《等效平衡》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、.?等效平衡?教學(xué)設(shè)計(jì)化學(xué)平衡是歷年來高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，而化學(xué)平衡中的“等效平衡更是化學(xué)平衡中的難點(diǎn)，假設(shè)能洞悉各類“等效平衡的有關(guān)問題，那么一切有關(guān)化學(xué)平衡的問題也就迎刃而解了?！暗刃胶獾膯栴}已有較多的文章見諸報(bào)刊雜志，但在教學(xué)理論中老師和學(xué)生還是感到困難重重。如何打破這一難點(diǎn)，讓學(xué)生不僅易于掌握，而且能靈敏應(yīng)用，就成為教學(xué)研究的一個(gè)重要課題。教學(xué)目的知識(shí)與技能認(rèn)識(shí)從不同起始狀態(tài)下化學(xué)平衡的建立過程。過程與方法通過典例分析，掌握分析等效平衡問題的方法。情感態(tài)度價(jià)值觀進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生自主合作探究的才能。教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：等效平衡問題2.教學(xué)難點(diǎn)： 應(yīng)用勒夏特列原理分析各類等效平衡教學(xué)設(shè)計(jì)

2、思路首先通過一些簡(jiǎn)單詳細(xì)的例子，提出等效平衡的概念，然后應(yīng)用勒夏特列原理分析各類等效平衡，從而理解各種類型等效平衡的形式，最后應(yīng)用結(jié)論，分析復(fù)雜的問題。本教學(xué)案例的突出之處在于，應(yīng)用勒夏特列原理分析等效平衡，讓學(xué)生理解過程，從而可以深化的理解應(yīng)用，而不是簡(jiǎn)單的給出結(jié)論，讓學(xué)生死記硬背，生搬硬套。如何設(shè)計(jì)適宜的問題，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論，正是本教學(xué)設(shè)計(jì)試圖解決的問題。教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)1：等效平衡的概念【比喻】從我家到你家的中間有一個(gè)美麗的花園，從我家出發(fā)可以去，從你家出發(fā)也可以去，從我家和你家的任意一個(gè)地方出發(fā)都可以到達(dá)這個(gè)美麗的花園。引出課題：等效平衡問題?！纠觥课覀儊砜慈缦驴赡娣错?，在一定

3、條件下，按照不同的起始物質(zhì)的量，到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，各種物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之間有何關(guān)系：N2 + 3H22NH3 1mol 3mol 0 0 0 2mol 0.5mol 1.5mol 1mol師生共同分析，采用極限假設(shè)法，通過可逆反響的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度，與原平衡相等，那么的量相當(dāng)。像這樣的問題，我們稱之為“等效平衡?！景鍟恳弧⒌刃胶獾母拍钤谝欢l件下，可逆反響只要起始濃度相當(dāng)，無論經(jīng)過何種途徑，但到達(dá)化學(xué)平衡時(shí)，只要同種物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)一樣，這樣的平衡稱為等效平衡?！菊f明】1.我們所說的“等效平衡與“完全一樣的平衡狀態(tài)不同;“完全一樣的平衡狀態(tài)在到達(dá)平

4、衡狀態(tài)時(shí)，任何組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)對(duì)應(yīng)相等，并且反響的速率等也一樣;而“等效平衡只要求平衡混合物中各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)對(duì)應(yīng)一樣，反響的速率、壓強(qiáng)、物質(zhì)的量濃度等可以不同。2.一定條件指的是同T同V或者同T同p3. 平衡狀態(tài)終態(tài)只與始態(tài)有關(guān)，而與途徑無關(guān)，無論從什么方向開場(chǎng)投料是一次還是分成幾次，擴(kuò)大縮小或縮小擴(kuò)大的過程，只要起始濃度相當(dāng)，就到達(dá)等效平衡狀態(tài)。教學(xué)環(huán)節(jié)2：等效平衡的分類【例析】下面我們?cè)賮矸治鲆幌聞倓偟哪莻€(gè)例子，然后看看能否找出這些反響物與生成物之間滿足如何關(guān)系，平衡才算是“等效的。N2 + 3H22NH3 1mol 3mol 0 0 0 2mol 0.5mol

5、 1.5mol 1mol a mol b mol c mol 2mol 6mol 0【討論】按極限假設(shè)法分析，假設(shè)也與是等效平衡，a、b、c之間應(yīng)該滿足什么關(guān)系?a:b是否一定等于N2和H2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比1:3?按投料，也可與形成等效平衡嗎?假設(shè)能，條件是什么?【老師引導(dǎo)學(xué)生分析】假設(shè)與是等效平衡a:b一定等于N2和H2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比1:3，其他就不見得了，要看作參照的那種投料比了，例如假設(shè)中起始物質(zhì)的量為nH2= 1mol，nN2= 1mol，那么中a:b就不應(yīng)該為1:3咯。假設(shè)是恒溫恒容條件下，按照投料，起始濃度都變?yōu)榈?倍，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡會(huì)向正方向挪動(dòng)，故與不是等效平衡;假設(shè)是

6、恒溫恒壓條件下，起始物質(zhì)的量變?yōu)榈?倍，容積也會(huì)擴(kuò)大到原來的2倍，相當(dāng)于是在2個(gè)等大的容器中分別反響，各自到達(dá)平衡態(tài)，然后再混合，其中各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)應(yīng)該是不會(huì)變的。因此在恒溫恒壓條件下，與是等效平衡。【例析】 下面我們?cè)倏匆粋€(gè)例子：COg + H2OgCO2g + H2gA 2mol 2mol 0 0B 0 0 4mol 4molC 1mol 1mol 1mol 1molD 4mol 4mol 2mol 2molE x mol y mol z mol w mol【討論】分別分析在恒溫恒容和恒溫恒壓條件下A、B、C、D是否是等效平衡?假設(shè)E與A為等效平衡，x、y、z、w 應(yīng)滿足如何關(guān)系?【

7、小結(jié)板書】二、等效平衡的分類1. 對(duì)于化學(xué)反響前后氣體分子數(shù)改變的可逆反響在定溫定容條件下，只改變起始參加物質(zhì)的物質(zhì)的量，假如通過可逆反響的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成化學(xué)方程式的同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡一樣，那么兩平衡等效。在定溫定壓條件下，改變起始時(shí)參加物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成化學(xué)方程式的同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡一樣，到達(dá)平衡狀態(tài)后與原平衡等效。2. 對(duì)于反響前后氣體分子數(shù)不變的可逆反響不管是在定溫定容條件下還是在定溫定壓條件下，改變起始時(shí)參加物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成化學(xué)方程式的同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡一樣，到達(dá)平衡狀態(tài)后與原平衡等效。教學(xué)環(huán)

8、節(jié)3：等效平衡的應(yīng)用【例1】在一定溫度下，把2mol SO2和1mol O2通入一定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反響，當(dāng)此反響進(jìn)展到一定程度時(shí)反響混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)。如今該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始時(shí)參加的的物質(zhì)的量mol，假如a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的互相關(guān)系，才能保證到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，反響混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡完全一樣。請(qǐng)?zhí)羁眨杭僭O(shè)a=0，b=0，那么c=_。假設(shè)a=0.5，那么b=_，c=_。a、b、c的取值必須滿足的一般條件是_，_。請(qǐng)用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含a和c，另一個(gè)只含b和c答案：c=2b=0.25，c=1.5【例2】如

9、下圖，在一定溫度下，把2體積N2和6體積H2通入一個(gè)帶有活塞的容積可變的容器中，活塞的一端與大氣相通，容器中發(fā)生以下反響：正反響放熱，假設(shè)反響到達(dá)平衡后，測(cè)得混合氣體的體積為7體積。據(jù)此答復(fù)以下問題：保持上述反響溫度不變，設(shè)a、b、c分別代表初始參加的N2、H2和NH3的體積，假如反響到達(dá)平衡后混合氣體中各氣體的體積分?jǐn)?shù)仍與上述平衡一樣，那么：假設(shè)a=1，c=2，那么b=_。在此情況下，反響起始時(shí)將向_填“正或“逆反響方向進(jìn)展。假設(shè)需規(guī)定起始時(shí)反響向逆反響方向進(jìn)展，那么c的取值范圍是_。在上述裝置中，假設(shè)需控制平衡后混合氣體為6.5體積，那么可采取的措施是_，原因是_。解析：化學(xué)反響：在定溫、

10、定壓下進(jìn)展，要使平衡狀態(tài)與原平衡狀態(tài)等效，只要起始時(shí)就可以到達(dá)。起始時(shí)各物質(zhì)的體積分別為1體積N2、b體積H2和2體積。根據(jù)“等價(jià)轉(zhuǎn)換法，將2體積通過反響的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成和的體積，那么相當(dāng)于起始時(shí)有1+1體積和b+3體積，它們的比值為，解得b=3。因反響前混合氣體為8體積，反響后混合氣體為7體積，體積差為1體積，由差量法可解出平衡時(shí)為1體積;而在起始時(shí)，的體積為c=2體積，比平衡狀態(tài)時(shí)大，為到達(dá)同一平衡狀態(tài)，的體積必須減小，所以平衡逆向挪動(dòng)。假設(shè)需讓反響逆向進(jìn)展，由上述所求出的平衡時(shí)的體積為1可知，的體積必須大于1，最大值那么為2體積和6體積完全反響時(shí)產(chǎn)生的的體積，即為4體積，那么1由6

11、.5<7可知，上述平衡應(yīng)向體積縮小的方向挪動(dòng)，亦即向放熱方向挪動(dòng)，所以采取降溫措施?！纠?】甲、乙兩恒溫容器開場(chǎng)時(shí)壓強(qiáng)一樣，分別充入甲：2 molA +1 molB ,乙：1.4mol A +0.7 mol B +0.6 mol C，發(fā)生反響2A g +B gx Cg 。到達(dá)平衡時(shí)兩者中C的體積分?jǐn)?shù)一樣。1假設(shè)甲、乙均為恒容容器，那么x =_;2假設(shè)甲、乙均為恒壓容器，那么x =_;3假設(shè)x =3，甲為恒容容器，乙為恒壓容器，那么平衡時(shí)兩者中C的量較多是_。解析：根據(jù)恒溫恒容Δn g≠0 ，即x≠3，將物質(zhì)折為一側(cè)，對(duì)應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量n均相等。故有2A g + B gx Cg起始：1.4mol 0.7 mol 0.6 mol轉(zhuǎn)化：molmol 0.6 mol所以：1.4 += 2 或 0.7 += 1解得：x = 2又根據(jù)恒溫恒容時(shí)，當(dāng)Δn g = 0 ，x =3時(shí)，0.6 mol C分解成0.4molA與0.2molB，即折為一側(cè)后，nA=1.4mol + 0.4mol = 1.8 mol，nB=0.7mol + 0.2mol = 0.9 mol，顯然，nA：nB=2:1，同樣符合要求。恒溫恒壓時(shí)起始A、B的物質(zhì)的量之比