《一轮复习——化学平衡常数的计算》教学设计.doc

《一轮复习——化学平衡常数的计算》教学设计
一、设计思想
对于化学平衡常数的计算，要根据化学平衡计算的一般步骤——三段式法。利用开始、转化、平衡，建立关系，并且平衡常数计算离不开平衡浓度，所以要求学生把平衡浓度写在三行式下第四行。通过对化学平衡常数计算题类型的分类汇总，设置问题由浅入深，使学生通过课前预习和自主学习，能够自己解决较为基础的题目，借助练习和习题通过小组合作探究平台，培养解题能力、协作能力、开发智力，使学生由被动接受知识到在教师引导下的主动获取知识。
二、学情分析和教材解读的深入
1、学情分析
普通班学生对于化学反应速率和化学平衡基本概念的判断上掌握较好，但涉及到计算时问题较多，有些学生有做题思路，但计算过程或结果出现问题，导致失分严重，但计算本身难度较小。
2、教材解读
《化学平衡常数》处于人教版选修四化学反应原理模块第二章的第三节，化学平衡常数作为基本概念，与电离平衡常数、盐的水解常数和溶度积常数相关计算紧密相关。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。
本节内容：化学平衡常数表达式、化学平衡常数计算、反应物的转化率计算
三、教学目标
1、 知识与技能
（1）能够快速准确判断能够出现在化学平衡常数表达式中的物质浓度，并且将系数做为幂次方写在相应平衡浓度的左上方，正确书写化学平衡常数表达式，培养学生的综合探究能力和创造性思维；
（2）构建“三行式”解答化学平衡常数计算题的模式，快速找出起始、转化、平衡的量，未给浓度的计算出平衡浓度之后，写到第四行，便于准确计算，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
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）通过自主、合作与探究的过程，自己去发现问题、解决问题，品尝到获得知识过程的乐趣。
四、重点难点
教学重点：1．平衡常数表达式书写规则；
2. 结合“三行式”计算平衡常数、平衡浓度、转化率；
3. 利用QC与K判断反应进行的方向。
教学难点：电离平衡常数计算
五、教学策略与手段
1、创设学习情景，激发学习热情
用非常基础的例题导入，通过规范“三行式”书写，平衡常数求算时平衡浓度的代入，把平衡浓度写在三行式下的第四行，一步步引导学生解题的具体步骤，并一起算出最后答案，给学生以自信。
2、转变教学观念，体现学生主体
树立“以学生发展为本”的理念，充分体现学生的主体地位。在进行教学设计时，应把以前设计“教师如何教”转变为设计“学生如何学”。以学生为主体，让学生主动参与学习，让每一位学生都有在课堂上展示自已的机会，使学生成为真正意义上的学习主人。
3、适时进行评价，激发探究欲望
教师要以激励的方式促使学生始终处于主动激活状态，使不同层次的学生都获得学习的成果，让每个学生都能看到自己的进步，从而激发学生进一步探索的欲望，点燃创造性思维的“火花”，帮助学生形成创新能力。
4、灵活运用小组，从实际出发
课堂上不能盲目依托小组合作探究来解决所有问题，教师灵活运用小组建设，对于难度较大题目，应先示范讲解，再由小组探究，之后进行变式训练。
六、教学过程
【课题导入】对于反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ,若在一定温度下，将0.1mol的SO2(g)和0.06mol O2(g)注入一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中有0.088mol的SO3(g)试求在该温度下
（1）此反应的平衡常数。
（2）求SO2(g)和O2(g)的平衡转化率。
已知：2x=0.088 x=0.044
从而求得各物质平衡时浓度然后写到三行式最后一行
【示范讲解】2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
始（mol) 0.1 0.06
转（mol） 2x x 2x
平（mol） 0.1-2x 0.06-x 2x
平(mol/L) 0.006 0.008 0.044
c2(SO3)
c2(SO2)c(O2)
0.0442
0.0062×0.008
0.088
0.1
0.044
0.06

K= = = 6722
ɑ=

×100%=88% ɑ= ×100%=88%

【自主学习】：化学平衡常数
例1 某温度下，H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K1；1/2H2(g)+ 1/2I2(g) HI(g)的平衡常数为K2，则K1、K2的关系为（ ）
A．K1= 2K2 B．K1= K22 C．K1 = K2 D.不能确定
【学生活动】学生积极思考、并讨论。
c2(HI)
c (H2)c(I2)
c(HI)
c1/2 (H2)c1/2 (I2)
【学生展示】
K1= K2= 即K1= K22 故：选B
【变式训练1】例如，在某温度下：
N2+3H2 2NH3 K1
2NH3 N2+3H2 K2
1/2 N2+3/2H2 NH3 K3
则K1 、K2、 K3三者之间的关系为：
【学生活动】学生积极思考、讨论。
【学生展示】K1 = 1/K2 = K32
【变式训练2】已知：若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)，某温度下：
2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1
2NO2 (g) N2O4 K2
2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K
【学生活动】学生积极思考、讨论。
【学生展示】K = K1 ´ K2
例2 高炉炼铁中发生的反应有： FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) △H < 0
（1）该反应的浓度平衡常数表达式K= ；
（2）已知1100℃时，K=0.263.温度升高，平衡常数K (增大、减少或不变)。
（3）1100℃时，测得c(CO2)= 0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下，该反应是否处于平衡状态 (填是或否)，此时反应速率是v正________v逆(填>、<、=)。
c(CO2)
c(CO)
【学生活动】积极思考、并展示
【参考答案】（1） K= （2）减小 （3）否、＞
【合作探究】结合“三行式”计算平衡常数、平衡浓度、转化率
例3 已知可逆反应：M(g)+N(g)P(g)+Q(g) ， △H＞0，请回答下列问题：
（1）在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)= 1 mol·L-1, c(N)=2.4 mol·L-1；达到平衡后，M的转化率为60％，此时N的转化率为            ；
（2）若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)= 4mol·L-1；c(N)=amol·L-1；达到平衡后，c(P)=2 mol·L-1，a=          ；
【学生活动】积极思考、讨论展示。
【学生展示】（1）25% （2）6
【教师活动】思路指导、方法点评、归纳总结。
例4 一定条件下某密闭容器中存在反应2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)，若平衡时容器的总压a Pa，开始充入的CO2、H2物质的量之比为1：2.6，平衡时CO2的转化率为80%，则用平衡分压（分压=总压×物质的量分数）代替平衡浓度计算求得的平衡常数KP
【学生活动】积极思考、讨论展示
【教师活动】题中没有给出压强求常数的公式，说明用平衡分压代替平衡浓度求算平衡常数时，平衡常数表达式与用浓度相同，即生成物平衡浓度幂的乘积比上反应物平衡浓度幂的乘积。根据题中给出的平衡分压计算公式，求出各物质的平衡分压写在三行式下的第四行，代入公式求解即可。
已知：ɑ= ×100%=80%
x=0.4b
n总=2b
P(CO2)=a· =0.1a
P(H2)=0.1a
P(CH3OCH3)=0.2a
P(H2O)=0.6a
2x
b

0.2b
2b

P(CH3OCH3) P3(H2O)
P2(CO2) P6(H2)
0.2a·(0.6a)3
(0.1a)2·(0.1a)6
【示范讲解】 2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)
始（mol) b 2.6b
转（mol） 2x 6x x 3x
平（mol） b-2x 2.6b-6x x 3x
平（Pa） 0.1a 0.1a 0.2a 0.6a

KP= = =4.32a-4106

【变式训练3】C2H4 (g)＋H2O(g) C2H5OH(g) 下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系，其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数

K＝ (用平衡分压代替平衡浓度计算）
【学生活动】积极思考、讨论展示。
【教师活动】教师点评、总结。
例5 在100℃下，将amol/L的氨水与0.02mol/L的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-)，则溶液显 性（填“酸”“碱”或“中”）；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb= 。
【教师活动】思路指导、方法点评
平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=0.01mol/L
100℃ c(H+)=c(OH-)=10-6mol/L
物料守恒：c(NH3·H2O)=(0.5a-0.01)mol/L
c(NH4+)·c(OH-)
c(NH3·H2O)
0.01×10-6
0.5a-0.01
2×10-8
a-0.02
【示范讲解】c(NH4+)=c(Cl-)推出c(H+)=c(OH-)，溶液呈中性
（写电离方程式）NH3·H2O NH4++ OH-
（平衡浓度） 0.5a-0.01 0.01 10-6
Kb= = =
【学生活动】学生讨论、整理。
【变式训练4】常温下，向10mLbmol/L的CH3COOH溶液中滴加等体积的0.01mol/L的NaOH溶液，充分反应后c(Na+)=c(CH3COO-)，该混合溶液中CH3COOH的电离常数为
【学生活动】积极思考、讨论。

平衡时溶液中c(Na+)=c(CH3COO-)=0.005mol/L
常温下 c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L
物料守恒：c(CH3COOH)=(0.5b-0.005)mol/L
c(CH3COO-)·c(H+)
c(CH3COOH)
0.005×10-7
0.5b-0.005
10-9
b-0.01
【学生展示】c(Na+)=c(CH3COO-)推出c(H+)=c(OH-)，溶液呈中性
（写电离方程式）CH3COOH CH3COO-+ H+
（平衡浓度） 0.5b-0.005 0.005 10-7
Ka= = =
【当堂检测】
1、在一定温度下将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：
CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)
(1)该反应的化学平衡常数表达式K＝________。
(2)已知在700 ℃时，该反应的平衡常数K1＝0.6，
则该温度下反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2＝________，
反应CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)的平衡常数K3＝________。
(3)已知在1 000 ℃时，该反应的平衡常数K4为1.0，则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
2、向2 L固定容积的密闭容器中加入一定量的NH3、H2和N2三种气体，
一定条件下发生反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)　ΔH>0，各物质浓度随时间变化如图1所示。 上述反应的平衡常数K＝________(保留两位小数)；向容器中再通入1.4 mol NH3、0.8 mol H2，平衡________移动(填“向右”“向左”或“不”)。
【目标回归】
1、理解化学平衡常数的含义，能正确书写平衡常数表达式。
固体、纯液体浓度视为常数，不出现在平衡常数表达式中，
稀溶液中水不出现在平衡常数表达式中，
非水溶液进行的反应，水必须写在平衡常数表达式中。
2、能利用化学平衡常数与OC计算判断平衡移动的方向。
QC＝K ， v正＝v逆，反应处于平衡状态
QC＜K ， v正＞v逆，反应向正方向进行
QC＞K ， v正＜v逆，反应向逆方向进行
3、会利用平衡常数计算判断反应的反应热。
温度升高、K值增大，则△H＞0
温度升高、K值减小，则△H＜0
4、通过“三行式”计算平衡常数、平衡浓度和转化率。
写出有关平衡的方程式
确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度
根据已知条件建立等式关系进行解答
七、板书设计
例3
例5
变式4
例4
变式3
c2(SO3)
c2(SO2)c(O2)
0.0442
0.0062×0.008
0.088
0.1
0.044
0.06
化学平衡常数计算
学习目标
1、理解化学平衡常数的含义，能正确书写平衡常数表达式。
2、能利用化学平衡常数与OC计算判断平衡移动的方向。
3、会利用平衡常数计算判断反应的反应热。
4、通过“三行式”计算平衡常数、平衡浓度和转化率。
课题导入 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
始（mol) 0.1 0.06
转（mol） 2x x 2x
平（mol） 0.1-2x 0.06-x 2x
平(mol/L) 0.006 0.008 0.044
已知：2x=0.088 x=0.044从而求得各物质平衡时浓度
然后写到三行式最后一行

K= = =6722

ɑ= ×100%=88% ɑ= ×100%=88%
八、作业设计
训练案3.4
九、问题研讨
本堂课是理论应用计算课，抽象难懂，老师在以往授课中只是点到思路，也不给学生解题时间，一带而过，导致学生在遇到计算题时也就直接跳过，通过本课题研讨对理论性强的知识进行直观教学方式，采用自主计算、探究讨论、设疑法等方法能取得较好的教学效果。 
不足之处：不能很好地照顾到C层学生接受程度，同时不利于A层学生能力拔高，设置相应自助餐，在今后教学中尽量做到照顾全体学生的基础上照顾到优等生发展，真正做到学优生吃饱、学差生吃好。