第二章
化学反应速率与化学平衡
第二节
化学平衡
第1课时
教学设计
【教学目标】
1．通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡。
2．知道化学平衡状态的特征，判断反应是否达到化学平衡状态。
【教学重难点】
平衡状态的判断
【教学过程】
1.新课导入
[师]在科学研究和化工生产中，只考虑化学反应速率是不够的。例如，在工业生产中，除了需要考虑使原料尽可能快地转化为产品，还需要考虑使原料尽可能多地转化为产品，这就涉及到化学反应进行的限度，即化学平衡问题。
2.新课讲授
[板书]一、化学平衡的建立
[设疑]很多化学反应是可逆的。什么是可逆反应？可逆反应有什么特点？
[师]在相同条件下，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。可逆反应用连接，把从左向右进行的反应称作正反应，从右向左的进行的反应称作逆反应。可逆反应具有双向性、双同性、共存性。
[师]以合成氨为例，合成氨反应有关物质的浓度随时间变化如图所示。
[投影]
[学生活动]观察并表述各物质的浓度变化：由a图可知：N2与H2发生反应。随着反应的进行，体系中NH3的浓度逐渐增大，而N2与H2的浓度逐渐减小。从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变。
由b图可知：NH3发生分解反应。随着反应的进行，体系中N2与H2的浓度逐渐增大，而NH3的浓度逐渐减小。从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变。
[师]a图表示的是合成氨的正反应，b图表示的是合成氨的逆反应，试分析反应开始时、过程中及平衡时反应物、生成物质浓度的变化与正、逆反应速率的变化。
[生]开始时，反应物浓度最大，正反应速率最大，生成物浓度为0，逆反应速率为0；反应过程中，反应物浓度逐渐减小，正反应速率也逐渐减小，生成物浓度逐渐增大，逆反应速率也逐渐增大；一段时间后，达到平衡，此时各组分浓度保持不变，正反应速率等于逆反应速率。
[师]我们可以借助图像来理解化学平衡的建立。
[投影]浓度—时间图像
速率—时间图像
[师]对于浓度时间图像，当可逆反应开始后，反应物的浓度逐渐减小，生成物的浓度则由零开始逐渐增大。从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变。对于速率时间图像，当可逆反应开始时，v正最大，v逆为零。随着反应的进行，v正逐渐减小，v逆逐渐增大。反应进行到某一时刻，v正=v逆，此时，该可逆反应达到了化学平衡状态。
[过渡]在一定条件下，像合成氨这样的可逆反应体系中，当正、逆反应的速率相等时，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”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。化学平衡是一种动态平衡。
[板书]二、化学平衡状态
[师]根据化学平衡的概念，想一想化学平衡的使用范围、内在本质、外在标志、条件及特征。
[生]思考并回答。
[师]化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。这也是判断化学平衡的直接依据。
[设疑]判断化学平衡还有哪些依据？
[总结]化学平衡状态的判断方法
1.直接判断：
(1)v正=v逆≠0(即同一物质的消耗速率与生成速率相等)
(2)各物质的浓度保持不变。
2.间接判断：
(1)各物质的百分含量保持不变
(2)各物质的物质的量不随时间的改变而改变。
(3)各气体的体积不随时间的改变而改变。
(4)反应物的转化率保持不变。
(5)平衡体系的颜色保持不变。
(6)绝热的恒容反应体系中的温度保持不变。
3.特殊判断：
mA(g)?+?nB(g)?pC(g)?+?qD(g)?
是否达到平衡
混合物体系中各成分的含量
①各物质的物质的量或物质的量分数一定
是
②各物质的质量或质量分数一定
是
③各气体的体积或体积分数一定
是
④总体积、总压强、总物质的量一定
不一定
正逆反应速率的关系
①单位时间内消耗m?molA，同时生成m?mol?A
是
②单位时间内消耗了n?molB，同时消耗p?molC
是
③v(A):v(B):v(C):?v(D)?=?m?:?n?:?p?:?q?
不一定
④单位时间内生成n?molB，同时消耗q?molD
不一定
压强
①其他条件不变，
m
+
n
≠
p
+
q时，总压力一定
是
②其他条件不变，
m
+
n
=
p
+
q时，总压力一定
不一定
平均分子量M
①
m
+
n
≠
p
+
q时，M一定
是
②
m
+
n
＝
p
+
q时，M一定
不一定
温度
其他条件一定时，体系温度一定
是
体系密度
其它条件一定时，密度一定
不一定
颜色
组成成分有颜色时，体系颜色不再变化
是
反应物转化率
转化率不变
是
浓度
反应体系中各物质的浓度不变
是
反应体系中各物质的浓度增大或减小
否
3.课堂小结
[师]化学平衡状态判断的两种误区”。
①各组分的浓度相等证明反应达到平衡状态。
②各组分的分子数等于化学计里数之比证明反应达到平衡状态。
反应达到化学平衡状态时各组分的浓度保持不变，但不一定相等，也不一定等于化学计量数之比。
4.板书
2.2.1化学平衡状态
化学平衡的建立
二、化学平衡的状态
特征：逆、等、动、定、变
判断化学平衡状态的依据
v正=v逆≠0(即同一物质的消耗速率与生成速率相等)
各物质的浓度保持不变。第二章
化学反应速率与化学平衡
第二节
化学平衡
第2课时
教学设计
【教学目标】
1．知道化学平衡常数的含义。
2.能书写平衡常数表达式，能进行化学平衡常数、转化率的简单计算。
3．通过化学平衡常数对化学平衡进行“定量”计算和判断化学平衡进行的程度及平衡移动方向。
【教学重难点】
平衡常数、转化率
【教学过程】
1.新课导入
[师]在一定温度下，化学平衡体系中反应物浓度与生成物浓度之间有什么关系呢？下面以反应H2（g）+
I2（g）2HI（g）为例进行分析。
[投影]展示在457.6
C时，该反应体系中各物质的浓度。
[学生活动]根据表格数据，计算，并计算平均值。并分析其中规律。
[得出结论]分析上表数据可知，该反应在457.6℃达到平衡时，是一个常数。
2.新课讲授
[板书]一、化学平衡常数
[师]对于一般的可逆反应，如，在任意时
刻的称为浓度商，常用Q表示。
[板书]
[强调]浓度商适用于任何时刻的可逆反应，且固体或液体纯物质一般不列入浓度商。
[师]像表格中计算的是平衡时的浓度商，是一个定值，称为化学平衡常数。用符号K表示。
[板书]
[设疑]平衡常数有单位吗？
[生]有单位，当K的单位为，，一般省略不写。
[师]在书写化学平衡常数时，应注意以下三点。
物质的浓度是指平衡时的物质的量浓度。
反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入表达式。
化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数都会相应改变。
以
K1为例，若写成，则K2怎么表示？若写成，则K3怎么表示？若写成，则K4怎么表示？
[学生活动]分别写出K2、K3、K4的表达式，并用K1表示。
[设疑]平衡常数受哪些因素的影响？
[师]平衡常数只受温度的影响，随温度的变化而变化，与反应物或生成物的浓度无关，也与反应是从正向开始还是从逆向开始无关。那么，对于正反应是吸热反应的可逆反应，升高温度，平衡如何移动，K值如何变化？降低温度，平衡又如何移动，K值又如何变化？若正反应是放热反应，平衡又如何移动？K值如何变化？
[生]对于正反应是吸热反应的可逆反应，升高温度，平衡右移，K值变大；降低温度，平衡左移，K值变小。对于正反应是放热反应的可逆反应，升高温度，平衡左移，K值变小；降低温度，平衡右移，K值变大。
[师]K值越大，平衡体系中生成物所占的比例越大，正向反应进行的程度越大，反应进行得越完全，反应物的转化率越大。反之，就越不完全，转化率就越小。当K>105时，该反应进行得就基本完全了。当K<105时，认为该反应很难进行。
[板书]K>105，反应进行完全；K<105，反应很难进行。
[师]平衡常数有哪些应用？
[总结]①判断反应进行的程度：K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。②若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。③判断平衡移动方向：利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影响。当Q=K时，反应处于平衡状态，v正=v逆；当Qv逆；当Q>K时，反应向逆反应方向进行，v正④用于计算平衡浓度、物质的量分数、转化率等
[板书]二、平衡转化率
[师]平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与起始时该反应物的量之比，用来表示反应限度。
[板书]
3.课堂小结
[师]对于有气体参与的反应，用某气体(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数。如反应：
4.板书
2.2.2化学平衡常数、转化率
一、化学平衡常数
1、浓度商
2、平衡常数
K>105，反应进行完全；K<105，反应很难进行。
Q=K，处于平衡状态
QQ>K，向逆反应方向进行
二、平衡转化率
