化学平衡教学设计
作为一位兢兢业业的人民教师,可能需要进行教学设计编写工作,借助教学设计可以促进我们快速成长,使教学工作更加科学化。写教学设计需要注意哪些格式呢?以下是小编收集整理的化学平衡教学设计,欢迎大家分享。
化学平衡教学设计1
一、教学内容分析
本节是新人教版高中化学选择性必修一第二章第二节,主要讲解化学平衡的相关内容。在学习了化学平衡的概念和判断一个化学反应是否处于平衡状态之后,我们将进一步探讨条件改变对平衡移动的影响。通过勒夏特列原理,我们可以判断某一条件下化学平衡移动的方向。通过本节的学习,我们将更深入地理解化学平衡,掌握平衡常数、反应热力学等重要知识点,同时也会提高我们的化学思维能力。
二、教学目标
1、通过实验探究,我们可以更深入地理解浓度、温度、压强等因素对化学反应平衡状态的影响,并进一步认识到化学变化是有条件的这一重要学科观念。
2、借助绘图,可以帮助学生建立变化观念和平衡思想。同时,通过运用模型认知,可以举一反三,自主判断条件改变时平衡如何移动。因此,在教学中应该注重培养学生的绘图能力,以便更好地理解和掌握相关知识。
3、理解勒夏特列原理,能依据原理分析平衡移动的方向,体会理论对实践的指导作用,并让学生学会利用所学知识解决生产生活中的实际问题,培养学生的科学精神和社会价值。
三、教学策略与设计
深度学习是指在教师引领下,学生围绕具有挑战性的学习主题,全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。深度学习强调教师主导下的学生主动参与、积极建构、强调学生的 教育 性发展,强调在教学过程中培养学生的`核心素养。在本节内容的学习中,利用真实情景激发学生对学习内容的兴趣,利用实验探究的手段,借助手持技术数字化实验仪器让学生在实验的过程中直观感受条件的改变对化学平衡移动的影响,并让学生通过“V-t”图像表示出平衡移动的过程及结果,建立起“宏观-微观-符号-曲线”四重表征。
四、教学重难点
1、重点:条件改变对平衡移动的影响
2、难点:反应条件对化学平衡移动的影响,对勒夏特列原理的理解
五、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
情境导入
夏天来了,有些人喜欢喝啤酒,当我们把冰镇的啤酒的瓶盖打开,倒入玻璃杯中,发现会有泡沫冒出,有同学知道原因吗?
学生讨论
利用生活中的化学平衡激发学生的学习兴趣
知识回顾
【提问】回顾上节课所学内容,化学平衡状态的判断依据有哪些?
【思考】对于一个达到平衡状态的化学反应,当某一条件改变,正逆反应速率变化程度不同,此时化学反应是否还维持平衡?
【分析】化学平衡的标志是V正=V逆,当V正=V逆,平衡被打破,但又不会一直被打破,在这个过程中平衡会往某一方向移动,去建立新的平衡,使
V’正=V’逆
学生回答
通过对化学平衡的特征和标志分
析,构建化学平衡移动的概念,感受化学平衡移动
的原理,培养学生能用对立统一、联系发展和动
态平衡的观点分析化学问题
实验探究——感知平衡移动
【活动】探究浓度对化学平衡移动的影响
试剂:0.01mol/L FeCl3、0.01mol/L KSCN、0.1mol/L KSCN、0.1mol/LKCl
设计实验,说明条件改变对平衡移动的影响
除了通过改变颜色来判断平衡移动方向,我们还可以利用数字化实验仪器手持技术,将溶液的吸光度与透光率转化为曲线,更好地帮助学生认识平衡移动的方向。因为溶液颜色越深,对光的吸收程度就越大,透光率就越小,这种数字化的方法可以让学生更准确地理解化学反应中平衡移动的原理和规律。
学生分组实验,记录实验现象,并得出结论
通过自主的实验探究让学生更直观地了解条件改变对平衡移动的影响
绘制图像
【思考】浓度对化学平衡移动有影响吗?如何影响?根据实验结果绘制浓度对化学平衡移动的影响的速率-时间图像
学生自主绘制浓度改变平衡向逆反应方向移动的速率-时间图像
【结论】增大反应物浓度,平衡正向移动,增大生成物浓度,平衡逆向移动
学生绘制,上台展示
通过模型的建立构建浓度对化学平衡移动的影响
思考与讨论
已知Q=K时化学反应达到平衡,当改变反应物浓度或生成物浓度时,浓度商Q与K的关系如何改变,如何利用浓度商与平衡常数K的相对大小判断平衡移动的方向?
当Q=K,可逆反应达到平衡状态;
当Q>K时,化学平衡向逆反应方向移动
当Q 学生通过计算判断Q与K的相对大小与平衡移动方向的关系 培养学生的数据分析能力,提炼出依据K和Q的关系判断平衡移动方向的思维模型 学习 评价 【提问】1、一氧化碳中毒会使得一氧化碳与血红蛋白结合形成HbCO,导致血红蛋白无法携带足够的氧气到身体各个部位,从而影响机体正常功能。因此,对于CO中毒的病人要将其移到空气新鲜的地方或者送到医院的高压氧舱是因为,在充足的氧气环境中,血红蛋白会优先与氧气结合,从而释放出HbCO,恢复正常的氧合能力;而高压氧舱则可以提供更高浓度的氧气,加速HbCO的解离和排出。 2、合成氨工业N2+3H22NH3,如何控制反应条件提高产率? 学生思考、讨论、分析,展示结果 将化学知识应用到实际生产生活中,将理论与知识结合起来。 六、小结 当反应系统达到化学平衡时,反应物和生成物之间的浓度不再发生变化。然而,改变反应物或生成物的浓度会影响平衡位置。勒夏特列原理指出:增加反应物浓度会促使平衡向正向移动,增加生成物浓度则会促使平衡向逆向移动。这是因为平衡会倾向于减轻任何能够影响它的外部条件的影响。但要注意,这种移动只会减少影响,而不是完全消除影响,更不是“扭转”平衡。 七、教学反思 本节课的教学重点和难点在于影响平衡移动的因素。通过本节课的学习,学生可以了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律,从而能够解释实际问题,如生产、生活和实验室中的化学反应。然而,作为初学者,学生可能还不能完全理解勒夏特列原理,也无法准确判断条件改变后平衡移动的方向。但是,通过实验探究构建条件改变后的速率-时间图像,有助于学生更好地理解勒夏特列原理。同时,将所学的化学知识应用于实际生产和生活中,让学生体会到化学学习的乐趣和价值。因此,本节课的教学目标是通过真实情景的案例,帮助学生更好地理解勒夏特列原理,提高他们的实际应用能力和探究精神。 设计思路: 在复化学平衡状态特征的基础上,引入化学平衡移动并分析平衡移动本质原因。从影响反应速率的几个主要外因分析不同因素对平衡移动的影响,并归纳出平衡移动原理。在理解平衡原理的基础上,分析不同图像对应外界因素的变化。 教材分析: 学情分析: 学生已掌握可逆反应在一定条件下达到平衡状态的特征及化学反应速率的影响因素。本节课是在此基础上进一步分析不同外因对化学平衡的影响。 教学目标: 知识与技能: 1.理解外界条件(如浓度、温度、压强)对化学平衡的影响,进一步理解平衡移动的本质原因,认识其一般规律。 2.结合图像分析外界条件变化对化学平衡的影响,根据图像推测外界条件的变化过程与方法。 情感态度与价值观: 1.提高学生归纳思维能力。 2.通过分析工业合成氨反应条件的选择,让学生进一步了解化学与社会的密切联系,培养学生的社会责任感和创新精神。 教学方法: 讲述归纳总结。 课前准备: 学会先复。 教学过程: 1.引入 提问:请学生回答可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态的`特征。 提问:其中“变”的含义是什么?从中分析化学平衡状态改变的原因。 学生分析过程平衡状态发生改变的过程得出平衡发生移动的本质原因:改变外界条件后,V正≠V逆,与V正、V逆增大减小无关,只与其相对大小有关。所以影响反应速率的外因可能会影响平衡状态。 2.复不同外界条件对化学平衡的影响1)浓度影响 增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动;减小反应物的浓度或增大生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动。 提问:移动方向有什么特点? 2)压强影响 注意适用体系适用于有气体参加或生成的体系。对于可逆反应:aA(g) +bB(g) cC(g)+dD(g)一定条件下达到平衡状态。 ①若a+b≠c+d,增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动,减小压强平衡向气体分子数增大的方向移动。 ②若a+b=c+d,增大压强和减小压强平衡不移动。提问:移动方向有什么特点? 提问:增大压强的真正含义是什么?对于一个在恒容的密闭中进行的反应,向其中充入稀有气体,平衡是否移动?恒压时充入稀有气体和上面哪一种情况是等效的? 3)温度影响 在其他条件不变的情况下,升高温度平衡向吸热反应方向移动;降低温度平衡向放热反应方向移动。 子数增加的方向移动 ②若a+b=c+d,改变压强对平衡无影响 3、温度 升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方向移动 4、催化剂 催化剂能同等程度的改变反应速率,故对平衡无影响 二、化学平衡移动原理 1、改变反应条件会影响平衡,平衡会向能够减弱这种改变的方向移动 2、适用范围适用于任何动态平衡体系,未平衡状态不能用此来分析 3、平衡移动的结果是减弱外界条件的影响,而不能消除外界条件的影响 三、化学平衡的判断方法 1、改变固体、纯液体的量,平衡不移动 2、改变有实际参加反应物质的浓度对平衡才有影响3、惰性气体对平衡移动的影响 ①恒温恒容充入惰性气体直接从浓度分析平衡不移动②恒温恒压充入惰性气体还是从浓度分析,浓度减小等效于减压具体体系 四、应用 1、合成氨反应条件的选择 2、影响化学平衡因素的图像分析3、不同速率-时间图像与外界条件的关系 [教学目标] 1、使学生理解浓度、压强和温度等条件对化学平衡的影响。 2、使学生理解平衡移动原理。 [教学重点] 浓度、压强和温度对化学平衡的影响。 [教学难点] 平衡移动原理的应用。 [教学方法] 启发诱导法 [教学用具] 烧杯三个,试管三个,试管夹,滴管、玻璃导管、冰水、热水。 0.01mol·L—1 FeCl3溶液50 mL,0.01 mol·L—1 KSCN溶液,50 mL NO2和N2O4混合气体等。 [教学过程] [新课引入]化学平衡只有在一定的条件下才能保持,当一个可逆反应达到化学平衡状态后,如果改变浓度、压强、温度等反应条件,达到平衡的反应混合物里各组分的浓度也会随着改变,从而达到新的平衡状态。由此引出化学平衡的移动。 [板书]可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫化学平衡的移动。 一、浓度对化学平衡的影响 [实验2—4]通过学生对实验归纳可知:增大反应物的浓度可促使化学平衡向正反应方向移动。 方程式:FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl 例:2SO2+O2 2SO3在某温度下,达到平衡后各浓度分别为:c(SO2)=0.1 mol·L—1,c(O2)=0.05 mol·L—1 c(SO3)=0.9 mol·L—1 如果保持其他条件不变,将O2浓度增大一倍,则平衡如何移动? 当浓度增大1倍(氧气),温度不变时。 如果保持平衡常数不变,必须增大分子,减小分母,即必须增大SO3的浓度,平衡必然向正反应方向移动。故增大反应物浓度(或减小生成物浓度)都可使平衡向正反应方向移动。 二、压强对化学平衡的影响 1、固态、液态物质的体积受压强影响很小,压强不使平衡移动。 2、反应中有气体参加:压强减小→浓度减小→平衡向体积减小的方向移动,反之亦然。 结论:①其他条件不变时,增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动,减小压强;平衡向气体体积增大的方向移动。 ②如反应前后气体体积没有变化的反应,改变压强不会使平衡移动。 三、温度对化学平衡的影响 [实验2—4]通过学生对实验的'观察可知:在其他条件不变时,升高温度会使平衡向吸热方向移动,降低温度,会使平衡向放热方向移动。 四、勒沙特列原理 综上所述,如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强、温度)平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。这就是勒沙特列原理。 [布置作业]一、二、三 [板书设计] 第二节化学平衡(第二课时) 一、浓度对化学平衡的影响 二、压强对化学平衡的影响 三、温度对化学平衡的影响 四、勒沙特列原理 一、设计思想 新化学课程标准提出:“高中化学课程应有利于学生体验科学探究的过程,学习科学研究的基本方法,加深对科学本质的认识,增强创新精神和实践能力”,这就要求教师必须更新原有的教育观念、教育模式和教学方法,注重高中化学教学中的“引导—探究”教学模式的实施,培养具有独立思考能力以及强烈的创新意识等综合素质的人才。 化学平衡属于化学热力学知识范畴,是中学化学教材体系中重要的基础理论之一。化学基础理论的教学应根据课程标准和教学实际要求、学生的发展和认知水平,把握好知识的深度和广度,重视学生科学方法和思维能力的培养。 二、教材分析 化学平衡观点的建立是很重要的,也具有一定的难度。教材注意精心设置知识台阶,通过类比、联想等方法,帮助学生建立化学平衡的观点。 教材以固体溶质溶解为例,分析溶质溶解过程中结晶与溶解速率的变化,并指出在饱和溶液中,当蔗糖溶解的速率与结晶速率相等时,处于溶解平衡状态,以此顺势引入化学平衡状态概念,并强调在可逆 反应中,当正反应速率与逆反应速率相等时,就处于化学平衡状态。这样层层引导,通过熟悉的例子类比帮助学生理解,借此在一定程度上突破化学平衡状态建立的教学难点。 化学平衡是化学反应速率知识的延伸,也是以后学习有关化学平衡的移动等知识的理论基础,是中学化学所涉及的溶解平衡、电离平衡、水解平衡等知识的基础与核心,因此《化学平衡》是一节承前启后的关键课。化学平衡概念的建立和化学平衡特征是本节教材的重点和难点。 三、学情分析 学生在接触化学平衡前对化学反应速率及可逆反应已有一定的认识,但要接受和理解化学平衡这一抽象概念并非易事。因此在学习中应集中注意力,采用自主学习,积极想象等学习方式提高自己观察、理解和分析、解决问题的能力。教师需要根据学生已有的知识和理解能力,采用“引导—探究”教学模式,合理利用现代教育技术,采取深入浅出、生动形象的方式进行有效教学。 四、教学目标、重难点、方法和手段 1. 教学目标 知识目标:(1)使学生建立化学平衡的概念 (2)使学生理解化学平衡的特征 (3)掌握化学平衡状态的`判断 能力目标:(1)通过回忆比较已学知识,掌握新的知识 (2)培养学生探究问题、分析、归纳及解决问题的能力 情感目标:(1)培养学生严谨的学习态度和积极思维习惯 (2)结合平衡是相对的、有条件的、动态的等特点,对学生进行辨证唯物主义教育 2. 教学重点、难点 化学平衡的建立及其特征 3. 教学方法和手段 合理利用现代教育技术,采用引导探究、比较发现、推理论证等方法,通过复习联系旧知识,架设探究桥梁,借助多种教学方法,在引导探究、启发讨论中让学生发现规律,形成概念,掌握知识。 采用“引导探究教学模式”“ 创设情境引发冲突”“引导探究”“讨论交流”“ 答疑点拨强化拓展”“变式探讨体验归纳”“ 联系实际讨论应用” 五、教学过程 1、创设问题情境,引导探究讨论 教师有目的地创设能激发学生探究欲望的各种问题情境,引发学生产生质疑和提出各种假设,并寻求自主探究解决问题的途径。 【引入】 大家都喜欢喝糖水,你们知道一块糖投入水中会发生什么变化吗?糖在水里面能无限度溶解吗?为什么会饱和?饱和的实质是什么? 【探究】实验一:以蔗糖溶解为例(结合flash动画),探究溶解平衡的建立及特征, 微观过程,宏观再现 [意图:通过简单的实验演示,借助浅近的类比关系,作知识的填补,以取得学生知识基础与认知水平之间的同步,获得化学平衡的最初认识。] 【问题】①蔗糖晶体溶解时存在哪两个过程? ②随时间推延,两种过程速率如何变化? ③当两种过程速率相等时,溶液有何特征?溶液浓度是否发生变化? ④用何种实验可以证明饱和溶液两种过程仍然存在? ⑤将饱和溶液升高温度或是加入溶剂,原状态有何影响? [意图:以蔗糖溶解平衡为例,设计问题,环环相扣,由浅入深,由表及里,激发学生的主动探究和对问题的分析和思考。] (2)答疑点拨,强化知识拓展 教师引导、组织好前述探究活动的讨论交流工作,并进行必要的答疑点拨;学生回忆,讨论,归纳得出溶解平衡的特征。在此基础上,教师继续引申创设新的问题情境,做好知识的强化与拓展。 【探究讨论】教师引导启发,学生探究讨论,形成如下共识: ①蔗糖晶体溶解时存在溶解和结晶两个过程,是一个可逆过程。 ②随着溶解进行,溶解速率逐渐减小,结晶速率逐渐增大,最后达到相等。 ③两种过程速率相等时,此时溶液为饱和溶液,在“外观”上晶体不再溶解也不再析出,溶质的浓度不变,即达到了溶解平衡状态。 ④(提示:初中CuSO4晶体的制备实验)向饱和溶液中加入一颗不规则形状的晶体,放置一段时间后,晶体的形状变成规则,但质量不变,由此可以说明,溶解平衡时,溶解和结晶并未停止,仍在进行,只是速率相等。因此,溶解平衡不是静止的,是一个动态平衡。 【flash动画】再现溶解平衡时,V溶解=V结晶≠0 ⑤将饱和溶液升高温度,溶解速率增大,继续溶解;在饱和溶液中加入溶剂,继续有固体溶解。所以,外界条件改变时,溶解平衡会被破坏。 [意图:以溶解平衡为例,探究溶解平衡的特征;多媒体动画演示晶体的溶解、饱和溶液中晶体形变质不变、晶体溶解微观解释等,使学直观形象的探究、分析问题,并得出溶解平衡特征] 【板书】化学平衡 一、 溶解平衡的建立 1、 溶解 ——结晶—— 可逆过程 2、 V溶解=V结晶≠0 →溶解平衡 (动态平衡、 浓度不变、条件改变,平衡破坏) 【探究】实验二:对比溶解平衡,探究化学平衡状态的建立: 【投影】下表是CO+H2O(g) CO2+H2反应中起始和反应不同时间时各物质的浓度的变化(催化剂1200℃)。 【学习目标】: 1、化学平衡常数的概念 2、运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断 3、运用化学平衡常数进行计算,转化率的计算 【学习过程】: 〔引言〕当一个可逆反应达到化学平衡状态时,反应物和生成物的浓度之间有怎样的定量关系,请完成44页〔问题解决〕,你能得出什么结论? 一、化学平衡常数 1、定义:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度以系数为指数的幂的乘积与反应物浓度以系数为指数的幂的乘积的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数) 2、表达式:对于一般的可逆反应,mA(g)+ nB(g) pC(g)+ qD(g) 当在一定温度下达到平衡时,K==cp(C)·cq(D)/cm(A)·cn(B) 阅读45页表2-7,你能得出什么结论? 3、平衡常数的意义: (1)平衡常数的大小反映了化学反应进行的' 程度 (也叫 反应的限度 )。 K值越大,表示反应进行得 越完全 ,反应物转化率 越大 ; K值越小,表示反应进行得 越不完全 ,反应物转化率 越小 。 (2)判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行: 对于可逆反应:mA(g)+ nB(g) pC(g)+ qD(g),在一定的温度下的任意时刻,反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系:Qc=Cp(C)·Cq(D)/ Cm(A)·Cn(B),叫该反应的浓度商。 Qc<K ,反应向 正反应方向 进行 Qc=K ,反应处于平衡状态 Qc>K ,反应向 逆反应方向 进行 (3)利用K可判断反应的热效应 若升高温度,K值增大,则正反应为 吸热 反应(填“吸热”或“放热”)。 若升高温度,K值减小,则正反应为 放热 反应(填“吸热”或“放热”)。 阅读45页表2-8、2-9,你能得出哪些结论? 二、使用平衡常数应注意的几个问题: 1、化学平衡常数只与 有关,与反应物或生成物的浓度无关。 2、在平衡常数表达式中:水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写 C(s)+H2O(g) C O(g)+H2(g),K=c(CO)·c(H2)/c(H2O) Fe(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g),K=c( CO2)/c(CO) 3、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关 例如:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为K1,1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g)的平衡常数为K2 ,NH3(g) 1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为K3; 写出K1和K2的关系式: K1 =K22 。 写出K2和K3的关系式: K2·K3=1 。 写出K1和K3的关系式: K1·K32=1 。 三、某个指定反应物的转化率= ×100% 或者= ×100% 或者= ×100% 转化率越大,反应越完全! 四、有关化学平衡常数的计算:阅读46页例1和例2。完成47页问题解决。 【课堂练习】 1、设在某温度时,在容积为1L的密闭容器内,把氮气和氢气两种气体混合,反应后生成氨气。实验测得,当达到平衡时,氮气和氢气的浓度各为2mol/L,生成氨气的浓度为3mol/L,求这个反应在该温度下的平衡常数和氮气、氢气在反应开始时的浓度。 (答案:K=0.5625 氮气、氢气在反应开始时的浓度分别为3.5mol/L和6.5mol/L) 2、现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),知CO和H2O的起始浓度均为2mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K=2.60,试判断,(1)当CO转化率为50%时,该反应是否达到平衡状态,若未达到,哪个方向进行? (2)达平衡状态时,CO的转化率应为多少? (3)当CO的起始浓度仍为2mol/L,H2O的起始浓度 为6mol/ L时,CO的转化率为多少? 答案:(1)不平衡,反应向正方向进行 (2)61.7% (3)86.5% 一、教材分析 《化学平衡》处于化学反应原理模块第二章的第三节,其它三节依次为:化学反应速率、影响化学反应速率的因素、化学反应进行的方向。先速率后平衡的顺序体现了科学家研究化学反应快慢、利用化学反应限度的基本思路,即:先从动力学的角度研究反应速率,再从热力学的角度研究反应的限度,因此反应限度的研究是科学研究的非常关键一步。 二、学生情况分析 1.学生的认识发展分析 学生在高一必修阶段,通过化学反应速率和反应限度的学习对可逆反应形成了初步感性认识。在选修阶段,通过对化学平衡这部分内容的学习初步意识到有些反应在一定温度下是不能完全发生的,存在反应限度。通过对数据指标的分析,使学生形成对反应限度的定性、定量的认识,能够定量计算化学反应限度(K)。平衡常数是反应限度的最根本的表现,对于某一个具体反应来说,平衡常数与反应限度确实是一一对应的关系,这使学生从定性到定量的认识一个反应在一定条件(温度)下的平衡常数只有一个,但是平衡转化率可以有多种,对应不同的平衡状态。 2.学生认识障碍点分析 学生认识障碍点主要在于“化学平衡状态”及“化学反应限度”两个核心概念的理解上。学生对平衡问题的典型错误理解:一是不理解平衡建立的标志问题。第二,不能将反应限度看成化学反应进行程度的量化指标,不能从定性和定量角度认识平衡状态与反应限度的'关系,因此学生认为“化学平衡常数”比较难于理解。 三、指导思想与理论依据 本教学设计首先依据《普通高中化学课程标准》对化学平衡的要求:知道化学反应的可逆性及其限度,能描述化学平衡建立的过程,认识化学平衡移动规律;知道化学平衡常数和转化率的涵义,能进行化学平衡常数和转化率的计算。依据《化学反应原理》模块的功能定位,发展学生的“定量观”“微粒观”“动态观”,引入化学平衡常数的学习,对学生判断化学平衡移动方向带来了科学的依据,从而明确了教学设计的核心目标:从定量的角度建立学生对化学反应限度的认识。 在此基础上,本设计又对化学平衡常数的功能与价值,以及学生认识发展的特点进行了分析,通过数据的分析与计算,使学生对化学平衡能够有一个更深刻的认识,进而确定了“向数字寻求帮助让数据支撑结论”教学设计的思路。 四、基于上述分析确定本设计的知识线索、学生认知线索、问题线索、情景 五、教学目标 知识技能: ①知道化学反应存在限度问题,能认识到一个反应同一温度下的不同的化学平衡状态只有一个反应限度。 ②了解化学平衡常数,通过数据分析建立对平衡常数的认识过程。 ③培养学生分析数据、归纳结论,语言表达与综合计算能力。 过程与方法: ①通过分析建立平衡状态以及各种反应限度的有关数据,使学生认识到一个反应在同一温度下可有不同的化学平衡状态,但其平衡常数只有一个,即各物质的浓度关系只有一个。 ②充分发挥数据的功能,让数据分析支撑认识的发展。 ③通过平衡常数的讨论,使学生初步认识到其价值在于:预测在一定条件下可逆反应能够进行的程度,从而更合理地分配研究资源。 情感、态度与价值观: ①通过对化学平衡常数认识过程的讨论使学生初步了解掌握反应限度的重要意义以及化学理论研究的重要意义。 ②培养学生严谨的学习态度和思维习惯。 教学重点和难点 教学重点:了解定量描述化学平衡状态的方法——化学平衡常数 教学难点:从不同化学平衡状态出发建立化学反应限度的认识 六、教学流程示意 七、教学过程 【学习目标】: 1、化学平衡常数的概念 2、运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断 3、运用化学平衡常数进行计算,转化率的计算 【学习过程】: 〔引言〕当一个可逆反应达到化学平衡状态时,反应物和生成物的浓度之间有怎样的定量关系,请完成44页〔问题解决〕,你能得出什么结论? 一、化学平衡常数 1、定义:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度以系数为指数的幂的乘积与反应物浓度以系数为指数的幂的乘积的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数) 2、表达式:对于一般的可逆反应,mA(g)+ nB(g) pC(g)+ qD(g) 当在一定温度下达到平衡时,K==cp(C)·cq(D)/cm(A)·cn(B) 阅读45页表2-7,你能得出什么结论? 3、平衡常数的意义: (1)平衡常数的大小反映了化学反应进行的 程度 (也叫 反应的限度 )。 K值越大,表示反应进行得 越完全 ,反应物转化率 越大 ; K值越小,表示反应进行得 越不完全 ,反应物转化率 越小 。 (2)判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行: 对于可逆反应:mA(g)+ nB(g) pC(g)+ qD(g),在一定的温度下的任意时刻,反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系:Qc=Cp(C)·Cq(D)/ Cm(A)·Cn(B),叫该反应的浓度商。 Qc<K ,反应向 正反应方向 进行 Qc=K ,反应处于平衡状态 Qc>K ,反应向 逆反应方向 进行 (3)利用K可判断反应的热效应 若升高温度,K值增大,则正反应为 吸热 反应(填“吸热”或“放热”)。 若升高温度,K值减小,则正反应为 放热 反应(填“吸热”或“放热”)。 阅读45页表2-8、2-9,你能得出哪些结论? 二、使用平衡常数应注意的几个问题: 1、化学平衡常数只与 有关,与反应物或生成物的浓度无关。 2、在平衡常数表达式中:水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写 C(s)+H2O(g) C O(g)+H2(g),K=c(CO)·c(H2)/c(H2O) Fe(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g),K=c( CO2)/c(CO) 3、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关 例如:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为K1,1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g)的平衡常数为K2 ,NH3(g) 1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为K3; 写出K1和K2的关系式: K1 =K22 。 写出K2和K3的关系式: K2·K3=1 。 写出K1和K3的关系式: K1·K32=1 。 三、某个指定反应物的转化率= ×100% 或者= ×100% 或者= ×100% 转化率越大,反应越完全! 四、有关化学平衡常数的计算:阅读46页例1和例2。完成47页问题解决。 【课堂练习】: 1、设在某温度时,在容积为1L的密闭容器内,把氮气和氢气两种气体混合,反应后生成氨气。实验测得,当达到平衡时,氮气和氢气的.浓度各为2mol/L,生成氨气的浓度为3mol/L,求这个反应在该温度下的平衡常数和氮气、氢气在反应开始时的浓度。 (答案:K=0.5625 氮气、氢气在反应开始时的浓度分别为3.5mol/L和6.5mol/L) 2、现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),知CO和H2O的起始浓度均为2mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K=2.60,试判断,(1)当CO转化率为50%时,该反应是否达到平衡状态,若未达到,哪个方向进行? (2)达平衡状态时,CO的转化率应为多少? (3)当CO的起始浓度仍为2mol/L,H2O的起始浓度 为6mol/ L时,CO的转化率为多少? (答案:(1)不平 衡,反应向正方向进行,(2)61.7% (3)86.5%) 3、在一定体积的密闭容器 中,进行如下反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示: t℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题: ⑴该反应化学平衡常数的表达式:K= c(CO)·c(H2O)/c(CO2 )·c(H2) ; ⑵该反 应为 吸热 (填“吸热”或“放热”)反应; ⑶下列说法中能说明该反应达平衡状态的是 B A、容器中压强不变 B、混合气体中c(CO)不变 C、混合气体的密度不变 D、c(CO) = c(CO2) E、化学平衡 常数K不变 F、单位时间内生成CO的分子数与生成H2O的分子数相等 ⑷某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:c(CO2)×c(H2)=c(CO)×c(H2O),试判此时的温度为 830℃ 。 知识目标 使学生建立化学平衡的观点;理解化学平衡的特征;理解浓度、压强和温度等条件对化学平衡的影响;理解平衡移动的原理。 能力目标 培养学生对知识的理解能力,通过对变化规律本质的认识,培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。 情感目标 培养学生实事求是的科学态度及从微观到宏观,从现象到本质的科学的研究方法。 教学建议 化学平衡教材分析 本节教材分为两部分。第一部分为化学平衡的建立,这是本章教学的重点。第二部分为化学平衡常数,在最新的高中化学教学大纲(20xx年版)中,该部分没有要求。 化学平衡观点的建立是很重要的,也具有一定的难度。教材注意精心设置知识台阶,采用图画和联想等方法,帮助学生建立化学平衡的观点。 教材以合成氨工业为例,指出在化学研究和化工生产中,只考虑化学反应速率是不够的,还需要考虑化学反应进行的程度,即化学平衡。建立化学平衡观点的关键,是帮助学生理解在一定条件下的可逆反应中,正、逆反应速率会趋于相等。教材以蔗糖溶解为例指出在饱和溶液中,当蔗糖溶解的速率与结晶速率相等时,处于溶解平衡状态,并进而以的可逆反应为例,说明在上述可逆反应中,当正反应速率与逆反应速率相等时,就处于化学平衡状态。这样层层引导,通过图画等帮助学生联想,借以 在一定程度上突破化学平衡状态建立的教学难点。 教材接着通过对19世纪后期,在英国曾出现的用建造高大高炉的方法来减少高炉气中 含量的错误做法展开讨论。通过对该史实的讨论,使学生对化学平衡的建立和特征有更深刻的理解,培养学生分析实际问题的能力,并训练学生的科学方法。 化学平衡教法建议 教学中应注意精心设置知识台阶,充分利用教材的章图、本节内的图画等启发学生联想,借以建立化学平衡的观点。 教学可采取以下步骤: 1.以合成氨工业为例,引入新课,明确化学平衡研究的课题。 (1)复习提问,工业上合成氨的化学方程式 (2)明确合成氨的反应是一个可逆反应,并提问可逆反应的定义,强调“二同”——即正反应、逆反应在同一条件下,同时进行;强调可逆反应不能进行到底,所以对任一可逆反应来讲,都有一个化学反应进行的程度问题。 (3)由以上得出合成氨工业中要考虑的两个问题,一是化学反应速率问题,即如何在单位时间里提高合成氨的产量;一是如何使和尽可能多地转变为,即可逆反应进行的程度以及各种条件对反应进行程度的影响——化学平衡研究的问题。 2.从具体的化学反应入手,层层引导,建立化学平衡的观点。 如蔗糖饱和溶液中,蔗糖溶解的速率与结晶的速率相等时,处于溶解平衡状态。 又如,说明一定温度下,正、逆反应速率相等时,可逆反应就处于化学平衡状态,反应无论进行多长时间,反应混合物中各气体的浓度都不再发生变化。 通过向学生提出问题:达到化学平衡状态时有何特征?让学生讨论。最后得出:化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态(此时化学反应进行到最大限度)。并指出某一化学平衡状态是在一定条件下建立的。 3.为进一步深刻理解化学平衡的建立和特征,可以书中的史实为例引导学生讨论分析。得出在一定条件下当达到化学平衡状态时,增加高炉高度只是增加了CO和铁矿石的接触时间,并没有改变化学平衡建立时的条件,所以平衡状态不变,即CO的浓度是相同的。关于CO浓度的变化是一个化学平衡移动的问题,将在下一节教学中主要讨论。从而使学生明白本节的讨论题的涵义。 “影响化学平衡的条件”教材分析 本节教材在本章中起承上启下的作用。在影响化学反应速率的条件和化学平衡等知识的基础上进行本节的'教学,系统性较好,有利于启发学生思考,便于学生接受。 本节重点:浓度、压强和温度对化学平衡的影响。难点:平衡移动原理的应用。 因浓度、温度等外界条件对化学反应速率的影响等内容,不仅在知识上为本节的教学奠定了基础,而且其探讨问题的思路和方法,也可迁移用来指导学生进行本书的学习。所以本节教材在前言中就明确指出,当浓度、温度等外界条件改变时,化学平衡就会发生移动。同时指出,研究化学平衡的目的,并不是为了保持平衡状态不变,而是为了利用外界条件的改变,使化学平衡向有利的方向移动,如向提高反应物转化率的方向移动,由此说明学习本节的实际意义。 教材重视由实验引入教学,通过对实验现象的观察和分析,引导学生得出增大反应物的浓度或减小生成物的浓度都可以使化学平衡向正反应方向移动的结论。反之,则化学平衡向逆反应方向移动。并在温度对化学平衡影响后通过对实验现象的分析,归纳出平衡移动原理。 压强对化学平衡的影响,教材中采用对合成氨反应实验数据的分析,引导学生得出压强对化学平衡移动的影响。 教材在充分肯定平衡移动原理的同时,也指出该原理的局限性,以教育学生在应用原理 时,应注意原理的适用范围,对学生进行科学态度的熏陶和科学方法的训练。 【化学平衡教学设计】相关文章: 《化学平衡》教学设计范文01-14 《影响化学平衡的条件》教学设计11-19 教学设计02-11 《太阳》教学设计及点评太阳的教学设计11-05 单词教学教学设计11-27 设计校园课程教学设计04-03 《鸟语》教学设计 鸟的语言教学设计10-21 er教学设计 ie ue er教学设计09-20 绝招教学设计03-29化学平衡教学设计2
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