《化学平衡常数》教案

《化学平衡常数》教案

湖北省恩施自治州高级中学 向太平（445000）

教学目标要求

课程标准与教材分析

1、《普通高中化学课程标准（实验）》要求：

知道化学平衡常数的含义；能够用化学平衡常数计算反应物的转化率 2、《山东卷考试说明》要求：

理解化学平衡常数的含义；能够利用化学平衡常数进行简单的计算 3、教材分析

在近几年教材的修订改版中，除了沪教版一直保留着“化学平衡常数”并在高考中时有出现外，在其它版本中，这个概念几度沉浮。如今，人教版和鲁科版等教材中，都再度引入化学平衡常数，而且，对知识内容的层次要求比较高。因而，可能成为课改实验区化学高考的新看点，应引起我们的关注。

从近几年的上海高考题来看，高考对化学平衡常数的要求主要是初步认识其含义及影响因素，并能用化学平衡常数对反应是否处于平衡状态进行判断和对反应物的转化率进行定量计算。教科书列举了H2(g)+I2 (g)

2HI(g)反应中的相关数据，从定量角度给以深化，

希望学生能够从变化的数据中找出规律，即化学平衡常数，并学会描述化学平衡的建立过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。 教学设计

一、教学目标 1、 知识与技能

（1）知道化学平衡常数的含义

（2）能利用化学平衡常数进行简单的计算 2、 过程与方法

（1）在概念教学中，培养学生的思维能力

（2）通过化学平衡常数的计算教学，培养学生的计算能力

（3）通过对数据分析，培养学生分析、处理数据的能力，提高学生逻辑归纳能力 3、 情感态度与价值观

（1）以本节知识为载体使学生感到获取新知识新方法的喜悦，激发学生学习化学的积极性 （2）通过对实验数据的分析，培养学生严谨求实、积极实践的科学作风 二、重点、难点

本节重点、难点：化学平衡常数表达式的书写、化学平衡常数的含义、化学平衡常数的应用 三、教学方法

例题探究式教学 合作探究式教学 多媒体辅助教学

四、教学过程设计

问题引导及教师活动 学生活动 设计意图 1

聆听思考，回答：动、[复习引入]上节课我们学习了化学平衡，化等、定、变、逆。 学平衡有什么特征呢？平衡移动原理(勒沙学生回答：如果改变影响特列原理)的内容是什么？ 平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向[讲述]为了寻找定量描述化学反应限度的能够部分减弱这种改变方法，人们对许多化学平衡体系的数据进行的方向移动 。 了分析，终于发现：化学平衡常数可以表征 化学反应限度的相对大小。 复习引入新课 让学生明确学习目标激发学生的求知欲望。 [多媒体投影]课本２９页 计算填表分析平衡常数表达式中的数据特征得问题：（１）分析表格中所得数据，寻找其出规律：不管H2、I2、HI中的规律。 的初始浓度有多大，只要保持反应体系的温度 不变，达到平衡状态后 生成物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积之比是个常数 （２）引导学生对比观察１、２、３组数据得出结论：可逆反应无与４、５、６组数据，你从中可以得出什么论从正向开始还是从逆结论？ 向开始，无论起始浓度多大，都能达到化学平 衡。 培养学生分析数据的能力、处理数据的能力 培养学生合作探究的能力 培养学生对比能力， 让学生在交流和讨论中体会概念的构建，明确化学平衡常数这一概念的内涵 [过渡]人们对其他化学平衡体系的数据进[总结]化学平衡常数等行分析，发现了类似的关系,平衡常数的含于平衡体系中生成物浓 义是什么？ 度幂之积与反应物浓度 幂之积之比 [板书]一、化学平衡常数 对于可逆反应：mA（g） ＋ nB（g）pC（g） ＋ qD（g） 培养学生归纳整理文字表述式中1、定义： 在一定温度时，当一个可逆反的注意事项，明了平衡常的归纳整理应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之能力和表达数成立的前提条件 积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个能力。 常数，这个常数称为化学平衡常数简称平衡常 强化知识 数。 要点，加深理解。 [思考]如何将文字表述式书写为数学表达学生思考讨论 式？此时反应物浓度、生成物浓度是什么浓

2

度？ 2.数学表达式： 平衡常数的数学表达式 cp(C)•cq(D)Kmc(A)•cn(B) 学生思考讨论：既然浓[思考]平衡浓度的单位是mol·L，请问平度有单位，那么K肯定衡常数K有不有单位？ 就有单位，但教材上的K3.平衡常数的单位 值都没有单位。 -1-1 ∵浓度的单位为mol·L 学生会比较茫然。 -n∴K的单位为(mol·L1)；n＝p+q-m-n 当浓度的单位为 mol·L-1，称标准平衡常 数，标准平衡常数不写单位。 [多媒体投影][针对性练习] 请写出下表中各反应的平衡常数表达式并回答问题 反应 1 1/2N2（g）+3/2H2（g）NH3（g） 2 N2（g）+3H2（g）2NH3（g） 3 2NH3（g）N2（g）+3H2（g） 4 Fe0（s）+C0（g）Fe（s）+CO2（g） 5 AgCl（s）Ag+ （aq）+Cl-（aq） 6 Cr2072-（aq）+H20Cr042-（aq）++2H（aq） [教师引导学生小结] [板书]４书写平衡常数关系式的规则

培养学生分析推导能力，同时自己发现问题。 培养学生的动手动脑能力,同时,让学生具有较强的问题意识,能够发现 [回答]（1）比较①和②，分析平衡常数表达式的书写与哪些因素有关? Kc 单位 （2）比较②和③，分析和提出有探 正、逆反应的平衡常数究价值的化之间的关系 学问题,敢于 质疑,独立思（3）④⑤和⑥，分析平 考.逐步形成衡体系中固体和纯液体 善于与人合的浓度在平衡常数表达作和分工的式中不出现的原因。 团队.精神 让学生多分（１） 同一化学反应，析,主动参与可以用不同的化学反应到学习中,真式来表示，每个化学方程正体现学生3

是课堂的主人。培养学生关系式及相应的平衡常 分析问题解数。 决问题的能 （２）化学平衡常数K的力。 表达式与可逆反应的方 [教师讲解分析]（３）如果反应中有固体和纯程式书写形式有关。对于 液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式同一可逆反应，正反应的 中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡平衡常数等于逆反应的 关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的平衡常数的倒数，即：K正培养学生概浓度。 ＝1/K逆。 括归纳知识 的能力 强调：稀溶液中进行的反应，如有水参加，水 的浓度也不必写在平衡关系式中。 式都有自己的平衡常数非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反应，此时水的浓度不可视为常数，必须表示在平衡关系式中。 [思考练习]引入化学平衡常数有何意义？ (1)化学平衡常数K表示可逆反应的进行 程度，K值越大，表示_________________， （２）K值大小与温度的关系是：温度升高，[思考回答]平衡常数的K值______________ 大小反映了化学反应可能进行的程度（既反应(填一定增大、一定减小、或可能增大也可限度）；平衡常数的数能减小)。 值越大，说明反应进行得越完全 [引导学生得出结论、教师板书] 二、引入平衡常数K的意义 １、平衡常数K与温度有关，与浓度无关，由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。 若正反应是吸热反应，升高温度，K 增大；若正反应是放热反应,，升高温度，K 减小。

4

学生阅读教材P２９可自行获得结论，在学生能够自行得出结论基础上提出新的问题[学生小结]平衡常数是以激发学生温度的函数，随温度的的学习兴趣，变化而变化。如果正反学会深入思应为吸热反应，温度升考。 高K值增大；如果正反 应为放热反应，温度升 高K值减小。反之则反。 学生自主学习。提醒学 生注意化学平衡计算的引导学生重视教材，挖掘格式及选用例题的意深意。 义。

[提问思考]以例１为例，能否将第（２）题的状态视作在状态１的基础上再加入H2、I2各０.１mol?那么起始状态时各物质的浓度是多少？浓度商又是多少？ 通过对数据[引导分析得出更进一步结论] 分析，培养学２、在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻产物浓度幂之积与反应学生分组计算讨论，从生分析、处理数据的能力，物浓度幂之积的比即浓度商Qc与K比定量计算得出定性结论，平衡常数可用来判提高学生逻较大小来判断。 辑归纳、建模即Qc = K 体系处于化学平衡 断反应的方向。 的能力 Qc＜K 反应正向进行 Qc＞K 反应逆向进行 增加反应物的浓度平衡 向正反应方向移动。 [高考实践]（2003全国11）某温度下，在 一容积可变的容器中，反应2A（g）＋B（g） 学生分组讨论，代表发2C（g）达到平衡时，A、B和C的物质的量分 言。学生可有多种解法别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强 比较后得出，此题用平不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如感受高考试衡常数来解更方便，设下调整，可使平衡右移的是 题，源于教容器体积为V 材，但高于教A.均减半 B.均加倍 C.均增加1mol K = 1/2V在容积可变的材。 D.均减少1mol 情况下，如果均减半或 均加倍，各物质的浓度 不变，K不变，平衡不移 动。如果均加1mol，设 容积为V/，则Q=1/3 V/ /（V=1.3V）则K>Q说明 反应物的浓度比平衡时 大，故平衡向正反应方 向移动。减少1mol与此 类似，只不过移动方向 相反。答案C [学生小结]（1） 当 Qc>K时，化学平衡向左 移动（2）当Qc5

表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。 一般来说，反应的平衡常数K≥105，认为正反应进行得较完全；K ≤10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全）。 [理论应用]平衡常数数值极小的反应，说明正反应在该条件下不可能进行，如: N2+O22NO K=10-30(298K)所以常温下用此反应固定氮气是不可能的。因此没有必要在该条件下进行实验，以免浪费人力物力。或者改变条件使反应在新的条件下进行比较好一些。 [讲解提问]平衡常数定量地表明了反应进行的限度，与反应速率是否有关？ 法的喜悦，激发学生学习化学的积极性。 用理论指导我们的社会生产生活。 学生积极思考，联系前[强调 ]平衡常数数值的大小，只能大面所学知识，进行对比致告诉我们一个可逆反应的正向反应所思考。 进行的最大程度，并不能预示反应达到 平衡所需要的时间。如： 2SO2(g)+O22SO3(g) 298K时K很大，但由于速度太慢， 常温时，几乎不发生反应。 6

引导学生课堂小结本节课的主要内容 [课后思考1]请同学们下课后再去仔细研究例１中的两问中的状态，状态１与状态２中的各物理量有哪些异同？如浓度，各组分的百分含量。 [课后思考2]为什么在2003年全国高考第11题中A、B答案中物质均减半与均加倍时平衡不移动？仔细观察反应方程式的计量系数与用量关系，你能得出什么结论？ [学生小结]本节课学习了一个新的知识点---化学平衡常数，主要内容有： （1） 化学平衡常数的表达式的书写 （2） 化学平衡常数的含义 （3） 化学平衡常数的应用 学生课后思考讨论。 培养学生完善知识系统总结的习惯 激发学生的求知欲，同时为讲解“等效平衡”埋下伏笔。 五、[板书设计]

一、化学平衡常数

1、定义： 在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数简称平衡常数。

2.数学表达式：

cp(C)•cq(D)Kmnc(A)•c(B) 平衡常数的数学表达式

3.平衡常数的单位

∵浓度的单位为mol·L-1 ∴K的单位为(mol·L-1)n；n＝p+q-m-n 当浓度的单位为 mol·L-1，称标准平衡常数，标准平衡常数不写单位。

４书写平衡常数关系式的规则

7

（１） 同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。

（２）化学平衡常数K的表达式与可逆反应的方程式书写形式有关。对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即：K正＝1/K逆。

（３）如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。 强调：稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度也不必写在平衡关系式中。 非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反应，此时水的浓度不可视为常数，必须表示在平衡关系式中。

二、引入平衡常数K的意义

１、平衡常数K与温度有关，与浓度无关，由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热反应。 若正反应是吸热反应，升高温度，K 增大；若正反应是放热反应,，升高温度，K 减小。

２、在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻产物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商Q与K比较大小来判断。 即Qc = K 体系处于化学平衡 Qc＜K 反应正向进行 Qc＞K 反应逆向进行

３、平衡常数K值的大小，可推断反应进行的程度。

K 值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；K 值越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。

一般来说，反应的平衡常数K≥105，认为正反应进行得较完全；K ≤10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全）。

六、教学反思

本部分知识授课难点主要是如何把握教材的深度，如何遵循循序渐进的教学原则，使学生较好的掌握该部分知识的课标要求。对于有难度知识的学习是通过合作学习和探究教学完成的，充分调动学生的积极性，培养了学生合作学

习的能力，为后续学习从方法上到过程上都打下了坚实的基础。

8