人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡精品教学设计

第二章 化学反应速率与化学平衡

   第二节 化学平衡

     第2课时 教学设计

【教学目标】

1.知道化学平衡常数的含义，会根据化学反应书写化学平衡常数表达式。　

2.应用化学平衡常数判断可逆反应进行的程度、方向以及反应的热效应。　

3.能够利用化学平衡常数进行简单的计算。

【教学重难点】

1.重点

(1)知道化学平衡常数的含义，并能利用化学平衡常数对化学反应进行程度的判断

(2)运用化学平衡常数进行简单计算

2.难点

运用化学平衡常数进行简单计算

【教学过程】

1.新课导入

[复习引入]上节课我们学习了化学平衡，化学平衡有什么特征呢？

[生]有五大特征：逆、等、动、定、变。

[讲解]尽管总结起来就这么几个字，但真正在学习中能否准确把握和处理好关于化学平衡的问题，还需大家对该概念及相关特征进行深入的理解。化学平衡状态的特征，不仅包括上边大家回答的那些，还有其他方面的特征，这就是今天咱们学习和讨论的主题——化学平衡常数。

[设计意图]让学生明确学习目标激发学生的求知欲望。

2.新课讲授

[板书] 2.2.2 化学平衡常数

[探究活动]在一定温度下，化学平衡体系中反应物浓度与生成物浓度之间有什么关系呢？我们以反应H2（g）+I2（g）2HI（g）为例进行分析。分析并验算表中所给的数据，最后可以得到什么结论？

[投影]在457.6℃时，该反应体系中各物质的浓度如下表所示：

[师]分析上表的数据，可以得出以下结论：

[投影]结论

（1）温度不变（保持457.6℃）时，为常数，用K表示；

（2）常数K与反应的起始浓度大小无关；

[讲解]在一定温度下，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，又无论反应物起始浓度为多少，最后都能达到化学平衡。这时生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。

［投影］1. 定义：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。

[师]刚才得出的平衡常数K是由一个特殊的反应引出的，其，但如果对于任意一个可逆化学反应：mA+nB pC+qD其平衡常数K又该如何表示呢？

[讲解]平衡常数实际上是平衡混合物中各生成物浓度的化学计量数次方的乘积除以反应物浓度的化学计量数次方的乘积。即 K

[板书]2. 表达式对于任意反应mA+nB  pC+qD K=

[师]那么什么因素会影响平衡常数K的大小呢？由刚刚的探究活动你能得出什么结论？

[学生活动]小组讨论，并总结K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。

[提问]化学平衡常数实际上是化学平衡的又一特征，那么化学平衡常数K的大小有什么意义呢？

[讲解]可以从平衡常数K的大小推断反应进行的程度，K只受温度影响，K越大，表示化学反应达到平衡时生成物浓度对反应物浓度的比越大，也就是反应进行的程度越大，反应的转化率也越大；反之K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率也越小。

[投影]4. 化学平衡常数的意义：平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度。一般来说,当K>105时,通常认为反应基本进行完全;当K<10-5时,认为该反应很难进行。

[讲解]在应用平衡常数表达式时，稀溶液中的水分子浓度可不写。因为稀溶液的密度接近于1g/mL。水的物质的量浓度55.6 mol/L。在化学变化过程中，水量的改变对水的浓度变化影响极小，所以水的浓度是一个常数，此常数可归并到平衡常数中去。对于非水溶液中的反应，溶剂的浓度同样是常数。

[讲解]当反应中有固体物质参加时，分子间的碰撞只能在固体表面进行，固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响。因此，固体的“浓度”作为常数，在平衡表达式中，就不写固体的浓度。

[投影]

5.应用化学平衡常数应注意的问题

(1)化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度变化无关。

(2)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度可看作“1”而不代入公式。

(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。

①若反应方向改变,则平衡常数改变。

②若化学方程式中各物质的化学计量数成比例扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变。

[板书]5、化学平衡常数的应用

（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 。

[讲解]一般地说，K>105时，该反应进行得就基本完全。

[板书]（2）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”)。

[板书]（3）利用Ｋ可计算转化率

[提问]什么叫反应物的转化率？

[副板书]某指定反应物的转化率

=×100%

[讲解]依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度),从而计算反应物的转化率。

[讲解]增大平衡体系中反应物的浓度或减小生成物的浓度，浓度积小于平衡常数，平衡向正反应方向移动。

[板书]（4）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 ，V正>V逆，反应向正反应方向进行

Qc＝K ，V正==V逆，反应处于平衡状态

Qc＞K ，V正<V逆，反应向逆反应方向进行

[强调]①化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡状态下的浓度,不能用任一时刻的浓度值。

②化学平衡常数不表示反应的快慢,即化学反应速率大,K值不一定大。

③使用催化剂能改变化学反应速率,但不会改变平衡常数。

[板书]三、有关化学平衡常数的计算——“三段式”

[师]化学平衡的计算模式可采取“三段式”的方式，依题意，列出化学方程式，并计算。“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。让我们一起来了解一下“三段式法”。

[投影](1)计算步骤：

—写出有关反应的化学方程式。

　|

—标示出各物质的起始量、转化量、平衡量。

　|

—

(2)具体方法：

可按下列模式进行计算：如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1。

　　　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)

起始/(mol·L－1)　　 a　  　b　   　0　  　0

变化/(mol·L－1)　　mx　 　nx　  　px　 　qx

平衡/(mol·L－1)　　a－mx　b－nx　 px　 　qx

相关计算：

①平衡常数：K＝。

②A的平衡转化率：α(A)平＝×100%。

③A的物质的量分数：w(A)＝×100%

④混合气体的密度：ρ混＝。

⑤混合气体的平均相对分子质量：。

[强调]①注意反应物和生成物的浓度关系。反应物：

c(平)＝c(始)－c(变)；生成物：c(平)＝c(始)＋c(变)。

②利用ρ混＝和＝计算时要注意m总应为气体的质量，V应为反应容器的体积，n总应为气体的物质的量。

③起始浓度之比、平衡浓度之比不一定与化学计量数成正比，但物质之间是按化学计量数之比反应和生成的，故各物质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比，这是计算的关键。

【课堂小结】

1.化学平衡常数的表达式与化学方程式的书写形式相对应，同一个化学反应，其化学方程式不同，平衡常数表达式也不同。

2．在温度一定时，对某一具体化学反应来说，化学平衡常数是一个常数，它与浓度无关；但计算平衡常数时又必须用到化学平衡状态下的各物质的浓度。

3．利用化学平衡常数进行计算、判断时，要理清是什么状态下的浓度。

【板书】

2.2.2化学平衡常数

一、化学平衡常数

1.定义

2.表达式

K

二、化学平衡常数的应用

1.判断反应进行的程度

2.利用K可判断反应的热效应

3.计算转化率

4.判断平衡移动方向

三、有关化学平衡常数的计算——“三段式”

　　　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)

起始/(mol·L－1)　　 a　  　b　   　0　  　0

变化/(mol·L－1)　　mx　 　nx　  　px　 　qx

平衡/(mol·L－1)　　a－mx　b－nx　 px　 　qx

K＝。