,以探究对象为依托,按照逻辑规则在主导信息下探究发现知识结论。
巩
固
知
识
?
拓
展
应
用
【巩固落实】
1—5题见课件
6、化学反应速率、化学平衡、平衡移动三者之间的关系以一般反应:
mA(气)+n B(气) p C(气)+qD(气)+Q(千焦)通式为例来讨论浓度,温度,压强,催化剂等对三者的影响极其规律。(表格附后,此题留作课后作业,上作业本)
?
强化训练,总结反馈、形成能力,学生独立研究与讨论相结合练习。
?
?依据课堂学习的知识、技能、规律、方法,积极主动地实践,创造性地解决问题。训练学生的求异思维、逆向思维。在新情境下运用知识,进而深化理解。
分
析
讨
论
?
归
纳
总
结
【课堂小节】
?
? 平衡状态I??? ?非平衡状态? ????平衡状态II
?
2、实验探究法(观察现象、分析原因、揭示本质)。
3、对待事物要用一分为二的辩证观点,要有精益求精的意识,从理论到实际要不断地研究探索。
4、化学平衡移动的意义:
研究化学平衡的目的,并不是为了保持平衡状态不变,而是为了利用外界条件的改变,使化学平衡向有利的方向移动,如向提高反应物转化率的方向移动,由此说明学习本节的实际意义。
?
认真思考,热烈讨论,记录讨论结果;交流、发表有关见解。
课堂总结由学生去完成,有意识的增加学生评价的成份,进一步调动学生学习的积极性。培养学生的综合概括能力、抽象思维能力、语言表达能力,进一步深化课堂学习。
(附:巩固练习5)化学反应速率、化学平衡、平衡移动三者之间的关系以一般反应:
mA(气)+n B(气) p C(气)+qD(气)+Q(千焦)通式为例来讨论浓度,温度,压强,催化剂等对三者的影响极其规律。
反应特征
改变条件
v—t图象
改变条件瞬间
达到平衡前
平衡移动方向
达到新平衡
v正
v逆
v正与v逆的关系
A转化率
B转化率
Q>0
升高温度
↑
↑
<
←
↓
↓
降低温度
Q < 0
升高温度
↑
↑
>
→
↑
↑
降低温度
m+n
加入惰性气体
V不变
—
—
=
—
—
—
V变大
↓
↓
>
→
↑
↑
V变小
增大压强
减小压强
m+n=p+q
加入惰性气体
V不变
—
—
=
—
—
—
V变大
↓
↓
=
—
—
—
V变小
增大压强
减小压强
m+n>p+q
加入惰性气体
V不变
—
—
=
—
—
—
V变大
↓
↓
<
←
↓
↓
V变小
增大压强
减小压强
注:用“=”表示相等 “↑”表示升高或增加 “↓”表示降低或减少 “—”表示无关或不变
“V”表示体积 “v”表示速率
板书设计
第三节 化学平衡(2)
三、化学平衡的移动:
?1、浓度对化学平衡的影响
2、温度对化学平衡的影响
3、压强对化学平衡的影响
4、催化剂对化学平衡的影响
勒夏特列原理:
平衡状态I ????????非平衡状态??????????? 平衡状态II
四、化学平衡移动的意义
反思与交流
1、本节课内容是化学平衡的重点,把勒夏特列平衡移动原理理解清楚是解决有关平衡问题的关键。
2、课堂容量大,学生课前要做充分预习,老师在课堂上要环环紧扣,条理清晰。
3、本节课程设计为常规教学设计,在备课过程中参考和引用了同仁的一些优秀思想,不妥之处请多加指教。
课件26张PPT。kk第二章 化学反应速率和化学平衡第三节 化学平衡
(第2课时)【复习巩固】1、什么是化学平衡状态?
2、在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气) 2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是:
①C的生成 速率与C的分解速率相等
②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB
③A、B、C的浓度不再变化
④ A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2
⑤混合气体的总压强不再变化
⑥混合气体的物质的量不再变化
⑦单位时间内消耗amolA,同时消耗2amolC② ④化学平衡移动:
化学反应体系的平衡状态是可以通过改变反应条件(温度、浓度、
气体反应的压强)而发生变化的。
这种现象称为化学平衡状态的移动。【引入新课】增大生成物浓度结论:增大生成物浓度,化学平衡向逆反应方向移动。一、浓度对于化学平衡的影响减小生成物浓度结论:减小生成物浓度,化学平衡向正反应方向移动。增大反应物浓度结论:增大反应物浓度,化学平衡向正反应方向移动。减小反应物浓度结论:减小反应物浓度,化学平衡向逆反应方向移动。总结:增大反应物浓度减小生成物浓度增大生成物浓度减小反应物浓度化学平衡向逆反应方向移动化学平衡向正反应方向移动减小反应物浓度增大生成物浓度减小生成物浓度减小反应物浓度趋势趋势升高温度结论:升高温度,化学平衡向吸热的方向移动。二、温度对于化学平衡的影响降低温度结论:降低温度,化学平衡向放热的方向移动。总结:升高温度降低温度化学平衡向放热的方向移动化学平衡向吸热的方向移动降低温度升高温度趋势趋势总的来说:化学平衡的移动能削弱温度改变给可逆反应所带来的影响,但并不能完全抵消。定义:如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强,以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着减弱这种改变的方向移动。勒夏特列原理练习可逆反应H20(g)+C(s) CO(g)+H2(g)在一定条件下达到平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡移动?CO浓度有何变化?
A 增大水蒸气浓度
B 加入更多的碳
C 增加H2的浓度 增大压强结论:增大压强,化学平衡向体积减小(即气体分子数减少)的方向移动。三、压强对于化学平衡的影响增大压强减小压强化学平衡向体积增大的方向移动化学平衡向体积减小的方向移动减小压强增大压强趋势趋势三、压强对于化学平衡的影响注意:
①此结论只适应于反应有气体参加,且反
应前后气体体积有变化的可逆反应;
②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.下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是否
移动?若移动,向哪个方向移动?
①2NO(g)+O2 (g) 2NO2(g)
②H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g)
③ H2O(g)+C(s) CO(g)+H2(g)
④CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
⑤H2S(g) H2(g)+S(s)四、催化剂对于化学平衡的影响加入正催化剂加入负催化剂结论:催化剂对化学平衡的移动没有影响。2NO2 N2O4 △H<01、已知NO2能形成二聚分子现在要测定NO2的相对分子质量,应采用的适宜条件为( )
A、高温低压 B、低温高压
C、低温低压 D、高温高压A练习2、反应2A 2B + E △H>0达到平衡时,要使反应向正反应方向移动,应采用的措施是( )
A、加压 B、减压
C、加入正催化剂 D、升温B D3、反应2A 2B + E △H>0达到平衡时,要使正反应速率下降,A的浓度增大,应采用的措施是( )
A、加压 B、减压
C、减小E的浓度 D、降温D4、有反应aA + bB cC + dD 其中反应物与生成物均为气体,达到平衡后其他条件不变,改变压强,则下图适合哪种情况( )B A、a+b B、a+b>c+d,加压
C、a+b D、a+b>c+d,减压5、对于可逆反应:
2SO2(g)+O2 (g) 2SO3 (g)△H=Q kJ/moL ,下列说法哪些是正确的,为什么?
(1)达到平衡时,反应物和生成物的浓度相等;
(2)达到平衡时,SO2、O2、SO3的浓度之比为;
(3)加入催化剂V2O5可以缩短到达平衡的时间;
(4)由于反应前后分子数不同,所以改变体系压强影响化学平衡(缩小体积);
(5)对于放热反应,升高温度正反应速率减小,逆反应速率增大,所以平衡向左移动。6、化学反应速率、化学平衡、平衡移动三者之间的关系以一般反应:
mA(气)+n B(气) p C(气)+qD(气)△H=Q kJ/moL通式为例来讨论浓度,温度,压强,催化剂等对三者的影响极其规律。(课后作业)(图表见板书)