高一化學(xué)教案：專題第一單元第三課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的限度

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第三課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的限度整體設(shè)計(jì)三維目標(biāo)1。知識(shí)與技能(1）認(rèn)識(shí)可逆反應(yīng)在一定條件下都有一定的限度，即能達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài).(2）理解化學(xué)平衡的特征，知道當(dāng)條件改變時(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)會(huì)被破壞。2.過(guò)程與方法（1）從課前進(jìn)入實(shí)驗(yàn)探究，從熟悉到陌生，從物理變化到化學(xué)變化，讓學(xué)生從感性上由淺入深，了解平衡存在的普遍性,并且從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象抽象出有關(guān)概念和原理，完成思維的跨越。（2）通過(guò)對(duì)氮?dú)馀c氫氣合成氨的數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學(xué)生利用圖表分析處理數(shù)據(jù)獲取信息的能力。3。情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)氮?dú)馀c氫氣合成氨的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí),使學(xué)生從理論上認(rèn)識(shí)可逆反應(yīng)的限度問(wèn)題，符合認(rèn)識(shí)論中從實(shí)踐到理論的認(rèn)知規(guī)律。在教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生找出數(shù)據(jù)間的聯(lián)系，并從中抽象出化學(xué)規(guī)律。教學(xué)重點(diǎn)1?；瘜W(xué)平衡的含義及與化學(xué)反應(yīng)速率之間的內(nèi)在聯(lián)系.2。學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)、概括從而得出結(jié)論。教學(xué)難點(diǎn)1?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)的判斷。2?；瘜W(xué)平衡中的圖象問(wèn)題.課前準(zhǔn)備多媒體課件、投影儀、燒杯、硫酸銅晶體、水、玻璃棒。教學(xué)過(guò)程知識(shí)回顧上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)速率的一些應(yīng)用與相關(guān)計(jì)算。它描述的是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢，但是在化學(xué)研究和化工生產(chǎn)中，只考慮反應(yīng)進(jìn)行的快慢是不夠的，因?yàn)槲覀兗认Ｍ磻?yīng)物盡可能快地轉(zhuǎn)化為生成物,同時(shí)又希望反應(yīng)物盡可能多地轉(zhuǎn)化為生成物。對(duì)化學(xué)反應(yīng)而言，還存在一個(gè)反應(yīng)進(jìn)行的程度問(wèn)題.大多數(shù)反應(yīng)在一定條件下并不能進(jìn)行到底,大多數(shù)反應(yīng)都是可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)有一定的限度.導(dǎo)入新課［演示實(shí)驗(yàn)］把一塊缺角的CuSO4晶體放入CuSO4飽和溶液中，一段時(shí)間后，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(課前做）.我們?cè)诔踔芯鸵呀?jīng)有了這樣的經(jīng)驗(yàn),CuSO4飽和溶液中應(yīng)該已不能再溶解CuSO4晶體?？稍谶@個(gè)實(shí)驗(yàn)中，不規(guī)則的CuSO4晶體卻有了規(guī)則的幾何外形，說(shuō)明以前所學(xué)的不溶是否意味著溶解停止？沒(méi)有停止。因?yàn)榇藭r(shí),一方面硫酸銅晶體表面的銅離子、硫酸根離子不斷地離開(kāi)晶體表面，擴(kuò)散到水里去；另一方面溶解在水中的銅離子、硫酸根離子不斷地在未溶解的硫酸銅晶體表面聚集成晶體.這兩部分銅離子、硫酸根離子量相等。硫酸銅的溶解速率等于結(jié)晶速率。此時(shí),硫酸銅的量不變，硫酸銅的溶解達(dá)到了一定限度，但溶解并未停止。也可以看作一個(gè)可逆過(guò)程。推進(jìn)新課對(duì)于可逆反應(yīng)來(lái)說(shuō)，又是怎樣的情形呢？我們以工業(yè)合成氨反應(yīng)為例來(lái)說(shuō)明，可逆反應(yīng)是怎樣達(dá)到一定限度的。［板書(shū)］一、可逆反應(yīng)的限度［投影練習(xí)］在一定條件下把3molH2與1molN2置于容積為1L的密閉容器中反應(yīng)能得到2molNH3嗎？各物質(zhì)的濃度是如何變化的?［討論］填寫表格c（N2)c(H2）c(NH3)起始最大(1mol·L-1）最大（3mol·L—1）0反應(yīng)中減小減小增大到一定程度不變不變不變[學(xué)生板演]用濃度時(shí)間圖象來(lái)表示此變化過(guò)程。……［小結(jié)］可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)物與生成物的濃度都保持不變，反應(yīng)物與生成物的濃度可相等也可不等。［分析］對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)而言，從左往右進(jìn)行的反應(yīng)叫正反應(yīng)，從右往左的反應(yīng)叫逆反應(yīng)，正反應(yīng)就存在一個(gè)正反應(yīng)速率，可用v正（N2)、v正(H2）、v正（NH3）表示,逆反應(yīng)速率可用v逆（N2)、v逆（H2）、v逆（NH3）表示.［討論］該過(guò)程中正、逆反應(yīng)速率隨時(shí)間是如何變化的，并畫(huà)出該反應(yīng)的速率-時(shí)間圖象。v正v逆起始最大0反應(yīng)中減小增大到一定程度v正=v逆［小結(jié)]該反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí),N2與H2合成NH3的速率與NH3的分解速率相等，即單位時(shí)間內(nèi)生成多少氨氣，同時(shí)又分解掉這么多的NH3.[板書(shū)］二、化學(xué)平衡狀態(tài):1.定義：可逆反應(yīng)在一定的條件下，進(jìn)行到一定程度時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物的濃度不再變化,該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。【提問(wèn)】大家能否從化學(xué)平衡狀態(tài)的定義中，找出化學(xué)平衡有哪些基本特征？正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等的含義是什么？[總結(jié)］(1）化學(xué)平衡研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)。（2）達(dá)到平衡時(shí)正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率。（3)達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變。（4)由于達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行，故其是一種動(dòng)態(tài)平衡。［板書(shū)］2?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)的特征：逆：可逆反應(yīng)等：v正=v逆動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡定：反應(yīng)混合物中各組分濃度保持不變變：條件改變,平衡被破壞［投影］①v正=v逆指針對(duì)同一物質(zhì)的正、逆反應(yīng)速率②v正=v逆≠0③濃度不再變化：區(qū)別于濃度相等④達(dá)到平衡狀態(tài)后，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大值轉(zhuǎn)化率=×100％［板書(shū)]3.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)：（1）v正=v逆（2)各組分濃度保持不變［投影練習(xí)］可逆反應(yīng)2NO22NO+O2在固定容積的密閉容器中反應(yīng)，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是哪些：①單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO2;②單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO；③用2NO2、2NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)；④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài);⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài);⑥混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)；⑦混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)。[解析］①表示v正=v逆，故已達(dá)到平衡狀態(tài)。②不能表示v正=v逆，故不能說(shuō)明已達(dá)平衡狀態(tài)。③因發(fā)生反應(yīng)時(shí)v（NO2）、v（NO)、v（O2）之比等于2∶2∶1恒成立，故不能說(shuō)明已達(dá)平衡狀態(tài)。④混合氣體的顏色不變，說(shuō)明各物質(zhì)的濃度不變，故已達(dá)到平衡狀態(tài).⑤因混合氣體的體積不變,氣體的總質(zhì)量不變，所以氣體密度不變，因此不能說(shuō)明已達(dá)到平衡狀態(tài).⑥因質(zhì)量固定不變，混合氣體的總的物質(zhì)的量變化，如果平均相對(duì)分子質(zhì)量不變,能說(shuō)明已達(dá)到平衡狀態(tài).⑦因混合氣體的壓強(qiáng)不變,所以氣體的總物質(zhì)的量不變，說(shuō)明已達(dá)到平衡狀態(tài).課堂小結(jié)本節(jié)課我們介紹了可逆反應(yīng)的定義，知道可逆反應(yīng)是普遍存在的，可逆反應(yīng)有一定的限度，可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度會(huì)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)以及平衡狀態(tài)的特征、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)?；瘜W(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)外界條件改變時(shí)，原化學(xué)平衡被破壞，一段時(shí)間后會(huì)達(dá)到新的平衡狀態(tài).布置作業(yè)1.對(duì)化學(xué)反應(yīng)限度的敘述不正確的是()A。任何可逆反應(yīng)都有一定限度B.化學(xué)反應(yīng)的限度是不可改變的C.化學(xué)反應(yīng)的限度與時(shí)間無(wú)關(guān)D?；瘜W(xué)反應(yīng)達(dá)到限度時(shí)，正、逆反應(yīng)的速率相等2.某溫度和壓強(qiáng)下的密閉容器中，2SO2+O22SO3。（1)此條件下進(jìn)行到什么時(shí)候達(dá)到了這個(gè)反應(yīng)的限度?（2)此時(shí)的反應(yīng)是否停止了？（3）此時(shí)為何3種物質(zhì)的濃度保持不變？（4）畫(huà)出該反應(yīng)的濃度時(shí)間圖象。［答案]1。B2。略板書(shū)設(shè)計(jì)化學(xué)反應(yīng)的限度一、可逆反應(yīng)的限度二、化學(xué)平衡狀態(tài)：1。定義:可逆反應(yīng)在一定的條件下，進(jìn)行到一定程度時(shí),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物的濃度不再變化，該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。2?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)的特征：逆:可逆反應(yīng)等：v正=v逆動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡定:反應(yīng)混合物中各組分濃度保持不變變：條件改變,平衡被破壞3?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)：（1)v正=v逆（2）各組分濃度保持不變教學(xué)反思化學(xué)平衡的概念比較抽象，需要教師創(chuàng)設(shè)情景，聯(lián)系實(shí)際，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、討論分析、歸納，自己建構(gòu)概念。本課時(shí)利用硫酸銅晶體的溶解平衡設(shè)置平臺(tái)，使學(xué)生易于接受化學(xué)平衡的概念，取得了一定的效果。內(nèi)容上要把握好“度”，只需要幫助學(xué)生建立化學(xué)平衡及條件改變化學(xué)平衡要被破壞的概念，而不可把反應(yīng)條件改變時(shí),化學(xué)平衡移動(dòng)及其規(guī)律展開(kāi)討論、教學(xué)，增加學(xué)生負(fù)擔(dān)。因?yàn)檫@部分內(nèi)容在化學(xué)反應(yīng)原理中將詳細(xì)地講解。本課時(shí)讓學(xué)生自己根據(jù)數(shù)據(jù)畫(huà)圖象，具有一定的難度,雖然使學(xué)生對(duì)圖象的理解強(qiáng)化了,但課時(shí)卻比較緊張。備課資料1。化學(xué)平衡化學(xué)平衡狀態(tài)是一個(gè)熱力學(xué)概念,是指系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)既沒(méi)有向正方向進(jìn)行的自發(fā)性（或“推動(dòng)力”）,又沒(méi)有向逆方向進(jìn)行的自發(fā)性（或“推動(dòng)力”）時(shí)的一種狀態(tài)。熱力學(xué)假設(shè)所有化學(xué)反應(yīng)都是可逆的.在化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度或者分壓都不再改變了，反應(yīng)“停滯"了,但這只是表觀上的。本質(zhì)上，無(wú)論是正反應(yīng)還是逆反應(yīng)，都在進(jìn)行著，因而化學(xué)平衡是一種“動(dòng)態(tài)平衡"。氣體或固體溶解于水（或其他溶劑)，最后形成飽和溶液，達(dá)到溶解平衡,跟化學(xué)反應(yīng)達(dá)到的平衡一樣，也是一種動(dòng)態(tài)平衡——未溶的溶質(zhì)和溶解的溶質(zhì)在不斷地相互轉(zhuǎn)化著，但宏觀地看，溶液飽和了,溶解過(guò)程停止了。通常人們將所有溶解平衡稱為物理化學(xué)平衡，也可看做一種化學(xué)平衡.還應(yīng)指出，在許多教科書(shū)里，討論化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)說(shuō)，化學(xué)平衡是正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率的狀態(tài)。盡管這是由古德伯格和瓦格在1864年提出來(lái)的，也確實(shí)是化學(xué)平衡的動(dòng)力學(xué)真實(shí)圖象，卻并非熱力學(xué)概念，因?yàn)闊崃W(xué)是不討論反應(yīng)速率的。如上所述,化學(xué)平衡是反應(yīng)向正、逆兩個(gè)方向進(jìn)行的“推動(dòng)力”都等于零的狀態(tài)，我們只能判斷某一個(gè)條件下反應(yīng)會(huì)達(dá)到平衡,卻不知道需要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到平衡，同樣，我們只知道當(dāng)維持平衡態(tài)條件改變時(shí)，平衡會(huì)移動(dòng)，而且知道向哪個(gè)方向移動(dòng)，卻不知道要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間才會(huì)移動(dòng)。平衡移動(dòng)原理闡明濃度、壓強(qiáng)、溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響。在恒溫條件下改變濃度、壓強(qiáng),平衡可能發(fā)生移動(dòng),但平衡常數(shù)不變;改變溫度，平衡常數(shù)有相應(yīng)改變。濃度、壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響恒溫下，改變反應(yīng)物或生成物的濃度，均能導(dǎo)致平衡移動(dòng)。對(duì)于有氣態(tài)物質(zhì)參與的反應(yīng)，在恒溫、恒容條件下，氣態(tài)反應(yīng)物或生成物濃度的改變，就是相應(yīng)各氣態(tài)物質(zhì)壓強(qiáng)的改變，平衡將發(fā)生相應(yīng)移動(dòng).若在恒溫條件下，改變有氣態(tài)物質(zhì)參與反應(yīng)的總壓強(qiáng)，則氣態(tài)反應(yīng)物、生成物的濃度或分壓強(qiáng)將以同等倍數(shù)增大或減小，對(duì)于氣態(tài)反應(yīng)物、生成物的濃度或分壓強(qiáng)將以同等倍數(shù)增大或減小，對(duì)于氣態(tài)反應(yīng)物和生成物物質(zhì)的量不同的反應(yīng),平衡將發(fā)生移動(dòng)。我們以N2+3H22NH3為例討論如下.（1)恒溫、恒容下加N2(改變濃度)，平衡向正方向移動(dòng)的結(jié)果是：c2(N2）＞c1(N2），c2（H2）＜c1（H2)，c2(NH3）＞c1（NH3）。H2轉(zhuǎn)化率增大和c(NH3)增大，但N2的轉(zhuǎn)化率卻下降了。恒溫、恒容下加H2，平衡發(fā)生移動(dòng)，c（NH3）增大和N2的轉(zhuǎn)化率增大一致，但H2的轉(zhuǎn)化率下降。結(jié)論是：恒溫、恒容下增大一種反應(yīng)物濃度，可提高其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而這種反應(yīng)物本身的轉(zhuǎn)化率下降?；蛘哒f(shuō)，恒溫、恒容條件下改變一種反應(yīng)物的濃度，不可能出現(xiàn)所有反應(yīng)物（若不止一種）轉(zhuǎn)化率都升高或下降的情況.(2)恒溫下加大總壓，如使p→2p。在加壓瞬間，N2、H2、NH3的濃度或分壓強(qiáng)都增大1倍,平衡將向正反應(yīng)方向移動(dòng)。若和2c1相比，N2、H2濃度或分壓強(qiáng)減小，NH3增大。即c3(NH3)＞2c1(NH3），2c1（N2)＞c3(N2）＞c1(N2），H2同。平衡移動(dòng)結(jié)果若和原先c1相比，N2、H2、NH3濃度都增大了，只是NH3濃度或分壓強(qiáng)增大更多.即N2、H2轉(zhuǎn)化率都增大了。（3）恒溫、減壓，如使p→p/2。在減壓瞬間，N2、H2、NH3的濃度或分壓強(qiáng)都減半，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。和相比，N2、H2濃度均增大，NH3濃度減小。