人教版 選修4 第2章第3節(jié)化學平衡——等效平衡教案.docx

等效平衡教學設計化學平衡是歷年來高考的重點和熱點，而化學平衡中的“等效平衡”更是化學平衡中的難點，若能洞悉各類“等效平衡”的有關問題，那么一切有關化學平衡的問題也就迎刃而解了?！暗刃胶狻钡膯栴}已有較多的文章見諸報刊雜志，但在教學實踐中教師和學生還是感到困難重重。如何突破這一難點，讓學生不僅易于掌握，而且能靈活應用，就成為教學研究的一個重要課題。教學目標知識與技能認識從不同起始狀態(tài)下化學平衡的建立過程。過程與方法通過典例分析，掌握分析等效平衡問題的方法。情感態(tài)度價值觀進一步培養(yǎng)學生自主合作探究的能力。教學重難點1.教學重點：等效平衡問題2.教學難點：應用勒夏特列原理分析各類等效平衡教學設計思路首先通過一些簡單具體的例子，提出等效平衡的概念，然后應用勒夏特列原理分析各類等效平衡，從而理解各種類型等效平衡的模式，最后應用結論，分析復雜的問題。本教學案例的突出之處在于，應用勒夏特列原理分析等效平衡，讓學生理解過程，從而能夠深刻的理解應用，而不是簡單的給出結論，讓學生死記硬背，生搬硬套。如何設計合適的問題，引導學生得出結論，正是本教學設計試圖解決的問題。教學過程設計教學環(huán)節(jié)1：等效平衡的概念【比喻】從我家到你家的中間有一個美麗的花園，從我家出發(fā)可以去，從你家出發(fā)也可以去，從我家和你家的任意一個地方出發(fā)都可以到達這個美麗的花園。引出課題：等效平衡問題。【例析】我們來看如下可逆反應，在一定條件下，按照不同的起始物質的量，達到平衡狀態(tài)時，各種物質的物質的量分數之間有何關系：n23h22nh31mol3mol0002mol0.5mol1.5mol1mol師生共同分析，采用極限假設法，通過可逆反應的化學計量數比換算成同一半邊的物質的物質的量濃度，與原平衡相等，則的量相當。像這樣的問題，我們稱之為“等效平衡”?！景鍟恳?、等效平衡的概念在一定條件下，可逆反應只要起始濃度相當，無論經過何種途徑，但達到化學平衡時，只要同種物質的物質的量分數（或體積分數）相同，這樣的平衡稱為等效平衡。【說明】1.我們所說的“等效平衡”與“完全相同的平衡狀態(tài)”不同；“完全相同的平衡狀態(tài)”在達到平衡狀態(tài)時，任何組分的物質的量分數（或體積分數）對應相等，并且反應的速率等也相同；而“等效平衡”只要求平衡混合物中各組分的物質的量分數（或體積分數）對應相同，反應的速率、壓強、物質的量濃度等可以不同。2.一定條件指的是同t同v或者同t同p3.平衡狀態(tài)(終態(tài))只與始態(tài)有關，而與途徑無關，(無論從什么方向開始投料是一次還是分成幾次，擴大縮小或縮小擴大的過程，)只要起始濃度相當，就達到等效平衡狀態(tài)。教學環(huán)節(jié)2：等效平衡的分類【例析】下面我們再來分析一下剛才的那個例子，然后看看能否找出這些反應物與生成物之間滿足如何關系，平衡才算是“等效”的。n23h22nh31mol3mol0002mol0.5mol1.5mol1molamolbmolcmol2mol6mol0【討論】按極限假設法分析，若也與是等效平衡，a、b、c之間應該滿足什么關系？a:b是否一定等于n2和h2的化學計量數之比1:3？按投料，也可與形成等效平衡嗎？若能，條件是什么？【教師引導學生分析】。若與是等效平衡a:b一定等于n2和h2的化學計量數之比1:3，其他就不見得了，要看作參照的那種投料比了，例如若中起始物質的量為n(h2)=1mol，n(n2)=1mol，則中a:b就不應該為1:3咯。若是恒溫恒容條件下，按照投料，起始濃度都變?yōu)榈?倍，相當于增大壓強，平衡會向正方向移動，故與不是等效平衡；若是恒溫恒壓條件下，起始物質的量變?yōu)榈?倍，容積也會擴大到原來的2倍，相當于是在2個等大的容器中分別反應，各自達到平衡態(tài)，然后再混合，其中各組分的物質的量分數應該是不會變的。因此在恒溫恒壓條件下，與是等效平衡?！纠觥肯旅嫖覀冊倏匆粋€例子：co(g)+h2o(g)co2(g)+h2(g)a2mol2mol00b004mol4molc1mol1mol1mol1mold4mol4mol2mol2molexmolymolzmolwmol【討論】分別分析在恒溫恒容和恒溫恒壓條件下a、b、c、d是否是等效平衡？若e與a為等效平衡，x、y、z、w應滿足如何關系？【小結板書】二、等效平衡的分類1.對于化學反應前后氣體分子數改變的可逆反應在定溫定容條件下，只改變起始加入物質的物質的量，如果通過可逆反應的化學計量數之比換算成化學方程式的同一邊物質的物質的量與原平衡相同，則兩平衡等效。在定溫定壓條件下，改變起始時加入物質的物質的量，只要按化學計量數之比換算成化學方程式的同一邊物質的物質的量之比與原平衡相同，達到平衡狀態(tài)后與原平衡等效。2.對于反應前后氣體分子數不變的可逆反應不論是在定溫定容條件下還是在定溫定壓條件下，改變起始時加入物質的物質的量，只要按化學計量數之比換算成化學方程式的同一邊物質的物質的量之比與原平衡相同，達到平衡狀態(tài)后與原平衡等效。教學環(huán)節(jié)3：等效平衡的應用【例1】在一定溫度下，把2molso2和1molo2通入一定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應，當此反應進行到一定程度時反應混合物就處于化學平衡狀態(tài)。現(xiàn)在該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始時加入的的物質的量（mol），如果a、b、c取不同的數值，它們必須滿足一定的相互關系，才能保證達到平衡狀態(tài)時，反應混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡完全相同。請?zhí)羁眨喝鬭=0，b=0，則c=_。若a=0.5，則b=_，c=_。a、b、c的取值必須滿足的一般條件是_，_。（請用兩個方程式表示，其中一個只含a和c，另一個只含b和c）答案：c=2b=0.25，c=1.5【例2】如圖所示，在一定溫度下，把2體積n2和6體積h2通入一個帶有活塞的容積可變的容器中，活塞的一端與大氣相通，容器中發(fā)生以下反應：（正反應放熱），若反應達到平衡后，測得混合氣體的體積為7體積。據此回答下列問題：保持上述反應溫度不變，設a、b、c分別代表初始加入的n2、h2和nh3的體積，如果反應達到平衡后混合氣體中各氣體的體積分數仍與上述平衡相同，那么：若a=1，c=2，則b=_。在此情況下，反應起始時將向_（填“正”或“逆”）反應方向進行。若需規(guī)定起始時反應向逆反應方向進行，則c的取值范圍是_。在上述裝置中，若需控制平衡后混合氣體為6.5體積，則可采取的措施是_，原因是_。解析：化學反應：在定溫、定壓下進行，要使平衡狀態(tài)與原平衡狀態(tài)等效，只要起始時就可以達到。已知起始時各物質的體積分別為1體積n2、b體積h2和2體積。根據“等價轉換”法，將2體積通過反應的化學計量數之比換算成和的體積，則相當于起始時有（1+1）體積和（b+3）體積，它們的比值為，解得b=3。因反應前混合氣體為8體積，反應后混合氣體為7體積，體積差為1體積，由差量法可解出平衡時為1體積；而在起始時，的體積為c=2體積，比平衡狀態(tài)時大，為達到同一平衡狀態(tài)，的體積必須減小，所以平衡逆向移動。若需讓反應逆向進行，由上述所求出的平衡時的體積為1可知，的體積必須大于1，最大值則為2體積和6體積完全反應時產生的的體積，即為4體積，則1c2。由6.57可知，上述平衡應向體積縮小的方向移動，亦即向放熱方向移動，所以采取降溫措施?！纠?】甲、乙兩恒溫容器開始時壓強相同，分別充入甲：2mola+1molb,乙：1.4mola+0.7molb+0.6molc，發(fā)生反應2a(g)+b(g)xc(g)。達到平衡時兩者中c的體積分數相同。(1)若甲、乙均為恒容容器，則x=_；(2)若甲、乙均為恒壓容器，則x=_；(3)若x=3，甲為恒容容器，乙為恒壓容器，則平衡時兩者中c的量較多是_。解析：根據恒溫恒容n(g)0，即x3，將物質折為一側，對應物質的物質的量（n）均相等。故有2a(g)+b(g)xc(g)起始：1.4mol0.7mol0.6mol轉化：molmol0.6mol所以：1.4+=2或0.7+=1解得：x=2又根據恒溫恒容時，當n(g)=0，x=3時，0.6molc分解成0.4mola與0.2molb，即折為一側后，n(a)=1.4mol+0.4mol=1.8mol，n(b)=0.7mol+0.2mol=0.9mol，顯然，n(a)：n(b)=2:1，同樣符合要求。恒溫恒壓時起始a、b的物質