2022年高中化學（大綱版）第二冊第二章化學平衡 第二節(jié)化學平衡(第一課時)

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1、2022年高中化學（大綱版）第二冊 第二章 化學平衡 第二節(jié)化學平衡(第一課時) ●從容說課 本節(jié)介紹了化學平衡的建立，這既是本節(jié)的教學重點也是本章的教學重點。 掌握化學平衡建立的觀點是很重要的，也具有一定的難度。教學中應(yīng)注意精心設(shè)置知識臺階，采用圖畫和聯(lián)想等方法，幫助學生建立化學平衡的觀點。教材以合成氨工業(yè)為例，指出在化學研究和化工生產(chǎn)中，只考慮化學反應(yīng)速率是不夠的，還需要考慮化學反應(yīng)進行的程度，即化學平衡。建立化學平衡觀點的關(guān)鍵，是幫助學生理解在一定條件下的可逆反應(yīng)中，正、逆反應(yīng)速率會趨于相等。教學中應(yīng)以蔗糖溶解為例指出在飽和溶液中，當蔗糖溶解的速率與結(jié)晶速率相等時，處于溶解平衡

2、狀態(tài)，接著再以一可逆反應(yīng)為例，如 CO+H2O(g) CO2+H2,說明當正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時，就處于化學平衡狀態(tài)。這樣層層引導，通過圖畫等幫助學生聯(lián)想，從而在一定程度上突破化學平衡狀態(tài)建立的教學難點。 組織好本節(jié)的史實討論。19世紀后期，在英國出現(xiàn)的用建筑高大的高爐來減少高爐氣中CO含量的錯誤做法，可以使學生對化學平衡的建立和特征有更深刻的理解，既培養(yǎng)了學生分析實際問題的能力，也訓練了學生的科學學習方法。 教學目標 1. 使學生建立化學平衡的觀點，并通過分析化學平衡的建立，增強學生的歸納和形象思維能力。 2. 使學生理解化學平衡的特征，從而使學生樹立對立統(tǒng)一的

3、辯證唯物主義觀點。 ●教學重點 化學平衡的建立和特征。 ●教學難點 化學平衡觀點的建立。 ●課時安排 二課時 ●教學方法 1. 在教學中通過設(shè)置知識臺階，利用教材的章圖、本節(jié)內(nèi)的圖畫以及多媒體手段演示溶解平衡的建立等，啟發(fā)學生聯(lián)想從而建立化學平衡的觀點。 2. 組織討論，使學生深刻理解化學平衡的特征。 ●教學用具 投影儀、多媒體電腦 ●教學過程 ［引言］化學反應(yīng)速率討論的是化學反應(yīng)快慢的問題，但是在化學研究和化工生產(chǎn)中，只考慮化學反應(yīng)進行的快慢是不夠的，因為我們既希望反應(yīng)物盡可能快地轉(zhuǎn)化為生成物，同時又希望反應(yīng)物盡可能多地轉(zhuǎn)化為生成物。例如在合成氨工業(yè)中，除了需要考慮

4、如何使N2和H2盡快地轉(zhuǎn)變成NH3外，還需要考慮怎樣才能使更多的N2和H2轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3，后者所說的就是化學反應(yīng)進行的程度問題——化學平衡。 ［板書］第二節(jié) 化學平衡 ［師］如果對于一個能順利進行的、徹底的化學反應(yīng)來說，由于反應(yīng)物已全部轉(zhuǎn)化為生成物，如酸與堿的中和反應(yīng)就不存在什么進行程度的問題了，所以，化學平衡的研究對象是可逆反應(yīng)。 ［板書］一、化學平衡的研究對象——可逆反應(yīng) [師]那么什么是化學平衡？化學平衡是如何建立的？下面我們就來討論這一問題。 [板書]二、化學平衡的建立 ［師］大家來考慮這樣一個問題，我現(xiàn)在在一個盛水的水杯中加蔗糖，當加入一定量之后，憑大家的經(jīng)驗，你們覺得會

5、怎么樣呢？ ［生］開始加進去的很快就溶解了，加到一定量之后就不溶了。 ［問］不溶了是否就意味著停止溶解了呢？ ［生］回憶所學過的溶解原理，閱讀教材自學思考后回答：沒有停止。因為當蔗糖溶于水時，一方面蔗糖分子不斷地離開蔗糖表面，擴散到水里去；另一方面溶解在水中的蔗糖分子不斷地在未溶解的蔗糖表面聚集成為晶體，當這兩個相反的過程的速率相等時，蔗糖的溶解達到了最大限度，形成蔗糖的飽和溶液。 ［師］所以說剛才回答說不溶了是不恰當?shù)?，只能說從宏觀上看到蔗糖的量不變了，溶解并沒有停止。我這里把這一過程做成了三維動畫效果，以幫助大家理解溶解過程。 ［多媒體電腦］三維動畫演示一定量蔗糖分子在水中的溶解

6、過程。 ［生］觀看動畫效果，進一步理解溶解過程。 ［師］這時候我們就說，蔗糖的溶解達到了平衡狀態(tài)，此時溶解速率等于結(jié)晶速率，是一個動態(tài)平衡。 ［板書］1. 溶解平衡的建立 開始時v（溶解）＞v(結(jié)晶） 平衡時v（溶解）=v（結(jié)晶） 結(jié)論：溶解平衡是一種動態(tài)平衡 ［師］那么對于可逆反應(yīng)來說，又是怎樣的情形呢？我們以CO和H2O(g)的反應(yīng)為例來說明化學平衡的建立過程。 ［板書］2. 化學平衡的建立 ［師］請大家在下面閱讀教材自學，利用在第一節(jié)中所學的化學反應(yīng)速率的知識，要求把在800℃，1 L容器中的CO和H2O(g)的反應(yīng)情況，用一個時間——速率圖象來表示，并能對圖象的含義作

7、出解釋。 ［學生活動］寫出化學反應(yīng)方程式，因容器體積為1 L所以c(CO)=c(H2O)=0.01 mol·L-1 催化劑 高溫 CO + H2O(g) CO2 + H2 開始濃度 0.01 0.01 0 0 一段時間后0.005 0.005 0.005 0.005 作草圖： 解釋：當反應(yīng)開始時CO和H2O(g)的濃度最大，因而它們反應(yīng)生成CO2和H2的正反應(yīng)速率最大；而CO2和H2的起始濃度為零，因而它們反應(yīng)生成CO和H2O(g)的逆反應(yīng)速率也為零。之后

8、隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)物CO和H2O（g）的濃度逐漸減小，正反應(yīng)速率就逐漸減小；生成物CO2和H2的濃度逐漸增大，逆反應(yīng)速率就逐漸增大，最后二者相等了。 ［引導］大家把這一過程同開始的溶解平衡相比較，看是否有相似的地方。 ［生］分析、比較溶解平衡和剛才的反應(yīng)情況：開始溶解速率大于結(jié)晶速率，后來二者相等了，建立溶解平衡；CO和H2O(g)反應(yīng)，開始v 正＞v逆，后來二者也相等了，恍然大悟，說明可逆反應(yīng)CO+H2O(g) CO2+H2此時也處于平衡狀態(tài)了。 ［師］確實如此，如果外界條件不發(fā)生變化，可逆反應(yīng)進行到一程度的時候，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等了，此時化學反應(yīng)進行到了最大限度，

9、反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化，反應(yīng)物和生成物的混合物就處于化學平衡狀態(tài)了。那么，同樣是這一反應(yīng)，如果在其他條件不變時反過來進行情況會怎么樣。 ［生］閱讀教材，自學，然后朗讀回答：實驗證明，如果不是從CO和H2O(g)開始反應(yīng)，而是各取0.01 mol CO2和0.01 mol H2，以相同的條件進行反應(yīng)，生成CO和H2O(g)，當達到化學平衡狀態(tài)時，反應(yīng)混合物里CO、H2O(g)、CO2、H2各為0.005 mol，其組成與前者完全相同。 ［板書］反應(yīng)開始v正＞v逆 反應(yīng)過程中：v正減少，v逆增大 一定時間后：v正=v逆，可逆反應(yīng)達到平衡，化學平衡建立。 ［師］請大家思考當可逆反

10、應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)是否停止進行了？若停止了說明是一個靜態(tài)平衡；若反應(yīng)還在進行則應(yīng)是一個動態(tài)平衡。 ［生］以溶解平衡作比較，較容易得出結(jié)論：當反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正反應(yīng)和逆反應(yīng)都仍在繼續(xù)進行，只是由于在同一瞬間，正反應(yīng)生成CO2和H2的分子數(shù)和逆反應(yīng)所消耗的CO2和H2的分子數(shù)相等，亦即正逆反應(yīng)的速率相等，故反應(yīng)混合物中各組分的濃度不變，所以說化學平衡是一種動態(tài)平衡。 ［板書］（讓學生讀出化學平衡狀態(tài)的概念，教師板書）二、化學平衡狀態(tài)（化學平衡） 1. 定義：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)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。 ［啟發(fā)］大家能否從化學平衡狀

11、態(tài)的定義中，找出化學平衡有哪些基本特征？ ［生］分析定義，歸納總結(jié)，化學平衡的特征：（1）化學平衡研究的對象是可逆反應(yīng)；（2）達到平衡時正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率；（3）達到平衡時反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變；（4）由于化學平衡狀態(tài)時反應(yīng)仍在進行，故其是一種動態(tài)平衡。 ［師］評價學生總結(jié)結(jié)果。大家還應(yīng)注意化學平衡狀態(tài)是維持在一定條件下的，一旦條件發(fā)生變化，平衡狀態(tài)就將遭到破壞。動態(tài)平衡也體現(xiàn)了辯證唯物主義的基本觀點，即運動是絕對的，而靜止是相對的。 ［板書］2. 特征 （1）條件：一定條件下。 （2）對象：可逆反應(yīng)。 （3）動：動態(tài)平衡。 （4）等：v（正）=v（逆） （5

12、）定：反應(yīng)混合物中各組分濃度保持不變 ［補充說明］通過剛才大家的自學，發(fā)現(xiàn)無論可逆反應(yīng)從反應(yīng)物方向開始，還是從生成物方向開始，只要條件不變，達到平衡狀態(tài)時就是一樣的，所以可以說化學平衡的建立與化學反應(yīng)途徑無關(guān)。 ［板書］3. 化學平衡的建立與途徑無關(guān) ［師］在具體的學習過程中，要判斷一個可逆化學反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，必須充分地利用化學平衡的特征，去靈活地尋找在問題的描述中的各種標志，最根本的原則就是看這些標志能否表明v正=v逆或反應(yīng)混合物的各組分的濃度一定，就可知化學反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)了。 高溫 ［組織討論］讓學生根據(jù)化學平衡的特征分組討論課本P39的討論材料。（使學生進一步深刻理

13、解化學平衡的建立和特征） ［生］在教師引導下對該討論材料進行分析：首先高爐煉鐵的反應(yīng)Fe2O3+3CO 2Fe +3CO2是一個可逆反應(yīng)；其次在增加煉鐵高爐高度后，反應(yīng)物的濃度、反應(yīng)溫度、催化劑等條件均未改變，說明其前提條件與原來相同；再則煉鐵高爐高度的增加，只是增加了CO與鐵礦石接觸的時間，由于條件與原來相同，根據(jù)化學平衡建立的特征，當平衡建立后反應(yīng)混合物的組分將不隨時間的變化而改變。 結(jié)論：這個工程師的這種設(shè)想是錯誤的。不能改變爐氣中CO的濃度。 ［師］那么是不是說這個問題就不能解決了呢？不是的，只要改變維持平衡的某些條件就可以達到減少爐氣中CO濃度的目的。（為化學平衡移動

14、的學習作復筆）關(guān)于這個問題等學習了化學平衡移動原理之后就很容易解決了。 △ ［投影練習］可逆反應(yīng)2NO2 2NO+O2在密閉容器中反應(yīng)，達到平衡狀態(tài)的標志是（ ） ①單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2；②單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時，生成2n mol NO；③用NO2、NO、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分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài) A. ①④⑥ B. ②③⑤ C. ①③④

15、 D. ①②③④⑤⑥ ［解析］①表示v（正）=v（逆），正確。 ②不能表示v（正）=v（逆），不正確。 ③只要發(fā)生反應(yīng)v(NO2)∶v(NO)∶v(O2)=2∶2∶1，錯誤 ④混合氣體顏色不變，說明各物質(zhì)濃度不變，正確 ⑤因不知體積是否變化，因此混合氣體密度不變不能說明已達平衡。 ⑥混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，說明氣體的總物質(zhì)的量不變，說明已達平衡。 ［答案］A ［小結(jié)］本節(jié)課我們以蔗糖溶解平衡的建立為基礎(chǔ)和參照，以CO和H2O(g)為例討論了化學平衡建立的過程，總結(jié)了化學平衡狀態(tài)的基本特征是：一定條件、可逆反應(yīng)、動、等、定等。另外我們通過一個典型例題和對教材中材料的討論，

16、加深了對化學平衡知識的進一步理解。本節(jié)課的重點是理解和掌握化學平衡的建立和基本特征。 ［布置作業(yè)］P40一、二 ●板書設(shè)計 第二節(jié) 化學平衡 一、化學平衡的研究對象——可逆反應(yīng) 二、化學平衡的建立 1. 溶解平衡的建立 開始時v（溶解）＞v（結(jié)晶） 平衡時v（溶解）=v（結(jié)晶）(特征)。 結(jié)論：溶解平衡是一種動態(tài)平衡 2. 化學平衡的建立 反應(yīng)開始：v（正）＞v（逆） 反應(yīng)過程中：v（正）減小，v（逆）增大。 一定時間后：v（正）=v（逆），可逆反應(yīng)達到平衡，化學平衡建立。 二、化學平衡狀態(tài)（化學平衡） 1. 定義：是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反

17、應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。 2. 特征 （1）條件：在一定條件下 （2）對象：可逆反應(yīng) （3）動：動態(tài)平衡 （4）等：v（正）=v（逆） （5）定：反應(yīng)混合物各組分濃度保持不變 3. 化學平衡的建立與途徑無關(guān) ●教學說明 化學反應(yīng)速率及化學平衡知識都是很抽象的，在教學中只能從同學們所熟悉的蔗糖溶解平衡的建立入手，逐步設(shè)置知識臺階，應(yīng)用所學的化學反應(yīng)速率的知識，對可逆反應(yīng)CO+H2O(g) CO2+H2的數(shù)據(jù)作圖象分析，慢慢地導入化學平衡的建立?；瘜W平衡的觀點建立了，化學平衡的特征就順理成章地總結(jié)出來了。最后為了加深同學們對化學平衡知識的理

18、解和運用，進行了分組討論實際問題和一個典型例題，使同學們對知識的掌握符合由淺入深、由表及里的規(guī)律。 ［參考練習］ 1. 對于可逆反應(yīng)M+N Q達到平衡時，下列說法正確的是（ ） A. M、N、Q三種物質(zhì)的濃度一定相等 B. M、N全部變成了Q C. 反應(yīng)混合物各成分的百分組成不再變化 D. 反應(yīng)已經(jīng)停止 答案：C 2. 在一定條件下，某容器中充入N2和H2合成NH3，以下敘述中錯誤的是（ ） A. 開始反應(yīng)時，正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為零 B. 隨著反應(yīng)的進行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后正反應(yīng)速率減小為零 C. 隨著反應(yīng)的進行逆反應(yīng)速率逐漸增大，最后

19、保持恒定 D. 隨著反應(yīng)的進行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后與逆反應(yīng)速率相等且都保持恒定 答案：B 3. 對一定條件下，在密閉容器中已達到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)：NO2+CO NO+CO2下列說法中不正確的是（ ) A. 平衡體系中氣體總的物質(zhì)的量等于開始反應(yīng)時體系中氣體總的物質(zhì)的量 B. 從開始反應(yīng)至達到平衡狀態(tài)，容器內(nèi)壓強始終保持不變 C. 達到平衡時，NO2、CO2、NO、CO的物質(zhì)的量均相等 D. 達到平衡時，NO和CO2的物質(zhì)的量之和等于NO2和CO的物質(zhì)的量之和 答案：CD 4. 下列哪種說法可以證明反應(yīng)N2+3H2 2NH3已達到平衡狀態(tài)（ ） A. 1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵形成 B. 1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵斷裂 C. 1個N≡N鍵斷裂的同時，有6個N—H鍵斷裂 D. 1個N≡N鍵斷裂的同時，有6個N—H鍵形成 答案：AC