1、第第二二章章 化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡第三节第三节 化学平衡化学平衡 第第2 2课时课时教材分析教材分析一学情分析学情分析二教学与评价目标教学与评价目标三教学过程教学过程四教学反思教学反思五要求理解化学反应有一定的限度，在一定条件下，要求理解化学反应有一定的限度，在一定条件下，达到达到限度限度即达到化学平衡状态，理解即达到化学平衡状态，理解化学平衡状态化学平衡状态的特征。不要求平衡移动规律的特征。不要求平衡移动规律K定量描述定量描述化学反应的化学反应的限度限度，化学平衡的，化学平衡的特征，会用平衡移动规律解释相关问题；特征，会用平衡移动规律解释相关问题；预测预测及及调控调控
2、化学反应。化学反应。能应用化学平衡移动原理分析能应用化学平衡移动原理分析水溶液水溶液中的平衡体系中的平衡体系应用平衡移动规律解决应用平衡移动规律解决某些综合性化学问题某些综合性化学问题化学化学2 2化学反应速率化学反应速率和反应限度和反应限度化学反应原理化学反应原理化学平衡化学平衡教材分析教材分析一化学平衡知识发展脉络化学平衡知识发展脉络第三节第三节 化学平衡化学平衡1.1.化学平衡状态和限度化学平衡状态和限度2.2.化学平衡常数的建立化学平衡常数的建立3.3.化学平衡移动原理化学平衡移动原理4.4.化学平衡的实际应用化学平衡的实际应用教材分析教材分析一本课时的作用和地位本课时的作用和地位 化
3、学反应的限度进行定量描述，促化学反应的限度进行定量描述，促进学进学生对化学反应限度的认识生对化学反应限度的认识； 为后续学习平衡移动、水溶液中的离子为后续学习平衡移动、水溶液中的离子平衡等做理论基础。平衡等做理论基础。 起到承上启下的作用。起到承上启下的作用。平衡移动规律平衡移动规律沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡电离平衡电离平衡（稀释时（稀释时电离平衡电离平衡的移动）的移动）盐类的水解平衡盐类的水解平衡（稀释时盐类水（稀释时盐类水解平衡的移动）解平衡的移动）水的电离平衡水的电离平衡 （K Kw w）学情分析学情分析二 知识储备知识储备能力水平能力水平 了解可逆反应与不可逆反应的概念，了解可逆反应与不
4、可逆反应的概念， 理解化学平衡状态的基本概念，理解化学平衡状态的基本概念， 能定性判断化学平衡状态。能定性判断化学平衡状态。教学与评价目标教学与评价目标三（1 1）通过化学史的简单了解和数据探究，初步认识到）通过化学史的简单了解和数据探究，初步认识到“ “ 化学平衡常化学平衡常数数”的深刻内涵，加深对科学本质的认识，感悟化学学科价值。的深刻内涵，加深对科学本质的认识，感悟化学学科价值。（2 2 ）通过数据探究能明确指出平衡常数的意义，进一步认识可逆反）通过数据探究能明确指出平衡常数的意义，进一步认识可逆反应的含义。应的含义。（3 3）通过对）通过对 “ “ 生产效率生产效率”的讨论，在数据探究
5、中获得的讨论，在数据探究中获得 “ “ 转化率转化率”概念，能进行平衡常数和平衡转化率的简单计算，了解概念，能进行平衡常数和平衡转化率的简单计算，了解 “ “ 化学平衡化学平衡常数常数”和和 “ “ 平衡转化率平衡转化率”在工业生产上的重要价值。在工业生产上的重要价值。教教 学学 目目 标标评评 价价 目目 标标（1 1）通过平衡常数概念的初步建立，诊断学生数据分析和总结的能力，）通过平衡常数概念的初步建立，诊断学生数据分析和总结的能力，（2 2）通过平衡常数概念的深度理解，诊断学生对比、类比和分析的能力）通过平衡常数概念的深度理解，诊断学生对比、类比和分析的能力（3 3）通过平衡常数概念的功
6、能和价值体会，诊断学生的理解能力和）通过平衡常数概念的功能和价值体会，诊断学生的理解能力和 全面考虑实际问题的能力。全面考虑实际问题的能力。教学过程教学过程四【环节环节1 1】平衡常数概念的】平衡常数概念的提出背景提出背景 随着第一次工业革命的迅猛发展，随着第一次工业革命的迅猛发展，诸如化学反应为什么能够发生，诸如化学反应为什么能够发生， 往哪个方向进行，往哪个方向进行， 能进行到什么程度，能进行到什么程度， 如何才能高效地获得预期产品，如何才能高效地获得预期产品， 如何能提高生产效率等问题如何能提高生产效率等问题催生了催生了化学动力学和热力学化学动力学和热力学；让学生体会到化学平让学生体会到
7、化学平衡常数及相关内容在衡常数及相关内容在化学学科和工业生产化学学科和工业生产上的重要价值和意义。上的重要价值和意义。社会责任：社会责任：深刻理解化学、技术、深刻理解化学、技术、社会之间的关系，赞社会之间的关系，赞赏化学对社会发展的赏化学对社会发展的重大贡献。重大贡献。教学过程教学过程四 丰富学生体验，丰富学生体验，让学生站在历史角度让学生站在历史角度深刻认识化学学科的深刻认识化学学科的意义和价值。意义和价值。 有助于学生对科有助于学生对科学知识、科学方法和学知识、科学方法和科学精神的全面理解科学精神的全面理解和感悟。和感悟。【环节环节1 1】平衡常数概念的】平衡常数概念的提出背景提出背景表表
8、1 800 CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g)起始浓度起始浓度(mol/L)平衡浓度平衡浓度(mol/L) 平衡平衡浓度关系浓度关系c (CO) c (H2O) c (CO2) c (H2) c (CO) c (H2O) c (CO2) c (H2)11000.50.50.50.512000.331.330.670.671100000.0199.010.990.9900110.50.50.50.5教学过程教学过程四【 环节环节 2 2】平衡常数概念的初步】平衡常数概念的初步建立建立观察下表，找出各物质平衡浓度之间的关系。观察下表，找出各物质平衡浓度之间的关系。试
9、着试着写出你的数学表达式写出你的数学表达式表表1313的功能：的功能： 经过数据分析和实践检验经过数据分析和实践检验让化学平衡常数概念自然地、让化学平衡常数概念自然地、顺利地建立。顺利地建立。 同时总结出同时总结出K K的特点：的特点： 与反应的起始浓度大小无关；与反应的起始浓度大小无关； 与平衡建立的过程无关。与平衡建立的过程无关。起始浓度起始浓度/molL1平衡浓度平衡浓度/molL1平衡浓度关系平衡浓度关系c(NO2)c(N2O4)c(NO2)c(N2O4)2.0010206.321036.841033.0010208.001031.1010202.001029.461031.52102
10、00.1002.281028.86102c(N2O4)c(NO2)1.08 1.38 1.61 3.89 c(N2O4)c2(NO2)1.71102 1.72102 1.70102 1.70102 教学过程教学过程四【 环节环节 2 2】平衡常数概念的初步】平衡常数概念的初步建立建立表表2 298K 2NO2(g) N2O4(g)组别起始时各物质浓度起始时各物质浓度 ( (1010-3 -3 mol/L )mol/L )平衡时各物质浓度平衡时各物质浓度 ( (1010-3 -3 mol/L )mol/L )平衡平衡浓度浓度关系关系H2I2HIH2I2HI11.976.94405.6170.59
11、3612.7012.289.96403.8411.52416.8712.018.40304.5809.7331.4860015.201.6961.69611.810012.871.4331.43310.000037.774.2134.21329.34表表3 457.6 H2 (g)I2 (g) 2HI (g) 48.3848.6148.7148.4849.5449.5448.81教学过程教学过程四【 环节环节 2 2】平衡常数概念的初步】平衡常数概念的初步建立建立教学过程教学过程四【 环节环节 3 3】平衡常数概念的】平衡常数概念的深度理解深度理解组组别别起始时浓度起始时浓度mol/L457.
12、6平衡时浓度平衡时浓度mol/L457.6 平衡时平衡时c (H2)c(I2)c (HI)c (H2)c(I2)c (HI)10.011350.0090400.004560.001950.0085948.382000.016550.003390.003390.0097748.48c2(HI) c(H2) c(I2) 组组别别起始时浓度起始时浓度mol/L425.6平衡时浓度平衡时浓度mol/L425.6 平衡时平衡时c (H2)c(I2)c (HI)c (H2)c(I2)c (HI)30.010670.0119600.0018310.0031290.0176754.54000.010690.0
13、011410.0011410.00841054.6c2(HI) c(H2) c(I2) 表表4 H2 (g)I2 (g) 2HI (g) 表表4646的功能：的功能： 总结出总结出K K的特点的特点3 3：即温度不变时是个常数即温度不变时是个常数 同时为后面理解温度同时为后面理解温度影响平衡移动做铺垫。影响平衡移动做铺垫。 T / 7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6表表5 CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g)温度改变温度改变平衡常平衡常数改变数改变化学反应限度改变化学反应限度改变教学过程教学过程四【 环节环节 3 3】平衡常数概
14、念的】平衡常数概念的深度理解深度理解初始浓度初始浓度(mol/L)平衡浓度平衡浓度(mol/L)平衡常数平衡常数c(N2) c(H2) c(NH3) c(N2) c(H2) c(NH3)K500有催化剂有催化剂2.484.3401.852.431.270.0608500无无催化剂催化剂0.8300.4271.000.510.0870.0608480有催化剂有催化剂2.824.1602.182.261.270.0640550有催化剂有催化剂2.364.4801.732.581.270.0540表表6 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)教学过程教学过程四【 环节环节 3 3】平衡常数概念
15、的】平衡常数概念的深度理解深度理解平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关例如，在某温度下：例如，在某温度下：N2+3H2 2NH32NH3 N2+3H2 N2 + H2 NH31232教学过程教学过程四【 环节环节 3 3】平衡常数概念的】平衡常数概念的深度理解深度理解)H(c)N( c)NH(cK232321)NH(c)H(c)N(cK322322)H(c)N(c)NH(cK/22322133K1 = 1/K2 = K32(4)(4)平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关2 2、化学平衡常数的特点：、化学平衡常数的特
16、点： (1) (1)常数与反应的起始浓度大小无关；常数与反应的起始浓度大小无关； (2) (2)常数与正向建立还是逆向建立平衡无关，常数与正向建立还是逆向建立平衡无关， 即与平衡建立的过程无关。即与平衡建立的过程无关。 (3) (3)温度不变时为常数，与浓度、催化剂等无关。温度不变时为常数，与浓度、催化剂等无关。1 1、平衡常数数学表达式：、平衡常数数学表达式：可逆反应可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g) )()()()(BcAcDcCcKnmqp教学过程教学过程四【 环节环节 3 3】平衡常数概念的】平衡常数概念的深度理解深度理解 经过数据比较、经过数据比较、分析和实
17、践检验让化分析和实践检验让化学平衡常数概念立体学平衡常数概念立体化，自然地、顺利地化，自然地、顺利地融入到学生原有的知融入到学生原有的知识体系当中。识体系当中。化学反应化学反应K K反应程度反应程度2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)(570K)1059正反应可接近完全正反应可接近完全2NO2 (g) N2O4 (g) (298K) 6.8正、逆反应相当正、逆反应相当N N2 2(g)+O(g)+O2 2(g) 2NO(g) (g) 2NO(g) (298K)(298K)1 11010-30-30正反应几乎不发生正反应几乎不发生观察下列表格，分析平衡常数观察下列表格，分析平衡
18、常数K K和反应之间的关系。和反应之间的关系。（2）研究研究K K值介于值介于1010-5-510105 5之间的可逆反应，之间的可逆反应， 对于实际生产才更有意义对于实际生产才更有意义 。程度大小程度大小 教学过程教学过程四【环节【环节4 4】平衡常数概念的】平衡常数概念的功能和价值功能和价值定量表达反应限度定量表达反应限度 比较反应进行程比较反应进行程度的大小度的大小 引导学生引导学生从定性从定性到定量到定量认识化学反应认识化学反应的限度，增进学生对的限度，增进学生对化学反应的限度的理化学反应的限度的理解。解。教学过程教学过程四情境：工业上制备氢气的重要途径情境：工业上制备氢气的重要途径：
19、 在在800时，时，K=1，反应，反应1进行到某时刻时，是否为平衡状态？进行到某时刻时，是否为平衡状态？ 起始浓度起始浓度/ /（mol.Lmol.L）某时刻浓度某时刻浓度/ /（mol.Lmol.L） c c（COCO）C C（H H2 2O O）C C（COCO）C C（H H2 2O O）反应反应1 1 0.4000.4001.001.000.3180.3180.3180.318)()()()(BcAcDcCcQnmqpC任意时刻任意时刻 （浓度商）（浓度商）可逆反应可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)计算得：计算得：Q QC C= =1.8 K1.8 K判断反应
20、逆向进行判断反应逆向进行【环节【环节4 4】平衡常数概念的】平衡常数概念的功能和价值功能和价值教学过程教学过程四情境：工业上制备氢气的重要途径情境：工业上制备氢气的重要途径： 在在800时，时，K=1，反应，反应1进行到某时刻时，是否为平衡状态？进行到某时刻时，是否为平衡状态？ 起始浓度起始浓度/ /（mol.Lmol.L）某时刻浓度某时刻浓度/ /（mol.Lmol.L） c c（COCO）C C（H H2 2O O）C C（COCO）C C（H H2 2O O）反应反应1 1 0.4000.4001.001.000.3180.3180.3180.318)()()()(BcAcDcCcQnm
21、qpC任意时刻任意时刻 （浓度商）（浓度商）可逆反应可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)小结：小结： Q QC C K K 反应逆向进行反应逆向进行 v v正正vv逆逆 Q QC C =K =K 反应达到平衡状态反应达到平衡状态 v v正正=v=v逆逆 Q QC C K vv逆逆 【环节【环节4 4】平衡常数概念的】平衡常数概念的功能和价值功能和价值 比较比较K K和和Q QC C的大小的大小判断反应进行的方向判断反应进行的方向 为下一课时理解为下一课时理解平衡移动做铺垫平衡移动做铺垫教学过程教学过程四【环节【环节4 4】平衡常数概念的】平衡常数概念的功能和价值功能和价
22、值情境：工业上制备氢气的重要途径情境：工业上制备氢气的重要途径：在在800时，时，K=1，反应，反应2和反应和反应3的起始浓度不同，具体数据见表的起始浓度不同，具体数据见表。如果反应如果反应2 2和反应和反应3 3达到平衡的时间相同，工业上选择哪种投达到平衡的时间相同，工业上选择哪种投料方式所获得的生产效率更高？料方式所获得的生产效率更高？800800时，不同起始浓度的反应数据时，不同起始浓度的反应数据起始浓度起始浓度/ /（mol.Lmol.L）某时刻浓度某时刻浓度/ /（mol.Lmol.L） c c（COCO）C C（H H2 2O O）C C（COCO）C C（H H2 2O O）反应
23、反应2 2 0.2000.2001.001.000.0340.0340.8340.834反应反应3 3 0.300 0.300 1.001.000.0690.0690.7660.766转化率：转化率： 引导引导学生从平衡常数、学生从平衡常数、原料成本、原料成本、COCO改变的绝对量改变的绝对量等角度展开讨论，最后达成等角度展开讨论，最后达成共识：应该根据共识：应该根据COCO的利用率的利用率分析生产效率。分析生产效率。 让学生能够感受到工业让学生能够感受到工业生产实际中需要引入这个概生产实际中需要引入这个概念，感悟到平衡转化率的价念，感悟到平衡转化率的价值和意义，学生在讨论中悟值和意义，学生在
24、讨论中悟出出“平衡转化率平衡转化率”的概念，的概念，同时还促进学生能更加全面同时还促进学生能更加全面地考虑实际问题。地考虑实际问题。教学过程教学过程四【 环节环节 5 5】平衡常数概念的】平衡常数概念的 知识梳理知识梳理1、数学表达式：数学表达式：(1)(1)与反应的起始浓度大小无关；与反应的起始浓度大小无关；(2)(2) 与平衡建立的过程无关。与平衡建立的过程无关。(3)(3)温度不变时为常数，与浓度、催化剂等无关。温度不变时为常数，与浓度、催化剂等无关。2 2、功能和价值：、功能和价值： （1 1）能反映化学反应进行的程度大小）能反映化学反应进行的程度大小 （2 2）能判断反应进行的方向）
25、能判断反应进行的方向 （3 3）利用平衡转化率解决实际问题）利用平衡转化率解决实际问题教学反思教学反思五 本节课以平衡常数概念的提出背景为引课，同时引本节课以平衡常数概念的提出背景为引课，同时引导学生探究教材和表格数据，用对比、类比等方法获得相关导学生探究教材和表格数据，用对比、类比等方法获得相关结论，促进了学生对平衡常数概念内涵的理解，培养了学生结论，促进了学生对平衡常数概念内涵的理解，培养了学生获取与加工信息的能力。获取与加工信息的能力。 化学史的分析与化学平衡常数的社会价值数据探究化学史的分析与化学平衡常数的社会价值数据探究获得的结论互为印证，在潜移默化中促进学生对科学本质、获得的结论互为印证，在潜移默化中促进学生对科学本质、科学方法及人文精神认识的全面发展，还为后续学习平衡移科学方法及人文精神认识的全面发展，还为后续学习平衡移动原理做了铺垫。动原理做了铺垫。
