2019-2020年高中化學 專題二化學反應速率與化學平衡 化學反應的方向和限度教案（9） 蘇教版選修4.doc

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2019-2020年高中化學 專題二化學反應速率與化學平衡 化學反應的方向和限度教案（9） 蘇教版選修4 活動 教學內容 設計意圖 【情景導入】 【教師活動】 【學生活動】 【投影】 【教師活動】 【學生活動】 血液的pH保持在7.3 5～7.45是非常必要的，血液中存在以下平衡體系：，這一平衡體系對維持pH的變化范圍起重要作用。不正確的呼吸可能導致血液中酸堿不平衡．太快或太深的呼吸會導致呼吸堿中毒，太慢或太淺的呼吸會導致呼吸酸中毒，那么我們應如何定量求得正常呼吸C02的范圍? 我們知道，一定條件下的可逆反應存在化學平衡狀態(tài)。那么，當達到化學平衡狀態(tài)時，究竟有多少反應物轉化成了生成物，平衡體系中各物質的濃度之間是否有一定的關系?請大家完成第44頁的“問題解決”。完成表2-6 計算一定條件下，不同起始濃度的二氧化氮或四氧化二氮進行反應，達到平衡后各物質平衡濃度之間的關系。 通過計算同學們是否發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?其中濃度的指數(shù)與化學方程式有何聯(lián)系? 學生通過仔細觀察對比，相互討論后得出結論：反應物與生成物濃度的系數(shù)次方的比值是一個定值。 吸引學生的注意力 鍛煉學生動手能力 引導學生思考 【教師活動】 【學生活動】 【教師活動】 【學生活動】 【板書】 【教師活動】 【學生活動】 【師生活動】 【板書】 【投影】 【練習】 【學生總結】 【板書】 【過渡】 【教師活動】 【學生活動】 【教師活動】 【學生活動】 【板書】 【教師活動】 【學生活動】 【板書】 【小結】 【練習】 【實驗探究】 【交流研討】 【板書】 【過渡】 【學生活動】 【練習】 【總結】 【布置作業(yè)】 【板書設計】 【教學反思】 如果反應物或生成物不止一種，情況又如何呢?如：一定條件下，可逆反應H2+I2=2HI，起始以及平衡時各物質的濃度如表2—2所示。它們的濃度間存在何種關系? 表2—2 氫氣與碘蒸氣的反應在起始及平衡時各物質的濃度 通過猜測并計算得出結論：是一個定值。 引導學生閱讀教材第45頁有關化學平衡常數(shù)的定義，并找出關鍵詞。 認真閱讀教材，紛紛找出一些關鍵詞：“一定溫度”、“無論起始濃度如何”等。 一、 化學平衡常數(shù) 1、 概念：在一定溫度下，無論反應物的起始濃度如何，當一個可逆反應達到化學平衡狀態(tài)時，生成物濃度系數(shù)次冪乘積與反應物濃度系數(shù)次冪乘積的比值是一個常數(shù)。 2、 表達式：對于可逆反應aA + Bb == cC + dD Cc（C）Cd（D） 3、K=———————— Ca（A）Cb（B） 同一反應①溫度一定，K為常數(shù) ②K值與溫度有關 ③K的大小與起始物質及起始濃度無關。 根據(jù)平衡常數(shù)的定義，請問學們寫出教材第46頁表2—9中有關反應的平衡常數(shù)的表達式，并與教材提供的書寫表達式比較，從中悟出平衡常數(shù)表達式的書寫注意點。 通過書寫、比較，悟出平衡常數(shù)表達式的書寫注意點： (1)與化學方程式書寫有關，即與化學方程式中化學計量數(shù)的倍數(shù)有關。 (2)固體、純液體和水的濃度不必寫出。 總結平衡常數(shù)表達式書寫的注意事項： 3、平衡常數(shù)表達式書寫的注意事項： （1）、化學平衡常數(shù)是一定溫度下一個反應本身固有的內在 性質的定量體現(xiàn)，溫度一定時，可逆反應無論從正反應開始還是從可逆反應開始．又無論反應物起始濃度大小，K都是一個常數(shù)，化學平衡常數(shù)的大小是可逆反應進行程度的標志，能夠表示出可逆反應進行的完全程度．一般地，K>105時．該反應進行得就基本完全了。 (2)、稀溶液中的水分子濃度可不寫。稀溶液的密度接近于1 gmL- l，水的物質的量濃度為55．6 mol.L-1。在化學變化過程中，水量的改變對水的濃度變化影響極小，所以水的濃度是一個常數(shù)，此常數(shù)可歸并到平衡常數(shù)中去。水蒸汽要寫。 (3)當反應中有固體物質參加時，分子間的碰撞只能在固體表面進行，固體的物質的量濃度對反應速率和平衡沒有影響，因此，固體的“濃度”作為常數(shù)，在平衡常數(shù)表達式中不寫固體的濃度。 (4)化學平衡常數(shù)的表達式與化學方程式的書寫方式有關。同一個化學反應，由于書寫的方式不同，各反應物、生成物的化學計量數(shù)不同，平衡常數(shù)就不同。 練習一、書寫下列可逆反應的平衡常數(shù)的表達式 （I） 答案： 4、化學平衡常數(shù)在一定溫度下都是一個常數(shù)。 那么，溫度不同時，對于同一個可逆反應，他的平衡常數(shù)一樣嗎？ 請閱讀書P45“交流與討論” 通過討論我們知道了化學平衡常數(shù)的定義和表達式的書寫。大家是否產(chǎn)生疑問，提出化學平衡常數(shù)的概念有什么意義?對我們研究化學反應進行的程度有什么幫助呢? 得出化學平衡常數(shù)的大小應該與化學反應進行的程度有對應關系。 分析教材表2—7，找出規(guī)律。 從平衡常數(shù)數(shù)值的大小可以判斷反應進行的程度。K值越大，說明反應進行得越完全；K值越小，說明反應進行得越不完全。 5、化學平衡常數(shù)的意義 （1）平衡常數(shù)的大小反映了化學反應進行的程度（也叫反應的限度）。 K值越大，表示反應進行得越完全，反應物轉化率越大； K值越小，表示反應進行得越不完全,反應物轉化率越小。 （一般K＞105，通常認為反應進行得較完全）。 如果給出一定溫度時某個可逆反應的平衡常數(shù)，能否通過其他一些數(shù)據(jù)的測定，判斷該反應是否達到平衡狀態(tài)呢?如果可以，你認為要測定哪些數(shù)據(jù)? 我們可以通過測出某一時刻體系中各物質的濃度，然后假設反應已經(jīng)達到平衡，計算出平衡常數(shù)，與給定的平衡常數(shù)比較。如果相等，則假設成立，也就是說反應已達到平衡；如果不相等，則沒有達到平衡。 （2）判斷正在進行的可逆是否平衡及反應向何方向進行： 對于可逆反應：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定的溫度下的任意時刻，反應物的濃度和生成物的濃度有如下關系：Qc=Cp(C)Cq(D)/Cm(A)Cn(B)，叫該反應的濃度商。 Qc＜K ，反應向 正反應方向 進行 Qc＝K ，反應處于平衡狀態(tài) Qc＞K ，反應向 逆反應方向 進行 練習二、298K時，向某密閉容器中充入N2、O2發(fā)生反應N2+O2=2NO達到平衡。 ①寫出該反應的平衡常數(shù)的表達式_____________ ②若298K 時,K=110-30,保持溫度不變.測得反應進行的某一時刻, N2、O2、NO濃度分別為10mol/L、10mol/L、110-5mol/L,此時該反應是否達到平衡?若要達到平衡,反應應向_____方向進行? 練習三、已知N2O4（無色）=2NO2（紅棕色）△H＞0 探究：取兩只充有N2O4、NO2平衡混合氣、顏色相同的密閉容器，將其中一只容器放入盛有熱水的燒杯中，另一只容器放入盛有冷水的燒杯中持續(xù)一段時間直到顏色不再變化為止，對比觀察現(xiàn)象。 1、 描述實驗現(xiàn)象，據(jù)現(xiàn)象分析N2O4、NO2 的濃度變化 2、 為探究化學平衡常數(shù)的影響因素，科學家設計并進行了嚴密的實驗，在298K、333K時分別測得下表中的數(shù)據(jù)： T/K K/mol-1.L 298 6.80 333 0.601 ①溫度變化時，該反應的平衡常數(shù)會改變嗎？ ②分析表中數(shù)據(jù)，說明K值隨溫度的變化關系。 3、對比活動探究中的平衡常數(shù)與溫度的關系，你又發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？ （3）利用Ｋ可判斷反應的熱效應 若升高溫度，Ｋ值增大，則正反應為 吸熱 反應(填“吸熱”或“放熱”)。 若升高溫度，Ｋ值減小，則正反應為 放熱 反應(填“吸熱”或“放熱”)。 閱讀45頁表2-8、2-9，你能得出哪些結論？ （1）判斷一個可逆反應是否達到化學平衡狀態(tài) 很好!課后，感興趣的同學可以討論如下問題：計算出的平衡常數(shù)比給定的平衡常數(shù)大或小，分別說明反應向哪個方向進行。最后，希望同學們通過平衡常數(shù)的學習，在今后的學習中多思考學什么、怎么學、學了有什么用等問題。 除了化學平衡常數(shù)外，還可以運用平衡轉化率表示一定溫度下某反應的限度。 二、 反應物的轉化率 1、概念：某一反應物的轉化率等于該物質在反應中已轉化的量與該物質總量的比值。 2、 表達式： 該反應物的起始濃度-該反應物的平衡濃度 α=_______________________________________100% 該反應物的起始濃度 該反應物的起始物質的量-該反應物的物質的量 α=_________________________________________100% 該反應物的起始物質的量 該反應物的起始體積-該反應物的平衡體積 α=__________________________________________100% 該反應物的起始物質的量 反應的平衡轉化率能表示在一定溫度和一定起始濃度下反應進行的限度。利用化學平衡常數(shù)可預測一定溫度和各種起始濃度下反應進行的限度。 指導閱讀書P46-47兩題例題。 指導完成書P46-47“問題解決”。 練習四、設在某溫度時，在容積為1L的密閉容器內，把氮氣和氫氣兩種氣體混合，反應后生成氨氣。實驗測得，當達到平衡時，氮氣和氫氣的濃度各為2mol/L，生成氨氣的濃度為3mol/L，求這個反應在該溫度下的平衡常數(shù)和氮氣、氫氣在反應開始時的濃度。 (答案:K=0.5625 氮氣、氫氣在反應開始時的濃度分別為3.5mol/L和6.5mol/L) 這節(jié)課我們主要學習化學反應平衡常數(shù)的概念、表達式、影響因素以及意義。并要求熟練掌握轉化率的計算，以及化學平衡常數(shù)的簡單計算?！叭问健? 1、書P47-48 1-5 2、《導與練》P68-69 化學平衡常數(shù) 一、 學平衡常數(shù) 1、 概念：在一定溫度下，無論反應物的起始濃度如何，當一個可逆反應達到化學平衡狀態(tài)時，生成物濃度系數(shù)次冪乘積與反應物濃度系數(shù)次冪乘積的比值是一個常數(shù)。 2、 表達式：對于可逆反應aA + Bb == cC + dD Cc（C）Cd（D） K=———————— Ca（A）Cb（B） 3、平衡常數(shù)表達式書寫的注意事項： 4、衡常數(shù)的影響因素——溫度 5、化學平衡常數(shù)的意義 二、 反應物的轉化率 1、概念：某一反應物的轉化率等于該物質在反應中已轉化的量與該物質總量的比值。 3、 表達式： 1、我覺得要把抽象的化學平衡常數(shù)講清楚，必須拿出實際的數(shù)據(jù)，這樣才有說服力。 2、練習量多了?？梢陨?題。 3、學生反應良好，課堂氣氛很好。 進一步提出問題 提高學生的語言表達能力 鍛煉學生運用知識的能力 啟發(fā)學生思考問題 產(chǎn)生共鳴，然后積極思考 展開熱烈討論