2022年高二化學(xué) 專(zhuān)題二 化學(xué)平衡常數(shù)教學(xué)案

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1、2022年高二化學(xué) 專(zhuān)題二 化學(xué)平衡常數(shù)教學(xué)案 教學(xué)目標(biāo) 二課時(shí) 1、知識(shí)與技能 （1）知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義 （2）?能利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算 （3）了解平衡轉(zhuǎn)化率概念，學(xué)會(huì)有關(guān)平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算。 2、過(guò)程與方法 （1）在概念教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力 （2）通過(guò)化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力 （3）通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學(xué)生分析、處理數(shù)據(jù)的能力，提高學(xué)生邏輯歸納能力 3、情感態(tài)度與價(jià)值觀 （1）以本節(jié)知識(shí)為載體使學(xué)生感到獲取新知識(shí)新方法的喜悅，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極

2、性 （2）通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、積極實(shí)踐的科學(xué)作風(fēng) 重點(diǎn)、難點(diǎn) 本節(jié)重點(diǎn)、難點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)、化學(xué)平衡常數(shù)的含義、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用 教學(xué)過(guò)程： 【引入】我們知道，在一定條件下的可逆反應(yīng)存在化學(xué)平衡狀態(tài)，化學(xué)平衡狀態(tài)是在一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行的最大限度?；瘜W(xué)平衡時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度都不隨時(shí)間變化。這時(shí)，平衡體系中，反應(yīng)物和生成物兩者的濃度之間是否存在某種關(guān)系呢？ 閱讀課本P48 問(wèn)題解決，完成課本表2-6中的空格，分析表中的數(shù)據(jù)，思考： 1、化學(xué)平衡狀態(tài)的建立與化學(xué)反應(yīng)的途徑有無(wú)聯(lián)系？ 2、可逆反應(yīng)達(dá)化學(xué)平衡時(shí)反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量濃度之間的

3、關(guān)系？ 【結(jié)論】在一定溫度下，可逆反應(yīng)無(wú)論正反應(yīng)開(kāi)始，或是從逆反應(yīng)開(kāi)始，又無(wú)論反應(yīng)起始時(shí)反應(yīng)物濃度的大小，最后都能達(dá)到平衡。也就是說(shuō)，化學(xué)平衡狀態(tài)的建立與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度與反應(yīng)物濃度的比值隨起始濃度的改變而改變，但生成物濃度的指數(shù)冪的乘積除以反應(yīng)物濃度指數(shù)冪的乘積，得到的比值是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)叫做該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)。大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明，除了NO2與N2O4的相互轉(zhuǎn)化外，其它的可逆反應(yīng)，在一定溫度下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的指數(shù)冪的乘積除以反應(yīng)物濃度指數(shù)冪的乘積，得到的比值也是一個(gè)常數(shù)，即化學(xué)平衡常數(shù)。 【板書(shū)】一、化學(xué)平衡常數(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng) 平衡常數(shù)

4、 ） 1、定義：在一定溫度下，無(wú)論反應(yīng)物的起始濃度如何，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積與各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積的比值是個(gè)常數(shù),這個(gè)常數(shù)叫化學(xué)平衡常數(shù)，（簡(jiǎn)稱(chēng) 平衡常數(shù) ）用符號(hào) K 表示。 【教師講解】如果我們將其推廣到任意的一個(gè)可逆反應(yīng)： aA+bB cC+dD，當(dāng)溫度一定時(shí)，其平衡常數(shù)K的表達(dá)式怎樣寫(xiě)？ [投影]： K=[C]c[D]d/[A]a[B]b [師]：這個(gè)式子就稱(chēng)為這個(gè)反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式， 2、化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：對(duì)可逆反應(yīng) aA+bB cC+dD K=[C]c[D]

5、d/[A]a[B]b 練習(xí)：對(duì)于 N2(g)+3 H2(g) 2NH3(g) ，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式？ 【交流與討論】P48——P49 分析表2—8和2—9，總結(jié)可逆反應(yīng)平衡常數(shù)的使用條件和書(shū)寫(xiě)平衡常數(shù)表達(dá)式的注意事項(xiàng)。 【小結(jié)】3、使用條件及書(shū)寫(xiě)注意事項(xiàng)： 1）使用平衡常數(shù)時(shí)應(yīng)注明溫度。原因是： 平衡常數(shù)隨反應(yīng)溫度的變化而變化 ?；瘜W(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物濃度無(wú)關(guān)。 溫度升高，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；溫度升高，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)?！颈?—8】 2）化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)方式有關(guān)。同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，由于書(shū)寫(xiě)的方式不同，各反應(yīng)物

6、、生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)不同，平衡常數(shù)就不同。但相互間可以換算?！?—9】1、2例子 3）反應(yīng)中固體、液態(tài)水的濃度不必寫(xiě)出。【2—9】3、4例子。原因是：當(dāng)反應(yīng)中有固體物質(zhì)參加時(shí)，分子間的碰撞只能在固體的表面進(jìn)行，固體的物質(zhì)的量濃度對(duì)反應(yīng)速率和平衡沒(méi)有影響，因此，固體的“濃度”作為常數(shù)，在平衡常數(shù)表達(dá)式中不寫(xiě)固體的濃度。 稀溶液中的水分子濃度可以不寫(xiě)。因?yàn)橄∪芤旱拿芏冉咏?g/cm3 [H2O]=1000/18=55.5mol/l。在化學(xué)變化過(guò)程中，水量的改變對(duì)水的濃度變化影響極小，所以水的濃度也是一個(gè)常數(shù)。在平衡常數(shù)表達(dá)式中不寫(xiě)出來(lái)。 但若是一個(gè)非水相的反應(yīng)，如：有機(jī)反應(yīng)有水參加

7、的反應(yīng)，或水的狀態(tài)不是液態(tài)的，此時(shí)水的濃度就不是一個(gè)常數(shù)，應(yīng)在平衡常數(shù)表達(dá)式中表示出來(lái)。 例1：在高溫下，鐵能與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。 ①請(qǐng)寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。 ②請(qǐng)寫(xiě)出上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式： 。 思考：相同溫度下，對(duì)于化學(xué)方程式：①2NO2 N2O4 ② N2O4 2NO2 中對(duì)應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K1、K2二者關(guān)系為 K1 = 1/K2 。 4）同一條

8、件下，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系。 【設(shè)問(wèn)】通過(guò)學(xué)習(xí)我們知道了化學(xué)平衡常數(shù)的定義和表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)，那提出化學(xué)平衡常數(shù)有什么意義？對(duì)我們研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度有什么幫助？ 分析課本 P48 表2-7，思考平衡常數(shù)的意義。 【板書(shū)】4、化學(xué)平衡常數(shù)的意義 【講解】由表2-7說(shuō)明，不同的化學(xué)平衡體系，其平衡常數(shù)（K）不一樣。K值越大，說(shuō)明生成物的平衡濃度 所占的比例越大 ，反應(yīng)物的平衡濃度 所占的比例越小 ，即表明反應(yīng)進(jìn)行得 越完全、徹底 ；反之，則反。 1）平衡常數(shù)K值的大小能說(shuō)明 反應(yīng)進(jìn)行的程度（也叫反應(yīng)的限度） 。 　a、 K

9、值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的越完全，K值越小，表示反應(yīng)進(jìn)行的越不完全。 【設(shè)問(wèn)】那么什么程度我們可以認(rèn)為反應(yīng)比較徹底了呢？ [講解]：一般的說(shuō)，如果反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值在105左右，通常認(rèn)為反應(yīng)可進(jìn)行得比較完全，相反，如果一個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值在10-5左右，則認(rèn)為這個(gè)反應(yīng)很難進(jìn)行。 思考：通常認(rèn)為H2與I2反應(yīng)是可逆反應(yīng)，而H2 與F2反應(yīng)是不可逆反應(yīng) ，試從平衡常數(shù)角度對(duì)之進(jìn)行合理解釋。 【板書(shū)】b、一般當(dāng)K＞105時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全。 2）平衡常數(shù)K與溫度有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)，由K隨溫度的變化可推斷正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱。 3）通過(guò)平衡常數(shù)K值可判斷反應(yīng)是否達(dá)平衡，以及未平衡

10、時(shí)反應(yīng)進(jìn)行的方向。 [師]：我們已經(jīng)知道化學(xué)平衡常數(shù)，是指該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的情況，那么對(duì)于任意的一個(gè)反應(yīng)：aA+bB cC+dD 在任意狀態(tài)時(shí)的濃度冪之積的比值，稱(chēng)為濃度商。 aA+bB cC+dD 任意狀態(tài)濃度商（Q）=cc(C)cd(D)/ ca(A)cb(B) [師]：平衡狀態(tài)是任意狀態(tài)時(shí)的一種特例，我們可以借助濃度商與平衡常數(shù)K比較，判別一個(gè)反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，那么同學(xué)們考慮一下什么情況下反應(yīng)達(dá)到平衡呢？ 若Q=K表明反應(yīng) 已達(dá)平衡狀態(tài) ； 若Q＜K表明反應(yīng) 向正反應(yīng)方向進(jìn)行 ； 若Q＞K表明反應(yīng) 向逆反應(yīng)方

11、向進(jìn)行 。 因此，通過(guò)平衡常數(shù)K值可判斷反應(yīng)是否達(dá)平衡，以及未平衡時(shí)反應(yīng)進(jìn)行的方向。 例：高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)―Q。其平衡常數(shù)可表達(dá)為: ，已知1100℃，K=0.263 1100℃時(shí)，測(cè)得高爐中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在這種情況下該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)__否_(填“是”或“否”)，此時(shí)化學(xué)反應(yīng)向哪個(gè)方向進(jìn)行？其原因是 。（Q＜K，生成物濃度增加，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行）（Q

12、=0。25） 練習(xí)：0℃時(shí)， CO（g）+H2O（g） CO2（g）＋H2（g）的 K＝1。此時(shí)，若向一容積可變的密閉容器中同時(shí)充入1.0molCO，3.0molH2O，1.0molCO2和xmolH2，則：當(dāng)x＝5.0時(shí)，上述反應(yīng)向___________________（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向進(jìn)行。若要使上述反應(yīng)開(kāi)始時(shí)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則x應(yīng)滿(mǎn)足的條件是________ _________。 作業(yè)：課本P51 5、6 預(yù)習(xí) ：課本P49—50 平衡轉(zhuǎn)化率 第二課時(shí) 5、有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算 閱讀課

13、本P49 例1 化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算方法，注意解題規(guī)范。根據(jù)例題格式，完成下列問(wèn)題： 課堂練習(xí)：1、850K，向一容積為1.0 L密閉反應(yīng)器中充入2.0mol SO2和2.0mol O2，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后測(cè)得SO3的物質(zhì)的量濃度為1.200mol/L計(jì)算： 該溫度下反應(yīng)2SO2（g）+O2（g） 2SO3 （g）的平衡常數(shù)。 過(guò)渡：化學(xué)平衡常數(shù)可預(yù)測(cè)一定溫度和各種起始濃度下反應(yīng)進(jìn)行的限度，但用平衡常數(shù)來(lái)表示反應(yīng)的限度有時(shí)不夠直觀，常用平衡轉(zhuǎn)化率α來(lái)表示反應(yīng)限度。 二、平衡轉(zhuǎn)化率（α） 1、定義：某一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等于該物質(zhì)在反應(yīng)中已轉(zhuǎn)化的量與該物質(zhì)總量的比值。 反應(yīng)物A的平

14、衡轉(zhuǎn)化率（該條件最大轉(zhuǎn)化率）可表示： 閱讀課本P50例2，注意解題格式 練習(xí)2、在密閉容器中，將NO2加熱到某溫度時(shí)，可進(jìn)行如下反應(yīng)： 2NO2 2NO+O2，在平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別是：[NO2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L, [O2]=0.12mol/L.試求： （1）該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)。 （2）開(kāi)始時(shí)NO2的濃度。 （3） NO2的轉(zhuǎn)化率。 K=1.92 起始[NO2]=0. 30mol/L 80% 練習(xí)：練習(xí):反應(yīng)SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定溫度下，將物質(zhì)的量濃度均為2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密閉容器中，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)得容器中SO2(g)的轉(zhuǎn)化率為60%，試求：在該溫度下。 （1）此反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)。 2。25 作業(yè)：課本 P50 問(wèn)題解決 P51 6（交） 導(dǎo)學(xué)P42~44完成在書(shū)上