高二化學(xué)第二章第三節(jié)化學(xué)平衡(周春)

1、2016-2017年度高二化學(xué)備課組集體備課教案（選修4）主備人周春時間2016-9-11教材頁碼P25-33課題第二章化學(xué)平衡與方向第三節(jié)化學(xué)平衡課時安排5課時內(nèi)容及重難點第一課時：化學(xué)平衡的概念、特征、判斷依據(jù)C 能級要求第二課時：化學(xué)平衡移動C第三課時：濃度對化學(xué)平衡的影響C第四課時：壓強、溫度對化學(xué)平衡的影響C第五課時：化學(xué)平衡常數(shù)B教材分析化學(xué)平衡知識內(nèi)容較為抽象，比較、假設(shè)、模型建構(gòu)是學(xué)習(xí)該部分內(nèi)容的主要方法，教學(xué)中要注意學(xué)科方法的滲透，加強假設(shè)、模型建構(gòu)等學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)，使化學(xué)原理具體化、形象化、直觀化，以便有利于啟發(fā)學(xué)生思維，完成由感性認(rèn)識向理性認(rèn)識的飛躍。如在分析壓強對平衡移

2、動的影響時，引導(dǎo)學(xué)生在頭腦中建立這樣一個模型，想象一個帶有可滑動活塞的密閉容器 ，若將活塞推進，容器體積減小，反應(yīng)氣體濃度增大，即增大壓強;若將活塞拉出，容器體積增大，反應(yīng)氣體濃度減小，即減小壓強。用上述模型再分析恒容下充入惰性氣體或與反應(yīng)無關(guān)的氣體，以及恒壓下充入惰性氣體或與反應(yīng)無關(guān)的氣體，使抽象的內(nèi)容具體化，大大降低了思維難度，有利于學(xué)生接受。主備教案內(nèi)容第一課時【知識回顧】什么是可逆反應(yīng)？可逆反應(yīng)有什么特點？一、可逆反應(yīng)1、定義：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進行，同時又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)2、表示方法：用“”表示。如：H2 + I22HI【講解】可逆反應(yīng)中所謂的正反應(yīng)、逆反應(yīng)是相對

3、的，一般把向右進行的反應(yīng)叫做正反應(yīng)，向左進行的反應(yīng)叫做逆反應(yīng)。【學(xué)與問】反應(yīng)2H2 + O2點燃 2H2O 與2H2O電解2H2 + O2是否是可逆反應(yīng)？【講解】可逆反應(yīng)是在同一個條件下，同時向兩個方向發(fā)生的反應(yīng)才叫可逆反應(yīng)。這兩個反應(yīng)是在不同條件下進行的反應(yīng)，因此不是可逆反應(yīng)【講解】由于可逆反應(yīng)同時向兩個方向發(fā)生反應(yīng)，因此無論反應(yīng)多長時間，都不能向任何一個方向進行到底，如3H2+ 2N2 2NH3 ，只能盡可能多地將氮氣和氫氣轉(zhuǎn)化為氨氣，反應(yīng)最終能進行到什么程度，這就是我們今天要研究的問題化學(xué)平衡3、特點：參加反應(yīng)的物質(zhì)不能完全轉(zhuǎn)化二、化學(xué)平衡1、化學(xué)平衡狀態(tài)的建立溶解平衡的建立【實驗探究】

4、將CuSO4粉末逐漸加入到20 mL水的燒杯中到燒杯底部有適量晶體出現(xiàn) 【講解】若不改變條件，(溶)(析)0將一直進行下去，也即溶解平衡是一個動態(tài)平衡。比如將晶形不完整的晶體放入到其飽和溶液中一段時間后，晶體會變得完整、有規(guī)則，但晶體的質(zhì)量并不發(fā)生變化 (溶) (溶)(析)0(析0 t (正) (正)(逆)0(逆0 t 溶解平衡圖像 化學(xué)平衡圖像：從反應(yīng)物達到平衡化學(xué)平衡的狀態(tài)建立【講解】以可逆反應(yīng)CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)為例，若反應(yīng)開始時只有CO和H2O，沒有CO2和H2 ，此時c(CO)、c(H2O)最大，因此(正)最大，c(CO2) c(H2)0 mol/

5、L，因此(逆)0。隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)物不斷減少，生成物逐漸增加，(正)逐漸減小，(逆)逐漸增大，當(dāng)反應(yīng)進行到某一時刻，(正)(逆)，此時，反應(yīng)達到了其“限度”，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等都不再發(fā)生變化，但反應(yīng)仍然在進行著，只是(正)(逆)，我們把這樣的狀態(tài)叫作化學(xué)平衡狀態(tài)，簡稱化學(xué)平衡定義：在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)，就叫做化學(xué)平衡狀態(tài)，簡稱化學(xué)平衡【思考與交流】根據(jù)前面的分析，請大家思考：化學(xué)平衡研究的對象是什么？2、化學(xué)平衡的特征逆：化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng)【思考與交流】當(dāng)反應(yīng)達到平衡時，有什么特點？等：化學(xué)反

6、應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)時，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，但都不等于零，即：(正)(逆)0【思考與交流】反應(yīng)是否還在進行？為什么？動：化學(xué)平衡是動態(tài)平衡，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時，化學(xué)反應(yīng)仍在進行，反應(yīng)并沒有停【思考與交流】平衡狀態(tài)下的反應(yīng)體系中各成分的量是否發(fā)生變化？定：化學(xué)反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)時，反應(yīng)化合物中各組分的濃度保持一定，體積分?jǐn)?shù)保持一定【思考與交流】平衡能否一直保持不變？變：化學(xué)平衡是有條件的平衡狀態(tài)，當(dāng)外界條件變化，原有的化學(xué)平衡被破壞，直到建立新的化學(xué)平衡。3、化學(xué)平衡的標(biāo)志微觀標(biāo)志：(A正)(A逆) 0 實質(zhì)【講解】(正)(逆) 指的是同一物質(zhì)的正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等宏觀標(biāo)志：反應(yīng)混合

7、物中個組分的濃度和體積分?jǐn)?shù)保持不變【練習(xí)】在一定溫度下，反應(yīng)A2(g) + B2(g)2AB(g)達到平衡的標(biāo)志是（ C ）A單位時間內(nèi)生成n molA2同時生成n molAB B容器內(nèi)總壓不隨時間變化C單位時間內(nèi)生成2n molAB同時生成n molB2 D單位時間內(nèi)生成n molA2同時生成n molB2第二課時4、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷基本依據(jù)：常見方法：以xA +yBzC為例直接的、速率：、各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持不變【講解】根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：pV nRT我們還可以推導(dǎo)出下列結(jié)論：間接：【問題探究】當(dāng)外界條件改變時，已經(jīng)建立的化學(xué)平衡會不會發(fā)生什么變化？【講解】我們知道，化學(xué)平衡是有條件的

8、平衡，在一定條件下才能保持平衡狀態(tài)，當(dāng)平衡的條件發(fā)生改變時，原平衡就會被破壞，反應(yīng)混合物里各組分的含量會隨之改變，然后在新的條件下重新建立平衡，我們把這樣的過程叫作化學(xué)平衡的移動 '(正) '(正)'(逆)(正) '(逆) '(正)='(逆) (正) 0 t三、化學(xué)平衡的移動1、定義：可逆反應(yīng)中舊化學(xué)平衡的破壞、新化學(xué)平衡的建立過程叫做化學(xué)平衡的移動2、化學(xué)平衡移動的原因化學(xué)平衡移動的原因是反應(yīng)條件的改變引起反應(yīng)速率的變化，使(正)(逆)，平衡混合物中各組分的含量也發(fā)生相應(yīng)的變化3、化學(xué)平衡移動的標(biāo)志微觀：外界條件的改變使原平衡體系(正)(逆)的

9、關(guān)系被破壞，使(正)(逆)，然后在新的條件下，重新建立(正)(逆)的關(guān)系，才能表明化學(xué)平衡發(fā)生了移動【學(xué)與問】如果外界條件的改變使得(正)、(逆)同等程度地改變，平衡是否發(fā)生移動？【講解】如果外界條件的改變使(正)、(逆)變化的倍數(shù)相同，那么對反應(yīng)中任何一種物質(zhì)而言：消耗了多少就會生成多少，因此體系中各物質(zhì)的濃度不發(fā)生改變，所有此時平衡不移動宏觀：反應(yīng)混合物中各組分的體積分?jǐn)?shù)發(fā)生了改變，才能說明化學(xué)平衡發(fā)生了移動【思考與交流】當(dāng)外界條件發(fā)生改變時，我們?nèi)绾尾拍芘袛嗥胶庖苿拥姆较颍?、化學(xué)平衡移動方向的判定【講解】外界條件的改變，首先影響的是化學(xué)反應(yīng)速率，因此要判斷平衡的移動方向，我們首先必須知

10、道條件改變對(正)、(逆)的影響哪個大些(正) (逆)：化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向（右）移動(正) '(正) '(正)='(逆) '(正)='(逆) '(逆) ''(正) ''(正)=''(逆)(正)''(逆)0 t(正) (逆)：化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向（左）移動(正) '(逆) '(正)='(逆) '(正)='(逆) '(正) ''(逆) ''(正)=''(逆)(正)''(正)0

11、 t(正)(逆)：化學(xué)平衡不移動(正) '(正)='(逆) '(正)='(逆) ''(正)=''(逆)(正)0 t【小結(jié)】1、 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)：(A正) =(A逆) 0，只要能證明此即可 反應(yīng)混合物中各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持不變2、 平衡移動方向的判斷：1 (正) (逆)：化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向（右）移動(正) (逆)：化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向（左）移動(正)(逆)：化學(xué)平衡不移動 第三課時【引言】上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了化學(xué)平衡移動方向的判斷方法，那么，外界條件的改變化學(xué)平衡將向哪個方向移動呢？這節(jié)課我們就來具體研究外界條件對化學(xué)平衡

12、的影響四、外界條件對化學(xué)平衡的影響1、濃度【實驗探究】演示實驗25【現(xiàn)象】1號試管橙紅色變深，2號試管黃色變深【結(jié)論】【實驗探究】演示實驗25編號12步驟1滴加飽和FeCl3滴加1 mol/L KSCN溶液現(xiàn)象溶液變得更紅溶液變得更紅步驟2滴加NaOH溶液滴加NaOH溶液現(xiàn)象紅色變淺紅色變淺【結(jié)論】【思考與交流】為什么改變反應(yīng)物的濃度會引起化學(xué)平衡的移動？【講解】當(dāng)增大反應(yīng)物濃度時，正反應(yīng)速率增大，隨之生成物濃度也逐漸增大，逆反應(yīng)速率也增大，但逆反應(yīng)速率增大量不及正反應(yīng)速率增大量，所以平衡向正反應(yīng)方向（右）移動，如圖。若減少生成物濃度，則逆反應(yīng)速率減小，隨之反應(yīng)物濃度降低，正反應(yīng)速率也減小，但

13、正反應(yīng)速率減小的程度不及逆反應(yīng)速率減小程度，所以平衡向正反應(yīng)方向（右）移動，如圖。反之亦然，如圖增大反應(yīng)物濃度 減少生成物濃度(正) '(正) '(正)='(逆) '(正)='(逆) '(逆)(逆)0 t (正) '(正)='(逆) '(正) '(正)='(逆)(逆) '(逆)0 t增大生成物濃度 減少反應(yīng)物濃度(正) '(逆) '(正)='(逆) '(正)='(逆) '(正)(逆)0 t (正) '(正)='(逆) '(逆)

14、'(正)='(逆)(逆) '(正)0 t【思考與交流】是否增加反應(yīng)物或減少生成物的量都能使平衡向正反應(yīng)方向移動；增加生成物或減少反應(yīng)物的量都能使平衡向逆反應(yīng)方向移動？【結(jié)論】否。增大固體或純液體的量，由于濃度不變，所以平衡不移動【思考與交流】對反應(yīng)mA(g) + n B(g)pC(g) + qD(g) ，若增大反應(yīng)物A的濃度，平衡將向哪個方向移動？反應(yīng)物AB的轉(zhuǎn)化率將怎樣變化？【結(jié)論】對反應(yīng)mA(g) + n B(g)pC(g) + qD(g) ，若增大反應(yīng)物A的濃度，平衡將向正反應(yīng)方向移動。反應(yīng)物B的轉(zhuǎn)化率將增大，而A則減小【思考與交流】本規(guī)律在化工生產(chǎn)上有何利用價值

15、？【講解】在化工生產(chǎn)上，往往采用增大容易取得或成本較低的反應(yīng)物的濃度的方法，使成本較高的原料得到充分的利用速率時間圖（見上，從圖像分析可得以下結(jié)論）改變反應(yīng)物的濃度，只能使正反應(yīng)的速率瞬間增大或減??；改變生成物的濃度，只能使逆反應(yīng)的速率瞬間增大或減小只要(正) 在上面，(逆) 在下面，即(正)(逆)，化學(xué)平衡一定向正反應(yīng)方向移動，反之亦然只要增大濃度，不論增大的是反應(yīng)物還是生成物的濃度，新平衡狀態(tài)下的反應(yīng)速率一定大于原平衡狀態(tài)；減少濃度，新平衡條件下的反應(yīng)速率一定小于原平衡狀態(tài)2、溫度【學(xué)與問】溫度的變化對化學(xué)反應(yīng)速率有何影響？(正)和(逆)將如何變化？【講解】升高溫度，將增大化學(xué)反應(yīng)速率，(

16、正)和(逆)都將增大；降低溫度，將減小化學(xué)反應(yīng)速率，(正)和(逆)都將減小【學(xué)與問】溫度的變化如何改變同一反應(yīng)的(正)和(逆)的倍數(shù)？【實驗探究】演示實驗27【實驗現(xiàn)象】【思考與交流】如何解釋這樣的現(xiàn)象？【講解】對于反應(yīng)：aA(g) + bB(g)cC(g) H有(逆)(正) 升溫 (正) (正)(逆) 降溫 (逆)0 t放熱反應(yīng) (正)(正) 升溫 (逆) (逆)(逆) 降溫 (正)0 t吸熱反應(yīng)在其他條件不變時：【學(xué)與問】升高溫度后，化學(xué)平衡發(fā)生移動，反應(yīng)速率在移動后與移動前有何關(guān)系？【講解】升高溫度，化學(xué)平衡移動后，在新的平衡狀態(tài)下，化學(xué)反應(yīng)速率一定大于原平衡狀態(tài)的化學(xué)反應(yīng)速率，反之亦然

17、【學(xué)與問】分析以上圖像，升溫和降溫對正、逆反應(yīng)的速率有何影響？【講解】升高溫度，可逆反應(yīng)的速率都增大，但吸熱反應(yīng)增大的程度要大于放熱反應(yīng)，反之亦然【小結(jié)】1、濃度對化學(xué)平衡的影響：增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動 2、速率時間圖像的特點第四課時【學(xué)與問】壓強的變化對化學(xué)反應(yīng)速率如何影響？(正)和 (逆)怎樣變化？3、壓強【思考與交流】壓強的變化如何改變不同反應(yīng)的(正)和(逆)的倍數(shù)？【科學(xué)探究】N2(g)3H2(g)2NH3(g)，壓強變化和NH3含量的如表，請分析后歸納壓強(MPaH3 (%)2

18、.09.216.435.553.669.4【結(jié)論】增大壓強，NH3 的百分含量增大，平衡向正反應(yīng)方向移動【思考與交流】請分析合成氨的反應(yīng)，找出加壓后平衡右移和反應(yīng)方程式中系數(shù)的關(guān)系？【結(jié)論】在其他條件不變時：【思考與交流】對于等體積的氣體反應(yīng)，壓強改變將怎樣影響化學(xué)平衡？如H2(g)+I2(g)2HI(g)【講解】對于反應(yīng)：aA(g) + bB(g)cC(g)a + bc改變壓強的速率時間圖像 a + b = c改變壓強的速率時間圖像 '(正)(正) '(正)='(逆) 增大P'(逆)'(逆)(逆) '(正)='(逆) 減小P'(

19、正)0 t (正) '(正)='(逆) 增大P '(正)='(逆) 減小P(逆) 0 t在其它條件不變時：在其他體積不變時：若反應(yīng)前后氣體體積不變，則平衡不移動【思考與交流】濃度變化和壓強變化的速率-時間圖像有何區(qū)別？講解：【學(xué)與問】對于反應(yīng)aA(s)+bB(l)cC(l)達到平衡后，改變壓強，平衡將怎樣移動？【講解】對于無氣體參加的化學(xué)平衡，改變壓強不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動【學(xué)與問】對于反應(yīng)aA(g) + bB(g)cC(g)，若a+b=c，達到平衡后改變壓強，平衡將做怎樣的移動？【講解】對于反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的總體積不變的化學(xué)平衡(a+b=c)，壓強的改變對平衡

20、無影響（但將同等程度的改變正、逆反應(yīng)速率）【學(xué)與問】一定條件下的密閉容器中，反應(yīng) N2 + 3H22NH3達到平衡后，再充入一定量的氬氣，平衡將做怎樣的移動？【講解】充入“無關(guān)氣體”，如He、Ne、Ar或不參加反應(yīng)的N2 等有以下兩種可能情況：充入“無關(guān)氣體”對平衡的影響恒容時充入“無關(guān)氣體”引起總壓增大，但各反應(yīng)物的濃度不變平衡不移動恒壓時充入“無關(guān)氣體”引起總體積增大使各反應(yīng)物濃度減小各氣體的分壓減小平衡向氣體體積增大的方向移動【結(jié)論】壓強的改變?nèi)绻麤]有引起氣體體積的變化，則不能引起平衡的移動五、勒夏特列原理1、定義：如果改變影響平衡的一個條件（如溫度、壓強、濃度），平衡就向能夠減弱這種改

21、變的方向移動【學(xué)與問】對于一個正在進行的可逆反應(yīng)，改變其中一個條件（如溫度、壓強、濃度），平衡應(yīng)該怎樣移動？【講解】勒夏特列原理不適用于未達到平衡的體系【思考與交流】如何理解“減弱這種改變”這句話？六、催化劑對化學(xué)平衡移動的影響【思考與交流】催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，那么向一個已經(jīng)達到平衡的反應(yīng)體系中加入催化劑，平衡將如何移動？【講解】由于催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)的速率，化學(xué)平衡不移動 '(正)='(逆) 正催(正) (逆) '(正)='(逆) 負催 0 t【講解】對于未達到平衡的反應(yīng)體系，使用催化劑可以縮短達到平衡所需的時間小結(jié)：第五課時七、化學(xué)平衡常

22、數(shù)【問題探究】當(dāng)一個可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，反應(yīng)物和生成物的濃度之間有怎樣的定量關(guān)系，請你分析教材P29的表進行歸納【講解】從H2和I2的反應(yīng)可以看出，在可逆反應(yīng)中，無論平衡是從哪個方向形成的，只要溫度相同，生成物濃度的系數(shù)次方的乘積跟反應(yīng)物濃度的系數(shù)次方的乘積之比為一個常數(shù)，這個常數(shù)就叫作化學(xué)平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)1、定義：達到平衡,這時各種生成物濃度的系數(shù)次方的乘積除以各反應(yīng)物濃度的系數(shù)次方的乘積所得的比值，常用K表示2、表達式：對于一般的可逆反應(yīng)，mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，當(dāng)在一定溫度下達到平衡時，K【講解】化學(xué)平衡常數(shù)同阿伏加德羅常數(shù)以及物理中的萬有引力常數(shù)

23、一樣都是一個常數(shù)，只要溫度不變，對于一個具體的可逆反應(yīng)就對應(yīng)一個具體的常數(shù)值；一般情況下使用平衡常數(shù)不注明單位3、影響因素：【練習(xí)】設(shè)在某溫度時，在容積為1L的密閉容器內(nèi)，把氮氣和氫氣兩種氣體混合，反應(yīng)后生成氨氣。實驗測得，當(dāng)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(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)和氮氣、氫氣在反應(yīng)開始時的濃度。(答案:K=0.5625；氮氣、氫氣在反應(yīng)開始時的濃度分別為3.5mol/L和6.5mol/L)4、書寫平衡常數(shù)關(guān)系式的規(guī)則【學(xué)與問】在進行有關(guān)平衡常數(shù)的計算時，對于反應(yīng)中有固體、純液體參加的反應(yīng)，應(yīng)該如何處理？如果反應(yīng)中有固體和純液體

24、參加，它們的濃度不應(yīng)寫在平衡關(guān)系式中，因為它們的濃度是固定不變的，化學(xué)平衡關(guān)系式中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度。如： CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) Kc(CO2) CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l) K【學(xué)與問】在稀溶液中進行的反應(yīng)，如果有水參加反應(yīng)，那么水的濃度該如何表示？稀溶液中進行的反應(yīng)，如有水參加，水的濃度也不必寫在平衡關(guān)系式中，如： Cr2O72+H2O2CrO42+2H+ K【學(xué)與問】在水溶液中進行的反應(yīng)，水的濃度不需要表示，那么在非水溶液中進行的反應(yīng)呢？非水溶液中的反應(yīng)，如有水生成或有水參加反應(yīng)，此時水的濃度不可視為常數(shù)，必須表示在平衡關(guān)系式中。如酒精和醋酸的液相反應(yīng) C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O K【學(xué)與問】反應(yīng)：H2(g)+I2(g)2HI(g)、H2(g)+I2(g)HI(g)、2HI(g)H2(g)+I2(g)，它們的平衡常數(shù)是否