化学反应的限度教案

年级

高二

学科

化学

制定日期

2017、09、27

课型

新授课

课题

化学反应的限度

主备人

张杨

执教人

张杨

使用时间

2017年10月18

情感态度与价值观

在分析问题中能够体会到研究的乐趣，学会如何看待事物的多面性，并最终了解热力学理论研究的重要意义。

课堂教学过程设计

【复习提问】已知合成氨反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)

在298K时:ΔH=－92.2kJ·mol－1

ΔS= －198.2J·K －1 ·mol－1

请根据反应的焓变和熵变分析298K时合成氨反应能否自发进行。

根据判据计算：

ΔH － TΔS

= －92.2kJ·mol－1 －298K×（－198.2×10－3kJ·K －1 ·mol－1 ）

=－33.1 kJ·mol－1 ＜0

该反应常温下能自发进行，但是速率？程度？

【引入新课】

［师］：我们已经在必修Ⅱ学过了化学反应的限度的有关知识，指的是可逆反应达到平衡状态时达到最大反应的限度。那么我们如何来定量地描述化学反应的限度呢？我们这节课就来探究这个问题。在探究之前，我们先来复习一下可逆反应。

1、可逆反应

定义：在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应称可逆反应。

2、化学平衡

在一定条件下，可逆反应进行一段时间后，一定会达到化学平衡状态，此时，正反应速率和逆反应速率相等，反应体系的各组分浓度不再随时间的延续而变化，即反应达到一定的限度，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。

特点：逆——可逆反应

等——一定条件下，V正=V逆

动—化学平衡是一种动态平衡V正＝V逆≠0；

定—反应混合物中各组成的浓度保持不变

变—当外界条件（C、P、T）改变时，

V正≠V逆 ，平衡发生改变

新授：化学平衡常数——定量描述化学反应的限度

　　 ［投影］：反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)在698.6K时各物质的初始浓度和平衡浓度的测量结果如下表。

　　 1．请根据表中的实验数据计算平衡时的值［HI］2/［H2］［I2］值，将计算结果填入表中

　　 2．请分析计算所得数据，寻找其中的规律。

　　 ［师］：我首先介绍一下这些符号的意义

c (B)表示反应体系中物质B任意状态时的浓度；

c0(B)表示物质B的初始浓度；

[B]表示物质B在化学平衡时的浓度

【教师】为了便于比较，我们选定的浓度的比值一定要有恒定性，故我们把后一组数据即定义为该反应的平衡常数。即生成物HI浓度的系数次幂与反应物H2浓度的系数次幂和I2浓度的系数次幂的乘积的比值叫着这个反应的化学平衡常数。

【练习】1、写出反应：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)的化学平衡常数表达式，并判断K的单位。

2、对于任一可逆反应：aA（g）+bB（g）cC（g）+ dD（g），试写出其化学平衡常数的表达式。

【学生】完成

【板书】一、化学平衡常数

1.定义：在一定温度下，对于任何可逆反应：

aA（g）+bB（g）cC（g）+ dD（g），

无论起始浓度如何改变，反应达到平衡状态后各生成物物质的量浓度的系数次方的

乘积与各反应物物质的量浓度的系数次方的乘积的比值

2.表达式：K =

3.单位：（mol•L—1）c+d-a-b

【练习】298K时，向某密闭容器中充入N2、O2发生反应N2(g) + O2(g)2NO(g) 达到平衡。

①写出该反应的平衡常数表达式 ；

②若298K时，K=1×10-30，测得平衡时N2与O2的浓度均为1mol/L，

试求NO的平衡浓度； 若K=1×1030呢？

【板书】4.K的意义：

（1）K的大小反应了化学反应进行的限度

【练习】③保持温度不变，测得某一时刻，N2、O2、NO浓度分别为10mol/L、10mol/L、1 ×10-5mol/L，此时该反应是否达到平衡状态？若要达到平衡，反应应向 方向进行，为什么？

【教师】现定义一个反应体系aA（g）+bB（g）cC（g）+ dD（g）中，任

意时刻（状态）时，各生成物物质的量浓度的系数次方的乘积与各反应物物质的量浓度的系数次方的乘积的比值为浓度商Q，即：

Q = ，我们可以结合Q 和 K的大小来判断反应是否达到平衡或反应进行的方向 

【板书】（2）判断反应是否达到平衡或反应进行的方向 

Q < K 反应向正向进行 V正 > V逆

Q = K 处于平衡状态 V正 = V逆

Q > K 反应向逆向进行 V正 < V逆

【练习

【教师】用平衡常数来表示化学反应的限度有时不够直观，因此在实际应用中，常用平衡转化率α来表示反应限度。对于aA（g）+bB（g）cC（g）+ dD（g），反应物A的平衡转化率可以表示为：

【板书】二、平衡转化率

α= x100%

= x100%

在密闭容器中或反应体系体积不变的情况下：

= x100%

【例1】 【例2】主要要让学生知道“三步法”解题的格式和步骤。

【教师】还可以用产率β来表示，对于aA（g）+bB（g）cC（g）+ dD（g），产物C的产率可以表示为：

β= x100%

= x100%

在密闭容器中或反应体系体积不变的情况下：

= x100%

【交流研讨】P46表2-2-2

【结论】提高某种反应物的浓度，可以提高另一种反应物的转化率，但却降低了该种反应物的转化率。实际中可以增大某种便宜的反应物的量从而达到提高较贵的反应物的转化率，获得更多产物的目的。

【作业】P52 3平衡转化率

个人修订

让学生利用上节课所学进行反应方向判断，强调单位的问题。

带领学生复习可逆反应的特点：同条件，同时，两向

由定义引出化学平衡的特点：逆等动定变

强调用等和定来判断一个反应是否到达化学平衡状态。

引导学生分析数据，得出结论。

这些浓度的表示方法可以到讲浓度熵的时候讲。

让学生自己去尝试写出任意一个反应的化学平衡常数

分析单位

紧接练习题，让学生知识直接运用

由例题引出如何用化学平衡常数判断反应是否到达化学平衡状态及反应的方向。

在这讲浓度的表示方法

由例题引出定义

由课本表格引出结论