高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第一单元 化学反应速率与反应限度第3课时教学设计

这是一份高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第一单元 化学反应速率与反应限度第3课时教学设计，共7页。教案主要包含了教学目标，教学重点及难点，教学方法，教学工具，教学过程等内容，欢迎下载使用。

一、教学目标
1.了解可逆反应及特点。
2.理解化学平衡状态的特征及标志，会判断可逆反应的平衡状态。
3.了解控制反应条件在生产、生活和科学研究中的作用。
二、教学重点及难点
重点 化学平衡状态的特征及标志
难点 可逆反应的平衡状态的判断
三、教学方法
问题解决法、讨论法、讲授法
四、教学工具
PPT
五、教学过程
【导入】思考：氯水的成分有哪些？
【投影】氯水图片，氯水呈浅黄绿色
【生】三分四离
三分子：H2O、Cl2、HClO
四离子： H＋、Cl－、ClO－、OH－
【问】还有氯气，说明什么？
【生】说明Cl2没有完全反应完。
【讲述】说明溶解的Cl2只有一部分与水发生了化学反应，反应只能进行到一定的限度。
所以氯气与水的反应方程式用“⇌”，而不是“=”。
Cl2＋H2O ⇌ HCl＋HClO
二、化学反应限度
【讲述】
化学反应限度是在给定的条件下，化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应的限度。
要点1：给定的条件——条件改变，化学反应的限度是可能被可改变的；
同一可逆反应在不同条件(如温度、浓度、压强等)下，其反应的限度不同。
【投影】播放二氧化氮和四氧化二氮的转化在冰水和热水中的反应视频
要点2：化学反应所能达到或完成的最大程度——决定了反应物在该条件下的最大转化率。
【讲述】
可逆反应
(1)定义：在同一条件下，既能向 正反应方向 进行，还能向 逆反应方向 进行的化学反应。
书写可逆反应的化学方程式时，不用“=”，用“⇌”。
(2)特征
①双向性：反应物eq \(,\s\up11(正向反应),\s\d4(逆向反应))生成物。
②双同性：正、逆反应是在同一条件下同时进行的。
③共存性：反应物和生成物同时存在。 即：反应物不能完全转化为生成物。
一、实验探究：FeCl3溶液与KI溶液的反应
1、操作：
实验现象：溶液颜色由无色变为褐色。
实验结论：有I2生成。
2、操作：
实验现象：溶液分层，下层为浅绿色，上层油状液体呈紫色。
实验结论：有Fe2＋和I2生成。
3、操作：
实验现象：溶液变为血红色
实验结论：下层清液中含有未反应的Fe3＋
【讲述】说明即使碘化钾过量，反应后的溶液中仍存在铁离子，只有一部分铁离子与碘化钾发生了化学反应，反应只能进行到一定的限度。
此反应的化学方程式为： 2Fe3＋＋ 2I－ ⇌ 2Fe2＋＋ 2I2
【讲述】反应N2＋3H2 ⇌ 2NH3，正方向反应速率为v正， v正如何表示？
【生】v正(N2): N2的消耗速率； v正(H2): H2的消耗速率；v正(NH3): NH3的生成速率；
【问】以上三个不同的表示方式有什么数量关系？
【生】v正(N2): v正(H2):v正(NH3)=1：3：2
【问】逆反应方向速率为v逆，v逆如何表示？
【生】v逆(NH3): NH3的消耗速率；v逆(N2): N2的生成速率； v逆(H2): H2的生成速率
【问】以上三个不同的表示方式有什么数量关系？
【生】v逆(N2): v逆(H2):v逆(NH3)=1：3：2。
【讲述】
在一定条件下向反应容器中加入N2和H2，发生反应N2＋3H2 2NH3，分析开始、变化和平衡三个环节的速率变化及v正及v逆的关系。
用速率变化图像表示化学平衡状态的建立
三、化学平衡状态
【讲述】
（一）概念：如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度都不再改变，达到一种表面静止的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。
要点：
适用：可逆反应；
v正(B)= v逆(B) ≠0
标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变
（二）化学平衡状态的特征
【问】1、可逆反应达到化学平衡状态，就是反应停止了？
【生】平衡时，反应并没有停止，正、逆反应仍在进行，只是正、逆反应速率相等。
【问】2、可逆反应达到化学平衡状态时，
各物质的浓度一定相等吗？
各物质的浓度一定成比例？
【生】平衡时，反应混合物各组分的浓度是相对自身保持一定，各组分的含量保持不变，彼此的浓度不一定相等或成比例。
（三）化学平衡状态的判断依据
1．直接标志——“正逆相等”（以合成氨为例）
(1)v正＝v逆
①同一种物质的生成速率等于消耗速率；
【生】v正(N2)=v逆(N2)
②在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比；
【生】v正(N2)：v逆(H2)=1：3
③在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。
【生】v正(N2)：v逆(NH3)=1：2
(2)各组分的浓度保持一定
①各组分的浓度不随时间的改变而改变；
【生】C(N2)不变
②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。
【生】体系中N2的质量分数、物质的量分数、体积分数不变
2．间接标志——“变量不变”
(1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。
【生】合成氨的反应体系压强不变
(2)对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。
【生】Cl2＋H2O ⇌ HCl＋HClO 氯水颜色不变
(3)全是气体参加的且反应前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变。
(4)对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。
【生】1ml H-H键的同时有1ml H-H键形成
【问】对不同物质而言，如何用化学键的断裂和形成比较？
【生】1ml N≡N键断裂的同时，有3 ml H-H键形成
1ml N≡N键断裂的同时，有 6 ml N-H键断裂
应用：
例1：可逆反应2NO2(g) （红棕色）⇌ 2NO(g) （无色） ＋O2(g)在恒容密闭容器中进行，可说明该反应达到化学平衡状态的是：
①单位时间内生成n ml O2的同时，生成2n ml NO2
②单位时间内生成n ml O2的同时，生成2n ml NO
③用NO2、NO和O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1
④混合气体的颜色不再改变
⑤混合气体的密度不再改变
⑥混合气体的压强不再改变
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变
【讨论】小组讨论并分析，答案为：①④⑥⑦
化学反应速率和化学平衡图像题目
分析方法如下：
(1)看图像
①看面，弄清楚横、纵坐标所表示的含义；
②看线，弄清楚线的走向和变化趋势；
③看点，弄清楚曲线上点的含义，特别是曲线上的转折点、交点、最高点、最低点等；
④看辅助线，作横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)；
⑤看量的变化，弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化，还是转化率的变化。
(2)想规律
如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系，各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系，外界条件的改变对化学反应速率的影响规律以及反应达到平衡时，外界条件的改变对正、逆反应速率的影响规律等。
(3)做判断
利用有关规律，结合图像，通过对比分析，做出正确判断。
【课堂练习】
在一定温度下，在恒容的容器中充入2 ml SO2和1 ml O2发生反应：2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3。
(1)一段时间后，再向容器中充入含氧同位素eq \\al(18, 8)O的氧气，则eq \\al(18, 8)O最终存在的物质为________(填字母)。
A．只有氧气 B．只有三氧化硫
C．只有氧气、三氧化硫 D．氧气、二氧化硫、三氧化硫
(2)一段时间后，该反应达到化学平衡，下列能说明反应达到化学平衡状态的是_____(填序号)。
①v正(SO2)＝2v逆(O2)
②v(SO2)＝v(SO3)
③单位时间内消耗a ml SO2，同时生成a ml SO3
④SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2
⑤混合气体的总的物质的量不再改变
⑥混合气体的压强不再改变
⑦混合气体的密度不再改变
⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变
答案 (1)D (2)①⑤⑥⑧
【课堂小结】师生一起回顾和总结。
化学反应限度
化学反应限度定义
可逆反应的特征及判断
3、化学平衡状态的定义、特征及判断依据、变式应用
4、化学反应速率和反应限度图像-看图像、想规律、做判断浓度
速率变化
v正、v逆关系
开始
反应物浓度最大
v正最大
v正＞v逆
生成物浓度为0
v逆为0
变化
反应物浓度减小
v正减小
v正＞v逆
生成物浓度增大
v逆增大
平衡
反应物浓度不变
v正不变
v正＝v逆
生成物浓度不变
v逆不变