高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修1第二節(jié) 化學(xué)平衡教案

這是一份高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修1第二節(jié) 化學(xué)平衡教案，共13頁。

教學(xué)目標(biāo)
1、能書寫平衡常數(shù)表達(dá)式，能進(jìn)行平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的簡單計算，
2、能利用平衡常數(shù)和濃度商的關(guān)系判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡及平衡移動的方向。
教學(xué)環(huán)節(jié)
情境導(dǎo)引
當(dāng)我們沉醉于神奇的溶洞，欣賞著美麗的珊瑚時，我們能強(qiáng)烈地感受到化學(xué)變化帶來的生態(tài)平衡之美。其實，小到微觀粒子，大到世間萬物，平衡它無處不在。靜態(tài)與動態(tài)的平衡、內(nèi)在與外在的平衡、事業(yè)與生活的平衡、健康與財富的平衡、家庭與社會的平衡、……平衡就是和諧，是科學(xué)發(fā)展、人類進(jìn)步不斷追求的最高境界。
這節(jié)課我們就來研究這美輪美奐的化學(xué)平衡
任務(wù)1：化學(xué)平衡狀態(tài)
我們先看課本中合成氨反應(yīng)各物質(zhì)濃度變化圖像

根據(jù)這兩個圖像，請同學(xué)們思考以下兩個問題
1. 圖a是從反應(yīng)物開始投料，試分析N2、H2、NH3濃度是如何變化呢？
2. 圖b是從生成物開始投料，試分析N2、H2、NH3濃度是如何變化呢？
圖像分析的一般方法
圖a是從反應(yīng)物開始投料， N2與H2發(fā)生反應(yīng)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系中NH3濃度濃度逐漸增大，而N2與H2的濃度逐漸減小。從這一時刻（紅色虛線）開始，它們的濃度均不再改變。
圖b是從NH3開始投料，NH3發(fā)生分解反應(yīng)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系中N2與H2的濃度逐漸增大，而NH3濃度濃度逐漸減小。從這一時刻（紅色虛線）開始，它們的濃度均不再改變。
我們把濃度不再變化的狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。
任務(wù)2：化學(xué)平衡常數(shù)
請同學(xué)們思考：達(dá)到平衡時反應(yīng)混合物各組分濃度之間有何關(guān)系呢？
同學(xué)們觀察上表中數(shù)據(jù)可得出哪些結(jié)論呢？
雖然H2和I2按不同濃度投料時，平衡時各物質(zhì)的濃度不相同，但這些濃度之間還有沒有一些定量關(guān)系呢？
通過計算，我們可以得出第一個平衡比值為48.37，第二個平衡比值為48.62，第三個平衡比值為49.54，因此說
同學(xué)們再看這個表
同學(xué)們觀察上表中數(shù)據(jù)可得出哪些結(jié)論呢？
通過計算，我們可以得出第一個平衡比值為48.49，第二個平衡比值為48.70，第三個平衡比值為49.50，因此說
通過以上的分析，我們可以得出
請同學(xué)們填寫下表
你寫對了嗎？
請同學(xué)們思考以下兩個問題
根據(jù)轉(zhuǎn)化率概念，同學(xué)們完成下表
通過計算結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)在相同溫度下，當(dāng)H2和I2起始濃度不同時，達(dá)到平衡狀態(tài)時，H2和I2 轉(zhuǎn)化率是不相同的。同時我們還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)H2濃度近似不變時，增加c(I2)可以提高H2轉(zhuǎn)化率。這是為什么？下節(jié)課將會給大家揭曉謎底。
以HI開始投料且HI濃度不同時，則 HI 的轉(zhuǎn)化率是否也相等呢？
請同學(xué)們完成下表
通過計算，我們發(fā)現(xiàn)，在相同溫度下，HI起始濃度不同時，但HI的轉(zhuǎn)化率是相等的，這是不是一個普遍規(guī)律呢？通過研究發(fā)現(xiàn)，該反應(yīng)是氣體一個氣體體積不變反應(yīng)，此時轉(zhuǎn)化率是相等的，若氣體體積可變，則轉(zhuǎn)化率不相等。
通過以下分析，我們可以得出
任務(wù)3：化學(xué)平衡常數(shù)應(yīng)用
根據(jù)題意，我們可以列出起始濃度、轉(zhuǎn)化濃度和平衡濃度，這就是化學(xué)平衡計算題一般模型，稱為“三段式”。
然后結(jié)合平衡常數(shù)表達(dá)式，代數(shù)計算可得平衡常數(shù)為0.25。
設(shè) H2 的消耗濃度為 x ml/L，根據(jù)題意并按三段式列出相關(guān)的量：
因溫度不變，則平衡常數(shù)相同
列出平衡常數(shù)表達(dá)式，并計算得出x = 0.0040 ，然后計算H2、I2、HI平衡濃度。
設(shè)達(dá)到平衡時CO轉(zhuǎn)化為CO2的物質(zhì)的量為 x ml ，容器的容積為 y L。
結(jié)合題意并列出三段式
代入平衡常數(shù)表達(dá)式中，并計算
然后根據(jù)轉(zhuǎn)化率的概念，計算CO轉(zhuǎn)化為CO2轉(zhuǎn)化率為83%
課堂小結(jié)
化學(xué)平衡是一個比較穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)正逆反應(yīng)速率相等時，達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，反應(yīng)體系各物質(zhì)濃度保持不變，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積之比為一常數(shù)，我們把這個常數(shù)稱為平衡常數(shù)，對于平衡常數(shù)我們要掌握……
反饋與評價
根據(jù)已知條件列出三段式
代入平衡常數(shù)表達(dá)式中，計算x = 0.05
然后計算CO轉(zhuǎn)化率
結(jié)合反應(yīng)的方程式，很容易列出平衡常數(shù)的表達(dá)式
我們知道平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與起始投料無關(guān)，8300C時平衡常數(shù)為1.0，所以平衡常數(shù)等于1.0
觀察表中數(shù)據(jù)，12000C時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為4,
我們先計算該時刻的濃度商
Q>2.6，所以平衡向逆反應(yīng)方向移動。
若使反應(yīng)向右進(jìn)行，則CO2體積增加，CO體積減小，則比例增大；我們知道平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以平衡常數(shù)不變。
判斷是否為平衡狀態(tài)，我們需根據(jù)Q和K大小來判斷
根據(jù)已知條件計算Q=0.25，小于0.263，反應(yīng)正向進(jìn)行。
布置作業(yè)
1.閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，整理筆記
2.完成教材 40頁 第1.3題
3.查閱資料，寫一篇“生活中平衡之美”小論文
最后以我國著名化學(xué)家盧嘉錫的一句話與同學(xué)們共勉
化學(xué)家的“元素組成”應(yīng)當(dāng)是C3H3、即：
ClearHead（清醒的頭腦）
CleverHands（靈巧的雙手）
CleanHabits（潔靜的習(xí)慣）
——盧嘉錫