化學(xué)平衡教案
知識(shí)技能:掌握化學(xué)平衡的概念極其特點(diǎn);掌握化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算。
能力培養(yǎng):培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納,語言表達(dá)與綜合計(jì)算能力。
科學(xué)思想:結(jié)合平衡是相對(duì)的、有條件的、動(dòng)態(tài)的等特點(diǎn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義教育�？茖W(xué)品質(zhì):培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和思維習(xí)慣。
科學(xué)方法:加強(qiáng)新知識(shí)的運(yùn)用,找到新舊知識(shí)的連接處是掌握新知識(shí)的關(guān)鍵。重點(diǎn)、難點(diǎn)化學(xué)平衡的概念極其特點(diǎn)。
教學(xué)過程設(shè)計(jì)
【復(fù)習(xí)提問】什么是可逆反應(yīng)?在一定條件下2molSO2與1molO2反應(yīng)能否得到2molSO3?
【引入】得不到2molSO3,能得到多少摩SO4?也就是說反應(yīng)到底進(jìn)行到什么程度?這就是化學(xué)平衡所研究的問題。 思考并作答:在相同條件下既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)叫做可逆反應(yīng)。SO2與O2的反應(yīng)為可逆反應(yīng)不能進(jìn)行完全,因此得不到2molSO3。 提出反應(yīng)程度的問題,引入化學(xué)平衡的概念。
結(jié)合所學(xué)過的速率、濃度知識(shí)有助于理解抽象的化學(xué)平衡的概念的實(shí)質(zhì)。
【分析】在一定條件下,2molSO2與1molO2反應(yīng)體系中各組分速率與濃度的變化并畫圖。 回憶,思考并作答。
【板書】一、化學(xué)平衡狀態(tài)
1.定義:見課本第9頁
【分析】引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)平衡研究的范圍,達(dá)到平衡的原因與結(jié)果進(jìn)行分析、歸納。 歸納:
研究對(duì)象:可逆反應(yīng)
平衡前提:溫度、壓強(qiáng)、濃度一定
原因:v正=v逆(同一種物質(zhì))
結(jié)果:各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持不變。 準(zhǔn)確掌握化學(xué)平衡的概念,弄清概念的內(nèi)涵和外延。
教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
【提問】化學(xué)平衡有什么特點(diǎn)?
【引導(dǎo)】引導(dǎo)學(xué)生討論并和學(xué)生一起小結(jié)。 討論并小結(jié)。
平衡特點(diǎn):
等(正逆反應(yīng)速率相等)
定(濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)恒定)
動(dòng)(動(dòng)態(tài)平衡)
變(條件改變,平衡發(fā)生變化) 培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力,并進(jìn)行辯證唯物主義觀點(diǎn)的教育。加深對(duì)平衡概念的理解。
討論題:在一定溫度下,反應(yīng)
2NO2 N2O4達(dá)平衡的標(biāo)志是()。
(A)混合氣顏色不隨時(shí)間的變化
(B)數(shù)值上v(NO2生成)=2v(N2O4消耗)
(C)單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物減少的分子數(shù)等于生成物增加的分子數(shù)
(D)壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化
(E)混合氣的平均分子量不變 討論結(jié)果:因?yàn)樵摲磻?yīng)如果達(dá)平衡,混合物體系中各組分的濃度與總物質(zhì)的量均保持不變,即顏色不變,壓強(qiáng)、平均分子量也不變。因此可作為達(dá)平衡的標(biāo)志(A)、(D)、(E)。 加深對(duì)平衡概念的理解,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
【過渡】化學(xué)平衡狀態(tài)代表了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行達(dá)到了最大程度,如何定量的表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度呢?
2.轉(zhuǎn)化率:在一定條件下,可逆反應(yīng)達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),某一反應(yīng)物消耗量占該反應(yīng)物起始量的質(zhì)量分?jǐn)?shù),叫該反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。
公式:a=△c/c始×100% 通過討論明確由于反應(yīng)可逆,達(dá)平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100%。 通過掌握轉(zhuǎn)化率的概念,公式進(jìn)一步理解化學(xué)平衡的意義。
3.平衡的有關(guān)計(jì)算
(1)起始濃度,變化濃度,平衡濃度。
例1 445℃時(shí),將0.1mol I2與0.02mol H2通入2L密閉容器中,達(dá)平衡后有0.03molHI生成。求:①各物質(zhì)的起始濃度與平衡濃度。
②平衡混合氣中氫氣的體積分?jǐn)?shù)。
【小結(jié)】①起始濃度、變化濃度、平衡濃度三者的'關(guān)系,只有變化濃度 引導(dǎo)學(xué)生分析:
I2+H2(氣) 2HI
c始/mol/L 0.01 0.05 0
c變/mol/L x x 2x
c平/mol/L/ 0.015
0+2x=0.015
x=0.0075mol/L
平衡濃度:
c(I2)平=C(I2)始-△C(I2)
=0.05-0.0075
=0.0425mol/L
c(H2)平=0.01-0.0075 通過具體計(jì)算弄清起始濃度、變化濃度、平衡濃度三者之間的關(guān)系,掌握有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算。
教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
才與方程式前面的系數(shù)成比例。
②可逆反應(yīng)中任一組分的平衡濃度不可能為0。
(2)轉(zhuǎn)化率的有關(guān)計(jì)算
例2 02molCO與0.02×100%=4.2%mol水蒸氣在2L密閉容器里加熱至1200℃經(jīng)2min達(dá)平衡,生成CO2和H2,已知V(CO)=0.003mol/(L·min),求平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度及CO的轉(zhuǎn)化率。
【小結(jié)】變化濃度是聯(lián)系化學(xué)方程式,平衡濃度與起始濃度,轉(zhuǎn)化率,化學(xué)反應(yīng)速率的橋梁。因此,抓變化濃度是解題的關(guān)鍵。
(3)綜合計(jì)算
例3 一定條件下,在密閉
容器內(nèi)將N2和H2以體積比為1∶3混合,當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),混合氣中氨占25%(體積比),若混合前有100mol N2,求平衡后N2、H2、NH3的物質(zhì)的量及N2的轉(zhuǎn)化率。
【小結(jié)】方法一是結(jié)合新學(xué)的起始量與平衡量之間的關(guān)系從每種物質(zhì)入手來考慮,方法二是根據(jù)以前學(xué)過的差量從總效應(yīng)列式,方法二有時(shí)更簡(jiǎn)單。 =0.0025mol/L
c(HI)平=c(HI)始+△c(HI)
=0.015mol/L
w(H2)=0.0025/(0.05+0.01)
思考并分析:
CO+H2O CO2+H2
△c(CO)=V(CO)·t
=0.003mol/(L·min)×2min
=0.006mol/L
a=△c/c(始)×100%
=0.006/0.01×100%
=60%
分析
方法一:
設(shè)反應(yīng)消耗xmolN2
N2+3H2 2NH3
△n(始)100 300 0
△n x 3x2 x
n(平)100-x300-3x 2x
(mol)
x=40mol
n(N2)平=100-x=100-40
=60mol
n(N2)平=300-3x=180mol
a=40/100×100%=40%
方法二:設(shè)有xmolN2反應(yīng)
N2+3H2 2NH3 △n
1 2 2
x 2x 2x
鞏固轉(zhuǎn)化率的概念并弄清轉(zhuǎn)化率與變化濃度,速率化學(xué)方程式之間的關(guān)系。
通過一題多解將不同過程的差量計(jì)算與平衡計(jì)算聯(lián)系起來加深對(duì)平衡的理解,加強(qiáng)對(duì)所學(xué)知識(shí)(如差量的計(jì)算,阿伏加德羅定律的計(jì)算)的運(yùn)用,培養(yǎng)學(xué)生綜合思維能力和計(jì)算能力。
強(qiáng)調(diào)重點(diǎn),加強(qiáng)學(xué)法指導(dǎo)。
【課堂小結(jié)】今天我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)了化學(xué)平衡的概念及有關(guān)計(jì)算,比較抽象,希望大家加強(qiáng)練習(xí),以便熟練地掌握平衡的概念。
【隨堂檢測(cè)】1.對(duì)于一定溫度下的密閉容器中,可逆反應(yīng)H2+I2 2HI達(dá)平衡的標(biāo)志是()。
(A)壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化
(B)混合氣的平均分子量一定
(C)生成n mol H2同時(shí)生成2n mol HI
(D)v(H2)=v(I2)
2.合成氨生產(chǎn)中,進(jìn)入塔內(nèi)的氮?dú)夂蜌錃怏w積比為1∶3,p=1.52×107Pa(150atm),從合成塔出來的氨占平衡混合氣體積的16%,求合成塔出來的氣體的壓強(qiáng)。 平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)為:
n(平NH3)/n(平總)×100%
=n(平NH3)/(n始-△n)
=2x/(400-2x)×100%
=25%
x=40mol
(以下計(jì)算與上面相同) 鞏固課堂所學(xué)內(nèi)容。
附:隨堂檢測(cè)答案1.(C)2.1.31×107Pa(129.4atm
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