第二单元 化学反应的方向和限度优质课教学设计

教学基本信息

标题

学科

教材、版本

专题、单元

化学平衡状态

化学

年级

高二年级

《化学反应原理》 江苏教育出版社

专题2 化学反应速率与化学平衡

第二单元

化学反应的方向和限度

刘晓英

授课人基本信息

单位

河北省唐县第一中学

指导思想与理论依据

授课人

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。再依据《化学反应原理》模块的功能定位，发展学生的“定量观”、“动态观”，所以本教学设计的核心目标：从定量的角度建立学生对化学平衡状态的认识。

教材分析

“化学平衡状态”和“化学反应速率”是研究可逆反应在生产生活中的应用的两个方面，相辅相成；“化学平衡状态”是后面要学***衡的移动”等知识的理论基础，并是以后要学***衡”、“水解平衡、“沉淀溶解平衡”的核心。这一节的教学对学生建立整个化学平衡体系至关重要。

学情分析

学生在《化学必修2》中已经知道可逆反应的概念，初步认识到可逆反应不能进行到底，有一定的限度，会到达化学平衡状态。选修4中要深入的认识化学平衡系统，让学生对化学平衡的认识从定性向定量转变，激励学生建立化学平衡体系。

教学目标

知识与技能： 1．了解可逆反应的特点。 2．认识可逆反应有一定的限度，在一定条件下能够达到化学平衡状态。 3．掌握化学平衡状态的特征和判断方法。 过程与方法：

1.通过高炉炼铁的历史事件引入可逆反应，复习可逆反应的特征。

2.通过数据的分析、画c-t图、v-t图，让学生了解化学平衡的建立。

3.通过练习让学生理解动态平衡的特征以及判断方法。

情感、态度及价值观：

1.培养学生处理数据、分析实际问题的能力，体会科学探究的过程。

2.通过对化学平衡知识的学习，让学生学会用平衡的知识解释或解决生活生产中的问题。

教学重点、难点

教学重点：认识化学平衡的特征

教学难点：化学动态平衡的认识

教学方法

数据处理、图像分析、交流讨论、讲练结合等

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计理念

让学生在课前了解我们这一节课的学习目标，做到有的放矢。

根据“你知道吗”中的问题引出可逆反应。这个问题贯穿整节课，让学生带着问题听课。

回顾《化学必修2》中所涉及的可逆反应的知识，将必修和选修的知识联系起来，并为下面化学平衡的讲解打好基础。

通过总结常见典型可逆反应，让学生有一种熟悉感，比较容易接受。也为下面的内容做好铺垫。

展示

【展示】展示课时教学目标：

了解本节课的学教学目标

1．了解可逆反应的特点。 习目标

2．认识可逆反应有一定的限度，在一定条件下能够达到化学平衡状态。 3．掌握化学平衡状态的特征和判断方法。

课堂引入

【引入】指导学生阅读并思考：课本46页“你知道吗”中涉及的问题。

学生阅读并认真思考“你知道吗”。

学生回答问题：CO还原Fe2O3是可逆反应。

学生和老师一起回顾可逆反应的概念和表示方法。

学生回答第3个问题：不是可逆反应，条件不同。

学生把可逆反应的方程式写在“化学平衡状态学案”的【交流与讨论1】

有一位学生把他的答案展示在黑板上。

学生和老师一起分析典型可逆反应。

知识点【复习】引导学生复习可逆反应的概念、表示1：

方法以及判断等。

可逆反应

1.定义：在同一条件下，既可以向正反应方向进行，又可以向逆反应方向进行的反应。

2.表示：“”连接反应物和生成物。

【提问】

点燃 通电 3.（1）2H2+O2 === 2H2O 与 2H2O === 2H2+O2

（2）Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O 是不是可逆反应？

【解释】铅蓄电池中放电过程是原电池，充电过程是电解池，原电池和电解池的构成条件不同，不是可逆反应。

【提问】4.我们学过的化学反应中哪些是可逆反应？ 【提示】N2+3H22NH3

2SO2+O22SO3 CO2+H2O H2CO3

SO2+H2O H2SO3

Cl2 + H2O HCl + HClO 2NO2

N2O4

【交流】老师和学生一起分析总结哪些是可逆反应，哪些不是可逆反应？

总结可逆反应的特点

【小结】复习可逆反应的特点 学生与老师一起1. 在一定条件下，许多化学反应都是可逆理解可逆反应的的。

特点。

2. 在可逆反应中，反应不能进行到底，即反

应物不能完全转化为生成物，可逆反应有一定

的限度。

【解释】在炼铁高炉中，发生Fe2O3+3CO 学生理解并接2Fe+3CO2

可逆反应，反应时间无论多长，CO受。

不能完全转化为CO2

，尾气中肯定存在CO气

体。

【小结】3. 可逆反应一开始进行，无论进行学生一起回答。

到什么程度，反应物和生成物同时存在于反应

容器中。

4.在可逆反应中同时存在着正反应和逆反应两学生回答：正反个化学反应。 应是NO2转化为

正反应：由反应物得到生成物的化学反应

。 N2O4，反应物是

逆反应：由生成物得到反应物的化学反应 NO2；逆反应是【提问】在2NO2

N2O4

可逆反应中：正N2O4转化为反应是那个方向？反应物是什么？逆反应是那NO2，反应物是个方向？反应物是什么？ N2O4.

引入化学【交流与讨论】一定温度下，把一定量NO2置学生做“学案”平衡状态

于体积不变的密闭容器中，发生2NO2

上的 [交流与讨N2O4可逆反应，画出反应物（NO2）和生成物论2]：根据表（N2O4）的浓度随时间的变化曲线。 格中的数据画出

c-t图。

【提示】①温度T1和体积V1下：

NO2起始浓度t1时刻 t1时刻以后

-1 学生在老师的提NO的浓度NO的浓度/mol·L

2424示下先写出反应-1-1/mol·L /mol·L 的“三段式”，再画图。

2 0.8 0.8

②温度T2和体积V2下： NO2起始浓度t2时刻 t2时刻以后

学生和老师一起-1 NO的浓度NO的浓度/mol·L

2424分析画图过程及-1-1/mol·L /mol·L 出现的问题。

1.“三段式”的1 0.18 0.18 【分析】老师让一位学生把画图结果展示在黑正确表示。

2.数据的准确板上，分析画图的过程及结果。

性。

【展示】展示结果

3.准确的画图

充分的了解可逆反应的特点，为化学平衡状态的引入做好铺垫。

学生充分理解可逆反应中的正、逆反应。为理解速率-时间图像打好基础。

通过数据的处理和画图的锻炼让学生从定性认识到定量分析转化，提高学生解决问题的能力。

让学生见识浓度-时间图像的两种情况，学会看c-t图和画c-t图。

学生从中体会如何准确利用数据画图，从而定量的分析可逆反应的变化规律。

知识点2:【交流与天伦】2. 正反应速率(V正) 和逆反应化学平衡速率(V逆)随时间如何变化呢？

状态

【提示】提示：在定温定容条件下,影响化学

反应速率的重要因素是反应物的浓度。

所以，影响正反应速率(V正)的是二氧化氮的浓

度[c(NO2)]；影响逆反应速率(V逆)

的是四氧化

二氮的浓度[c(N2O4)].

化学平衡【提问及分析】老师一边提问，学生一边回状态的建答，我们在一起画图。

立

①反应刚开始时，C(NO2)如何变化？V正如何变化？C(N2O4)=？V逆=？

②反应过程中，C(NO2) 如何变化？V正如何变化？C(N2O4) 如何变化？ V逆如何变化？

③反应到t1时刻时，V正

与V逆

什么关系？C(NO2)、C(N2O4) 如何变化？

【展示】展示v-t图

学生回顾影响化学反应速率的因素，并和老师一起分析。

学生回答：反应刚开始时，C(NO2)增大，V正增大；C(N2O4)=0，V逆=0。

学生回答：反应过程中:C(NO2)减小，V正

减小；C(N2O4)增大；V逆增大。

学生回答：反应到t1时刻时，V正 =V逆

；(NO2)、C(N2O4) 不再发生变化。

学生和老师一起画v-t图，学生在其中深刻感受正、逆反应速率的变化情况及可逆反应在一定条件下如何达到化学平衡状态的。

由c-t图引出v-t图，进而引出化学平衡状态。

学生与老师一起合作画图，既有趣味性又可以培养老师和学生的合作精神。

让学生充分的了解可逆反应在一定条件下是如何建立化学平衡状态的。

化学平衡状态的概

【回顾】老师和学生一起阅读并记忆：

在一定条件下的可逆反应进行到一定程度时,学生回答:正、逆反应速率相回扣课开始高炉炼铁出

念

化学平衡的特征

化学平衡的判断

正反应速率和逆反应速率___ __,反应物和生成物的浓度_________ ___的状态。

【解释】在炼铁高炉中，Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2 这个可逆反应到达化学平衡状态后，CO和CO2的浓度不再发生变化，所以尾气中CO的体积分数不再变化。

【交流】我们用五个字来总结化学平衡的特征

①化学平衡研究的是？第一个字是“逆”；

②可逆反应到化学平衡状态时, V正 V逆；第二个字用“等”；

③化学平衡状态只是一种表面静止状态 ,正逆反应并没有停止，是一种 平衡。

【展示】展示石家庄天山海世界的照片和我丫头游泳的照片。

【解释】天山海世界是大型游泳馆，游泳池中的水是死水还是活水？

蓄水时进水速率>出水速率(或=0); 平衡(水面保持不变):进水速率=出水速率; 放水:进水速率<出水速率或只出水(进水速率=0)不进水. 而化学平衡状态就是水面保持不变的状态。这时候进水和出水停止了吗？

所以V正=V逆 0 ④第四个字用“定”，

达到化学平衡状态后，混合物中各组分的浓度怎么样？

⑤第五个字用“变”，

当外界条件改变时，原化学平衡状态被破坏，一段时间后会达到新的平衡状态。

【交流与讨论】做“学案”上的 [交流与讨论3]

一定温度下，在体积不变的密闭容器中，发生N2+3H22NH3

，说明这个可逆反应已经达到平衡状态的标志有（ ） ⑴ C(N2)不再随时间而变化； ⑵

单位时间内消耗1mol N2 的同时生成了1mol N2； ⑶

单位时间内消耗1mol N2 的同时生成了3mol H2 ； ⑷

单位时间内消耗1mol N2 的同时消耗了3mol H2 ； ⑸

单位时间内断裂1mol N≡N 的同时断裂了6mol N–H； ⑹

单位时间内断裂1mol N≡N 的同时生成了6mol N–H ; ⑺ V正(N2)=V逆(N2) ; 等，

学生回答：浓度不再发生变化。

学生理解开头的问题。

学生回答：可逆反应；

学生回答：等于；

学生回答：动态

学生回答：活水。

学生回答：没有停止。

学生回答：不等于。

学生回答：不再随时间而发生变化

第1、3、5排学生向后转，前后四个人或六个人是一个学习小组，学生分小组讨论。

学生热烈讨论中……

现的问题，一环扣一环让学生紧跟课堂。

用简单的五个字理解化学平衡的特征，加深学生的理解，也方便学生记忆。

学生按学习小组分小组讨论，让学生发表见解，培养语言能力的方法。增强学生的合作意识。

⑻ V正(N2)=V逆(NH3) 与 2V正(N2)=V正(NH3) ; ⑼ NH3的物质的量分数不再随时间而变化 ⑽容器内气体的压强不再随时间而变化的状态 ; ⑾容器内气体的密度不再随时间而变化的状态；

⑿

容器内气体的平均摩尔质量不再随时间而变化的状态； ⒀ c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2 ; 【讲解】前六个的答案是什么？

⑺和⑻：V正(N2)：V正(H2)：V正(NH3)=1:3:2 V逆(N2)：V逆(H2)：V逆(NH3)=1:3:2 反应达到平衡状态后：V正(N2)=V逆(N2) 或V正(N2)：V逆(NH3)=1:2 ⑼：n(NH3)%=

反应再向平衡进行的过程中，n（NH3）增大，n总减小，n(NH3)%增大，到达平衡以后，n(NH3)%不再变，所以NH3的物质的量分数不再随时间而变化可以作为反应到达平衡的标志。

⑽：根据理想气体状态方程PV=nRT可知，定温定容条件下，压强与物质的量成正比，平衡之前n减小，压强减小，平衡以后压强不变，所以⑽是。

⑾ρ(气体)= ,反应过程中,气体质量不变,容器的体积不变,气体的密度不变,所以从反应一开始到平衡,气体的密度一直不变,那气体的密度不变不能说明反应已经达到了平衡. ⑿同样的道理,m总不变,n总减小,平均摩尔质量增大,是变化的,那选吗? ⒀到达平衡以后,各组分的浓度不再发生变化,各组分的浓度之间一定相等或符合化学计量数之比吗? [结论]答案:⑴⑵⑶⑸⑺⑼⑽⑿

[小结]

判断化学平衡状态的方法 1.直接判断法 ①v正=v逆 ②各组分的浓度或百分含量保持不变

学生回答：⑴⑵⑶⑸

学生回答：⑺是平衡状态的标志，⑻不是。

学生理解老师的解释并回答：⑼是。

学生理解后回答：选⑽。

学生理解并回答:不选⑾.

学生回答:选⑿.

学生理解并回答:不一定,不选⒀.

学生与老师一起总结并在总结过程中消化.

老师一项一项的讲解，让学生在理解化学平衡状态的基础上学会判断化学平衡状态的标志。

老师给出判断化学平衡状态的方法，让学生

2.间接判断法 ---“变量”不再变

当容器内的P、

ρ (气体)、气体的平均摩尔质量、颜色等物理量，在可逆反应到达平衡之前是变化（增大或减少）的，平衡时不再变，这个物理量就可以作为可逆反应到达化学平衡状态的标志。 课堂练习

【练习】1.当可逆反应 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡后，通入18O2气体，再次达到平衡时18O存在于(

) A．SO2 、 O2 中

B．SO2 、 SO3 中

C．SO3 中 D．SO2 、O2 、SO3 中

2.在2 L容器中3种物质间进行反应， X、Y、Z的物质的量随时间的变 化曲线如图。反应在t 时刻达到平 衡，依图所示：

把抽象的问题有一个直观的认识。

学生回答并解释：选D，因为可逆反应达到平衡以后，反应没有停止，18O随正反应进入SO3，后随逆反应进入SO2中，所以SO2 、O2 、SO3 中都含有18O。

学生：做“学案”上的[交流与讨论4]

学生回答并解释：方程式是2X3Y+Z，根据图示，X是反应物，Y和Z是生成物，列“三段式”：

2X3Y+Z n(始)2.4 0 0

(1)该反应的化学方程式是 ______________。

n(转)0.81.20.4 (2)关于该反应的说法正确的是_______。

n(平)1.61.20.4 A.到达t 时刻反应已停止

转化的量 B.在t 时刻之前X的消耗速率大于它的生n(X):n(Y):n(Z) 成速率

=2:3:1,因X有 C.在t 时刻正反应速率等于逆反应速率

剩余,故此反应 D.在t 时刻达到平衡是因为此时反应物总为可逆反应. 物质的量与生成物总物质的量相等 (2)选BC

巩固本节课所学的知识点。

练习1：理解可逆反应是动态平衡。

练习2：复习巩固所学的图像。

课堂总结

【总结】

学生和老师一起总结本节课的主要内容。

【讲解】化学平衡研究的是可逆反应，可逆反应不能进项到底，有一定的限度，到达最大限度时就达到了化学平衡状态，化学平衡是动态平衡，正反应速率等于逆反应速率不等于0，各组分的浓度不再随时间而变化，但条件改变，旧平衡会被破坏，建立新的平衡。这就是我们下节课要讲的化学平衡的移动。

板书设计

化学平衡状态

一.可逆反应 二.化学平衡状态

1.定义 1.建立

2.表示:“” 2.概念

3.典型反应 3.特征

N2+3H22NH3 4.判断

总结知识点，让学生把知识点串起来，对化学平衡状态的认识形成系统。

2SO2+O22SO3 V正(N2)：V正(H2)：V正(NH3)=1:3:2 Cl2 + H2O HCl + HClO V逆(N2)：V逆(H2)：V逆(NH3)=1:3:2 4.特点 V正(N2)=V逆(N2) 或V正(N2)：V逆(NH3)=1:2 教学反思

一.本教学设计的特点

1.源于课本，学生易于接受

通过课本46页“你知道吗”中的历史事件引入，引起学生的兴趣，并引出本节课研究的反应“可逆反应”；而且“耗巨资建造高炉延长反应时间，为什么一氧化碳的体积分数没有减少？”这个问题一直贯穿“可逆反应”这个知识点中，逐步解决，让学生带着问题学习，提高学生的积极性和参与性。

2.抽象问题具体化，学生易于理解

在讲解“c-t图”时，老师给出了具体的数据，并给出了两种情况，让学生根据具体的数据画图，并理解“浓度随时间如何变化？”。这样把抽象的问题数据化，并让学生亲自参与画图之中，学生很容易接受并理解学会分析图像。

3.小组讨论，突破难点

在讲解“化学平衡的判断”时，老师设计了一个习题，把做题过程中容易出现的问题综合在一起，从易到难，而且采用小组讨论-逐个详解-总结方法的过程，使难理解的问题以练习的形式出现，学生自然而然就接受了。

二.本教学设计的不足

本教学设计没有列举生活中一些实例，把化学与生活联系起来，让学生了解“学以致用”的道理，化学是为人民的生活生产服务的。在第二课时时，我会从生产生活入手，让学生了解：化学平衡在生产生活中的应用。