内容正文:
课题
专题2 化学反应速率与化学平衡
第三单元 化学平衡的移动
第一课时
学科
化学
学段
高中
年级
选择性必修一
教材
苏教版(2019)
教学目标及教学重点、难点
教学目标:
1.通过化学平衡状态的建立过程,知道化学平衡是一种动态平衡。
2.知道化学平衡状态的特征,判断反应是否达到化学平衡状态。
教学重难点:浓度、压强的改变对化学平衡移动的影响。
核心素养
1.变化观念与平衡思想:从变化的角度认识化学平衡的移动,即可逆反应达到平衡后,浓度、压强改变,平衡将会发生移动而建立新的平衡。
2.证据推理与模型认知:通过化学平衡这一理论模型,认识并说明浓度、压强的改变对化学平衡移动的影响。
3.宏观辨识与微观探析:结合真实事例,能从浓度、压强对可逆反应速率的影响,分析理解化学平衡的移动。
教学方法和手段
教学方法:演示法、总结归纳法、分析法
教学手段:PPT及视频
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
设置意图
引入
新课
【引入】在科学研究和化工生产中,只考虑化学反应速率是不够的。例如,在工业生产中,除了需要考虑使原料尽可能快地转化为产品,还需要考虑什么呢?
【学生】化学反应进行的限度
【教师】当然还需考虑的是使原料尽可能多地转化为产品,这就涉反到化学反应进行的限度,即化学平衡问题。
从问题出发,引发学生思考,激发学生学习兴趣
新课讲解
环节一:改变化学平衡状态的条件
环节二:浓度对化学平衡的影响规律的解释
环节三:分析浓度变化对正、逆反应速率的影响
环节四:压强变化对化学平衡的影响
环节五:压强对化学平衡移动的影响规律
课堂练习
一:改变化学平衡状态的条件
【提问】如何改变化学平衡状态呢?
【学生思考】引导学生作答:
【讲解】化学平衡移动
概念:改变外界条件,破坏原有的平衡状态,建立起新的平衡状态的过程。
从速率角度分析:平衡移动的方向由v正和v逆的相对大小决定。
【提问】可改变的外界条件有哪些?
【学生】浓度、压强和温度
【展示】实验探究-浓度变化对化学平衡的影响(播放实验视频)
实验原理
Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+
(橙色) (黄色)
实验步骤
实验现象
黄色变为橙色
橙色变为黄色
实验结论
c(H+)增大,平衡向逆反应方向移动
NaOH溶液使c(H+)变小,平衡向正反应方向移动
【讲解】当其他条件不变时:
(1)c(反应物)增大或c(生成物)减小,平衡向正反应方向移动。
(2)c(反应物)减小或c(生成物)增大,平衡向逆反应方向移动。
二:浓度对化学平衡的影响规律的解释
【讲解】1、浓度商:任意状态的浓度幂之积的比值称为浓度商,用Qc表示,如aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g),Qc=Qc=
2、以平衡常数的值为标准,可以判断正在进行的可逆反应是否处于平衡状态,以及将向哪个方向进行最终建立新的平衡。Qc与K相比较:
Qc>K:平衡向逆反应方向移动;
Qc=K:体系恰好处于平衡状态,平衡不移动;
Qc<K:平衡向正反应方向移动。
3、浓度对化学平衡的影响规律的解释
①Qc减小,则Qc<K,平衡向正反应方向移动
②Qc增大,则Qc>K,平衡向逆反应方向移动
三:分析浓度变化对正、逆反应速率的影响
【学生活动】思考并完成相应的问题提问
【题目】在密闭容器中发生如下反应C (s)+H2O(g ) CO(g)+H2(g)△H>0;达到平衡后,增大H2(g)浓度,平衡___________移动;加入C,平衡___________移动。
答案:逆反应方向 不移动
【展示与讲解】PPT14-17,用v-t图像分析浓度变化对化学平衡移动的影响当反应达到平衡后,有关物质的浓度发生改变,其反应速率的变化曲线分别如图所示
【强调】注意:
1、“浓度对化学平衡移动的影响”中的“浓度”是指与反应有关的气体或溶液中参加反应的离子的浓度。
2、对于离子平衡体系,注意离子浓度的改变方式,排除不参与反应的离子的干扰。
3、固体或纯液体的浓度是常数,改变固体或纯液体的量并不影响v正、v逆的大小,平衡不移动。
四:压强变化对化学平衡的影响
【过渡】工业上用适当增加相对廉价的反应物或及时分离出生成物的方法提高产量、降低生产成本。接下来我们来探究压强变化对化学平衡的影响
【展示】实验探究-压强变化对化学平衡的影响(播放实验视频),注意观察实验现象,分析实验结论
【学生】加压:容积减小,原平衡气颜色变深,物质浓度瞬间增大,颜色又变浅,向正反应方向移动,向气体分子数减小方向移动。
减压:容积增大,原平衡气颜色变浅,物质浓度瞬间减小,颜色又变深,向逆反应方向移动,向气体分子数增大方向移动。
【讲解】压强改变与浓度商(Qc)变化、K、化学平衡移动间的关系
五:压强对化学平衡移动的影响规律
【强调】在其他条件不变时:
(1)增大压强,化学平衡向气体体积减小的方向移动。
(2)减小压强,化学平衡向气体体积增大的方向移动。
(3)对于反应前后气体分子数目不变的反应,改变压强平衡不移动。
【讲解】分析压强变化对正、逆反应速率的影响
【生】思考并完成相应的问题提问
【讲解】用v-t图像分析压强对化学平衡移动的影响
在恒温条件下,改变压强对合成氨反应v-t图像的分析:
【讲解】充入“惰性气体”对化学平衡的影响
(1)恒容时,通入稀有气体,压强增大,平衡不移动;恒压时,通入稀有气体,体积增大,平衡向气体体积增大的方向移动。
(2)在恒容容器中,改变其中一种物质的浓度时,必然同时引起压强的改变,但判断平衡移动的方向时,应以浓度的影响进行分析。
(3)对于反应前后气体体积相等的反应[如H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)],当向平衡体系中充入“惰性”气体时,则无论任何情况下平衡都不发生移动。
【课堂练习】
1、 已知:在密闭容器中进行的可逆反应3H2 + N2 2NH3,其正反应是放热反应。下列有关叙述正确的是
A.使用催化剂是为了加快反应速率,提高生产效率
B.升高温度可加快逆反应速率,但不能改变正反应速率
C.N2过量时,H2可100%转化为NH3
D.达到平衡时,H2与NH3的浓度均不再改变,此时v正=v逆=0
【答案】A
【详解】
A. 催化剂能增大反应速率,缩短反应到达平衡的时间,所以能提高生产效率,故A正确;
B. 升高温度,增大活化分子百分数,所以能增大正逆反应速率,故B错误;
C. 可逆反应中存在反应限度,所以反应物不能完全转化为生成物,故C错误;
D. 达到平衡时,H2与NH3的浓度均不再改变,此时v正=v逆,反应并未停止,正逆反应速率不为零,故D错误;
故选A。
【点睛】
明确外界条件对反应速率影响原理是解本题关键,易错选项是A,注意催化剂只能改变反应速率不影响平衡移动,为易错点。
2、对于FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,下列描述不正确的是( )
A.增大FeCl3溶液浓度,溶液的血红色加深
B.增大KSCN溶液浓度,平衡正向移动
C.加入少量KCl固体,溶液颜色几乎不变
D.加入氢氧化钠溶液,溶液的血红色加深
【答案】D
【解析】选项A和B,增大反应物浓度,平衡正向移动,A、B都正确。选项C,加入的KCl与该平衡无关,因为该平衡的实质是Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,平衡不移动,C正确。选项D,氢氧化钠与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀,使平衡逆向移动,溶液的血红色变浅,D错。答案为D。
3、在密闭容器中,反应:xA(g)+yB(g)⇌zC(g),在一定条件下达到平衡状态,试回答下列问题:
(1)若x+y>z,缩小体积,增大压强,则平衡向________方向移动。
(2)若保持体积不变,通入“He”气,则平衡________移动。
(3)若保持压强不变,通入“He”气,平衡向正反应方向移动,则x、y、z的关系为________。
(4)若x+y=z,缩小体积,增大压强,则平衡________移动。
【答案】 (1)正反应 (2)不 (3)x+y<z (4)不
【详解】
(1) 若x+y>z, 则正向反应体积减少,缩小体积,增大压强,反应向着减小压强的方向移动,即向正向移动;
(2)保持体积不变,通入He,不改变密封体系中气体的浓度,反应平衡不改变;
(3)若保持压强不变,通入He,容器体积变大,导致气体的浓度减小,反应速率减小,平衡向气体体积增大的方向移动,所以x+y<z;
(4)若x+y=z,反应前后气体体积不变,缩小体积,增大压强,平衡不移动。
介绍化学平衡移动的概念,并且引导学生思考改变化学平衡的外界条件,锻炼学生对新旧知识的衔接能力。
通过观察法判断浓度与平衡方向的关系
通过简单例题巩固浓度对平衡方向移动的知识
通过视频观察压强对平衡移动的影响
通过相关题目对本节课的知识进行运用
课堂
总结
板书设计
化学平衡的移动
1.改变化学平衡的条件
2.浓度对化学平衡的影响
3.压强对化学平衡的影响
教学设计反思
在教学设计中,我着重强调了化学平衡状态的特征及浓度、压强对化学平衡的影响。首先,通过学生通过实验和讨论,对化学平衡移动的概念和规律有了较好的理解,教学方法的选择有效激发了学生的学习兴趣。随后播放相关视频,让学生直观感受浓度、压强对化学平衡的影响,以增强他们的感性认识。在讲解知识点时,我注重与学生的实际生活相结合,例如讲解工厂会利用平衡移动来取得更高的利益,以激发学生的学习兴趣。最后,通过练习题和实验操作,巩固学生对知识的掌握。
反思:部分学生在理解压力对化学平衡的影响时还有些困难,需要进一步加强讲解和引导。在后续教学中,可以增加更多的实例和练习,帮助学生更好地掌握相关知识,同时加强对个别学生的辅导。
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