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化學(xué)教案－化學(xué)平衡
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
使學(xué)生建立化學(xué)平衡的觀點；理解化學(xué)平衡的特征；理解濃度、壓強和溫度等條件對化學(xué)平衡的影響；理解平衡移動的原理。
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生對知識的理解能力，通過對變化規(guī)律本質(zhì)的認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生分析、推理、歸納、總結(jié)的能力。
情感目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度及從微觀到宏觀，從現(xiàn)象到本質(zhì)的科學(xué)的研究方法。
教學(xué)建議
化學(xué)平衡教材分析
本節(jié)教材分為兩部分。第一部分為化學(xué)平衡的建立，這是本章教學(xué)的重點。第二部分為化學(xué)平衡常數(shù)，在最新的高中化學(xué)教學(xué)大綱（2002年版）中，該部分沒有要求。
化學(xué)平衡觀點的建立是很重要的，也具有一定的難度。教材注意精心設(shè)置知識臺階，采用圖畫和聯(lián)想等方法，幫助學(xué)生建立化學(xué)平衡的觀點。
教材以合成氨工業(yè)為例，指出在化學(xué)研究和化工生產(chǎn)中，只考慮化學(xué)反應(yīng)速率是不夠的，還需要考慮化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度，即化學(xué)平衡。建立化學(xué)平衡觀點的關(guān)鍵，是幫助學(xué)生理解在一定條件下的可逆反應(yīng)中，正、逆反應(yīng)速率會趨于相等。教材以蔗糖溶解為例指出在飽和溶液中，當(dāng)蔗糖溶解的速率與結(jié)晶速率相等時，處于溶解平衡狀態(tài)，并進(jìn)而以 的可逆反應(yīng)為例，說明在上述可逆反應(yīng)中，當(dāng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時，就處于化學(xué)平衡狀態(tài)。這樣層層引導(dǎo)，通過圖畫等幫助學(xué)生聯(lián)想，借以
在一定程度上突破化學(xué)平衡狀態(tài)建立的教學(xué)難點。
教材接著通過對19世紀(jì)后期，在英國曾出現(xiàn)的用建造高大高爐的方法來減少高爐氣中 含量的錯誤做法展開討論。通過對該史實的討論，使學(xué)生對化學(xué)平衡的建立和特征有更深刻的理解，培養(yǎng)學(xué)生分析實際問題的能力，并訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法。
化學(xué)平衡教法建議
教學(xué)中應(yīng)注意精心設(shè)置知識臺階，充分利用教材的章圖、本節(jié)內(nèi)的圖畫等啟發(fā)學(xué)生聯(lián)想，借以建立化學(xué)平衡的觀點。
教學(xué)可采取以下步驟：
1．以合成氨工業(yè)為例，引入新課，明確化學(xué)平衡研究的課題。
（1）復(fù)習(xí)提問，工業(yè)上合成氨的化學(xué)方程式
（2）明確合成氨的反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)，并提問可逆反應(yīng)的定義，強調(diào)“二同”——即正反應(yīng)、逆反應(yīng)在同一條件下，同時進(jìn)行；強調(diào)可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，所以對任一可逆反應(yīng)來講，都有一個化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度問題。
（3）由以上得出合成氨工業(yè)中要考慮的兩個問題，一是化學(xué)反應(yīng)速率問題，即如何在單位時間里提高合成氨的產(chǎn)量；一是如何使 和 盡可能多地轉(zhuǎn)變?yōu)?sub> ，即可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度以及各種條件對反應(yīng)進(jìn)行程度的影響——化學(xué)平衡研究的問題。
2．從具體的化學(xué)反應(yīng)入手，層層引導(dǎo)，建立化學(xué)平衡的觀點。
如蔗糖飽和溶液中，蔗糖溶解的速率與結(jié)晶的速率相等時，處于溶解平衡狀態(tài)。
又如 ，說明一定溫度下，正、逆反應(yīng)速率相等時，可逆反應(yīng)就處于化學(xué)平衡狀態(tài)，反應(yīng)無論進(jìn)行多長時間，反應(yīng)混合物中各氣體的濃度都不再發(fā)生變化。
通過向?qū)W生提出問題：達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時有何特征？讓學(xué)生討論。最后得出：化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)（此時化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行到最大限度）。并指出某一化學(xué)平衡狀態(tài)是在一定條件下建立的。
3．為進(jìn)一步深刻理解化學(xué)平衡的建立和特征，可以書中的史實為例引導(dǎo)學(xué)生討論分析。得出在一定條件下當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，增加高爐高度只是增加了CO和鐵礦石的接觸時間，并沒有改變化學(xué)平衡建立時的條件，所以平衡狀態(tài)不變，即CO的濃度是相同的。關(guān)于CO濃度的變化是一個化學(xué)平衡移動的問題，將在下一節(jié)教學(xué)中主要討論。從而使學(xué)生明白本節(jié)的討論題的涵義。
“影響化學(xué)平衡的條件”教材分析
本節(jié)教材在本章中起承上啟下的作用。在影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件和化學(xué)平衡等知識的基礎(chǔ)上進(jìn)行本節(jié)的教學(xué)，系統(tǒng)性較好，有利于啟發(fā)學(xué)生思考，便于學(xué)生接受。
本節(jié)重點：濃度、壓強和溫度對化學(xué)平衡的影響。難點：平衡移動原理的應(yīng)用。
因濃度、溫度等外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響等內(nèi)容，不僅在知識上為本節(jié)的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)，而且其探討問題的思路和方法，也可遷移用來指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行本書的學(xué)習(xí)。所以本節(jié)教材在前言中就明確指出，當(dāng)濃度、溫度等外界條件改變時，化學(xué)平衡就會發(fā)生移動。同時指出，研究化學(xué)平衡的目的，并不是為了保持平衡狀態(tài)不變，而是為了利用外界條件的改變，使化學(xué)平衡向有利的方向移動，如向提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的方向移動，由此說明學(xué)習(xí)本節(jié)的實際意義。
教材重視由實驗引入教學(xué)，通過對實驗現(xiàn)象的觀察和分析，引導(dǎo)學(xué)生得出增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度都可以使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動的結(jié)論。反之，則化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動。并在溫度對化學(xué)平衡影響后通過對實驗現(xiàn)象的分析，歸納出平衡移動原理。
壓強對化學(xué)平衡的影響，教材中采用對合成氨反應(yīng)實驗數(shù)據(jù)的分析，引導(dǎo)學(xué)生得出壓強對化學(xué)平衡移動的影響。
教材在充分肯定平衡移動原理的同時，也指出該原理的局限性，以教育學(xué)生在應(yīng)用原理
時，應(yīng)注意原理的適用范圍，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度的熏陶和科學(xué)方法的訓(xùn)練。
“影響化學(xué)平衡的條件”教學(xué)建議
本節(jié)教學(xué)可從演示實驗入手，采用邊演示實驗邊講解的方法，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象，啟發(fā)學(xué)生充分討論，由師生共同歸納出平衡移動原理。
新課的引入：
①復(fù)習(xí)上一節(jié)講過的“化學(xué)平衡狀態(tài)”的概念，強調(diào)化學(xué)平衡狀態(tài)是建立在一定條件基礎(chǔ)上的，當(dāng)濃度、壓強、溫度等反應(yīng)條件改變時，原平衡的反應(yīng)混合物里各組分的濃度也會隨著改變，從而達(dá)到新的平衡狀態(tài)。
②給出“化學(xué)平衡的移動”概念，強調(diào)化學(xué)平衡的移動是可逆反應(yīng)中舊平衡的破壞、新平衡的建立的過程，在這個過程中，反應(yīng)混合物中各組分的濃度一直在變化著。
�、壑赋�學(xué)習(xí)和研究化學(xué)平衡的實際意義正是利用外界條件的改變，使舊的化學(xué)平衡破壞并建立新的較理想的化學(xué)平衡。
具體的教學(xué)建議如下：
1．重點講解濃度對化學(xué)平衡的影響
�。�1）觀察上一節(jié)教材中的表3－l，對比第1和第4組數(shù)據(jù)，讓學(xué)生思考：可從中得出什么結(jié)論？
�。�2）從演示實驗或?qū)W生實驗入手，通過對實驗現(xiàn)象的觀察和分析，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論。這里應(yīng)明確，溶液顏色的深淺變化，實質(zhì)是 濃度的增大與減小而造成的。
�。�3）引導(dǎo)學(xué)生運用濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響展開討論，說明濃度的改變?yōu)槭裁磿?strong>化學(xué)平衡發(fā)生移動。討論時，應(yīng)研究一個具體的可逆反應(yīng)。討論后，應(yīng)明確濃度的改變使正、逆反應(yīng)速率不再相等，使化學(xué)平衡發(fā)生移動；增加某一反應(yīng)物的濃度，會使反應(yīng)混合物中各組分的濃度進(jìn)行調(diào)整；新平衡建立時，生成物的濃度要較原平衡時增加，該反應(yīng)物的濃度較剛增加時減小，但較原平衡時增加。
2．壓強和溫度對化學(xué)平衡的影響：應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)，并從中得出正確的結(jié)論。溫度對化學(xué)平衡影響也是從實驗入手。要引導(dǎo)學(xué)生通過觀察實驗現(xiàn)象，歸納出壓強和溫度的改變對化學(xué)平衡的影響。
3．勒夏特列原理的教學(xué)：在明確了濃度、壓強、溫度的改變對化學(xué)平衡的影響以后，可采用歸納法，突破對勒夏特列原理表述中“減弱這種改變”含義理解上的困難：
其他幾個問題：
1．關(guān)于催化劑問題，應(yīng)明確：①由于催化劑能同等程度增加正、逆反應(yīng)速率，因此它對化學(xué)平衡的移動沒有影響；②使用催化劑，能改變達(dá)到平衡所需要的時間。
2．關(guān)于化學(xué)平衡移動原理的應(yīng)用范圍和局限性，應(yīng)明確：①平衡移動原理對所有的動態(tài)平衡都適用，為后面將要學(xué)習(xí)的電離平衡、水解平衡作鋪墊；②平衡移動原理能用來判斷平衡移動的方向，但不能用來判斷建立新平衡所需要的時間。教育學(xué)生在應(yīng)用原理時應(yīng)注意原理的適用范圍，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度的熏陶和科學(xué)方法的訓(xùn)練。
3．對本節(jié)設(shè)置的討論題，可在學(xué)生思考的基礎(chǔ)上，提問學(xué)生回答，這是對本節(jié)教學(xué)內(nèi)容較全面的復(fù)習(xí)和鞏固。
4．對于本節(jié)編入的資料，可結(jié)合勒夏特列原理的教學(xué)，讓學(xué)生當(dāng)堂閱讀，以了解勒夏特列的研究成果和對人類的貢獻(xiàn)；可回顧第二節(jié)“工程師的設(shè)想”的討論，明確：欲減少煉鐵高爐氣中CO的含量，這屬于化學(xué)平衡的移動問題，而利用增加高爐高度以增加 CO和鐵礦石的接觸時間的做法并未改變可逆反應(yīng)的條件，因而是徒勞的。教學(xué)設(shè)計示例
第一課時 化學(xué)平衡的概念與計算
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)：掌握化學(xué)平衡的概念極其特點；掌握化學(xué)平衡的有關(guān)計算。
能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納，語言表達(dá)與綜合計算能力。
情感目標(biāo)：結(jié)合化學(xué)平衡是相對的、有條件的、動態(tài)的等特點對學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義教育；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?strong>學(xué)習(xí)態(tài)度和思維習(xí)慣。
教學(xué)過程（www.baimashangsha.com）設(shè)計
【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SO3？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、濃度知識有助于理解抽象的化學(xué)平衡的概念的實質(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P38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。
研究對象：可逆反應(yīng)
平衡前提：溫度、壓強、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。
【提問】化學(xué)平衡有什么特點？
【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：
等（正逆反應(yīng)速率相等）
定（濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)恒定）
動（動態(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的教育。加深對平衡概念的理解。
討論題：在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志是（）。
（A）混合氣顏色不隨時間的變化
�。˙）數(shù)值上v（NO2生成）=2v（N2O4消耗）
�。–）單位時間內(nèi)反應(yīng)物減少的分子數(shù)等于生成物增加的分子數(shù)
�。―）壓強不隨時間的變化而變化
�。‥）混合氣的平均分子量不變
討論結(jié)果：因為該反應(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、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，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)計算
（1）起始濃度，變化濃度，平衡濃度。
例1 445℃時，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)。
引導(dǎo)學(xué)生分析：
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 mol／L
x=0.0075mol／L
平衡濃度：
c（I2）平=C（I2）始-△C（I2）
=0.05 mol／L -0.0075 mol／L
=0．0425mol／L
c（H2）平=0.01-0.0075=0.0025mol／L
c（HI）平=c（HI）始+△c（HI）
＝0.015mol／L
w（H2）=0.0025／（0.05+0.01）
通過具體計算弄清起始濃度、變化濃度、平衡濃度三者之間的關(guān)系，掌握有關(guān)化學(xué)平衡的計算。
【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），求平衡時各物質(zhì)的濃度及CO的轉(zhuǎn)化率。
△c（CO）＝V（CO）·t
=0.003mol／（L·min）×2min
=0.006mol／L
a=△c／c（始）×100％
=0.006／0.01×100％
=60％
【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，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。
思考分析：
方法一：
設(shè)反應(yīng)消耗xmolN2
△n（始） 100 300 0
△n x 3x 2x
n（平） 100-x 300-3x 2x
（mol）
x＝40mol
n（N2）平＝100mol-xmol＝100mol-40mol
=60mol
n（N2）平=300mol-3xmol=180mol
a=40／100×100％=40％
方法二：設(shè)有xmolN2反應(yīng)
△n
1 2 2
x 2x 2x
【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，方法二有時更簡單。
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算與平衡計算聯(lián)系起來加深對平衡的理解，加強對所學(xué)知識（如差量的計算，阿伏加德羅定律的計算）的運用，培養(yǎng)學(xué)生綜合思維能力和計算能力。
強調(diào)重點，加強學(xué)法指導(dǎo)。
【課堂小結(jié)】今天我們重點學(xué)習(xí)了化學(xué)平衡的概念及有關(guān)計算，比較抽象，希望大家加強練習(xí)，以便熟練地掌握平衡的概念。
【隨堂檢測】1．對于一定溫度下的密閉容器中，可逆反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志是（）。
�。ˋ）壓強不隨時間的變化而變化
�。˙）混合氣的平均分子量一定
（C）生成n mol H2同時生成2n mol HI
（D）v（H2）=v（I2）
2．合成氨生產(chǎn)中，進(jìn)入塔內(nèi)的氮氣和氫氣體積比為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。
平衡時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
（以下計算與上面相同）
鞏固課堂所學(xué)內(nèi)容。
附：隨堂檢測答案1．（C）2．1.31×107Pa（129.4atm）
探究活動
探究活動（一）
溫度對化學(xué)平衡的影響
硫酸銅溶液中加入溴化鉀，發(fā)生下列反應(yīng)：
藍(lán)色 綠色
將上述平衡體系加熱，使溶液溫度升高，顏色怎樣變化？冷卻后，顏色又怎樣改變？做實驗檢驗?zāi)愕拇鸢浮?/p>
在試管中加入0.1 M的 溶液5毫升，再加1 M 溶液2毫升，觀察所得溶液的顏色。倒出3毫升于另一試管，然后在酒精燈上加熱，觀察顏色變化（與沒加熱的溶液對比）。等加熱的試管稍稍冷卻后，把試管浸入冷水中，觀察顏色變化。
平衡體系溫度升高，溶液的綠色加深；冷卻后，顏色又變淺。
[儀器和藥品]
1．學(xué)生用：燒杯（50毫升）、滴定管2支、量筒（10毫升）、攪拌棒、試管、石棉網(wǎng)、鐵架臺（附鐵杯）、保溫瓶（貯開水）、酒精燈、火柴。
3 M氫氧化鈉溶液、3 M硫酸溶液、0.5 M氯化鐵溶液、0.1 M硫酸銅、1 M溴化鉀溶液。
2．講臺上公用：1 M鉻酸鉀溶液0.5升、1 M重鉻酸鉀溶液0.1升。
探究活動（二）
濃度對化學(xué)平衡的影響
讓同學(xué)復(fù)述勒沙特里原理，然后提出并演示，鉻酸根 呈黃色，重鉻酸根 呈橙色。在水溶液中，鉻酸根離子和重鉻酸根離子存在下列平衡：
提問：
�。�1）若往鉻酸鉀溶液里加入硫酸，溶液顏色有什么變化？
�。�2）再加氫氧化鈉溶液，顏色又有什么變化？
�。�3）若又加酸溶液，顏色將怎樣變化？
�。�3）又加硫酸，溶液由黃色變橙色，理由同上。
按照下表操作欄實驗，觀察現(xiàn)象。解釋顏色變化原因。
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