《化学平衡的移动》教学设计

影响化学平衡移动的因素

第一课时教学设计

一.教学目标

1.知识与技能

①理解化学平衡移动的涵义；

②理解浓度、压强对化学平衡的影响；

③掌握用图像表示化学平衡移动的方法，并会判断化学平衡移动的方向；

2.过程与方法

①使学生经历探究“浓度对化学平衡影响”的过程，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力；

②重视化学实验，充分发挥实验的作用；密切联系实际，理解理论的指导作用；正确理解化学平衡的概念，掌握浓度、压强对化学平衡的影响

③学会运用观察、实验等手段获取信息，并运用比较、归纳、概括等方法进行信息加工；

3.情感态度与价值观

①通过本节“问题讨论”、“交流思考”、“实验探究”等栏目设计，激发学生学习兴趣，体验科学探究的艰辛和喜悦，使学习变为知识的获取，文化的欣赏。

②培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的认识观点；

二.教学重难点 

1.重点：浓度、压强对化学平衡的影响。

2.难点：平衡移动的原理分析及应用

三.教学过程设计

【情景引入】在19世纪后期，人们发现炼铁高炉所排出的高炉气中含有相当量的CO。工程师认为这是由于CO和铁矿石的接触时间不够长所造成的，于是在英国建造了一个高大的炼铁高炉，以增加CO和铁矿石的接触时间。经检测，用这个高炉炼铁，高炉气中CO含量还是不变。

【情景提问】1、对于一个可逆反应而言，CO的含量保持不变，这是达到了什么状态，该状态具备什么样的特点?（提示：高炉炼铁的反应为可逆反应）（复习上节课内容）

2、如果你作为一名工程师，会尝试改变哪些条件来减少CO的含量?

【过渡】这个问题也正是我们今天要一起探讨的内容：影响化学平衡移动的因素，掌握这个知识后，大家一定能成为一名优秀的工程师轻易的解决这个问题。

【板书】二、影响化学平衡移动的因素

【讲解】通过前面的回忆，我们已经知道化学平衡是在一定条件下产生的，当这个条件被改变时，平衡会发生怎样的变化呢？

【分析】 

【结论】像以上这样，当化学反应条件改变时，原有的平衡被破坏，平衡时混合物里各组分的含量也就随着改变而在新的条件下达到新的平衡状态的过程，我们就叫做化学平衡的移动。

【板书】（一）化学平衡移动的定义

化学反应条件改变，原有的平衡被破坏，平衡混合物里各组分的含量也就随着改变而在新的条件下达到新的平衡状态的过程。

【投影填表】 

反应速率的变化 V（正）＞V（逆） V（正）＜V（逆） V（正）＝V（逆）

移动方向 

【设问】由此可知，化学平衡之所以会移动是应为改变了反应条件，其实质则是条件改变时反应速率发生了变化使得V正≠V逆，既然如此，影响化学平衡移动的因素可能有哪些？它们的改变又会对平衡产生怎样的影响呢？

【学生讨论回答】浓度，温度，压强等

【实验1】课本实验，由老师和学生共同完成

【学生分析实验现象】

【结论】增大平衡混合物中任何一种反应物的浓度，都促使化学平衡向正反应方向进行。

【设问】为什么增加任一反应物的浓度都能促使平衡向正反应方向移动？（提示：请从正，逆反应速率的改变来考虑）

【图像分析】浓度对平衡影响的v-t（1）分析图

【思考1】如果增大生成物的浓度，化学平衡向什么方向移动？并画出相应v-t（2）分析图

【追问】如果减少反应物浓度或减少生成物浓度呢？

【总结并板书】（二）影响化学平衡移动的因素

1、 浓度：(其他条件不变时)增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡均向正反应方向移动；

增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡均向逆反应方向移动。

注意：此规律不适用于固体和纯液体

【提问】既然增大反应物浓度能使平衡正移，那么对于可逆反应Fe3++3SCN- Fe(SCN)3而言增大KSCN浓度达到新的平衡后，新平衡的反应速率和原平衡相比怎样？KSCN浓度与原平衡相比是大还是小？FeCl3的转化率如何变化？KSCN的转化率呢？

【练习】1、2.SO2氧化成SO3时为何要通入过量空气？

2、在下列平衡体系3NO2+H2O 2HNO3+NO中通入O2，则化学平衡

A、向正向移动 B、向左移动 C、不移动

3、既然改变浓度会使平衡移动，那么在Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 反应中，能否通过改变浓度来减小CO含量呢?

【过渡】以上我们了解了浓度对化学平衡的影响，那么压强的影响会怎样呢？下面有一组数据，请大家根据数据判断，压强对于化学平衡的移动有没有影响，有怎样的影响？

【投影】450℃时N2与H2反应生成NH3的实验数据N2 + 3H2 2NH3

压强/MPa 1 5 10 30 60 100

NH3% 2.0 9.2 16.4 35.5 53.6 69.4

【学生分析】增大压强，氨气含量增加，平衡向正反应方向移动

【结论】增大压强，平衡向正反应方向移

【追问】这个结论对于所有气体参与的反应都适用吗？

【投影】6000C, 反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)的实验数据

压强 / MPa 0.1 0.5 1.0 10

SO3的分解率/﹪ 26.3 14.2 10.5 4.6

【结论】增大压强，SO3的分解率减小，平衡向逆反应方向移

【设问】为什么同样是增大压强，一个正移，一个却逆移呢，这里面有什么规律吗？

【学生讨论小结】增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动

【板书】2、压强：其他条件不变时，增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。

【设问】为什么压强的改变能影响化学平衡的移动，请以N2 + 3H2 2NH3为例画出增大压强时其v-t分析图加以解释。

【小结】对于有气体参与的反应，增大压强，反应物和生成物的速率都加快。

【思考2】从压强角度分析，改变压强能否使Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 反应中，CO的含量发生变化？

【板书】对反应前后气体体积不发生变化的可逆反应，改变压强，平衡不移动。

注意：此规律只适用于有气体参与的反应

【思考3】对于可逆反应2NO2(气) N2O4(气)增大压强，混合气体的颜色如何变化，减小压强呢？

（红棕色） （无色）

【学生分析，并预测现象】

【视频实验】压强对化学平衡的影响

【现象】增大压强，颜色先深再浅；减小压强，颜色先浅再深

【讨论完成】A：当加压气体体积缩小时，混和气体颜色先变深是由于① ，

后又逐渐变浅是由于 ② ； 

B：当减压气体体积增大时，混和气体颜色先变浅是由于① ，

后又逐渐变深是由于 ② 。 

【练习】1、反应 N2O4(g) 2NO2 (g)当加压时，平衡向_____ __ 移动，正反应反应速率_________ ，N2O4的转化率 。

2、反N2(气)+ O2（气） 2NO（气）减小压强，反应_______ 移动,反应速率________。

3、在2SO2 + O2 2SO3(g )反应中，为了提高SO3的产量，应该_______（加压或减压），还可以采取哪些措施？（不断补充SO2 和O2 ，不断分离出SO3） 

(1).化学平衡移动的原因是反应条件的改变对V正和V逆的影响大小不同，而导致正反应速率与逆反应速率不相等(见后反应速率与平衡移动图像分析)。

(2).化学平衡移动的结果是在新条件下使V正和V逆的大小重新达到相等，各组分的百分含量重新达到保持不变。但速率大小和各组分的百分含量与原平衡并不相等。

(3).平衡移动方向判断的主要方法：

①根据正逆反应速率变化大小判断：若V正>V逆,平衡向正反应方向移动；若V逆>V正,平衡向逆反应方向移动。

②根据生成物或反应物百分含量的变化判断：若反应物含量减小或生成物含量增加，平衡向正反应方向移动；若反应物含量增加或生成物含量减小，平衡向逆反应方向移动。

③根据气体平均分子量的变化来判断：当平衡组分全部是气体时，M气体增大，平衡向气体体积减小的方向移动；M气体减小，平衡向气体体积增大的方向移动。M气体不变，反应前后气体体积不变，平衡不移动。 当平衡组分中有液体或固体时，必须通过计算才能确定平衡移动的方向。

④通过气体密度的变化判断平衡移动方向：方法同③，还需考虑压强导致气体体积变化对密度的影响。必需具体分析才能确定平衡移动方向。

⑤通过反应体系颜色的变化等可以判断平衡移动的方向。

⑥通过勒沙特列原理（浓度、压强、温度的变化等）判断平衡移动方向。

(4).催化剂能同等程度也增大正反应速率和逆反应速率，始终都有V正=V逆 ，因而催化剂不能使平衡移动，对平衡状态的各种物理量特征标志无影响。但能缩短反应达到平衡状态所需要的时间。

2.理解：①便于讨论只改变一个条件；

②移动的方向是减弱外界条件变化造成的影响；

③改变条件对正反应速率和逆反应速率影响不相同时才会使平衡发生移动；

④同时改变多个条件时，造成的影响如果能相互抵消则平衡不发生移动，如果影响不能相互抵消则平衡发生移动。

3.应用：通过改变外界条件，控制反应进行的方向和进行的程度，使某些需要发生的可逆反应有利于平衡向正反应方向或逆反应方向移动，增大反应进行的程度。阻止某些不需要的反应发生或减弱反应进行的程度。

4.勒沙特列原理适应范围:所有平衡体系。

①可逆反应化学平衡(包括水解平衡、络合平衡等).

②弱电解质的电离平衡.

③难溶物的溶解平衡.

5.勒沙特列原理不能解释的事实:

①使用催化剂不能使化学平衡发生移动；

②反应前后气体体积不变的可逆反应,改变压强可以改变化学反应速率,但不能使化学平衡发生移动；

③发生的化学反应本身不是可逆反应.