2022年高二化學 專題二 化學平衡常數(shù)教學案

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1、2022年高二化學 專題二 化學平衡常數(shù)教學案 教學目標 二課時 1、知識與技能 （1）知道化學平衡常數(shù)的含義 （2）?能利用化學平衡常數(shù)進行簡單的計算 （3）了解平衡轉(zhuǎn)化率概念，學會有關(guān)平衡轉(zhuǎn)化率的計算。 2、過程與方法 （1）在概念教學中，培養(yǎng)學生的思維能力 （2）通過化學平衡常數(shù)的計算教學，培養(yǎng)學生的計算能力 （3）通過對數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學生分析、處理數(shù)據(jù)的能力，提高學生邏輯歸納能力 3、情感態(tài)度與價值觀 （1）以本節(jié)知識為載體使學生感到獲取新知識新方法的喜悅，激發(fā)學生學習化學的積極

2、性 （2）通過對實驗數(shù)據(jù)的分析，培養(yǎng)學生嚴謹求實、積極實踐的科學作風 重點、難點 本節(jié)重點、難點：化學平衡常數(shù)表達式的書寫、化學平衡常數(shù)的含義、化學平衡常數(shù)的應用 教學過程： 【引入】我們知道，在一定條件下的可逆反應存在化學平衡狀態(tài)，化學平衡狀態(tài)是在一定條件下可逆反應進行的最大限度?；瘜W平衡時，反應物和生成物的濃度都不隨時間變化。這時，平衡體系中，反應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、化學平衡狀態(tài)的建立與化學反應的途徑有無聯(lián)系？ 2、可逆反應達化學平衡時反應物和生成物的物質(zhì)的量濃度之間的

3、關(guān)系？ 【結(jié)論】在一定溫度下，可逆反應無論正反應開始，或是從逆反應開始，又無論反應起始時反應物濃度的大小，最后都能達到平衡。也就是說，化學平衡狀態(tài)的建立與反應的途徑無關(guān)。達化學平衡狀態(tài)時，生成物濃度與反應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)冪的乘積除以反應物濃度指數(shù)冪的乘積，得到的比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)叫做該反應的化學平衡常數(shù)。大量的實驗事實表明，除了NO2與N2O4的相互轉(zhuǎn)化外，其它的可逆反應，在一定溫度下，當反應達平衡狀態(tài)時，生成物濃度的指數(shù)冪的乘積除以反應物濃度指數(shù)冪的乘積，得到的比值也是一個常數(shù)，即化學平衡常數(shù)。 【板書】一、化學平衡常數(shù)（簡稱 平衡常數(shù)

4、 ） 1、定義：在一定溫度下，無論反應物的起始濃度如何，可逆反應達到平衡時，各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積與各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積的比值是個常數(shù),這個常數(shù)叫化學平衡常數(shù)，（簡稱 平衡常數(shù) ）用符號 K 表示。 【教師講解】如果我們將其推廣到任意的一個可逆反應： aA+bB cC+dD，當溫度一定時，其平衡常數(shù)K的表達式怎樣寫？ [投影]： K=[C]c[D]d/[A]a[B]b [師]：這個式子就稱為這個反應的化學平衡常數(shù)表達式， 2、化學平衡常數(shù)表達式：對可逆反應 aA+bB cC+dD K=[C]c[D]

5、d/[A]a[B]b 練習：對于 N2(g)+3 H2(g) 2NH3(g) ，該反應的化學平衡常數(shù)表達式？ 【交流與討論】P48——P49 分析表2—8和2—9，總結(jié)可逆反應平衡常數(shù)的使用條件和書寫平衡常數(shù)表達式的注意事項。 【小結(jié)】3、使用條件及書寫注意事項： 1）使用平衡常數(shù)時應注明溫度。原因是： 平衡常數(shù)隨反應溫度的變化而變化 ?；瘜W平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應物或生成物濃度無關(guān)。 溫度升高，K值增大，則正反應為吸熱反應；溫度升高，K值減小，則正反應為放熱反應。【表2—8】 2）化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫方式有關(guān)。同一個化學反應，由于書寫的方式不同，各反應物

6、、生成物的化學計量數(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）反應中固體、液態(tài)水的濃度不必寫出。【2—9】3、4例子。原因是：當反應中有固體物質(zhì)參加時，分子間的碰撞只能在固體的表面進行，固體的物質(zhì)的量濃度對反應速率和平衡沒有影響，因此，固體的“濃度”作為常數(shù)，在平衡常數(shù)表達式中不寫固體的濃度。 稀溶液中的水分子濃度可以不寫。因為稀溶液的密度接近于1g/cm3 [H2O]=1000/18=55.5mol/l。在化學變化過程中，水量的改變對水的濃度變化影響極小，所以水的濃度也是一個常數(shù)。在平衡常數(shù)表達式中不寫出來。 但若是一個非水相的反應，如：有機反應有水參加

7、的反應，或水的狀態(tài)不是液態(tài)的，此時水的濃度就不是一個常數(shù)，應在平衡常數(shù)表達式中表示出來。 例1：在高溫下，鐵能與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，該反應為可逆反應。 ①請寫出反應的化學方程式： 。 ②請寫出上述反應的平衡常數(shù)表達式： 。 思考：相同溫度下，對于化學方程式：①2NO2 N2O4 ② N2O4 2NO2 中對應的化學平衡常數(shù)K1、K2二者關(guān)系為 K1 = 1/K2 。 4）同一條

8、件下，正、逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系。 【設問】通過學習我們知道了化學平衡常數(shù)的定義和表達式的書寫，那提出化學平衡常數(shù)有什么意義？對我們研究化學反應進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】4、化學平衡常數(shù)的意義 【講解】由表2-7說明，不同的化學平衡體系，其平衡常數(shù)（K）不一樣。K值越大，說明生成物的平衡濃度 所占的比例越大 ，反應物的平衡濃度 所占的比例越小 ，即表明反應進行得 越完全、徹底 ；反之，則反。 1）平衡常數(shù)K值的大小能說明 反應進行的程度（也叫反應的限度） 。 　a、 K

9、值越大，表示反應進行的越完全，K值越小，表示反應進行的越不完全。 【設問】那么什么程度我們可以認為反應比較徹底了呢？ [講解]：一般的說，如果反應的平衡常數(shù)的數(shù)值在105左右，通常認為反應可進行得比較完全，相反，如果一個反應的平衡常數(shù)數(shù)值在10-5左右，則認為這個反應很難進行。 思考：通常認為H2與I2反應是可逆反應，而H2 與F2反應是不可逆反應 ，試從平衡常數(shù)角度對之進行合理解釋。 【板書】b、一般當K＞105時，該反應進行得基本完全。 2）平衡常數(shù)K與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)，由K隨溫度的變化可推斷正反應是吸熱反應還是放熱。 3）通過平衡常數(shù)K值可判斷反應是否達平衡，以及未平衡

10、時反應進行的方向。 [師]：我們已經(jīng)知道化學平衡常數(shù)，是指該反應達到平衡狀態(tài)時的情況，那么對于任意的一個反應：aA+bB cC+dD 在任意狀態(tài)時的濃度冪之積的比值，稱為濃度商。 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，判別一個反應是否達到化學平衡狀態(tài)，那么同學們考慮一下什么情況下反應達到平衡呢？ 若Q=K表明反應 已達平衡狀態(tài) ； 若Q＜K表明反應 向正反應方向進行 ； 若Q＞K表明反應 向逆反應方

11、向進行 。 因此，通過平衡常數(shù)K值可判斷反應是否達平衡，以及未平衡時反應進行的方向。 例：高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應如下: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)―Q。其平衡常數(shù)可表達為: ，已知1100℃，K=0.263 1100℃時，測得高爐中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在這種情況下該反應是否處于平衡狀態(tài)__否_(填“是”或“否”)，此時化學反應向哪個方向進行？其原因是 。（Q＜K，生成物濃度增加，反應物濃度減小，反應向正反應方向進行）（Q

12、=0。25） 練習：0℃時， CO（g）+H2O（g） CO2（g）＋H2（g）的 K＝1。此時，若向一容積可變的密閉容器中同時充入1.0molCO，3.0molH2O，1.0molCO2和xmolH2，則：當x＝5.0時，上述反應向___________________（填“正反應”或“逆反應”）方向進行。若要使上述反應開始時向正反應方向進行，則x應滿足的條件是________ _________。 作業(yè)：課本P51 5、6 預習 ：課本P49—50 平衡轉(zhuǎn)化率 第二課時 5、有關(guān)化學平衡常數(shù)的計算 閱讀課

13、本P49 例1 化學平衡常數(shù)的計算方法，注意解題規(guī)范。根據(jù)例題格式，完成下列問題： 課堂練習：1、850K，向一容積為1.0 L密閉反應器中充入2.0mol SO2和2.0mol O2，當反應達到平衡后測得SO3的物質(zhì)的量濃度為1.200mol/L計算： 該溫度下反應2SO2（g）+O2（g） 2SO3 （g）的平衡常數(shù)。 過渡：化學平衡常數(shù)可預測一定溫度和各種起始濃度下反應進行的限度，但用平衡常數(shù)來表示反應的限度有時不夠直觀，常用平衡轉(zhuǎn)化率α來表示反應限度。 二、平衡轉(zhuǎn)化率（α） 1、定義：某一反應物的轉(zhuǎn)化率等于該物質(zhì)在反應中已轉(zhuǎn)化的量與該物質(zhì)總量的比值。 反應物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2、在密閉容器中，將NO2加熱到某溫度時，可進行如下反應： 2NO2 2NO+O2，在平衡時各物質(zhì)的濃度分別是：[NO2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L, [O2]=0.12mol/L.試求： （1）該溫度下反應的平衡常數(shù)。 （2）開始時NO2的濃度。 （3） NO2的轉(zhuǎn)化率。 K=1.92 起始[NO2]=0. 30mol/L 80% 練習：練習:反應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，當達到平衡狀態(tài)時，測得容器中SO2(g)的轉(zhuǎn)化率為60%，試求：在該溫度下。 （1）此反應的濃度平衡常數(shù)。 2。25 作業(yè)：課本 P50 問題解決 P51 6（交） 導學P42~44完成在書上