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視頻標(biāo)簽：化學(xué)平衡常數(shù)

所屬欄目：高中化學(xué)優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：高中化學(xué)人教版選修四《化學(xué)平衡常數(shù)》甘肅

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高中化學(xué)人教版選修四《化學(xué)平衡常數(shù)》甘肅省蘭州第一中學(xué)

教學(xué)目標(biāo)
(一)知識與技能目標(biāo)
1.學(xué)生能正確理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義,認(rèn)識到可以用平衡常數(shù)來定量的表達(dá)化學(xué)反應(yīng)限度,并學(xué)會正確書寫給定反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式;
2.學(xué)生通過分析各種反應(yīng)限度的有關(guān)數(shù)據(jù),認(rèn)識到一個反應(yīng)在同一溫度下可以有不同的化學(xué)平衡狀態(tài),但其平衡常數(shù)只有一個,即各物質(zhì)的濃度關(guān)系只有一個;
3.學(xué)生通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,知道化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)而與濃度、壓強(qiáng)等無關(guān);
4.學(xué)生知道濃度商的概念,并能夠通過簡單的計(jì)算,運(yùn)用Qc和K的關(guān)系,判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。
(二)過程與方法目標(biāo)
1.學(xué)生通過對相同溫度時,不同起始濃度下平衡數(shù)據(jù)的分析,尋找平衡時反應(yīng)物和生成物濃度之間的關(guān)系,建立對平衡常數(shù)的認(rèn)識過程,進(jìn)而獲得平衡常數(shù)表達(dá)式的表示方法;
2.學(xué)生通過對各種數(shù)據(jù)資料的分析和處理,讓數(shù)據(jù)分析支撐認(rèn)識的發(fā)展,提高獲取和處理信息的能力及分析推理能力,懂得在不具備條件做實(shí)驗(yàn)的時候,從經(jīng)驗(yàn)事實(shí)數(shù)據(jù)也能獲取新知識的方法,同時形成從定性到定量認(rèn)識化學(xué)平衡的思維方法。
(三)情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)
1.學(xué)生通過對平衡常數(shù)的討論,初步認(rèn)識到其價值在于:預(yù)測在一定條件下可逆反應(yīng)能夠進(jìn)行的程度,并從中體會到理論對實(shí)踐的指導(dǎo)作用;
2.學(xué)生通過積極參與課堂活動,提高歸納概括能力、口頭表達(dá)能力和合作交流意識。
2學(xué)情分析
    學(xué)生通過之前對化學(xué)平衡狀態(tài)的學(xué)習(xí),已經(jīng)知道:可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度后即達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),但還不知道如何對其進(jìn)行定量描述。尤其是對“平衡狀態(tài)時,各組分濃度不再變化”這一特征的理解容易形成一些錯誤的認(rèn)識。表面上是學(xué)生對化學(xué)平衡認(rèn)識不夠深刻,實(shí)則是缺乏對化學(xué)平衡本質(zhì)的認(rèn)識。為此,需要通過對化學(xué)反應(yīng)中各組分濃度變化的分析,引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)出反映化學(xué)平衡本質(zhì)的化學(xué)平衡常數(shù)K。
    因此,通過本節(jié)課學(xué)習(xí),進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生建立利用濃度商Q 可化學(xué)平衡常數(shù)K的關(guān)系分析平衡移動的思路,進(jìn)而以平衡常數(shù)K 為工具對以后將要學(xué)習(xí)的各類平衡進(jìn)行分析,并使學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)限度的認(rèn)識由定性認(rèn)識上升到定量認(rèn)識,由孤立地認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)限度發(fā)展到關(guān)注環(huán)境的影響,由靜態(tài)認(rèn)識化學(xué)平衡上升到動態(tài)認(rèn)識化學(xué)平衡,應(yīng)該是本節(jié)課需要解決的關(guān)鍵所在。
3重點(diǎn)難點(diǎn)
(一)教學(xué)重點(diǎn)
化學(xué)平衡常數(shù)的概念和表達(dá)式書寫規(guī)則;利用Qc與K判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。
(二)教學(xué)難點(diǎn)
化學(xué)平衡常數(shù)概念的建立
(三)難點(diǎn)突破策略
精心設(shè)計(jì)表格,充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的功能,向數(shù)字尋求幫助,讓數(shù)據(jù)支撐結(jié)論,從不同化學(xué)平衡狀態(tài)出發(fā),對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析,層層遞進(jìn),建構(gòu)化學(xué)平衡常數(shù)的概念和表達(dá)式。
4板書設(shè)計(jì)
(見課件最后一頁)
[設(shè)計(jì)意圖] 緊緊圍繞化學(xué)平衡常數(shù)所涉及的三個方面的主要知識,我采用線索式和總分式(括弧式)相結(jié)合的板書形式,力求做到:重點(diǎn)突出、詳略得當(dāng)、層次分明、條理清晰、布局合理,使教材的梗概一目了然地展現(xiàn)在學(xué)生面前,便于學(xué)生對本節(jié)課的內(nèi)容有一個完整的,系統(tǒng)的認(rèn)識,抓住要領(lǐng),掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容的層次和結(jié)構(gòu)。事實(shí)也證明,學(xué)生對這種形式的板書比較歡迎,因?yàn)檫@種板書對比直觀、鮮明,對于復(fù)雜的過程能起到化繁為簡的作用,它能使學(xué)生印象深刻,便于記憶,增加思維的積極性和持續(xù)性。
5教學(xué)過程
5.1 第一學(xué)時
5.1.1教學(xué)目標(biāo)
(一)知識與技能目標(biāo)
1.學(xué)生能正確理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義,認(rèn)識到可以用平衡常數(shù)來定量的表達(dá)化學(xué)反應(yīng)限度,并學(xué)會正確書寫給定反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式;
2.學(xué)生通過分析各種反應(yīng)限度的有關(guān)數(shù)據(jù),認(rèn)識到一個反應(yīng)在同一溫度下可以有不同的化學(xué)平衡狀態(tài),但其平衡常數(shù)只有一個,即各物質(zhì)的濃度關(guān)系只有一個;
3.學(xué)生通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,知道化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)而與濃度、壓強(qiáng)等無關(guān);
4.學(xué)生知道濃度商的概念,并能夠通過簡單的計(jì)算,運(yùn)用Qc和K的關(guān)系,判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。
(二)過程與方法目標(biāo)
1.學(xué)生通過對相同溫度時,不同起始濃度下平衡數(shù)據(jù)的分析,尋找平衡時反應(yīng)物和生成物濃度之間的關(guān)系,建立對平衡常數(shù)的認(rèn)識過程,進(jìn)而獲得平衡常數(shù)表達(dá)式的表示方法;
2.學(xué)生通過對各種數(shù)據(jù)資料的分析和處理,讓數(shù)據(jù)分析支撐認(rèn)識的發(fā)展,提高獲取和處理信息的能力及分析推理能力,懂得在不具備條件做實(shí)驗(yàn)的時候,從經(jīng)驗(yàn)事實(shí)數(shù)據(jù)也能獲取新知識的方法,同時形成從定性到定量認(rèn)識化學(xué)平衡的思維方法。
(三)情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)
1.學(xué)生通過對平衡常數(shù)的討論,初步認(rèn)識到其價值在于:預(yù)測在一定條件下可逆反應(yīng)能夠進(jìn)行的程度,并從中體會到理論對實(shí)踐的指導(dǎo)作用;
2.學(xué)生通過積極參與課堂活動,提高歸納概括能力、口頭表達(dá)能力和合作交流意識。
5.1.2學(xué)時重點(diǎn)
(一)教學(xué)重點(diǎn):化學(xué)平衡常數(shù)的概念和表達(dá)式書寫規(guī)則;利用Qc與K判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。
5.1.3學(xué)時難點(diǎn)
(二)教學(xué)難點(diǎn)
化學(xué)平衡常數(shù)概念的建立
(三)難點(diǎn)突破策略
精心設(shè)計(jì)表格,充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的功能,向數(shù)字尋求幫助,讓數(shù)據(jù)支撐結(jié)論,從不同化學(xué)平衡狀態(tài)出發(fā),對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析,層層遞進(jìn),建構(gòu)化學(xué)平衡常數(shù)的概念和表達(dá)式。
5.1.4教學(xué)活動
活動1【導(dǎo)入】環(huán)節(jié)一：新課引入
【引入】提問:什么是化學(xué)平衡狀態(tài)?化學(xué)平衡狀態(tài)時各物質(zhì)的濃度保持不變,它們之間是否存在著某種定量關(guān)系呢?這節(jié)課我們就來探討這個問題。
[設(shè)計(jì)意圖] 鞏固舊知,為新知學(xué)習(xí)鋪墊;提出本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
 
活動2【講授】環(huán)節(jié)二：化學(xué)平衡常數(shù)概念的建立
1.化學(xué)平衡常數(shù)的概念及表達(dá)式
(指導(dǎo)學(xué)生分工合作,分析、處理數(shù)據(jù),生成“化學(xué)平衡常數(shù)”的概念,并總結(jié)出化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫通式。)
【活動探究】探究平衡態(tài)時各物質(zhì)濃度之間的關(guān)系
(1)已知反應(yīng)CO(g)+H₂O(g) =H₂(g)+CO₂(g),在800 ℃時用不同起始濃度的CO(g)、H₂O(g)、CO₂(g)、H₂(g)進(jìn)行反應(yīng),平衡后測得以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

	起始濃度/mol·L-1				平衡濃度/mol·L-1				平衡時	平衡時
	CO	H2O	H2	CO2	CO	H2O	H2	CO2	[c(H2)+c(CO2)]/ [c(CO)+c(H2O)]	[c(H2)·c(CO2)]/ [ c(CO)·c(H2O)]
1	1	2	0	0	0.333	1.333	0.667	0.667
2	0.333	2	0.667	0.667	0.273	1.940	0.727	0.727
3	1	0.333	0.667	0.667	0.758	1.091	0.909	0.909
4	0	0	1	2	0.667	0.667	0.333	1.333

 
 ①請計(jì)算填寫表中空格。
②討論:分析上述數(shù)據(jù),你能得出什么結(jié)論?
(2)已知反應(yīng)H₂ (g)+I₂ (g) =2HI (g),在425.6 ℃時用不同起始濃度的H₂、I₂(g)、HI進(jìn)行反應(yīng),平衡后測得以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
 

	起始濃度/mol·L-1			平衡濃度/mol·L-1			平衡時	平衡時
	H2	I2	HI	H2	I2	HI	[c(H2)·c(I2)]/c(HI)	[c2(H2)·c(I2)]/c(HI)
1	0.01067	0.01196	0	0.001831	0.003129	0.01767
2	0.01135	0.009044	0	0.003560	0.001250	0.01559
3	0	0	0.01069	0.001141	0.001141	0.008410
4	0.01	0.01	0.01	0.003194	0.003196	0.02359

①請計(jì)算填寫表中空格。
②討論:分析上述數(shù)據(jù),你能得出什么結(jié)論?
[設(shè)計(jì)意圖] 體會濃度數(shù)據(jù)作為表征平衡狀態(tài)的指標(biāo),具有易測量、可追蹤的特點(diǎn);培養(yǎng)獲取和處理信息的能力及合作意識。
2.化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫規(guī)則
【提出問題】K的表達(dá)式都與哪些因素有關(guān)?書寫K的表達(dá)式時有哪些注意事項(xiàng)?
【活動探究】探究平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫規(guī)則
(1)寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式,并判斷K的單位,總結(jié)書寫K的表達(dá)式時應(yīng)注意的事項(xiàng)。
①2SO₂(g) + O₂(g) =2SO₃(g)  K=                
②CaCO₃(s)= CaO(s)+CO₂(g)  K=                
③Cr₂O₇ ^2-+H₂O =2CrO₄^2-+2H⁺  K=                
(2)373K時,N₂O₄和NO₂的平衡體系:
N₂O₄(g) =2NO₂(g)   K₁=             
2N₂O₄(g) =4NO₂(g)  K₂=                      K₁、K₂、K₃之間的關(guān)系式:              
2NO₂(g)= N₂O₄(g)   K₃=             
【歸納總結(jié)】K表達(dá)式書寫規(guī)則:
①K有單位,但較復(fù)雜,通常由具體反應(yīng)而定;K的單位不唯一,一般不寫。
②K表達(dá)式中各濃度須為平衡濃度,且固體和純液體不列入表達(dá)式;
③反應(yīng)方向或化學(xué)計(jì)量數(shù)改變都會導(dǎo)致K的改變,即K的表達(dá)式與反應(yīng)方向和計(jì)量數(shù)有關(guān)。
[設(shè)計(jì)意圖]認(rèn)識化學(xué)平衡常數(shù)是用體系中各物質(zhì)濃度整體表示的一種經(jīng)驗(yàn)公式,并知道化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫規(guī)則。
活動3【講授】環(huán)節(jié)三：化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素
【活動探究】探究影響化學(xué)平衡常數(shù)的因素
閱讀課本P28~29的表格,分析表中的數(shù)據(jù),并與學(xué)案 “活動探究1”中的第2題比較,你能得出什么結(jié)論?
【歸納總結(jié)】(引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,對影響化學(xué)平衡常數(shù)的因素作出準(zhǔn)確判斷):
①K只是一個與溫度有關(guān)的函數(shù),只要保持反應(yīng)體系的溫度不變,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后,K為一常數(shù),溫度發(fā)生變化,K值也發(fā)生變化。
②K與反應(yīng)的起始濃度大小(或壓強(qiáng)等)無關(guān),即與平衡建立的過程(正向建立還是逆向建立平衡)無關(guān);
[設(shè)計(jì)意圖] 進(jìn)一步從數(shù)據(jù)角度定量認(rèn)識化學(xué)平衡常數(shù),進(jìn)一步培養(yǎng)獲取和處理信息的能力及合作意識。
活動4【講授】環(huán)節(jié)四：化學(xué)平衡常數(shù)的意義
1.濃度商的概念
【講述】在一定溫度下的任意時刻,生成物濃度冪之積除以反應(yīng)物濃度冪之積所得的商,叫做該反應(yīng)的濃度商(Q_c)。化學(xué)平衡常數(shù)實(shí)質(zhì)是指平衡時的濃度商。
[設(shè)計(jì)意圖]學(xué)生建立對濃度商Q_c的含義的認(rèn)識。
2.化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用
【提出任務(wù)】研究化學(xué)平衡常數(shù)有何實(shí)際意義?
【活動探究】探究化學(xué)平衡常數(shù)的意義
1.①已知:1000 K 時,反應(yīng)C(s)+2H₂(g)=CH₄(g) 的 K=8.28×10⁷,當(dāng)各氣體物質(zhì)的量濃度分別為H₂:0.7 mol·L^-1、CH₄:0.2 mol·L^-1時,該反應(yīng)(   )
A.正向移動        B.逆向移動        C.達(dá)到平衡        D.無法確定
②試?yán)�用Qc和K的關(guān)系解釋上節(jié)課實(shí)驗(yàn)結(jié)論:其他條件不變時,增大反應(yīng)物濃度,平衡向正方向移動。
2.分析下列兩組數(shù)據(jù),判斷哪個反應(yīng)向正方向進(jìn)行的程度大?并思考:K的大小與反應(yīng)進(jìn)行的程度有什么關(guān)系?
①25 ℃時:H₂ (g)+Cl₂(g)=2HCl(g)  K = 5.3×10¹⁶
②25 ℃時:N₂ (g)+2CO₂(g)=2CO(g)+2NO (g)  K = 1×10^-59
3.在一定體積密閉容器中,進(jìn)行如下反應(yīng):CO₂(g)+H₂(g)=CO(g) +H₂O(g),其平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表,則該反應(yīng)正反應(yīng)為 反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。

T/ºC	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

【歸納總結(jié)】研究化學(xué)平衡常數(shù)的意義:
①可利用Q_c和K 關(guān)系判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向:Q_c<K ,反應(yīng)向右進(jìn)行;Q_c=K,達(dá)平衡狀態(tài);Q_c>K,反應(yīng)向左進(jìn)行。
②可定量表示反應(yīng)的限度。
③判斷反應(yīng)的熱效應(yīng):若升溫,K 值增大,則正反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng);反之亦然。
[設(shè)計(jì)意圖] 從定量的角度體會研究平衡常數(shù)的意義,對平衡移動認(rèn)識從感性上升到理性。
活動5【活動】環(huán)節(jié)五：【課堂小結(jié)】
結(jié)合板書和“學(xué)習(xí)目標(biāo)”,總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容。
1.化學(xué)平衡常數(shù)的概念;
2.平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫規(guī)則;
3.平衡常數(shù)的意義。
 [設(shè)計(jì)意圖]梳理主干知識,構(gòu)建知識體系。
活動6【作業(yè)】環(huán)節(jié)六：布置作業(yè)
1.對于可逆反應(yīng)C (s)+CO₂ (g) =2CO (g),在一定溫度下其化學(xué)平衡常數(shù)為K,下列條件的變化中,能使K發(fā)生變化的是(   )
 A.將C (s)的表面積增大 B.增大體系的壓強(qiáng)  C.升高體系溫度     D.使用合適催化劑
2.已知:t ºC 時,2NO (g) + O₂ (g)= 2NO₂(g)  K₁
                              2NO₂ (g) N₂O₄(g)  K₂
  則該溫度下,反應(yīng)2NO (g) +O₂(g) =N₂O₄ (g)的K =                        (用K₁和K₂的關(guān)系式表示)。
3.在一定溫度下,某容積為1L的容器中發(fā)生可逆反應(yīng)N₂(g)+3H₂(g) =2NH₃,已知平衡時N₂和NH₃的物質(zhì)的量濃度均為4mol·L^-1,且該溫度下的平衡常數(shù)K=4。此時若保持容器體積和溫度不變,向其中再各通入1mol N₂、H₂和NH₃,則該反應(yīng)(   )
A.向右移動           B.向左移動         C.不移動          D.無法確定
4.高爐煉鐵中發(fā)生的反應(yīng)之一如下:FeO(s)+CO(g)= Fe(s)+CO₂(g)(△H>0)。
①寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=                ;
②若升高溫度,則平衡常數(shù)K值將         (填“增大”、“減小”或“不變”);
③已1100℃時,該反應(yīng)的平衡常K=0.263,若測得高爐中c(CO₂)=0.025mol/L,c(CO)=0.1mol/L,在這種情況下,該反應(yīng)       (填“是”或“沒有”)處于化學(xué)平衡狀態(tài),此時化學(xué)反應(yīng)速率是v(正)      v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”),其原因是                 。
 

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