第二单元 化学反应的方向和限度教学实录

化学平衡教学设计

晋江侨声中学 郑美娘

1.教学背景及设计意图

这是一节高三复习课，从知识层面看，化学平衡是理论性、灵活性强、思维难度高的内容。本节课是第一课时，立足于基础，从化学平衡常数的视角认识可逆过程及其平衡的移动，利用Qc与K的关系计算，使学生建立定性到定量的平衡思想，建立基于K的知识结构和平衡观，构建基于K的平衡问题分析思路和方法。充分发挥化学平衡常数这一核心概念的教学功能，为后续的其它可逆过程的分析打下基础。从考试大纲上看，明确要求了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。利用碘钨灯工作原理，对痛风患者的生活建议，让学生掌握实际情景中解决化学平衡常数以及化学平衡相关问题的基本思路。以问题带概念、以分析问题带方法指导、以解决问题为平台进而提高学生的思维能力，培养学生的社会责任和科学精神。 2.教学目标：

（1）知识技能

①了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。

②掌握化学平衡的特征，了解化学平衡与化学反应速率之间的内在联系。

③能利用化学平衡常数进行相关计算

④能正确计算反应的转化率

（2）能力培养：培养学生应用化学平衡的概念解决实际问题的能力，以及在化学计算中的思维能力。

（3）科学思想：通过对化学平衡概念的深刻讨论，使学生建立定性到定量的平衡思想，并能广泛应用于一定条件下的可逆过程中。

通过实例了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

（4）科学品质：通过化学平衡例题的讨论，培养学生认真的审题习惯，多方位的或换位的思维方式，严谨的科学态度。

（5）科学方法：通过对化学平衡理论的复习，培养学生学会讨论问题的科学方法。

3.教学重、难点：化学平衡概念的深刻剖析、平衡常数的应用

4. 教学过程 [引入]

（展示碘钨灯系列图片及工作原理）

[问题1]W（s）+I2（g）WI2（g），此类反应的特点？

[板书]一、可逆反应

二、化学平衡状态

1.概念：在一定条件下，可逆反应进行到一定的程度时，正反应速率与逆反应速率相等，化学反应进行到最大限度，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应混合物处于化学平衡状态，简称化学平衡。

2.特征：逆、等、定、动、变

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[问题2]对于反应W（s）+I2（g）WI2（g），在恒温恒容条件下，下列各项哪些是这个可逆反应达到平衡的标志？

（1）一个碘分子生成同时生成一个碘化钨分子；

（2）混合物体系中各成分的含量不变；

（3）体系压强不变；

（4）气体密度不变； （5）体系颜色不变； （6）混合气体的平均相对分子质量不变。

[归纳]化学平衡状态的判断方法？

[板书]3.判断：一正一逆，符合比例，变量不变，平衡出现

[问题3]有没有其他判断方法？

温度为943K，向体积为均为1L的密闭容器中加入足量的钨和下列各物质

c(I2)/mol∙L-1 c(WI2)/mol∙L-1

容器Ⅰ平衡时

0.08 0.02

容器Ⅱt时

0.1 0.1

请判断t时刻是否处于平衡状态？

[问题4]写出该平衡常数的表达式，并归纳平衡常数表达式书写的注意事项。

[板书]三、平衡常数

1.定义：一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值为一常数，称为平衡常数。用K表示

2.表达式

3.意义：K值的大小，表示在一定温度下，反应达到平衡时该反应进行的程度（反应的限度）。K值越大，反应程度增大，转化率越高；反之则转化率越低。

[问题5]请写出943K时容器Ⅱ平衡时各物质的浓度。

[问题6]玻璃壁附近以碘与钨化合为主、钨丝附近以碘化钨分解为主。

（1）判断反应的热效应？（2）该反应有何应用？

[板书]4.应用

（1）判断是否平衡及反应进行的方向

（2）转化率的计算

（3）判断反应的热效应

[问题7]尿酸过多或者人体排出尿酸的通路不畅通，在体内蓄积到一定程度， 就会形成尿酸钠晶体，这些结晶发生在关节处就会出现痛风。

有关平衡如下：

①HUr（尿酸，aq）⇌Ur−（aq）+H+（aq） ②NaUr（s）⇌Ur−（aq）+Na+（aq）

（1）写出上述两个可逆过程的平衡常数的表达式。

（2）痛风一般是从脚趾头开始扩展到其他部位，说明什么？

（3）对于尿酸偏高的患者有何建议？

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[练习1]已知反应X（g）+Y（g）⇌R（g）+Q（g）的平衡常数与温度的关系如表．830℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2molX和0.8molY，反应初始4s内v（X）=0.005mol·L−1·s−1．下列说法正确的是（

）

温度/℃

700 800 830 1000 1200

平衡常数

1.7 1.1 1.0 0.6 0.4

A.4s时容器内c（Y）=0.76 mol·L−1

B.830℃达平衡时，X的转化率为80% C.反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动

D.1200℃时反应R（g）+Q（g）⇌X（g）+Y（g）的平衡常数K=0.4 [练习2]研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：

2NO2(g)＋NaCl(s) NaNO3(s)＋ClNO(g) K1

2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g) K2

则4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝________(用K1、K2表示)。

[练习3]（2017全国卷III28）（4）298 K时，将20 mL 3x mol·L−1 Na3AsO3、20 −1mL 3x mol·L I220mLNaOH溶液混合，发生反应：

(aq)+I2(aq)+2OH(aq)AsO33−(aq)+2I(aq)+ H2O(l)。

AsO34−溶液中c(AsO3)与反应时间（t）的关系如图所示。

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①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。

a．溶液的pH不再变化

b．v(I−)=2v(AsO3) 3c．c(AsO3)/c(AsO3)不再变化

43d．c(I−)=y mol·L−1 ②tm时，v正_____ v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。

③tm时v逆_____

tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。

④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为___________。

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4.2017年江苏卷（15）温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应: 2NO2(g) 2NO(g)+O2 (g) (正反应吸热)。

实验测得: v正= v (NO2 )消耗= k正c2(NO2 )，v逆= v(NO)消耗= 2v (O2 )消耗= k逆c2 (NO)·c(O2 )，

k正、k逆为速率常数，受温度影响。 下列说法正确的是（ ）

A．达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为 4∶5 B．达平衡时，容器Ⅱ中 c(O2)/c(NO2) 比容器Ⅰ中的大

C．达平衡时，容器Ⅲ中 NO 的体积分数小于50% D．当温度改变为 T2时，若 k正=k逆，则 T2> T1

5.板书设计

一、可逆反应

二、化学平衡状态

1.概念：在一定条件下，可逆反应进行到一定的程度时，正反应速率与逆反应速率相等，化学反应进行到最大限度，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应混合物处于化学平衡状态，简称化学平衡。

2.特征：逆、等、定、动、变

3.判断：一正一逆，符合比例，变量不变，平衡出现

三、平衡常数

1.定义：一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值为一常数，称为平衡常数。用K表示

2.表达式

3.意义：K值越大，反应程度增大，转化率越高；反之则转化率越低。

4.应用

（1）判断是否平衡及反应进行的方向

（2）转化率的计算

（3）判断反应的热效应

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