2014年高中化学 2-3-1 化学平衡状态教案设计 新人教版选修4

实用文案

标准文档 第三节 化学平衡

第1课时 化学平衡状态

●课标要求

描述化学平衡建立的过程。

●课标解读

1.了解化学平衡过程的建立。

2．掌握可逆反应达化学平衡的标志。

●教学地位

化学平衡状态的建立与判断，这部分知识是其他课时的基础，是解释一些平衡现象的基础。鉴于学生的基础较差，本部分知识较难理解，所以在学习时将速度放慢一些。

●新课导入建议

炼铁高炉尾气之谜

高炉炼铁的主要反应是：2C(焦炭)＋O2(空气)===2CO(放出热量)，Fe2O3＋3CO△,2Fe＋3CO2。炼制1吨生铁所需焦炭的实际用量远高于按照化学方程式计算所需的量，且从高炉中出来的气体中含有没有利用的CO气体，开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度，然而高炉增高后，高炉尾气中的CO比例竟没有改变，这是什么原因呢？ 实用文案

标准文档 【提示】 Fe2O3＋3CO△,2Fe＋3CO2是一个可逆反应，在此条件下已达到该反应的最大限度，即达到化学平衡状态了。

●教学流程设计

课前预习安排：(1)看教材P25页，完成【课前自主导学】中“知识1，可逆反应与不可逆反应”，并完成【思考交流1】；

(2)看教材P26页，完成【课前自主导学】中“知识2，化学平衡状态”，并完成【思考交流2】。⇒步骤1：导入新课、并分析本课时的教材地位。⇒步骤2：建议对【思考交流】多提问学生，使80%以上的学生能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究。

步骤5：在老师的指导下，学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的2、3两题，验证学生对探究1掌握的情况。⇐步骤4：教师通过【例1】和教材P25页的讲解，对“探究1”进行总结。⇐步骤3：师生互动完成“探究1，可逆反应”可利用【问题导思】所设置的问题，由浅入深地进行师生互动。

步骤6：师生互动完成“探究2，化学平衡状态的标志”，可利用【问题导思】所设置的问题由浅入深的进行师生互动。可利用【教师备课资源】为您提供的例题拓展学生思路。⇒步骤7：教师通过【例2】和教材P26页的讲解，对探究2进行总结。⇒步骤8：在老师指导下，学生自主完成【变式训练2】和【当堂双基达标】中的1、4两题，验证学生对探究2掌握情况。

步骤9：先让学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照【课堂小结】以明确掌握已学的内容，并课下完成【课后知能检测】。

课 标 解 读 重 点 难 点

1.了解可逆反应的概念。 实用文案

标准文档 2.了解化学平衡的建立。

3.理解化学平衡的特征。 1.通过图像分析化学平衡的建立过程。(重难点)

2.掌握可逆反应达化学平衡的标志。(重点)

可逆反应与不可逆反应

1.饱和溶液中的可逆过程

在一定条件下的饱和溶液中，溶液中的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进行，而且两种过程的速率相等，于是饱和溶液中的浓度和固体溶质的质量都保持不变，由此可知，固体物质的溶解过程是可逆过程。可表示为固体溶质溶解结晶溶液中的溶质。

2．可逆反应与不可逆反应

(1)可逆反应在同一条件下，既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应。

(2)不可逆反应

有些反应的逆反应进行程度太小因而可忽略，把几乎完全进行的反应叫不可逆反应，用“===”号表示。例如：Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓。

1．以下几个反应是否是可逆反应？为什么？

(1)2H2＋O2点燃通电2H2O

(2)6CO2＋6H2O光合作用氧化作用6O2＋C6H12O6 实用文案

标准文档 (3)H2＋I22HI

【提示】 (1)(2)不是可逆反应，因为条件不同。(3)是可逆反应。

化学平衡状态

1.化学平衡的建立

如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器，其反应过程如下：

过程开始：v正最大，v逆为0进行中反应物浓度减小→v正逐渐减小生成物浓度增大→v逆逐渐增大平衡时：v正＝v逆，反应混合物中各组分的浓度不变

以上过程可用下图表示：

2．概念：在一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定的状态。

3．特征

逆——研究对象必须是可逆反应。

动——化学平衡是动态平衡，即当反应达到平衡时，正反应和逆反应都仍在继续进行。

等——正反应速率和逆反应速率相等，即同一物质的

消耗速率和生成速率相等。

定——在平衡体系中，各组成成分的含量保持不变。

变——改变影响平衡的条件，平衡可能会发生移动，达到新的平衡。

2．(1)当一个可逆反应达到平衡时，各物质的浓度保持不变，这时反应停止了吗？ 实用文案

标准文档 (2)达化学平衡的反应中，如何理解正逆反应速率相等？(以N2＋3H22NH3为例)

【提示】 (1)没有停止，此时v正＝v逆≠0。

(2)正、逆反应速率相等针对同一物质来说：如N2，正反应消耗N2的速率与逆反应生成N2的速率相等。

可逆反应

【问题导思】

①如何判断一个反应是否为可逆反应？

【提示】 同一条件下，既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行。

②在一个可逆反应中，各物质转化率有没有可能达到100%?

【提示】 不能。 科学研究表明，不少化学反应都具有可逆性，即正向反应(反应物―→生成物)和逆向反应(生成物―→反应物)都能同时进行。有些反应的可逆性很小，如Ag＋＋Cl－===AgCl↓，我们只是视作“不可逆”而已(AgCl在溶液中仍有极微量的电离：AgClAg＋＋Cl－)。

1．可逆反应：在相同条件下，要用“”代替“===”作为连接反应物和生成物的符号，二氧化硫与水的反应是可逆反应，两者反应的化学方程式应为SO2＋H2OH2SO3。

2．可逆反应的特点：(1)向两个相反的方向进行的两个化学反应，在相同的条件下同时进行、共存。两个化学反应构成了一个对立的统一体。(2)符号“”两边的物质互为反应物、生成物。(3)在反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存，如亚硫酸溶液中有H2O、SO2和H2SO3等分子。

3．常见的可逆反应：N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3,2SO2＋O2催化剂△2SO3，Cl2＋H2OHCl＋HClO，H2＋I2△,2HI，酯的水解等。 实用文案

标准文档 在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是( )

A．SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－1

B．SO2为0.25 mol·L－1

C．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1

D．SO3为0.4 mol·L－1

【解析】 A项数据表明，题中0.2 mol·L－1的SO3完全转化成了SO2和O2，即平衡时，c(SO3)＝0，这是不可能的；B项可能；C项数据表明SO2、SO3的浓度都在原浓度基础上减少了0.05 mol·L－1，这也是不可能的；D项数据表明SO2完全转化成了SO3，即平衡时，c(SO2)＝0，c(O2)＝0，这也是不可能的。

【答案】

B

本题易把反应物或生成物全部转化，忽略了可逆反应中反应物与生成物的转化率不可能达到100%，而错选其他答案。

1．密闭容器中进行如下反应：X2(g)＋3Y2(g)2Z(g)，X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.2 mol/L、0.6 mol/L，0.4 mol·L－1，当达到平衡时，下列数据肯定不正确的是( )

A．X2为0.4 mol·L－1，Y2为1.2 mol·L－1

B．Y2为1.0 mol·L－1

C．X2为0.3 mol·L－1，Z为0.2 mol·L－1

D．Z为1.0 mol·L－1 实用文案

标准文档 【解析】 化学平衡研究的是可逆反应，解这类题时要善于利用极值法：

,X2(g),＋,3Y2(g),,2Z(g),起始浓度：,0.2 mol/L,,0.6 mol/L,,0.4 mol/L,平衡浓度1：,0,,0,,0.8 mol/L,平衡浓度2：,0.4 mol/L,,1.2 mol/L,,0)

设反应正向进行彻底，则为平衡浓度1，设反应逆向进行彻底，则为平衡浓度2。根据可逆反应的含义知：0

【答案】 AD

【教师备课资源】

下列反应属于可逆反应的是( )

A．Cl2溶于水的反应

B．NH3溶于水的反应

C．可充电电池的反应，如H2O＋Zn＋Ag2O充电放电Zn(OH)2＋2Ag

D．电解水生成H2和O2，点燃H2和O2的混合物生成水

【解析】 A项Cl2溶于水的反应是可逆反应，Cl2＋H2OHCl＋HClO，B项NH3溶于水的反应也是可逆反应，NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－，C、D两项均不是可逆反应，故选AB。

【答案】

AB

化学平衡的标志

【问题导思】

①化学平衡的基本标志是什么？

【提示】 v正＝v逆与各组分的浓度保持不变。

②若反应体系的总压强不变，该可逆反应一定达平衡了吗？ 实用文案

标准文档 【提示】 不一定，对前后气体体积相等的反应，压强不变不能作判据。

③若反应体系的气体密度不变，该可逆反应达平衡了吗？

【提示】 不一定，若可逆反应前后都是气体，且体系容积不变不能作判据。

1．直接判断法

(1)v正＝v逆>0(即同一物质的消耗速率与生成速率相等)。

(2)各物质的浓度保持不变。

2．间接判断法

(1)各物质的百分含量保持不变。

(2)各物质的物质的量不随时间的改变而改变。

(3)各气体的体积不随时间的改变而改变。

以反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例来说明：

混合物

体系中

各成分

的含量

①各物质的物质的量、质量或物质的量分数、质量分数一定 平衡

②各气体的体积或体积分数一定 平衡

③总体积、总压强、总物质的量一定 不一定

平衡

正、逆

反应