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专题2-化学反应速率与化学平衡-第二单元—化学反应的方向和限度

宜兴市汇文中学07-08(上)高二化学选修一体化教学案(7)
课 题
化学反应的方向和限度
课时
2
课型
新授课
教学目标
知识与技能：1、能初步根据反应的焓变、熵变判断化学反应的方向；2、认识可逆反应的限度，建立化学平衡的观点；3、知道化学平衡常数的意义及表示方法，能运用化学平衡常数进行简单的计算。
过程与方法：1、通过日常生活常识及有关化学反应事实，认识化学反应的方向与焓变、熵变有关；2、通过化学平衡的学习，理解化学平衡是相对的、有条件的、动态的，树立辩证唯物主义观点；
情感态度与价值观：通过学习，形成实事求是的科学态度，掌握从宏观到微观、现象到本质的科学研究方法。
教学重点
1、判断化学反应方向的依据—焓变、熵变
2、化学平衡状态与化学平衡常数
教学难点
化学平衡状态的建立及判断
教学方法
探究法、讨论法、归纳法
教学过程
教学内容
教法与学法
第1课时 化学反应的方向
[新课的引入]
(你知道吗？)为什么生活中的铁会变成铁锈，铜会长出铜绿，而铁锈不会变为铁，铜绿不会变为铜呢？为什么有序排列的火柴散落时成为无序排列？在一个房间内打开一瓶香水，一段时间后，整个房间内会闻到芳香气味？
[知识的生成]
(合作讨论，板书归纳)
一．化学反应的方向
1、化学反应具有 性，许多化学反应的正反应能 ，而其逆反应无法 。
2、自发反应：在一定条件下无需 就能 的反应。
(学生活动)：①完成书本P39“交流与讨论”；②完成书本P40“你知道吗？”。
二．判断化学反应方向的依据
(归纳)1．能量依据
自然界中的自发过程，都有由能量 状态向 状态转化的倾向；绝大多数放热反应都能 ，且反应放出的热量 ，体系 ，反应越完全。
反应的 是制约化学反应能否自发进行的因素之一。
(思考)：绝大多数放热反应能自发进行，那么吸热反应能自发进行吗？如果能，则还与哪些因素有关呢？
(实验演示)：书本P40“观察与思考”。
(学生活动)：阅读书本P41的内容
(归纳) 2．熵判据
(1)熵：衡量一个体系 的物理量，符号为 。
体系中微粒之间 的程度越大，体系的熵越大。
(2)熵变：反应前后 的变化，符号为 。
若发生变化体系的混乱度增大，该过程的ΔS 0，反之ΔS 0。
(3)熵变与化学反应自发性的关系
ΔS>0，反应 进行；ΔS<0，反应 进行。化学反应的ΔS越 ，越 反应自发进行。
[知识的运用]书本P42“问题解决”
(归纳)3．化学反应方向判据(符合判据)
体系能量 (ΔH 0)和混乱度 (ΔS 0)都促使反应自发进行，判断反应的自发性必须综合考虑反应的 和 。在恒温、恒压时：
(1)当ΔH<0，ΔS>0时，反应 。
(2)当ΔH>0，ΔS<0时，反应 。
(3)当ΔH<0，ΔS<0时，反应在 温度下自发进行。
(4)当ΔH>0，ΔS>0时，反应在 温度下自发进行。
[知识的运用]1、书本P42“交流与讨论”；2、书本P47题1、题4
[知识的巩固]《导学练》P52：题3－6，题12、题19、题23。
第2课时 化学平衡状态
[新课的引入]
例题1：已知298K时，合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
ΔH＝－92.0 kJ/mol，将此温度下的2 mol N2和6 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量为(忽略能量损失) ( )
A．一定大于184.0 kJ B．一定等于184.0 kJ
C．一定小于184.0 kJ D．不能确定
例题2：当可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡后，通入18O2气体，再次达到平衡时18O存在于 ( )
A．SO2、O2 B．SO2、SO3 C．SO3中 D．SO2、O2、SO3中
[知识的生成]三．化学平衡状态
(复习归纳，学生知识的生成)
1．可逆反应
(1)概念：在同一条件下，既能向 方向进行，又能向 方向进行的反应。
(2)特征：①可逆反应必须是 下既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的反应。对于在不同条件下向正、逆反应方向进行的反应不能认为是可逆反应。例如：2H2＋O2 2H2O、
2H2O 2H2＋O2则该反应就不能认为是可逆反应。
②可逆反应是 进行到底的， 实现完全转化。
③在反应体系中，与化学反应有关的各种物质 。
(学生活动)书本P43“交流与讨论”
(讨论归纳，学生知识的生成)
2．化学平衡状态
(1)化学平衡状态的建立
若把一可逆反应的反应物装入密闭容器中，其反应情况如下：
正反应速率
①反应开始时
逆反应速率 ，且等于
反应物浓度逐渐 ，正反应速率逐渐
②反应进行时
生成物浓度逐渐 ，逆反应速率逐渐
③反应达到平衡时：正反应速率 逆反应速率，反应物和生成物浓度不再变化。
画出以上过程的速率(v)—时间(t)图：

(2)化学平衡状态
当一个可逆反应进行到 和 相等时，反应物和生成物的 不再随时间而发生变化，达到表面上静止的一种状态(但v(正) ≠0，v(逆)≠0)。化学平衡状态是在一定条件下可逆反应进行的 限度。
(3)化学平衡状态的特征
① 即 ② 即
③ 即 ④ 即
[知识的应用]
例题3：在一定温度下，可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)达到平衡的标志是 ( )
A．C的生成速率与C的分解速率相等
B．单位时间内生成n mol A的同时生成3n mol B
C．A、B、C的浓度不再发生变化
D．A、B、C的物质的量之比为1:3:2
例题4：在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、
0.1 mol/L、0.2 mol/L。当反应达平衡时，可能存在的数据是( )
A．SO2为0.4 mol/L，O2为0.2 mol/L B．SO3为0.25 mol/L
C．SO2、SO3均为0.15 mol/L D．SO3为0.4 mol/L
例题5：下列说法中可以证明反应N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是 ( )
A．1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键形成
B．1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂
C．1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂
D．1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成
例题6：在一定条件下体积不变的密闭容器中，反应2A(g)＋2B(g)
3C(g)＋D(g)达到平衡状态的标志是 ( )
A．单位时间内生成2n mol A，同时生成n mol D
B．容器内压强不随时间而变化
C．单位时间内生成n mol B同时消耗1.5n mol C
D．容器内混合气密度不随时间而变化
(思考)：通过以上分析，你认为判断可逆反应是否达到平衡状态的依据有哪些？
(学生活动)：完成书本P44“问题解决”。
(归纳小结)四．化学平衡常数
1．化学平衡常数
(1)定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，即反应的化学平衡常数，用K表示。
(2)表达式
对于可逆反应aA＋bBcC＋dD，当在一定温度下达到化学平衡状态时，其平衡常数表示为：
K＝
(3)意义：可预测一定温度和 浓度下反应进行的 ，K值 ，反应进行的越完全。
(学生活动) 书本P45“交流与讨论”
(总结)：(4)注意点：a．化学平衡常数只随反应 的变化而变化，与反应物或生成物的 变化无关，因此在使用化学平衡常数时，
应说明 。
b． 、 的浓度可视为定值，不列入平衡常数表达式。
(学生活动)：阅读书本P46[例题1]
[知识的运用]例题7：书本P48：题6、题5
(学生活动)：阅读书本P46最后两节
(归纳)2．反应物的平衡转化率
(1)定义：物质在反应中 与 的比值。
(2)表达式：α＝ 。
(3)意义：反应物的平衡转化率表示在一定温度和 起始浓度下反应进行的 。
(学生活动)：阅读、讨论书本P47[例题2]
[知识的运用]书本P47“问题解决”
[知识的巩固]《导学练》P51：题1—2、P52：题7—11、题13—18、题21、题22、题24、题25。