内容正文:
高中化学选择性必修一第二章第二节
《化学平衡常数》教学设计
一、教材分析
本节内容通常位于鲁科版高中化学选择性必修1《化学反应原理》第二章《化学反应的方向、限度与速率速率》的第二节。
它是化学平衡理论的定量化与核心内容,是从定性判断(勒夏特列原理)到定量计算的飞跃,也是后续学习水的离子积、溶度积等常数的基础,具有承上启下的关键作用。
2、 学情分析
学生已经学习了化学反应速率、可逆反应、化学平衡状态的定义与特征(动、定、变),有了一定的理论基础,能够从定性角度分析平衡移动方向(勒夏特列原理)。其中的难点在于从“定性”到“定量”思维的转变存在困难,容易混淆“浓度商Q”与“平衡常数K”,对平衡常数“只与温度有关”这一深刻内涵理解不足。
三、教学目标
1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量,知道化学平衡常数的含义。
2.能书写平衡常数表达式,能进行平衡常数的简单计算。
3.能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。
重难点:
1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量,知道化学平衡常数的含义。
2.能书写平衡常数表达式,能进行平衡常数的简单计算。
四、教学手段
1、PPT演示
2、任务驱动
3、交流研讨,各做交流
五、教学过程
【复习回顾】
1.化学平衡研究的反应是:
2.可逆反应特点:
3.化学平衡状态:
【任务一】表中所列为测量反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)在1473 K时各物质的初始浓度和平衡浓度所获得的数据。
根据表中的实验数据计算平衡时的值,分析计算所得数据,寻找其中的规律。
【交流研讨一】
分析实验数据,思考下列问题:
(1)相同温度,达到化学平衡状态时 的数值相同吗?
(2)这个常数与反应的起始浓度大小有关吗?
(3)这个常数与正向建立还是逆向建立平衡有关系吗?
【任务二】验证你所获得的规律,你还能获得哪些结论。
在698.6 K 时,I2(g)+H2(g)2HI(g)各物质的初始浓度和平衡浓度如下。
学生1:计算的值。学生2:计算的值。
【归纳】
一、化学平衡常数
1.定义:在一定温度下的可逆反应达到平衡状态时,生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡
浓度的幂之积的比值是一个常数,这个常数称为化学平衡常数,简称平衡常数(K)
2.符号及表达式:对于可逆反应a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g)
K =
【注意】
①化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度
②固体、纯液体不写入平衡常数表达式(因其浓度固定不变)
③一定温度下,对某一化学反应方程式,平衡常数的数值与反应的过程无关
3.影响因素:T
【任务二】验证你所获得的规律,你还能获得哪些结论。
19.39
19.02
7.81
7.57
结论:温度一定时,计算结果为常数。温度不同,数值不同。
【交流研讨二】写出下表中各反应的平衡常数表达式和单位
结论: 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变,则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变。
对于一可逆反应,正反应与逆反应的平衡常数互为倒数,若系数变为原来的n倍,平衡常数变为原来的n次方。
4、应用
平衡常数的表达式与方程式的书写相对应
多重平衡规则两个方程式相加,K相乘
两个方程式相减,K相除
例如: 2NO(g) + O2(g) ⇌2NO2(g) K1
2NO2(g) ⇌N2O4 (g) K2
2NO(g) +O2(g) ⇌N2O4 (g) K3
K 3 = K1 * K2
5、意义
【任务三】分析不同反应的K 值,你认为K 值大小与反应进行的程度存在怎样的关系?
化学平衡常数可定量地衡量化学反应进行的程度。
K 值越大,表示反应正向进行的程度越大。
【任务四】1473 K 时,密闭容器内发生如下反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),如果按②和③的起始浓度投料,对应的状态是平衡状态吗?如果不是,请分别判断反应将向哪个方向进行?
【模型构建】
Q = K 体系处于化学平衡。
一定温度时 Q < K 反应正向进行。
Q > K 反应逆向进行。
【总结】 (1)判断反应进行的程度
(2)判断可逆反应是否达到化学平衡状态
(3)预测反应进行的方向
【随堂练习】
1.关于化学平衡常数的叙述正确的是(C)
A.温度一定,一个化学反应的平衡常数不是一个常数
B.两种物质反应,不管怎样书写化学方程式,平衡常数不变
C.温度一定时,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数
D.生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积的比值小于K时,v(正)<v(逆)
2.298 K时,各反应的平衡常数如下:
①N2(g)+O2(g)2NO(g) K=1×10-30
②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) K=2×1081(mol·L-1)-1
③2CO2(g)2CO(g)+O2(g) K=4×10-92mol·L-1
则常温下,NO、H2O、CO2三种化合物分解放氧的倾向最大的是(A)
A.① B.② C.③ D.无法判断
3.某温度下,反应2A(g)+B(g)2C(g)的平衡常数K1=50,在同一温度下,反应2C(g)2A(g)+B(g)的平衡常数K2为(C)
A.2 500 B.50 C.0.02 D.0.002
【板书设计】
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eq \f(c\o\al(c,平)C·c\o\al(d,平)D,c\o\al(a,平)A·c\o\al(b,平)B)
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