2.2 化学平衡 教学设计- 2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

年级

高二年级

学科

化学

教师

课题

第二节  化学平衡（第1课时  化学平衡状态与化学平衡常数）

教学

目标

宏观辨识与微观探析

能从浓度、速率变化的角度描述化学平衡状态的建立过程，理解化学平衡的本质是v(正)＝v(逆)的动态平衡，认识平衡常数K是表征反应限度的一个特征值。

科学思维

通过对457.6℃时H2(g)与I2(g)反应体系实验数据的分析与归纳，建构化学平衡常数的概念模型，发展证据推理与模型认知能力。

科学探究 与创新意识

通过绘制v-t图像与浓度-时间图像，经历“实验数据→定量关系→平衡常数”的探究过程，提升图像分析与数据处理能力。

科学态度 与社会责任

结合高压氧舱治疗CO中毒、工业合成氨等真实情境，体会化学平衡理论在生产、生活中的应用价值，增强社会责任感。

教学

重难点

1.理解化学平衡状态的特征“逆、等、动、定、变”，能判断可逆反应是否达到平衡状态(重点)。

2.知道化学平衡常数的含义，会书写平衡常数表达式，能进行简单计算(重点)。

3.从定性与定量两个角度理解化学平衡状态，建构平衡常数模型(难点)。

教学过程

教师活动

学生活动

导入新课

教师：春夏秋冬、潮涨潮落，大自然的神奇在于它强大的自我调节能力，动态平衡是宇宙间一切事物的根本属性。寒冬里人们围炉取暖，若门窗紧闭，木炭不充分燃烧会产生CO。医院抢救CO中毒患者时，会将病人送入高压氧舱。

教师：CO与血红蛋白的结合会发生反应 Hb(O2)＋CO ⇌ Hb(CO)＋O2，

学生联系生活实际，回忆化学平衡的概念与五大特征，带着问题进入新课学习。

高压氧舱中氧气浓度远高于常压环境。请大家思考：为什么提高O2的浓度，能减少Hb(CO)的生成？这与我们上节课学过的化学平衡有什么关系？

教师：化学平衡状态具有哪些特征？当外界条件改变时，平衡状态会发生什么变化？让我们带着问题进入今天的学习。

新课讲授

一、化学平衡状态的建立与特征

教师：在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应 N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)。请观察如图所示的浓度随时间变化的关系图（图1），分析图a与图b中各物质浓度的变化规律。

图1  合成氨反应中有关物质的浓度随时间变化示意图

教师：图a是从反应物开始投料，随着反应的进行，c(NH3)逐渐增大，c(N2)与c(H2)逐渐减小；图b是从NH3开始投料，情况正好相反。但从某一时刻起（图中红色虚线处），各组分的浓度均不再改变。

教师：浓度不变是否意味着反应停止了？我们再从速率角度观察，如图2所示。

学生观察图像、分析数据，归纳平衡状态的特征；验算数据发现定量规律，建构平衡常数概念，完成对应笔记。

图2  化学平衡建立过程中正、逆反应速率随时间变化示意图

教师：反应开始时c(N2)、c(H2)最大，v(正)最大，此时无NH3，v(逆)＝0；随着反应进行，反应物浓度减小，v(正)逐渐减小，生成物浓度增大，v(逆)逐渐增大；某一时刻v(正)＝v(逆)≠0，各组分的浓度与百分含量保持不变，反应达到了这个条件下的最大限度，我们把这种状态称为化学平衡状态。

板书：化学平衡状态——一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。

二、化学平衡状态的判断

教师：化学平衡状态具有“逆、等、动、定、变”五大特征。“逆”指研究对象是可逆反应；“等”指同一物质的v(正)＝v(逆)≠0；“动”指动态平衡，正、逆反应仍在进行；“定”指各组分浓度与体积分数保持一定；“变”指条件改变时原平衡被破坏，在新条件下建立新平衡。

教师：判断平衡状态的直接标志是“变量不变”：凡原变量随反应进行而变化，当该变量不再改变时即达平衡。例如恒温恒容下，N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)体系气体的总物质的量、总压强、平均摩尔质量不再改变，说明反应达平衡；而恒容下气体密度始终不变，就不能作为平衡标志。

三、化学平衡常数

教师：平衡状态只是定性地描述了反应的限度，限度的大小能不能定量衡量呢？请看下表中的实验数据（457.6℃）。