化学平衡教案3_在线教学教案查询
[复习提问]什么叫化学平衡?化学平衡的特征有哪些?
[回答]化学平衡是指在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物各组分的浓度保持不变的状态。其特征有:一定条件下、可逆反应、"动"、"定"、"等"等。
[师]尽管就这么几句话,但真正在学习中能否准确把握和处理好关于化学平衡的问题,还需大家对该概念及相关特征进行深入的理解,这里我们先做一个练习(巩固化学平衡知识)。
[投影练习]1. 在一定温度下,把2 mol SO2和1 mol O2通入一个一定容积的密闭容器
里,发生如下反应:2SO2+O2 2SO3,当此反应进行到一定程度时,反应混合物就处于化
学平衡状态。现在该容器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量(mol)。如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时完全相同。请填写下列空白:
(1)若a=0,b=0,则c= 。
(2)若a=0.5,b= 和c= 。
(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c) 。
[生]运用化学平衡知识思考、分析、讨论
[解析]本题是对可逆反应和化学平衡状态的理解以及利用题给信息将化学问题以及内在规律抽象为数学问题,利用数学工具解决化学问题的思维能力的综合考查。
对于平衡状态的建立,只与条件相关,即与温度、压强(或容器的容积)、反应物或生成物的起始量的相对关系有关,而与反应进行的方向无关。因此对于该条件下的反应,初始态是2 mol SO2和1 mol O2的混合物,或是2 mol纯净的SO3,两者是等价的,最终到达的平衡状态完全相同。因此(1)中答案应为c=2。而(2)中初始态包含了三种气态物质,此时需要进行思维转换,将初始物质的加入量转换为相当于a=2,b=1,就可以达到题设的平衡状态。现在a=0.5,则b= =0.25,此时与题干所设初始态的差别是Δa=2-0.5=1.5,Δb=1-0.25=
0.75,由此SO3的初始加入量c必须转化为等效于a=1.5和b=0.75的量,根据该反应方程式的化学计量数比推断知c=1.5。(3)中要求将具体问题抽象为普遍规律,此时必须把握"把所有初始物都转换为反应物,则必须相当于2 mol SO2和1 mol O2的混合物,把所有的初始物转换为生成物,则必须相当于2 mol纯净的SO3"。才能得出正确结论:必须同时满足a+c=2和2b+c=2两个关系式。
[答案](1)c=2 (2)b=0.25,c=1.5 (3)a+c=2,2b+c=2
[过渡]化学平衡状态的特征,不仅包括上边大家回答的那些,还有其他方面的特征,这就是今天咱们学习和讨论的主题--化学平衡常数。
[板书]三、化学平衡常数
[引导]请同学们阅读教材P39标题二下面的内容以及表2-1,分析并验算表中所给的数据,最后可以得到什么结论?并把教材P38中那组数据也代入表中进行处理。
[生]阅读教材和表2-1,对表中数据进行观察并验证,并把P38中的一组实验数据代入表中进行处理:
起始时各物质的浓度/mol·L-1 平衡时各物质的浓度/mol·L-1 平衡时
c(CO) c(H2O) c(CO2) c(H2) c(CO) c(H2O) c(CO2) c(H2)
0 0 0.01 0.01 0.005 0.005 0.005 0.005 1.0
结论:达到平衡时 =1.0(常数)
[问]上述系列实验中是不是都是从正反应开始的?
[回答]不是。有的从正反应开始,有的从逆反应开始。
[追问]大家可以看到反应物的起始浓度并不相等,但结果经过足够长的时间都怎么样了?
[回答]都达到化学平衡状态。
[问]表2-1中是如何处理平衡时各物质的浓度数据的?
[回答]把平衡混合物中各生成物浓度的乘积作分子,把各反应物浓度的乘积作为分母,求其比值。
[问]结果如何?
[回答]是一个常数,几乎都等于1.0。
[小结]在一定温度下,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,又无论反应物起始浓度为多少,最后都能达到化学平衡。这时生成物的浓度乘积除以反应物浓度的乘积,所得到的比是一个常数,这个常数叫做该反应的化学平衡常数,简称平衡常数,用符号K表示。
[板书]1. 定义:在一定温度下,可逆反应达到平衡时,生成物浓度乘积除以反应物浓度乘积所得到的比是一个常数,叫化学平衡常数,用K表示。
[启发]刚才得出的平衡常数K是由一个特殊的反应引出的,其K= ,但如果对于任意一个可逆化学反应:mA+nB pC+qD其平衡常数K又该如何表示呢?
[生]阅读注释①,理解并回答:平衡常数实际上是平衡混合物中各生成物浓度的化学计量数次方的乘积除以反应物浓度的化学计量数次方的乘积。即 K=
[板书]2. 表达式对于任意反应
mA+nB pC+qD
K=
[师]化学平衡常数实际上是化学平衡的又一特征,那么化学平衡常数K的大小有什么意义呢?
[生]自学,了解K的意义并回答:可以从平衡常数K的大小推断反应进行的程度,K越大,表示化学反应达到平衡时生成物浓度对反应物浓度的比越大,也就是反应进行的程度越大,反应的转化率也越大;反之K越小,表示反应进行的程度越小,反应物的转化率也越小。
[问]什么叫反应物的转化率?
[回答]某指定反应物的转化率= ×100%
[师]这里提醒大家,无论是化学平衡常数K,还是反应物的转化率均不要求大家掌握其计算,只需了解其意义即可。
[板书]3. 意义:K值的大小,表示一定温度下,该反应达到平衡时,反应进行的程度,K值越大,正反应进行的程度越大。
[师]化学平衡常数还有一个特点,那就是不随反应或生成物的浓度的改变而改变,只
要温度不变,K就不变,温度发生变化,K也就变化,如H2(g)+I2(g) 2HI(g)
[投影显示]表2-2,不同温度反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数
温度/℃ 350 425 490
平衡常数 66.9 54.4 45.9
[师]从表2-2大家可推知:该反应温度高时反应程度大还是低温时反应程度大?(正向)
[生]根据平衡常数K的意义K值越大反应正向进行程度越大,故该反应低温时反应程度较大。
[板书]4. 特点:平衡常数K受温度制约,温度一定K一定,温度变化K变化。
[师]根据平衡常数K的定义和表达式可知,即使是同一反应,若反应方程式书写不同则K的表示方式也不同。再则,这里所谓的浓度指的是气体或溶液的浓度,对于固体、纯液体的浓度一般规定为常数1,可以不写。
[投影练习]2. 写出下列反应的平衡常数的表达式
①PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)
②2HI(g) H2(g)+I2(g)
③CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
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bsp; ④Fe3O4(s)+4H2(g) 3Fe(s)+4H2O(g)
[解析]在写表达式时注意③、④中固体物质的浓度为1,不写出。
[答案]①K= ,②K= ,③K=c(CO2),④K=
[小结]本节课我们主要学习了有关化学平衡常数的知识,作为化学平衡的又一特征要求大家对其定义、表达式及意义等有一个常识性的了解即可,不要求深层次进行计算。
[布置作业]P41三
●板书设计
三、化学平衡常数
1. 定义:在一定温度下,可逆反应达到化学平衡时,生成物的浓度乘积除以反应物浓度的乘积所得到比是一个常数,叫化学平衡常数,用K表示。
2. 表达式 对于任意可逆反应:
mA+nB pC+qD
K=
3. 意义:K值的大小表示在一定温度下该反应达到平衡时,反应进行的程度,K值越大,正反应进行的程度越大,反应物的转化率越大。
4. 特点:平衡常数K受温度制约:温度一定K一定,温度变化K变化。
●教学说明
由于化学平衡知识既是本节又是本章的重点,所以本节课一开始并没有急于引入化学平衡常数,而是通过一个典型例题来巩固学生对化学平衡的理解,之后才转入化学平衡常数的教学,教学中通过让学生自学、教师引导、设问、启发等手段,得出了化学平衡常数的定义、表达式、意义及特点,为把握准常识性了解这一认知要求,教学中说明了不要求深入计算,以免使学生陷入误区文章来源自3edu教育网
