視頻標簽：化學平衡常數

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視頻課題：高中化學人教版選修四《化學平衡常數》甘肅

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高中化學人教版選修四《化學平衡常數》甘肅省蘭州第一中學

教學目標
(一)知識與技能目標
1.學生能正確理解化學平衡常數的含義,認識到可以用平衡常數來定量的表達化學反應限度,并學會正確書寫給定反應的平衡常數表達式;
2.學生通過分析各種反應限度的有關數據,認識到一個反應在同一溫度下可以有不同的化學平衡狀態,但其平衡常數只有一個,即各物質的濃度關系只有一個;
3.學生通過對實驗數據的分析,知道化學平衡常數只與溫度有關而與濃度、壓強等無關;
4.學生知道濃度商的概念,并能夠通過簡單的計算,運用Qc和K的關系,判斷化學反應進行的方向。
(二)過程與方法目標
1.學生通過對相同溫度時,不同起始濃度下平衡數據的分析,尋找平衡時反應物和生成物濃度之間的關系,建立對平衡常數的認識過程,進而獲得平衡常數表達式的表示方法;
2.學生通過對各種數據資料的分析和處理,讓數據分析支撐認識的發展,提高獲取和處理信息的能力及分析推理能力,懂得在不具備條件做實驗的時候,從經驗事實數據也能獲取新知識的方法,同時形成從定性到定量認識化學平衡的思維方法。
(三)情感態度與價值觀目標
1.學生通過對平衡常數的討論,初步認識到其價值在于:預測在一定條件下可逆反應能夠進行的程度,并從中體會到理論對實踐的指導作用;
2.學生通過積極參與課堂活動,提高歸納概括能力、口頭表達能力和合作交流意識。
2學情分析
    學生通過之前對化學平衡狀態的學習,已經知道:可逆反應進行到一定程度后即達到化學平衡狀態,但還不知道如何對其進行定量描述。尤其是對“平衡狀態時,各組分濃度不再變化”這一特征的理解容易形成一些錯誤的認識。表面上是學生對化學平衡認識不夠深刻,實則是缺乏對化學平衡本質的認識。為此,需要通過對化學反應中各組分濃度變化的分析,引導學生歸納、總結出反映化學平衡本質的化學平衡常數K。
    因此,通過本節課學習,進一步引導學生建立利用濃度商Q 可化學平衡常數K的關系分析平衡移動的思路,進而以平衡常數K 為工具對以后將要學習的各類平衡進行分析,并使學生對化學反應限度的認識由定性認識上升到定量認識,由孤立地認識化學反應限度發展到關注環境的影響,由靜態認識化學平衡上升到動態認識化學平衡,應該是本節課需要解決的關鍵所在。
3重點難點
(一)教學重點
化學平衡常數的概念和表達式書寫規則;利用Qc與K判斷反應進行的方向。
(二)教學難點
化學平衡常數概念的建立
(三)難點突破策略
精心設計表格,充分發揮數據的功能,向數字尋求幫助,讓數據支撐結論,從不同化學平衡狀態出發,對數據進行處理與分析,層層遞進,建構化學平衡常數的概念和表達式。
4板書設計
(見課件最后一頁)
[設計意圖] 緊緊圍繞化學平衡常數所涉及的三個方面的主要知識,我采用線索式和總分式(括弧式)相結合的板書形式,力求做到:重點突出、詳略得當、層次分明、條理清晰、布局合理,使教材的梗概一目了然地展現在學生面前,便于學生對本節課的內容有一個完整的,系統的認識,抓住要領,掌握學習內容的層次和結構。事實也證明,學生對這種形式的板書比較歡迎,因為這種板書對比直觀、鮮明,對于復雜的過程能起到化繁為簡的作用,它能使學生印象深刻,便于記憶,增加思維的積極性和持續性。
5教學過程
5.1 第一學時
5.1.1教學目標
(一)知識與技能目標
1.學生能正確理解化學平衡常數的含義,認識到可以用平衡常數來定量的表達化學反應限度,并學會正確書寫給定反應的平衡常數表達式;
2.學生通過分析各種反應限度的有關數據,認識到一個反應在同一溫度下可以有不同的化學平衡狀態,但其平衡常數只有一個,即各物質的濃度關系只有一個;
3.學生通過對實驗數據的分析,知道化學平衡常數只與溫度有關而與濃度、壓強等無關;
4.學生知道濃度商的概念,并能夠通過簡單的計算,運用Qc和K的關系,判斷化學反應進行的方向。
(二)過程與方法目標
1.學生通過對相同溫度時,不同起始濃度下平衡數據的分析,尋找平衡時反應物和生成物濃度之間的關系,建立對平衡常數的認識過程,進而獲得平衡常數表達式的表示方法;
2.學生通過對各種數據資料的分析和處理,讓數據分析支撐認識的發展,提高獲取和處理信息的能力及分析推理能力,懂得在不具備條件做實驗的時候,從經驗事實數據也能獲取新知識的方法,同時形成從定性到定量認識化學平衡的思維方法。
(三)情感態度與價值觀目標
1.學生通過對平衡常數的討論,初步認識到其價值在于:預測在一定條件下可逆反應能夠進行的程度,并從中體會到理論對實踐的指導作用;
2.學生通過積極參與課堂活動,提高歸納概括能力、口頭表達能力和合作交流意識。
5.1.2學時重點
(一)教學重點:化學平衡常數的概念和表達式書寫規則;利用Qc與K判斷反應進行的方向。
5.1.3學時難點
(二)教學難點
化學平衡常數概念的建立
(三)難點突破策略
精心設計表格,充分發揮數據的功能,向數字尋求幫助,讓數據支撐結論,從不同化學平衡狀態出發,對數據進行處理與分析,層層遞進,建構化學平衡常數的概念和表達式。
5.1.4教學活動
活動1【導入】環節一：新課引入
【引入】提問:什么是化學平衡狀態?化學平衡狀態時各物質的濃度保持不變,它們之間是否存在著某種定量關系呢?這節課我們就來探討這個問題。
[設計意圖] 鞏固舊知,為新知學習鋪墊;提出本節課的學習任務,激發學生學習積極性。
 
活動2【講授】環節二：化學平衡常數概念的建立
1.化學平衡常數的概念及表達式
(指導學生分工合作,分析、處理數據,生成“化學平衡常數”的概念,并總結出化學平衡常數表達式的書寫通式。)
【活動探究】探究平衡態時各物質濃度之間的關系
(1)已知反應CO(g)+H₂O(g) =H₂(g)+CO₂(g),在800 ℃時用不同起始濃度的CO(g)、H₂O(g)、CO₂(g)、H₂(g)進行反應,平衡后測得以下實驗數據。

	起始濃度/mol·L-1				平衡濃度/mol·L-1				平衡時	平衡時
	CO	H2O	H2	CO2	CO	H2O	H2	CO2	[c(H2)+c(CO2)]/ [c(CO)+c(H2O)]	[c(H2)·c(CO2)]/ [ c(CO)·c(H2O)]
1	1	2	0	0	0.333	1.333	0.667	0.667
2	0.333	2	0.667	0.667	0.273	1.940	0.727	0.727
3	1	0.333	0.667	0.667	0.758	1.091	0.909	0.909
4	0	0	1	2	0.667	0.667	0.333	1.333

 
 ①請計算填寫表中空格。
②討論:分析上述數據,你能得出什么結論?
(2)已知反應H₂ (g)+I₂ (g) =2HI (g),在425.6 ℃時用不同起始濃度的H₂、I₂(g)、HI進行反應,平衡后測得以下實驗數據。
 

	起始濃度/mol·L-1			平衡濃度/mol·L-1			平衡時	平衡時
	H2	I2	HI	H2	I2	HI	[c(H2)·c(I2)]/c(HI)	[c2(H2)·c(I2)]/c(HI)
1	0.01067	0.01196	0	0.001831	0.003129	0.01767
2	0.01135	0.009044	0	0.003560	0.001250	0.01559
3	0	0	0.01069	0.001141	0.001141	0.008410
4	0.01	0.01	0.01	0.003194	0.003196	0.02359

①請計算填寫表中空格。
②討論:分析上述數據,你能得出什么結論?
[設計意圖] 體會濃度數據作為表征平衡狀態的指標,具有易測量、可追蹤的特點;培養獲取和處理信息的能力及合作意識。
2.化學平衡常數表達式的書寫規則
【提出問題】K的表達式都與哪些因素有關?書寫K的表達式時有哪些注意事項?
【活動探究】探究平衡常數表達式的書寫規則
(1)寫出下列反應的平衡常數表達式,并判斷K的單位,總結書寫K的表達式時應注意的事項。
①2SO₂(g) + O₂(g) =2SO₃(g)  K=                
②CaCO₃(s)= CaO(s)+CO₂(g)  K=                
③Cr₂O₇ ^2-+H₂O =2CrO₄^2-+2H⁺  K=                
(2)373K時,N₂O₄和NO₂的平衡體系:
N₂O₄(g) =2NO₂(g)   K₁=             
2N₂O₄(g) =4NO₂(g)  K₂=                      K₁、K₂、K₃之間的關系式:              
2NO₂(g)= N₂O₄(g)   K₃=             
【歸納總結】K表達式書寫規則:
①K有單位,但較復雜,通常由具體反應而定;K的單位不唯一,一般不寫。
②K表達式中各濃度須為平衡濃度,且固體和純液體不列入表達式;
③反應方向或化學計量數改變都會導致K的改變,即K的表達式與反應方向和計量數有關。
[設計意圖]認識化學平衡常數是用體系中各物質濃度整體表示的一種經驗公式,并知道化學平衡常數表達式的書寫規則。
活動3【講授】環節三：化學平衡常數的影響因素
【活動探究】探究影響化學平衡常數的因素
閱讀課本P28~29的表格,分析表中的數據,并與學案 “活動探究1”中的第2題比較,你能得出什么結論?
【歸納總結】(引導學生進行數據分析,對影響化學平衡常數的因素作出準確判斷):
①K只是一個與溫度有關的函數,只要保持反應體系的溫度不變,達到化學平衡狀態后,K為一常數,溫度發生變化,K值也發生變化。
②K與反應的起始濃度大小(或壓強等)無關,即與平衡建立的過程(正向建立還是逆向建立平衡)無關;
[設計意圖] 進一步從數據角度定量認識化學平衡常數,進一步培養獲取和處理信息的能力及合作意識。
活動4【講授】環節四：化學平衡常數的意義
1.濃度商的概念
【講述】在一定溫度下的任意時刻,生成物濃度冪之積除以反應物濃度冪之積所得的商,叫做該反應的濃度商(Q_c)。化學平衡常數實質是指平衡時的濃度商。
[設計意圖]學生建立對濃度商Q_c的含義的認識。
2.化學平衡常數的應用
【提出任務】研究化學平衡常數有何實際意義?
【活動探究】探究化學平衡常數的意義
1.①已知:1000 K 時,反應C(s)+2H₂(g)=CH₄(g) 的 K=8.28×10⁷,當各氣體物質的量濃度分別為H₂:0.7 mol·L^-1、CH₄:0.2 mol·L^-1時,該反應(   )
A.正向移動        B.逆向移動        C.達到平衡        D.無法確定
②試利用Qc和K的關系解釋上節課實驗結論:其他條件不變時,增大反應物濃度,平衡向正方向移動。
2.分析下列兩組數據,判斷哪個反應向正方向進行的程度大?并思考:K的大小與反應進行的程度有什么關系?
①25 ℃時:H₂ (g)+Cl₂(g)=2HCl(g)  K = 5.3×10¹⁶
②25 ℃時:N₂ (g)+2CO₂(g)=2CO(g)+2NO (g)  K = 1×10^-59
3.在一定體積密閉容器中,進行如下反應:CO₂(g)+H₂(g)=CO(g) +H₂O(g),其平衡常數K和溫度T的關系如下表,則該反應正反應為 反應(填“吸熱”或“放熱”)。

T/ºC	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

【歸納總結】研究化學平衡常數的意義:
①可利用Q_c和K 關系判斷反應進行的方向:Q_c<K ,反應向右進行;Q_c=K,達平衡狀態;Q_c>K,反應向左進行。
②可定量表示反應的限度。
③判斷反應的熱效應:若升溫,K 值增大,則正反應方向為吸熱反應;反之亦然。
[設計意圖] 從定量的角度體會研究平衡常數的意義,對平衡移動認識從感性上升到理性。
活動5【活動】環節五：【課堂小結】
結合板書和“學習目標”,總結本節課所學內容。
1.化學平衡常數的概念;
2.平衡常數表達式的書寫規則;
3.平衡常數的意義。
 [設計意圖]梳理主干知識,構建知識體系。
活動6【作業】環節六：布置作業
1.對于可逆反應C (s)+CO₂ (g) =2CO (g),在一定溫度下其化學平衡常數為K,下列條件的變化中,能使K發生變化的是(   )
 A.將C (s)的表面積增大 B.增大體系的壓強  C.升高體系溫度     D.使用合適催化劑
2.已知:t ºC 時,2NO (g) + O₂ (g)= 2NO₂(g)  K₁
                              2NO₂ (g) N₂O₄(g)  K₂
  則該溫度下,反應2NO (g) +O₂(g) =N₂O₄ (g)的K =                        (用K₁和K₂的關系式表示)。
3.在一定溫度下,某容積為1L的容器中發生可逆反應N₂(g)+3H₂(g) =2NH₃,已知平衡時N₂和NH₃的物質的量濃度均為4mol·L^-1,且該溫度下的平衡常數K=4。此時若保持容器體積和溫度不變,向其中再各通入1mol N₂、H₂和NH₃,則該反應(   )
A.向右移動           B.向左移動         C.不移動          D.無法確定
4.高爐煉鐵中發生的反應之一如下:FeO(s)+CO(g)= Fe(s)+CO₂(g)(△H>0)。
①寫出該反應的平衡常數表達式K=                ;
②若升高溫度,則平衡常數K值將         (填“增大”、“減小”或“不變”);
③已1100℃時,該反應的平衡常K=0.263,若測得高爐中c(CO₂)=0.025mol/L,c(CO)=0.1mol/L,在這種情況下,該反應       (填“是”或“沒有”)處于化學平衡狀態,此時化學反應速率是v(正)      v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”),其原因是                 。
 

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