人教版高中化學(xué)選擇性必修1同步教案：化學(xué)平衡（二） 教學(xué)設(shè)計(jì)

1、化學(xué)平衡（二）教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)1.能運(yùn)用濃度、壓強(qiáng)、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律，推測(cè)平衡移動(dòng)方向及濃度、轉(zhuǎn)化率等相關(guān)物理量的變化，2、能對(duì)化學(xué)反應(yīng)條件進(jìn)行選擇和優(yōu)化。教學(xué)環(huán)節(jié)情境導(dǎo)引春夏秋冬、潮漲潮落，大自然的神奇就在于她的強(qiáng)大的自我調(diào)節(jié)能力。動(dòng)態(tài)的平衡是宇宙間一切事物的最根本的屬性。而這些動(dòng)態(tài)平衡在我們身邊也隨處可見，如人體中完善的酸堿平衡調(diào)節(jié)功能；汽車尾氣的科學(xué)處理方法；合成氨工業(yè)條件的科學(xué)調(diào)控。人類只有在尊重自然、利用自然和保護(hù)自然，才能真正實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。方法導(dǎo)引涉及的思維方法主要有任務(wù)1：探究濃度對(duì)化學(xué)平衡影響請(qǐng)同學(xué)們思考：這個(gè)實(shí)驗(yàn)是探究外界哪些條件改變對(duì)化學(xué)平衡

2、移動(dòng)的影響呢？提出問題：當(dāng)其他條件不變時(shí)，改變反應(yīng)物或生成物的濃度會(huì)對(duì)化學(xué)平衡有何影響呢？請(qǐng)同學(xué)們提出猜想和假設(shè)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)思路分析首先確定實(shí)驗(yàn)原理，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理是根據(jù)題中所給試劑，我們可以增加SCN-濃度，因此要選用濃度大的即1 mol/L KSCN溶液，則原反應(yīng)用到的試劑應(yīng)該為0.005 mol/L FeCl3溶液和0.015 mol/L KSCN溶液。為了減少Fe3+濃度，我們選用鐵粉我們觀察的現(xiàn)象是溶液紅色的變化我們看課本中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案：觀察現(xiàn)象是請(qǐng)同學(xué)們思考以下兩個(gè)問題1. 加入4 滴1 mol/L KSCN溶液的目的是什么？我們知道原反應(yīng)加入FeCl3溶液和KSCN溶液各5mL

3、，若往混合體系中加入KSCN體積過多時(shí)，勢(shì)必會(huì)對(duì)原反應(yīng)體系進(jìn)行稀釋而造成濃度減小，因此加入4滴1 mol/L KSCN溶液的目的是保證原反應(yīng)體系的體積基本不變，起到了控制變量的作用。2. 試管a的作用是什么？其實(shí)觀察b、c試管中紅色變化都應(yīng)該與試管a做比較，因此試管a是做比實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你能否推出平衡是如何移動(dòng)的嗎？對(duì)于一般的化學(xué)平衡，濃度改變對(duì)化學(xué)平衡影響規(guī)律是什么呢？請(qǐng)同學(xué)填寫下表。你填寫對(duì)了嗎？任務(wù)2：探究壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡影響通過剛才的分析，我們已經(jīng)判斷出濃度的改變對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響，請(qǐng)同學(xué)再思考，濃度改變平衡為什么是這樣移動(dòng)的呢？通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)請(qǐng)同學(xué)們填寫下表你填寫對(duì)了嗎？如S

4、O2如O2濃度這是課本上的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)同學(xué)思考：該實(shí)驗(yàn)是探究哪個(gè)外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響呢？我們看到注射器體積發(fā)生變化，即注射器內(nèi)壓強(qiáng)發(fā)生了改變，所以探究的是壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響。請(qǐng)同學(xué)們思考以下四個(gè)問題1.本實(shí)驗(yàn)反應(yīng)的原理是什么？2.氣體顏色深淺與什么有關(guān)？主要取決于NO2濃度大小3.增大壓強(qiáng)、減小壓強(qiáng)的方法是什么？4.本實(shí)驗(yàn)壓強(qiáng)改變是通過直接觀察對(duì)比I和II中顏色變化來得出結(jié)論嗎？我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)注射器活塞位于I和II時(shí)，注射器體積是不一樣的，就造成了NO2和N2O4的濃度是不一樣的，所以無法直接比較。正確的方法是當(dāng)注射器活塞拉至II時(shí)，我們觀察此時(shí)II中氣體顏色變化，這樣就保證密閉容器體積是恒定

5、的。同理，當(dāng)注射器活塞推至I時(shí)，我們觀察I中氣體顏色變化。因此我們觀察到的現(xiàn)象是由體系中顏色變化，你能否推出平衡的移動(dòng)方向呢？同學(xué)們思考：該反應(yīng)的氣體分子數(shù)有什么特點(diǎn)？正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小反應(yīng)逆反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大反應(yīng)同學(xué)們?cè)偎伎迹河蛇@個(gè)反應(yīng)，你能否推出對(duì)一般的有氣體參加的化學(xué)平衡，改變壓強(qiáng)平衡是如何移動(dòng)的嗎？增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小方向移動(dòng)，減小壓強(qiáng)平衡向氣體體積增加方向移動(dòng)壓強(qiáng)的改變是如何對(duì)平衡產(chǎn)生影響的呢？請(qǐng)同學(xué)們?cè)偎伎?.對(duì)氣體體積不變反應(yīng)，改變壓強(qiáng)平衡如何移動(dòng)？2.當(dāng)反應(yīng)物和生成均為固體或液體時(shí)，改變壓強(qiáng)平衡如何移動(dòng)？改變壓強(qiáng)不改變固體或液體的濃度，因此Q不變，所以平衡不移動(dòng)任務(wù)

6、3：探究溫度對(duì)化學(xué)平衡影響我們?cè)倏凑n本中的這個(gè)實(shí)驗(yàn)，探究溫度是如何影響化學(xué)平衡移動(dòng)的呢？我們觀察的現(xiàn)象是通過這個(gè)現(xiàn)象，我們得出的結(jié)論是什么呢？同學(xué)們思考：有些同學(xué)認(rèn)為課本這個(gè)實(shí)驗(yàn)要保留a、b這兩套裝置，你認(rèn)為a裝置作用是什么呢？a的作用是做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上我們觀察的紅色變化都應(yīng)該與a 的顏色做比較。同學(xué)們思考：根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，你能否推出對(duì)一般的平衡狀態(tài)，溫度改變是如何影響平衡移動(dòng)嗎？提示：從這個(gè)反應(yīng)的熱效應(yīng)來考慮。我們發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，低溫有利于平衡正向移動(dòng)；該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，高壓有利于平衡正向移動(dòng)。所以應(yīng)為低溫、高壓。而實(shí)際上采用溫度為400-5000C、常壓，這是為什么呢

7、？溫馨提示：影響工業(yè)生產(chǎn)的影響因素很多，不僅要考慮平衡移動(dòng)也考慮其它因素如：速率、能耗、成本、環(huán)保、效益等。因此選擇工業(yè)生產(chǎn)的條件要綜合考慮，這些內(nèi)容我們后面還要學(xué)習(xí)。同學(xué)們思考：催化劑能否影響平衡移動(dòng)？這是課本有關(guān)催化劑對(duì)平衡影響的介紹。同學(xué)們思考：催化劑對(duì)化學(xué)平衡無影響，你還能用其它方法證明嗎？催化劑雖然對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)無影響，但它能大幅度提高反應(yīng)速率，因此工業(yè)生產(chǎn)中有著十分重要作用。課堂小結(jié)化學(xué)平衡是一個(gè)比較穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)正逆反應(yīng)速率相等時(shí)，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(gè)常數(shù)稱為平衡常數(shù)，當(dāng)外界條件如濃度、壓強(qiáng)、溫度

8、改變時(shí)，平衡發(fā)生移動(dòng)，遵循平衡移動(dòng)原理，這是從定性角度判斷平衡移動(dòng)方向。外界條件也會(huì)引起濃度商（Q）和平衡常數(shù)（K）的變化，當(dāng)Q=K 處于平衡狀態(tài)，當(dāng)QK 平衡逆向移動(dòng)，當(dāng)QK 平衡正向移動(dòng)。這是從定量角度理解平衡移動(dòng)方向。化學(xué)平衡移動(dòng)原理在化學(xué)工業(yè)和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有十分重要的應(yīng)用，根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，可以更加科學(xué)有效地調(diào)控和利用化學(xué)反應(yīng)，盡可能的讓化學(xué)反應(yīng)按照人們的需要進(jìn)行。反饋與評(píng)價(jià)本題主要考查了平衡移動(dòng)原理。首先分析分析的特點(diǎn)，該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積增加的反應(yīng)、是一個(gè)吸熱反應(yīng)，然后理解轉(zhuǎn)化率概念，轉(zhuǎn)化率是轉(zhuǎn)化量比起始量?？碅選項(xiàng)，增大容器的容積，相當(dāng)于減壓，平衡向氣體體積增加的方向 移動(dòng)即向正反應(yīng)方向移動(dòng)，乙烷的轉(zhuǎn)化量增加而起始量不變，所以乙烷的轉(zhuǎn)化率增加；B選項(xiàng)，升高反應(yīng)的溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)即向正反應(yīng)方向移動(dòng)，乙烷的轉(zhuǎn)化量增加而起始量不變，所以乙烷的轉(zhuǎn)化率增加；C選項(xiàng)，分離出部分氫