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2019-2020年高中化學 第二章 化學反應速率和化學平衡 第三節(jié) 化學平衡教案（2） 新人教版選修4 教學過程 教學步驟、內容 教學方法、手段、師生活動 [引入]我們已經學過許多化學反應，有的能進行到底，有的不能進行到底。請同學們思考并舉例說明。 [講]化學反應速率討論的是化學反應快慢的問題，但是在化學研究和化工生產中，只考慮化學反應進行的快慢是不夠的，因為我們既希望反應物盡可能快地轉化為生成物，同時又希望反應物盡可能多地轉化為生成物。例如在合成氨工業(yè)中，除了需要考慮如何使N2和H2盡快地轉變成NH3外，還需要考慮怎樣才能使更多的N2和H2轉變?yōu)镹H3，后者所說的就是化學反應進行的程度問題——化學平衡。 ［板書］第三節(jié) 化學平衡 ［講］如果對于一個能順利進行的、徹底的化學反應來說，由于反應物已全部轉化為生成物，如酸與堿的中和反應就不存在什么反應限度的問題了，所以，化學平衡主要研究的是可逆反應的規(guī)律。 [板書]一、可逆反應與不可逆反應 [思考］大家來考慮這樣一個問題，我現在在一個盛水的水杯中加蔗糖，當加入一定量之后，憑大家的經驗，你們覺得會怎么樣呢？ 開始加進去的很快就溶解了，加到一定量之后就不溶了。 ［問］不溶了是否就意味著停止溶解了呢？ ［講］回憶所學過的溶解原理，閱讀教材自學思考后回答：沒有停止。因為當蔗糖溶于水時，一方面蔗糖分子不斷地離開蔗糖表面，擴散到水里去；另一方面溶解在水中的蔗糖分子不斷地在未溶解的蔗糖表面聚集成為晶體，當這兩個相反的過程的速率相等時，蔗糖的溶解達到了最大限度，形成蔗糖的飽和溶液。 ［講］所以說剛才回答說不溶了是不恰當的，只能說從宏觀上看到蔗糖的量不變了，溶解并沒有停止。我這里把這一過程做成了三維動畫效果，以幫助大家理解溶解過程。 ［投影］演示一定量蔗糖分子在水中的溶解過程。 ［講］這時候我們就說，蔗糖的溶解達到了平衡狀態(tài)，此時溶解速率等于結晶速率，是一個動態(tài)平衡。 ［板書］溶解平衡的建立 開始時v（溶解）＞v(結晶) 平衡時v（溶解）=v（結晶） 結論：溶解平衡是一種動態(tài)平衡 [探討]我們學過那些可逆反應？可逆反應有什么特點？ 在同一條件下,既能向正反應方向進行,同時又能向逆反應方向進行的反應,叫做可逆反應.可逆反應不能進行完全， ［講］在容積為1L的密閉容器里，加0.01molCO和0.01molH2O(g),的體系中各組分的速率與濃度的變化 ［投影］ 相等 V正 時間 速率 V逆 ［講］開始時c(CO) 、c(H2O)最大，c(CO2) 、c(H2)=0。隨著反應的進行，c(CO) 、c(H2O)逐漸減小，正反應速率逐漸減??；c(CO2) 、c(H2)逐漸增大，逆反應速率逐漸增大，進行到一定程度，總有那么一刻，正反應速率和逆反應速率的大小相等，且不再變化 ［板書］二、化學平衡狀態(tài) 1、定義：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，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。 ［問］化學平衡有什么特征？ ［投］化學平衡狀態(tài)的特征： (1)動：動態(tài)平衡v(正)=v(逆)≠0 (2)等：v(正)= v(逆) (3)定：反應混合物中各組分的濃度保持一定，各組分的含量保持不變。 (4)變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。 ［小結］對于不同類型的可逆反應，某一物理量不變是否可作為平衡已到達的標志，取決于該物理量在平衡到達前（反應過程中）是否發(fā)生變化。若是則可；否則，不行。 ［隨堂練習］ 1、在一定溫度下,可逆反應A(氣)+3B(氣) 2C(氣)達到平衡的標志是 A.　C的生成速率與C分解的速率相等 B.　單位時間生成nmolA,同時生成3nmolB C.　單位時間生成B的速率,與生成C的速率相等 （數值） D.　單位時間生成nmolA,同時生成2nmolC 2、下列說法可以證明反應 N2+3H2 2NH3 已達平衡狀態(tài)的是( ) A.1個N≡N鍵斷裂的同時,有3個H－H鍵形成 B.1個N≡N鍵斷裂的同時,有3個H－H鍵斷裂 C.1個N≡N鍵斷裂的同時,有6個N－H鍵斷裂 D.1個N≡N鍵斷裂的同時,有6個N－H鍵形成 3、下列說法中可以充分說明反應: P(氣)+Q(氣) R(氣)+S(氣) , 在恒溫下已達平衡狀態(tài)的是 A. P、Q、R、S的濃度不再變化 B .P、Q、R、S的分子數比為1:1:1:1 C.反應容器內P、Q、R、S共存 D.反應容器內總物質的量不隨時間而變化 4、在一定溫度下的恒容容器中,當下列物理量不再發(fā)生變化時,表明反應: A(固)+3B(氣) 2C(氣)+D(氣)已達平衡狀態(tài)的是（其中只有B氣體有顏色） ( ) A.混合氣體的壓強 B.混合氣體的密度 C.氣體的平均分子量 D.氣體的顏色 [問]1、平衡狀態(tài)的特征及實質？2、影響速率的外界因素有哪些？ ［投影］ 逆：可逆反應（或可逆過程） 等：V正 =V逆（不同的平衡對應不同的速率） 動：動態(tài)平衡。達平衡后，正逆反應仍在進行(V正=V逆≠0） 定：平衡時，各組分濃度、含量保持不變（恒定） 變：條件改變，平衡發(fā)生改變平衡狀態(tài)各成分含量保持不變，正逆反應速率相等 濃度、溫度、壓強、催化劑等 改變影響速率的條件，來打破原有平衡，建立新平衡 ［板書］第三節(jié) 化學平衡(二) 一、濃度對化學平衡的影響 ［科學探究］實驗2-5 已知K2Cr2O7 的溶液中存在著如下平衡：Cr2O72- +H2O 2CrO42-+2H＋ 。K2Cr2O7 為橙色，K2CrO4為黃色。 取兩支試管各加入5 mL 0.1 mol/L K2Cr2O7溶液，然后按下表步驟操作，觀察并記錄溶液顏色的變化。 ［投影］ 滴加3～10滴濃硫酸 滴加10～20滴6 mol/LNaOH K2Cr2O7溶液 橙色 黃色 ［科學探究］實驗2-6 向盛有5 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液的試管中加入5 mL 0.01 mol/L KSCN溶液，溶液呈紅色。在這個反應體系中存在下述平衡：Fe3＋+3SCN- Fe(SCN)3 (1) 將上述溶液均分置兩支試管中，向其中一支試管中加入飽和FeCl3溶液4滴，充分振蕩，觀察溶液顏色變化，向另一支試管中滴加4滴1 mol/L KSCN溶液，觀察溶液顏色變化 (2) 向上述兩支試管中各滴加0.01 mol/L NaOH溶液 3-5滴，觀察現象，填寫下表。 ［投影］ 編號 1 2 步驟（1） 滴加飽和FeCl3溶液 滴加濃的KSCN溶液 現象 顏色加深 顏色加深 C生 增大 增大 步驟（2） 滴加NaOH溶液 滴加NaOH溶液 現象 試管都有紅褐色沉淀，且溶液顏色變淺 C生 都減小 ［活動］結合溶液顏色變化，進行分析，填寫表格。 ［投影］ 操作 現象 C生 V正 V逆 V正與V逆 平衡 原混合液 保持不變 保持不變 保持不變 保持不變 相等 不移動 滴加濃FeCl3溶液后達到平衡 加深 增大 增至最大后減小 增大 V正>V逆 向右移動 ［問］上述兩個實驗中，化學平衡狀態(tài)是否發(fā)生了變化，你是如何判斷的？ 從中你能否知化學平衡的因素？ ［投影］填寫下列表格，總結濃度是如何影響化學平衡的 濃度的變化 v正 v逆的變化 結果 平衡移動 平衡移動結果 增大反應物濃度 減少反應物濃度 增大生成物濃度 減少生成物濃度 ［活動］根據表格，完成V-T圖 ［投影］ ［板書］在其它條件不變的情況下，增大反應物濃度，正反應速率加快，平衡向正反應方向移動，增大生成物濃度，逆反應速率加快，平衡向逆反應方向移動。 [過渡] 哪些狀態(tài)物質受壓強影響比較大？如何影響的？壓強也能夠影響化學反應速率，那究竟如何改變呢？ [講] 壓強對化學平衡的影響：固態(tài)、液態(tài)物質的體積受壓強影響很小，壓強不使平衡移動。反應中有氣體參加：壓強減小→濃度減小→平衡向體積減小的方向移動，反之亦然。 [板書]二 壓強對化學平衡的影響 1、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。 2、如反應前后氣體體積沒有變化的反應，改變壓強不會使平衡移動。 ［活動］根據壓強對平衡的影響畫出增大壓強的V-t圖 ［投影］ [過]我們知道，加熱可以加快固體溶解，那同時也可以提高結晶速率，那么溫度對化學平衡有沒有影響呢？ [板書]三、溫度對化學平衡的影響： ［科學探究］實驗2-7 NO2 球浸泡在冰水、熱水中，觀察顏色變化 2NO2 N2O4；△H<0 (紅棕色) (無色) ［投影］ ［投影］根據氣體顏色變化指導學生填寫表格。 條件改變 平衡移動方向 結果 升高溫度 向吸熱反應方向移動 體系溫度降低，但比原來的高 降低溫度 向放熱反應方向移動 體系溫度升高，但比原來的低 ［活動］結合表格，讓學生完成升溫的V-t圖。 ［投影］ [板書]在其它條件不變的情況下，溫度升高，會使化學平衡商著吸熱反應的方向移動；溫度降低，會使化學平衡向著放熱反應的方向移動。 [過]前面講到溫度、濃度、壓強和催化劑對化學反應速率有影響，而且這一節(jié)內容也講到了溫度、壓強和濃度都對化學平衡有影響，那么催化劑對化學平衡有沒有影響呢？ ［講］前面學習過催化劑對正反應速率和逆反應速率卻是同樣倍數的提高和降低。使用催化劑不影響化學平衡的移動 ［活動］結合表格，讓學生完成使用催化劑后的V-t圖。 ［投影］ ［板書］四、催化劑對化學平衡的影響 使用催化劑不影響化學平衡的移動。 [講]化學平衡只有在一定的條件下才能保持，當一個可逆反應達到化學平衡狀態(tài)后，如果改變濃度、壓強、溫度等反應條件，達到平衡的反應混合物里各組分的濃度也會隨著改變，從而達到新的平衡狀態(tài)。由此引出化學平衡的移動。 [板書]五、可逆反應中舊化學平衡的破壞、新化學平衡的建立過程叫化學平衡的移動。 ［投影］ [過]前面講述了濃度、壓強和溫度等多種因素對化學平衡的影響，有人就把這么多因素的影響總結出一條經驗規(guī)律---勒夏特列原理。 [板書] 勒沙特列原理：如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強、溫度）平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。 ［講］需要我們注意的是，勒夏特列原理中的“減弱”這種改變，不是“消除”。勒夏特列原理只考慮有單個條件改變。勒沙特列原理適用于任何動態(tài)平衡體系。 ［小結］本節(jié)課以實驗和討論的方法主要學習溫度和催化劑對化學平衡的影響以及歸納了勒夏特列原理，加深了影響化學平衡因素的理解，重點溫度和催化劑對化學平衡的影響，難點是勒夏特列原理的理解。 ［隨堂練習］ 1、某化學反應2A(g) B(g)+D(g)在四種不同條件下進行，B、D起始濃度為零，反應物A的濃度隨反應時間的變化情況如下表： 實驗編號 時間 濃度 溫度 0 10 20 30 40 50 60 1 800 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50 2 800 C2 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 3 800 C3 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60 4 800 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20 根據上述數據，完成下列填空， 在(1)中，反應在10-20min內平均速率為____mol/(Lmin) 在(2)中，A的起始濃度C2=____mol/L 在(3)的反應速率為V3，(1)的反應速率為V1，則V3_______V1且C3____1.0 mol/L(填>、=、<) 比較(4)和(1)，可推測該反應是______反應，理由是_______ 板書設計 第三節(jié) 化學平衡 一、可逆反應與不可逆反應 溶解平衡的建立 開始時v（溶解）＞v(結晶) 平衡時v（溶解）=v（結晶） 結論：溶解平衡是一種動態(tài)平衡 二、化學平衡狀態(tài) 1、定義：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，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。 三、影響化學平衡的因素 1、濃度對化學平衡的影響 2、溫度對化學平衡的影響 3、壓強對化學平衡的影響 4、催化劑對化學平衡的影響 四、勒沙特列原理：如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強、溫度）平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。 學生舉例化學反i應存在的限度。