1、化学平衡教案设计一、教学内容人教版化学选修 4化学反应原理第二章 化学反应速率和化学平衡 第三节 化学平衡二、教材及学情分析教材分析本课时内容位于人教版高中化学选修 4化学反应原理第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡的第一课时。本节内容是高中化学的重要理论之一，同时也是一个难点。本节内容既是对化学必修 2中有关可逆反应、等化学平衡等知识的深化，也对后续学习电离平衡、水解平衡、难溶电解质的溶解平衡知识起指导作用。化学平衡的概念比较抽象，化学平衡观点的建立具有一定的难度。本节内容将帮助学生建立化学平衡的观点，理解化学平衡是一种动态平衡，掌握化学平衡的判断方法，对学生辩证唯物主义思想、分析归纳
2、问题能力的培养起着重要作用。学情分析学生在化学必修 2的学习中已经了解了可逆反应、化学平衡的概念，但是对化学平衡是一种动态平衡、化学平衡的特征等知识还不了解，需要进一步深入的学习。高二的学生已经具备了一定的知识储备，有较强的分析归纳能力。三、教学目标（一） 、知识与技能1.通过对溶解平衡的理解和迁移，建立化学平衡的“动态”概念，理解可逆反应。2.理解化学平衡的状态的意义和特征。3.能用化学平衡状态的特征来判断可逆反应是否达到平衡。（二） 、过程与方法1.通过形成化学平衡的概念以及理解化学平衡的特征，提高分析问题、归纳知识的能力。2.通过利用化学平衡的特征来判断在一定条件下，一个可逆反应进行到某
3、种程度时是否达到平衡，提高利用所学知识解决问题的能力。（三） 、情感态度与价值观1通过溶解平衡导入化学平衡从熟悉内容引导学生思考，提高学习化学的兴趣，培养透过现象看本质的科学态度与科学素养。2.通过对化学平衡是一种动态平衡的理解，培养辩证唯物主义思想。四、教学重点、难点重点：化学平衡的概念及特征难点：根据化学平衡的特征判断反应是否达到了平衡。五、教学过程教师活动 学生回答 设计意图导入：请同学们根据之前的学习思考：1.什么是化学反应速率？2. 化学反应速率是研究什么问题的？1.单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。2.化学反应速率是研究化学反应快慢问题的。复习已学知识，通过提问引入，引
4、导学生思考，为本节内容作铺垫。讲述：那么在化学研究和生产中，研究化学反应的快慢就够了吗？比如在合成氨工业中，除了考虑如何使 N2 和H2 尽快的转化为 NH3，还需要考虑什么呢？除了考虑速率问题之外，还需要考虑如何使 N2 和 H2 尽可能多的转化为NH3，因为工业生产追求经济效益，我们总想用一定量的原料生产出尽可能多的产品，这就是我们今天要学习的化学反应进行的程度问题化学平衡。板书：化学平衡提问：那么，是不是所有的化学反应都需要考虑化学反应进行的程度问题呢？像酸碱中和反应，水的电解反应，我们需要考虑化学平衡问题吗？讲述：对的，这些反应我们不需要去考虑化学平衡问题，因为在这两个反应中，反应物全
5、部转化为生成物，反应进行的比较彻底，也就不存在化学倾听，思考，讨论回答：不需要它们反应完全了。联系社会生活，加强知识与生活的联系。反应进行的限度问题了。所以，化学平衡研究的是可逆反应，也就是在一定条件下不能彻底进行的反应。板书：一、可逆反应与不可逆反应讲述：夏天就要到了，大家应该都喜欢喝甜的饮料，像糖水，你们知道把蔗糖放到一杯水里会有什么变化吗？继续加糖的话糖能在水里无限溶解吗？是的，当溶解了一定量的蔗糖之后，溶液就饱和了，不能再溶解蔗糖了。那么，在饱和溶液中溶质的溶解过程是否停止了呢？展示：现在我们来观看蔗糖溶解过程的视频。从刚才的视频中，同学们讨论一下这几个问题：1. 蔗糖溶解时存在哪两个
6、过程？2. 随时间推延，两种过程速率如何变化？3. 当两种过程速率相等时,溶液有何特征？溶液浓度是否发生变化？讲述：同学们观察得很仔细。从视频中我们可以看到溶液达到饱和之后，溶质的溶解过程并没有停止。而是溶液中固体溶质溶解和溶液中的溶质分子回到固体溶质表面的结晶过程一直在进行，而且两种过程的速率相等，所以饱和溶液的浓度和固体溶质的质量都保持不变。这时候我们就说蔗糖的溶解达到了平衡状态，此时溶解速率等于结晶速率，这是一个动态平衡。板书：溶解平衡状态的建立过程溶解过程：固体溶质 溶液中的溶质开始时：v（溶解）v （结晶）一段时间后：v（溶解）减小，v（结晶）增大饱和时：v（溶解）=v （结晶）溶解
7、平衡是动态平衡讲述：同学们，在这里“动态“两字该怎么理解呢？倾听，思考，笔记学生回答：蔗糖溶解。不会，溶到一定程度就变饱和了学生回答：没有；应该停止了。学生回答：1. 蔗糖晶体溶解时存在溶解和结晶两个过程，是一个可逆过程。2. 随着溶解进行，溶解速率逐渐减小，结晶速率逐渐增大，最后达到相等。3. 两种过程速率相等时，此时溶液为饱和溶液，在“外观”上晶体不再溶解也不再析出，溶质的浓度不变。聆听，笔记先提问，引导学生思考，再结合视频，更有针对性。通过生活中的事例，学生更易理解溶解结晶其实在我们的学习生活中，我们也会经常遇到类似的动态平衡，例如用托盘天平进行称量时，当天平两边称量物与砝码质量相等，指
8、针左右摆动幅度相同时，天平就处于平衡状态。还有一个水池中，当流进的水与流出的水速度相等时，水池中的水也是处于动态平衡当中，从表面上看，水池中的水量是一定的。现在同学们应该理解“动态“的含义了吧。对于化学反应来说，这样的状态叫做化学平衡状态，溶解平衡的许多特点在化学平衡中都可以找到，现在我们就来具体学习化学平衡状态。板书：二、化学平衡状态讲述：溶解的过程具有可逆性，因此化学平衡状态所研究的反应也具有可逆性。那么可逆反应的情况又是怎样的呢？我们来看一个例子：例题：在容积为 1L 的密闭容器里，加0.01molCO 和 0.01molH2O(g),并在一定的条件下进行反应，在反应过程中，各物质的浓度
9、怎样变化？它们的变化将会引起化学反应速率的怎样改变？引导学生思考：开始时 C(CO)、C(H 2O)最大，C(CO 2)、C(H 2)=0随着反应的进行，C (CO)、C(H 2O)逐渐减小，C(CO 2)、C(H 2)逐渐增大。所以,正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速率和逆反应速率的大小不再变化，且正反应速率=逆反应速率。这时，CO、H 2O 的消耗量等于 CO2、H 2 反应生成的 CO、H 2O 的量。现在请大家画出这个可逆反应 CO 的正逆反应速率与时间的关系图。讲述：好，同学们根据之前的学习都会画了。现在我们来总结化学平衡的定义。板书：1.
10、定义：指在一定条件下的可逆反应里，当正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度或质量保持不变的状态。聆听，思考思考，交流，讨论画出 CO 的正逆反应速率与时间的关系图笔记交流，讨论并回答：1.各组分的浓度不变。2.反应物的反应速率和生成速率相等，生成物的生成速率和反应速率相“动态”的含义。通过溶解平衡来说明化学平衡是一种动态平衡。通过具体练习，提高分析能力，巩固所学知识。提高交流的能力。讲述：下面请同学们从化学平衡状态的定义出发，讨论一下，化学平衡有什么特点呢？同学们回答的很好，那么化学平衡状态除了刚才回答的特征，还有哪些标志呢，我们可以通过什么来判断一个反应是否达到平衡了呢？讲解：
11、（对学生的答案进行分析讲解）总结讲述：达到化学平衡的标志有：反应体系的颜色、各组分的物质的量浓度、各组分的质量分数、体系的温度、各组分的物质的量、各组分的质量，各组分的分压强、各气体分体积不随时间发生变化。讲述：经过刚才的讨论分析，我们可以得出一些化学平衡的特征：1. 化学平衡研究的对象是可逆反应。2. 达到平衡时正反应速率等于逆反应速率。3. 达到平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变。4. 由于达到化学平衡状态时反应仍在进行，故其是一种动态平衡。大家还应注意化学平衡状态是维持在一定条件下的，一旦条件发生变化，平衡状态就将遭到破坏。动态平衡也体现了辩证唯物主义的基本观点，即运动是绝对的，而静
12、止是相对的。下面我们用五个字来概括化学平衡状态的特征：逆、等、动、定、变。板书：2. 化学平衡状态的特征：（1） 逆：可逆反应（2） 等V（正）=V （逆）（3） 动：动态平衡，V（正） =V（逆）0（4） 定：体系中所有反应物和生成物的浓度或质量保持不变（5） 变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。现在我们通过一道习题来更好的理解这几个特征。练习：工业上一般在恒容密闭容器中等。讨论，可能回答：颜色、压强、密度、质量、质量分数、物质的量、物质的量分数、平均相对分子质量、温度等不随时间发生变化。聆听，笔记思考，回答：选 CD。A无论是否达到平衡状态，生成 CH3OH 的速率与消耗
13、 CO 的速率都是相等的。提高思考能力。更透彻的分析，进一步理解化学平衡状态。可以采用下列反应合成甲醇：CO（g ）+2H2（g）CH 3OH（g） ，判断反应达到平衡状态的依据是（）A. 生成 CH3OH 的速率与消耗 CO 的速率相等。B. 混合气体的密度不变。C. 混合气体的相对平均分子质量不变。D. CH3OH、CO、H 2 的浓度都不再发生变化。讲述：同学们理解得非常透彻，我们思考问题一定要抓住本质，这里要判断一个反应是否达到平衡，就看它的正反应速率是否等于逆反应速率。虽然对于不同的反应可能会有不同的说法，但是判断的依据都是相同的，就是正、逆速率相等。我们来看一下化学平衡的定义，化学
14、平衡是在一定条件下存在的，那么改变外界条件对化学平衡有什么影响呢？请同学们根据影响化学反应速率的因素的知识，先自行探讨影响化学平衡的因素，下节课我们就会具体学习这方面的内容。B无论是否达到平衡状态，气体的质量不变，容器的体积不变，则混合气体的密度不变。C随反应进行，气体的总的物质的量减小，混合混合气体的总质量不变，平均相对分子质量增大，混合气体的相对平均分子质量不变，说明反应达到平衡状态。DCH 3OH、CO、H 2 的浓度都不再发生变化，说明反应达到平衡状态。聆听，思考通过习题进一步理解化学平衡状态，并学会利用化学平衡的特征判断一个化学反应是否达到平衡状态。六、板书设计化学平衡一、 可逆反应
15、与不可逆反应溶解平衡状态的建立过程：溶解过程： 固体溶 质 溶液中的溶质开始时： v（溶解）v（结晶）一段时间后：v（溶解）减小，v（结晶）增大饱和时： v（溶解）=v（结晶）溶解平衡是动态平衡二、 化学平衡状态1. 定义：指在一定条件下的可逆反应里，当正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度或质量保持不变的状态。2. 化学平衡状态的特征：（1）逆：可逆反应（2）等V（正）=V （逆）（3）动：动态平衡，V（正） =V（逆）0（4）定：体系中所有反应物和生成物的浓度或质量保持不变。（5）变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。七、教学反思虽然学生在化学必修 2的学习中已经了解了可逆反应、化学平衡的概念，但是对化学平衡是一种动态平衡、化学平衡的特征等知识还不了解，需要进一步深入的讲解，从溶解平衡过渡到化学平衡，教师需要做好架桥连接工作，引导学生更好的理解化学平衡状态的概念。
