【最新版】鲁科版高中化学选修四2.2化学反应的限度第一课时教案

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1、最新版化学教学资料第二节 化学反应限度第一课时 化学平衡常数、平衡转化率一、课标解读 1了解化学平衡常数和平衡转化率的涵义 2能够利用化学平衡常数计算反应物的转化率 3能够利用化学平衡常数判断化学反应的方向二、教学目标 1使学生了解化学平衡常数的含义，能利用平衡常数计算反应物的平衡转化率。 2通过对“化学平衡常数”等问题的研讨，培养学生分析问题、处理实验数据的能力，以及从数据中获取信息、总结规律的能力。三、重点难点：化学平衡常数的含义四、教学方法：诱思探究五、教学用具：电脑及课件（PPT）六、教学过程 师：我们已经在必修学过了化学反应的限度的有关知识，指的是可逆反应达到平衡状态时达到最大反应的

2、限度。那么我们如何来定量地描述化学反应的限度呢？我们这节课就来探究这个问题。 投影：反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)在698.6K时各物质的初始浓度和平衡浓度的测量结果如下表。初始浓度/moLL-1平衡浓度/moLL-1C0(H2)C0(I2)C0(HI)H2I2HI0.010670.0119600.0018310.0031290.017670.011350.00904400.0035600.0012500.015590.011340.007151000.0045650.00073780.01354000.0044890.00047980.00047980.003531000.0106

3、90.0011410.0011410.008410 1请根据表中的实验数据计算平衡时的值HI2/H2I2值，将计算结果填入表中 2请分析计算所得数据，寻找其中的规律。 师：我首先介绍一下这些符号的意义 投影：提示： c(B)、B都可以表示物质B的物质的量浓度。本教材中，用c(B)表示反应体系中物质B任意状态时的浓度，用C0(B)表示物质B的初始浓度，用B表示物质B在化学平衡状态时的浓度。 C0(B)：初始浓度c(B)：任意浓度B：平衡浓度 （回到第一张幻灯片上） 师：我们需要计算的是HI2/H2I2，（板书：HI2/H2I2）我已经在上一节课布置同学们做了，算好了没有？哪个组的同学展示一下？

4、实物投影：学生做的学案情况 师：同学们算的数据跟这位同学一样吗？（一样）非常好，分析分析这些数据，你能从中发现什么？什么一样？什么不一样？讨论讨论。（大约1分钟） 讨论好了吗？哪个组同学愿意把你们组的讨论结果与大家分享一下呢？ 生：（我们组发现了所求数值一样、温度一样，但是物质的初始浓度和平衡浓度不一样。） 师：非常好，观察非常仔细。经过你们的分析，发现温度不变，HI2/H2I2不变，我们就把HI2/H2I2称为反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的化学平衡常数，简称平衡常数，通常用K表示。把K=HI2/H2I2称为反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的化学平衡常数表达式。通过分析它们

5、的关系，你还能发现什么？比方说：化学平衡常数受什么因素影响？化学平衡常数表达式与化学方程式有什么关系？讨论讨论。 （大约1分钟） 师：讨论好了吗？哪个组同学愿意把你们组的讨论结果与大家分享一下呢？ 生：（温度不变，平衡常数K不变。K的表达式与化学方程式的系数有关系，等于生成物的平衡浓度的系数次方比上反应物的平衡浓度的系数次方之积。） 师：很好，如果我们将其推广到任意的一个可逆反应：aA+bB cC+dD，当温度一定时，其平衡常数K的表达式怎样写？可以相互讨论讨论。 （大约1分钟） 师：哪个组的同学展示一下？ 实物投影：学生答案 K=CcDd/AaBb 师：很好，这个式子就称为这个反应的化学平衡

6、常数表达式，也就是生成物的平衡浓度的系数次方之积比上反应物的平衡浓度的系数次方之积。接下来让我们做几个练习，请写出这几个反应的平衡常数表达式及其单位。 投影： 化学反应K单位11/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g)(moLL-1 )-12N2(g)+3 H2(g) 2NH3(g)(moLL-1 )-232NH3(g) N2(g)+3H2(g)(moLL-1 )24NH3H2O(ag) NH4+(ag)+OH-(ag)5FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)6AgCl(s) Ag+(ag)+Cl-(ag)师：做完了吗？你通过书写，发现了什么问题？你分析问题能得到什么结论？讨

7、论讨论。（大约2分钟） 师：哪个小组踊跃回答？ 生：（我们通过书写发现：化学平衡常数的表达式及其单位与化学方程式的书写有关系正、逆反应的平衡常数互为倒数。 师：同学们观察一下第4个与第6个不是一个化学反应，而分别是电离平衡和溶解平衡，因此我们可以发现化学平衡常数K并不仅仅适用于化学反应，可以应用于任何的化学动态平衡。 展示学生学案结果：我们一起来看一下。 师：同学们看着两个同学的结果一样吗？你们同意哪个学生的结果？ 我们看这个同学的第5题的K值表达式中书写了FeO和Fe的平衡浓度，对吗？不对，老师要在这里说明一下：纯固体或溶剂的浓度不列入化学平衡常数的表达式。 师：依据我们已有的数学知识对化学

8、平衡常数表达式进行分析，如果K越大，你能从中发现什么问题？ 生：（说明分子越大，分母越小，说明生成物浓度高，反应物浓度越低，反应进行得越完全，越彻底。） 师：因此平衡常数K的大小反映了化学反应可能进行的程度（即反应限度），由前面的知识我们已经知道，K越大，反应越完全，那么什么程度我们可以认为反应比较彻底了呢？ 展示投影： 如果反应的平衡常数的数值在105左右，通常认为反应可进行得比较完全，相反，如果一个反应的平衡常数数值在10-5左右，则认为这个反应很难进行。化学反应 K反应程度2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)(570K)约为1059moLL-1正反应可接近完全PCl3(

9、g)+Cl2(g) PCl5(g)(470K)约为1moLL-1正、逆反应相当2HCl(g) H2(g)+Cl2(g)(300k)10-7正反应几乎不发生师：前面我们已经学习了化学平衡常数，是指该反应达到平衡状态时的情况，那么对于任意的一个反应：aA+bB cC+dD 在任意状态时的浓度系数次方之积的比，称为浓度商。 展示投影： aA+bB cC+dD 任意状态浓度商（Q）=cc(C)cd(D)/ ca(A)cb(B) 师：平衡状态是任意状态时的一种特例，我们可以借助浓度商与平衡常数K比较，判别一个反应是否达到化学平衡状态，那么同学们考虑一下什么情况下反应达到平衡呢？（当Q=K时），同学们可以

10、讨论一下当QK时是什么结果呢？ （小组讨论） 师：哪个小组踊跃回答？ 生：（如果二者不相等，当QK时，指的是生成物任意浓度小于生成物平衡浓度，反应物任意浓度大于反应物平衡浓度，反应向正方向进行；同理当QK时，指的是生成物任意浓度大于生成物平衡浓度，反应物任意浓度小于反应物平衡浓度，反应向逆方向进行。） 师：回答的很好。同学们要学会利用Q和K的关系来判断反应进行的方向。通过学习，化学平衡常数确实能定量的表示反应的限度，根据已有的生活经验，工农业生中应用最多的表示反应限度的名词什么？（转化率、产率）今天我们再来介绍一种表示化学反应限度的另一种方法平衡转化率 展示投影： C0(A)A 师：我们可以按

11、照同样的方法表示出物质B的平衡转化率。请同学们写出。 （实物投影仪展示学生结果并评价） 师：下面请同学们看课本44页的例题1，然后再在学案上自己做一遍 投影展示： 例题： 化学反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是硫酸制造工业的基本反应。将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)注入体积为1.0L的密闭反应器，并置于温度为850K的恒温环境中，达化学平衡后，测得反应器中有0.044molSO3(g)，求850K时该反应的平衡常数及SO2、O2平衡转化率。 师：哪组同学愿意展示你们的优秀作品？ （做完后展示学生做的情况，并讲解错误，强调规范的格式。） 师：同学们做的都很

12、好，我们可以发现同一反应中不同反应物的转化率可能不同，所以谈转化率必须针对具体的反应，否则毫无意义。让我们按照这样的规范的格式来做另一道题目。 展示投影： 反馈练习 1200时测得反应H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)的平衡常数K为2.25。若反应从H2(g)和CO2(g)开始，且H2(g)和CO2(g)的初始浓度均为0.0100molL-1时，计算各物质的平衡浓度及H2和CO2的平衡转化率。 师：哪组同学展示一下你们的成果？ （实物投影展示学生做的情况，并讲解可能的错误） 师：同学们通过做两道题，从中体会到作这类题目的关键是什么？（求算平衡浓度）我们想办法利用平衡常数的表达式

13、和已知的数据联系起来，最终求得平衡浓度。刚才大家在反馈练习中发现H2、CO2的初始浓度相同，达平衡时，其转化率也相同，如果我们改变H2的初始浓度，H2、CO2的平衡转化率又会怎么样呢？ 投影展示： 比较：反应H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)的不同反应物浓度及相应的平衡转化率初始浓度/moLL-1平衡转化率/%H2CO2a(H2)a(CO2)A0.01000.010060.060.0B0.01200.010054.365.2C0.01200.010066.553.2师：你能从中发现什么？讨论讨论。 （学生小组讨论） 师：哪个小组勇敢的展示自己组的实力？ 生：（提高某一反应物的浓度可以提高其他反应物的转化率，但其本身的转化率降低） 师：很好，分析地很到位。这一发现已经被用在工农业生产中，常采用提高某种廉价的原料的浓度来提高另一种昂贵原料的利用率。同学们，可以看出无论是平衡常数K的得出还是平衡转化率的得比较都是通过处理实验数据得到的，所以同学们要在以后的学习中逐步培养分析此处理数据的能力，这是科学研究的方法和思路。 师：这节课我们就学到这里，作业4、5题。