化學(xué)反應(yīng)原理第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡-《化學(xué)平衡常數(shù)》教學(xué)設(shè)計

1、（人教版選修4）第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡教學(xué)設(shè)計 第三節(jié) 化學(xué)平衡 （第四課時 化學(xué)平衡常數(shù) ）課題： 化學(xué)平衡常數(shù)課時1授課班級高2023屆1班教材分析化學(xué)平衡是人教版選修四的主要內(nèi)容，是高考的一個重要知識點。本節(jié)是在學(xué)習(xí)了化學(xué)平衡的有關(guān)概念、特征、建立過程及外界條件對平衡移動的影響等知識的基礎(chǔ)上，進一步探究化學(xué)平衡的另一重要特征化學(xué)平衡常數(shù)。本部分內(nèi)容是近幾年高考的熱點，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的一個難點。主要考查化學(xué)平衡常數(shù)的概念、表達式書寫、相關(guān)計算及應(yīng)用平衡常數(shù)判斷平衡移動的方向等。因此對學(xué)生綜合能力要求較高，有一定難度。但對于學(xué)生關(guān)鍵能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，教學(xué)重心應(yīng)放在幫助學(xué)生理解的概念基

2、礎(chǔ)上，熟知其特征、應(yīng)用，再通過典型例題分析、問題探究，歸納小結(jié)來掌握其應(yīng)用及相關(guān)計算。教學(xué)目標(biāo)知識與技能1.通過化學(xué)平衡狀態(tài)時的濃度數(shù)據(jù)分析，認識化學(xué)平衡常數(shù)的概念，并能初步掌握其相關(guān)應(yīng)用。2.通過問題分析、談?wù)撎骄?，能運用化學(xué)平衡常數(shù)對化學(xué)反應(yīng)進行的程度或平衡移動的方向做及反應(yīng)熱做出判斷。3.通過典例分析、歸納總結(jié)，構(gòu)建化學(xué)平衡常數(shù)相關(guān)計算的思維模型(三段式法)，理清計算的思路，靈活解答各類問題。過程與方法1.通過實例探究，觀察思考，發(fā)現(xiàn)規(guī)律、體驗認識規(guī)律基本方法和過程，激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中主動探究的欲望。2.通過討論、分析、對比的方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和化學(xué)計算能力。情感態(tài)度價值觀激發(fā)學(xué)

3、生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求學(xué)、勤于思考的科學(xué)態(tài)度，提升邏輯思維能力和理論聯(lián)系實際能力。教學(xué)重點化學(xué)平衡常數(shù)及計算教學(xué)難點化學(xué)平衡常數(shù)計算及理解應(yīng)用教學(xué)過程教學(xué)步驟、內(nèi)容學(xué)生活動教學(xué)方法【回顧引入】化學(xué)平衡是是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量 （溶液中表現(xiàn)為濃度）可以保持恒定的狀態(tài)?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)具有正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率、反應(yīng)物和所有產(chǎn)物均處于同一反應(yīng)體系中、反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變、動態(tài)平衡等特征?！舅伎肌磕敲矗?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)系呢？這就是我們今天要學(xué)習(xí)的化學(xué)平衡常數(shù)。【板書

4、】活動一、化學(xué)平衡常數(shù)【閱讀教材】請同學(xué)們閱讀教材P28P29，分析并驗算表中所給的數(shù)據(jù)，最后可以得到什么結(jié)論？密閉容器 2c (HI)c(H2) c(I2) 溫度不變時 為常數(shù)，用K 表示，平均值為【討論】根據(jù)上表數(shù)據(jù)分析，你能得出什么結(jié)論？【交流1】一定溫度下，不同的起始量，生成物的濃度是否一樣？2 c (HI)c(H2) c(I2) 各平衡量之間有什么關(guān)系？ 得出：溫度不變時平衡時 為常數(shù)，用K 表示，平均值為【閱讀】閱讀表格下邊內(nèi)容，思考化學(xué)平衡常數(shù)的概念與表達式?！景鍟拷由希骸鹃喿x小結(jié)】1、概念：:在一定溫度下，當(dāng)一個可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡時，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值

5、是一個常數(shù)(簡稱平衡常數(shù))，用符號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，Keq f(cpCcqD,cmAcnB)?！緦W(xué)以致用】試寫出下列反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達式：催化劑 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) CO(g)+H2(g) C(s)+H2O(g) 2C(s)+2H2O(g) 2CO(g)+2H2(g) 【交流討論】寫出K1、K2、K3、K4的表達式 寫出K2和K3的關(guān)系式：K2K31；寫出K2和K4的關(guān)系式：K2K42。【探究小結(jié)】K的書寫注意：（1）化學(xué)平

6、衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)。（2）c為平衡時濃度，常數(shù)K與反應(yīng)物和生成物的起始濃度大小無關(guān)（3）反應(yīng)中的固體或純?nèi)軇┎涣腥肫胶獬?shù)的表達式中?。?）平衡常數(shù)K與方程式的書寫有關(guān)?！居懻撎骄?】已知：25 時，鹵化氫生成反應(yīng)的平衡常數(shù)：化學(xué)方程式平衡常數(shù)KF2H22HF1095Cl2H22HCl1033Br2H22HBr1019I2H22HI102請比較表中K值的相對大小，說明平衡常數(shù)的意義是什么？【板書】接上：3、表示意義：（1）平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)進行的程度(也叫反應(yīng)的限度)。K值越大，表示反應(yīng)進行得越完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大；K值越小，表示反應(yīng)進行得越不完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越小。（2）K與反

7、應(yīng)起始濃度、壓強無關(guān)，只與溫度有關(guān)【板書】活動二、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用【探究3】思考任意狀態(tài)（非平衡態(tài)）的濃度冪之積的比值與平衡常數(shù)有何關(guān)系？【交流】任意狀態(tài)（非平衡態(tài)）的濃度冪之積的比值稱為濃度商，用Q表示，如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，Qeq f(cpCcqD,cmAcnB)。以平衡常數(shù)的值為標(biāo)準(zhǔn)，Q與K大小相比較，可以判斷正在進行的可逆反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，以及將向哪個方向進行最終建立新的平衡?！景鍟?、判斷是否處于平衡狀態(tài) Q與K相比較：QK：可逆反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行；QK：可逆反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；QK：可逆反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行。趨勢為：達到平衡【典例】關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘

8、述正確的是()A溫度一定，一個化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)不是一個常數(shù)B兩種物質(zhì)反應(yīng)，不管怎樣書寫化學(xué)方程式，平衡常數(shù)不變C溫度一定時，對于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)D生成物濃度冪的乘積與反應(yīng)物濃度冪的乘積的比值小于K時，v正v逆?！咎骄?】已知：N2(g)3H2(g)2NH3(g)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下：T/K373473573673773K109107105104103由上表數(shù)據(jù)分析，可得出什么結(jié)論？【交流】溫度升高，K值減小，則正反應(yīng)為放熱(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。說明利用溫度對平衡常數(shù)的影響關(guān)系，判斷反應(yīng)反應(yīng)的熱效應(yīng)【板書】2、判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)。若升高溫度，K增大，則正

9、反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升高溫度，K減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。K 只與溫度有關(guān),與反應(yīng)物或生成物濃度變化及平衡建立的過程均無關(guān)?！景鍟炕顒尤?、化學(xué)平衡常數(shù)的有關(guān)計算【思考】閱讀教材P2930【例1】、【例2】，思考什么是“三段式”計算法？計算模型三段式法 aA(g) bB(g) cC(g)dD(g)c(初)/molL1 n1 n2 0 0c/molL1 x eq f(b,a)x eq f(c,a)x eq f(d,a)xc(平)/molL1 n1x n2eq f(b,a)x eq f(c,a)x eq f(d,a)x所以，平衡常數(shù)K(cx/a)(dx/a)/(n1-x)(n2-bx/a)特點：“三

10、段”指初量、變化量、平衡量；轉(zhuǎn)化量與化學(xué)方程式中各物質(zhì)系數(shù)成比例；這里的變量可指物質(zhì)的量、濃度、氣體的分壓等?！居懻摗俊叭问健庇嬎惴ǖ幕舅悸肥鞘裁?？(1)巧設(shè)未知數(shù)：具體題目要具體分析，靈活設(shè)立，一般設(shè)某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量為x。(2)確定三個量：根據(jù)反應(yīng)物、生成物及變化量的三者關(guān)系代入未知數(shù)確定平衡體系中各物質(zhì)的起始量、變化量、平衡量并按1中“模式”列表。(3)解題設(shè)問題：明確“始”“變”“平”三個量的具體數(shù)值，再根據(jù)相應(yīng)關(guān)系求平衡時某成分的濃度、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率等，得出題目答案?！拘〗Y(jié)】基本步驟：確定反應(yīng)物和生成物的初始加入量；確定反應(yīng)過程的轉(zhuǎn)化量；確定平衡量。【課后反饋】在一定體積的密閉容器中，

11、進行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如表所示：T/7008008301 0001 200K回答下列問題：(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K_。(2)該反應(yīng)為_(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(3)某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，試判斷此時的溫度為_。該溫度下加入1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)，充分反應(yīng)，達到平衡時，CO2的轉(zhuǎn)化率為_。(4)在800 時，發(fā)生上述反應(yīng)，某一時刻測得容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分別為c(CO2)為2 molL1，c(H2)為 molL1，c(CO)為1 mo

12、lL1，c(H2O)為3 molL1，則反應(yīng)_(填“正向進行”“逆向進行”或“處于平衡狀態(tài)”)?！敬鸢浮?1)eq f(cCOcH2O,cCO2cH2)(2)吸熱(3)83050%(4)逆向進行【解析】(2)溫度越高，K值越大，說明升溫平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(3)由題意可得K1，查表可知溫度為830 。設(shè)反應(yīng)的CO2為x mol，則消耗掉的H2為x mol，生成的CO和H2O均是x mol(設(shè)體積為V L)，則Keq f(blc(rc)(avs4alco1(f(x,V)blc(rc)(avs4alco1(f(x,V),blc(rc)(avs4alco1(f(1x,V)blc(rc)(

13、avs4alco1(f(1x,V)1，整理得x。則CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。(4)Qeq f(cCOcH2O,cCO2cH2)eq f(13,21，則反應(yīng)逆向進行。【課堂小結(jié)】思考回憶閱讀思考討論交流歸納理解記憶觀察書寫交流討論歸納分析比較、思考理解實記思考交流討論歸納思考 探究思考討論小結(jié)整體認識本節(jié)知識引導(dǎo)思考引導(dǎo)分析數(shù)據(jù)引導(dǎo)理解實記講解小結(jié)引導(dǎo)分析講解引導(dǎo)分析K大小關(guān)系引導(dǎo)小結(jié)指導(dǎo)分析歸納解題技巧知識結(jié)構(gòu)與板書設(shè)計三、化學(xué)平衡常數(shù)1. 定義：在一定溫度下，可逆反應(yīng)達到平衡時，生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比是一個常數(shù)，這個常數(shù)叫做該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)，用符號K表示。2

14、. 表達式對于任意反應(yīng):mA+nB pC+qD K=3、化學(xué)平衡常數(shù)的意義：（1）平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)進行的程度(也叫反應(yīng)的限度)。K值越大，表示反應(yīng)進行得越完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大；K值越小，表示反應(yīng)進行得越不完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越小。（2）K只與溫度有關(guān),與反應(yīng)起始濃度、壓強無關(guān)，4. 書寫平衡常數(shù)表達式時，要注意：(1)化學(xué)平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)。(2)c為平衡時濃度，常數(shù)K與反應(yīng)物和生成物的起始濃度大小無關(guān)(3)反應(yīng)中的固體或純?nèi)軇┎涣腥肫胶獬?shù)的表達式中！(4)平衡常數(shù)K與方程式的書寫有關(guān)。5、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用（1）判斷正在進行的可逆是否平衡及反應(yīng)向何方向進行：對于可逆反應(yīng)：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定的溫度下的任意時刻，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度有如下關(guān)系：Qc=Cp(C)Cq(D)/Cm(A)Cn(B)，叫該反應(yīng)的濃度商。QcK ，V正V逆，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行QcK ，V正=V逆，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)QcK ，V正V逆，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行（2）利用可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)