鲁衍旭

一、课题名称

选修四《化学反应原理》化学平衡复习

二、教材分析

苏教版选修模块《化学反应原理》专题二“化学反应速率与化学平衡”共三个单元：1.化学反应速率，2.化学反应的方向和限度，3.化学平衡的移动。本课题是针对第2单元的平衡常数和第3单元的平衡移动进行复习。

选修四《化学反应原理》有四种“平衡”的学习：化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡，化学平衡是最基础、最具代表性、学生最易接受的一种平衡，放在其他三种平衡之前学习，体现了教材“螺旋式上升”的原则，也符合学生的认知规律。本专题的复习对后面3种平衡的学习提供了一种学习方法的模型化指导价值，因此建模思想在本课题复习中更为重要。就专题二的知识而言，第1单元化学反应速率影响因素的学习可以通过速率的变化定性判断化学平衡移动，第2单元化学平衡常数的学习可以借助平衡常数定量地判断化学平衡移动，三个单元的学习循序渐进，互相促进。

三、学情分析

必修2已经对可逆反应达到化学平衡时的特征作了常识性介绍，选修模块根据学生的认知现状，从速率变化、浓度变化的角度进一步解释了化学平衡的特征，学生更易接受、理解。化学平衡常数帮助学生定量的认识反应进行的程度有多大，学生在如何应用平衡常数进行定性分析是否达到平衡、定量分析反应的程度方面会有所困难。化学平衡的移动结论易记，理解、应用较难。

本节复习课处于期末复习阶段的一节课，在教学设计上意在多联系四种平衡，建立处理平衡问题的基本模型，形成解决此类问题的基本方法。

四、教学目标

知识与技能：知道化学平衡常数的涵义和表示方法，利用平衡常数计算转化率。理解化学平衡移动原理，运用该原理对化学平衡的移动状况进行分析。

过程与方法：通过自主归纳、对比建模、实例应用、交流讨论等，体会平衡常数的涵义，理解并运用平衡移动原理。

情感态度与价值观：能够学会从特殊到一般的建模思想，学会与他人合作和交流。

五、教学重难点

教学重点：化学平衡常数的表达和涵义；化学平衡移动的原理及应用。

教学难点：化学平衡常数的涵义；化学平衡移动原理的应用。

六、教学方法及设计意图

模型是一种重要的科学操作与科学思维方法，结构化的知识便于学生记忆、概括和理解，有助于解决问题。化学平衡作为此册教材介绍的第一种平衡，其计算规则、平衡移动原理有着广泛的适用性，建立模型化的处理方法是本堂课的重点，复习过程中通过引导学生自主归纳、典例应用、归纳演绎、建立模型、检验模型，从而解决问题。

七、教学过程

（一）提出问题，勾画模型

1.平衡常数的表达式

（1）N2 （g）+3H2 （g）？葑2NH3 （g） K=________

（2）H2O？葑H++OH- KW=________

（3）HAc？葑H++Ac- Ka=________

（4）Mg（OH）2 （S）？葑Mg2++2OH- KSP=________

2.平衡常数的涵义

阅读下列表格，结合元素周期律的有关知识，思考平衡常数的数值大小所蕴含的意义是什么？

■

3.平衡常数的计算

已知CO（g）+H2O（g）？葑CO2 （g）+H2 （g），800℃K=1.0；求恒温恒容体系中，用c（CO）：c（H2O）=1：1开始，达到平衡时CO和H2O （g）的转化率。

4.平衡移动的原理

（1）某一化学反应，反应物和生成物都是气体，改变下列条件一定能使化学平衡向正反应方向移动的是（ ）

A.增大反应物浓度 B.减小反应容器的体积

C.增大生成物浓度 D.升高反应浓度

（2）反应A （g）+3B （g）？葑2C （g），ΔH<0达平衡后，将反应体系的温度降低，正、逆反应速率如何变化？平衡将向哪个方向移动？平衡常数如何变化？

（3）在一密闭容器中，反应aA （g）？葑bB （g）达平衡后，保持温度不变，将容器体积增大一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则（ ）

A.平衡向正反应方向移动了

B.物质A的转化率减小了

C.物质B的质量分数增大了

D.a>b

【设计意图】以题目为线索，课前让学生预习，引导学生进行自主归纳、自主整理，平衡常数的表达式联系电离平衡常数、沉淀溶度积常数，旨在告诉学生不同平衡之间的联系，为建模打下伏笔。化学平衡的移动能帮助学生从多角度理解平衡，怎么移动需根据移动的结果进行逆向分析反应的特征、移动的方向等，进而加深对平衡移动原理的理解。

（二）分析问题，建构模型

1.平衡常数的表达

【学生活动】讨论交流：从写出的平衡常数表达式，能否归纳出书写平衡常数。遇到固体、纯液体怎么办？

【学生活动】思考归纳：完成下列填空，并且思考同一反应不同的表达形式，其平衡常数是否相同？2NO2？葑N2O4，平衡常数K1=_______，NO2？葑1/2N2O4，平衡常数K2=______，N2O4？葑2NO2，平衡常数K3=______，写出K1、K2、K3之间的关系__________。

【学生活动】观察思考：观察N2+3H2？葑2NH3的平衡常数与温度的关系，你能得出什么结论？

■

【师生总结】平衡常数的表达注意点：浓度、与方程式的系数匹配、固体或纯液体视作常数；使用注意点：与温度有关，使用时注明温度。

平衡常数表达注意：浓度而非物质的量，与系数匹配，固体或纯液体作常数使用注意：与温度有关

【设计意图】通过不同平衡的平衡常数表达式，同一反应不同方向、不同系数平衡常数的表达让学生体会平衡常数要根据具体方程式书写，方程式书写不同则平衡常数也不同，进一步理解平衡常数的表达一般表达法。

2.平衡常数的涵义

【学生活动】对比归纳：通过比较F2、Cl2、Br2、I2分别与H2反应的平衡常数大小，判断四种物质在相同条件下哪一种物质反应的程度大？平衡常数的大小能够说明什么？

【学生活动】练习总结：已知某温度下，I2（g）+H2（g）？葑2HI（g）的K=8.67×102，在t时刻测得I2的浓度为0.02mol/L，H2的浓度为0.08mol/L，HI的浓度为0.5mol/L。该时刻反应是否达到平衡？若没有达到，反应向哪个方向进行？

【师生总结】平衡常数的涵义：

（1）说明化学反应进行的程度

K越大，反应进行的程度越大K越小，反应进行的程度越小

（2）判断反应是否平衡和进行的方向

QcK，反应逆向进行

【设计意图】通过学生熟悉的卤族元素与H2反应的程度大小与各反应平衡常数的比较，让学生总结平衡常数K的大小与反应程度间的关系；通过定量计算，学会如何利用平衡常数判读反应的程度和反应的方向；学会建立用平衡常数解决问题的模型。

3.化学平衡的移动

【学生活动】交流讨论：平衡破坏的本质原因是什么？平衡移动的方向取决于什么？受哪些因素影响？

【师生总结】V正≠V逆，导致平衡破坏；平衡向哪个方向移动，取决于V正和V逆的相对大小；受到浓度、温度、压强的影响。

【学生活动】回忆总结：浓度、温度、压强对化学平衡移动是如何影响的，以N2 （g）+3H2 （g）？葑2NH3 （g）为例加以说明？

■

【学生活动】根据上述讨论的结果，你能否总结出有哪些途径判断平衡的移动？

反应特征（气体系数、反应吸放热）

【师生总结】外界因素变化→移动方向

V正和V逆相对大小→移动方向

宏观物质的量的变化→移动方向

Qc与K的大小→移动方向

【教师归纳】

■

【设计意图】通过对具体平衡的讨论，总结判断移动方向的方法，并且可以通过“移动方向“这一桥梁寻找其他四个量之间的联系，建立判断平衡的模型。

（三）解决问题，检验模型

【学生活动】1.请分析以下几个问题：

（1）可逆反应CO （g）+1/2O2 （g）？襒CO2 （g），T温度下，各物质起始浓度如下，请判断：

■

（2）25℃时将0.1mol/L的CH3COOH溶液进行稀释，CH3COOH的电离平衡何向移动？

原因？（请用电离平衡常数解释）_____________

（3）把4.0×10-3mol/LHF溶液与4.0×10-4mol/LCaCl2溶液等体积混合，调节混合液pH为4.0（忽略混合液体积的变化），计算有无沉淀产生：______________

已知此温度下α（HF）=0.4；Ksp（CaF2）=1.5×10-10。

【设计意图】利用此题目训练学生规范表达平衡常数，检验平衡常数的应用模型，把化学平衡常数的模型应用到电离平衡和沉淀溶解平衡。

【学生活动】2.设反应Fe （s）+CO2 （g）？葑FeO （s）+CO （g）的平衡常数为K，在不同温度下K的值如下表所示：

■

（1）此反应的化学平衡常数的表达式__________

（2）在1473K时，测得高炉中c（CO2）=0.25mol/L，c（CO）=1.25mol/L，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_______（填“是”或“否”），此时化学反应速率是V正_____V逆（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是_____________________。

（3）若改变上述体系的某个条件，达到新的平衡后，测得混合气体中c（CO2）=0.2mol/Lc（CO）=1.3 mol/L，则改变的条件为___________。

（4）在保证CO2浓度不变的情况下，增大容器的体积，平衡___________（填字母）。

A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动

C.不移动

作出此判断的理由是___________

【设计意图】利用此题目检验平衡移动的应用模型，学会多种途径判断平衡移动，并且会逆向判断外界因素对平衡表达的影响。

（四）课堂总结，固化模型

【学生活动】质疑反思：结合例题、习题，说说你在本课中对平衡常数的表达、涵义，平衡移动的原理应用有哪些心得？有哪些困惑？

【师生总结】平衡常数的表达、涵义；平衡移动原理的应用。

【设计意图】课堂上让学生反思质疑，不断完善利用平衡常数、平衡移动原理的模型，培养学生的自我反思、自我归纳的能力。

（责任编辑：张华伟）

平衡常数表达注意：浓度而非物质的量，与系数匹配，固体或纯液体作常数使用注意：与温度有关

【设计意图】通过不同平衡的平衡常数表达式，同一反应不同方向、不同系数平衡常数的表达让学生体会平衡常数要根据具体方程式书写，方程式书写不同则平衡常数也不同，进一步理解平衡常数的表达一般表达法。

2.平衡常数的涵义

【学生活动】对比归纳：通过比较F2、Cl2、Br2、I2分别与H2反应的平衡常数大小，判断四种物质在相同条件下哪一种物质反应的程度大？平衡常数的大小能够说明什么？

【学生活动】练习总结：已知某温度下，I2（g）+H2（g）？葑2HI（g）的K=8.67×102，在t时刻测得I2的浓度为0.02mol/L，H2的浓度为0.08mol/L，HI的浓度为0.5mol/L。该时刻反应是否达到平衡？若没有达到，反应向哪个方向进行？

【师生总结】平衡常数的涵义：

（1）说明化学反应进行的程度

K越大，反应进行的程度越大K越小，反应进行的程度越小

（2）判断反应是否平衡和进行的方向

QcK，反应逆向进行

【设计意图】通过学生熟悉的卤族元素与H2反应的程度大小与各反应平衡常数的比较，让学生总结平衡常数K的大小与反应程度间的关系；通过定量计算，学会如何利用平衡常数判读反应的程度和反应的方向；学会建立用平衡常数解决问题的模型。

3.化学平衡的移动

【学生活动】交流讨论：平衡破坏的本质原因是什么？平衡移动的方向取决于什么？受哪些因素影响？

【师生总结】V正≠V逆，导致平衡破坏；平衡向哪个方向移动，取决于V正和V逆的相对大小；受到浓度、温度、压强的影响。

【学生活动】回忆总结：浓度、温度、压强对化学平衡移动是如何影响的，以N2 （g）+3H2 （g）？葑2NH3 （g）为例加以说明？

■

【学生活动】根据上述讨论的结果，你能否总结出有哪些途径判断平衡的移动？

反应特征（气体系数、反应吸放热）

【师生总结】外界因素变化→移动方向

V正和V逆相对大小→移动方向

宏观物质的量的变化→移动方向

Qc与K的大小→移动方向

【教师归纳】

■

【设计意图】通过对具体平衡的讨论，总结判断移动方向的方法，并且可以通过“移动方向“这一桥梁寻找其他四个量之间的联系，建立判断平衡的模型。

（三）解决问题，检验模型

【学生活动】1.请分析以下几个问题：

（1）可逆反应CO （g）+1/2O2 （g）？襒CO2 （g），T温度下，各物质起始浓度如下，请判断：

■

（2）25℃时将0.1mol/L的CH3COOH溶液进行稀释，CH3COOH的电离平衡何向移动？

原因？（请用电离平衡常数解释）_____________

（3）把4.0×10-3mol/LHF溶液与4.0×10-4mol/LCaCl2溶液等体积混合，调节混合液pH为4.0（忽略混合液体积的变化），计算有无沉淀产生：______________

已知此温度下α（HF）=0.4；Ksp（CaF2）=1.5×10-10。

【设计意图】利用此题目训练学生规范表达平衡常数，检验平衡常数的应用模型，把化学平衡常数的模型应用到电离平衡和沉淀溶解平衡。

【学生活动】2.设反应Fe （s）+CO2 （g）？葑FeO （s）+CO （g）的平衡常数为K，在不同温度下K的值如下表所示：

■

（1）此反应的化学平衡常数的表达式__________

（2）在1473K时，测得高炉中c（CO2）=0.25mol/L，c（CO）=1.25mol/L，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_______（填“是”或“否”），此时化学反应速率是V正_____V逆（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是_____________________。

（3）若改变上述体系的某个条件，达到新的平衡后，测得混合气体中c（CO2）=0.2mol/Lc（CO）=1.3 mol/L，则改变的条件为___________。

（4）在保证CO2浓度不变的情况下，增大容器的体积，平衡___________（填字母）。

A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动

C.不移动

作出此判断的理由是___________

【设计意图】利用此题目检验平衡移动的应用模型，学会多种途径判断平衡移动，并且会逆向判断外界因素对平衡表达的影响。

（四）课堂总结，固化模型

【学生活动】质疑反思：结合例题、习题，说说你在本课中对平衡常数的表达、涵义，平衡移动的原理应用有哪些心得？有哪些困惑？

【师生总结】平衡常数的表达、涵义；平衡移动原理的应用。

【设计意图】课堂上让学生反思质疑，不断完善利用平衡常数、平衡移动原理的模型，培养学生的自我反思、自我归纳的能力。

（责任编辑：张华伟）

平衡常数表达注意：浓度而非物质的量，与系数匹配，固体或纯液体作常数使用注意：与温度有关

【设计意图】通过不同平衡的平衡常数表达式，同一反应不同方向、不同系数平衡常数的表达让学生体会平衡常数要根据具体方程式书写，方程式书写不同则平衡常数也不同，进一步理解平衡常数的表达一般表达法。

2.平衡常数的涵义

【学生活动】对比归纳：通过比较F2、Cl2、Br2、I2分别与H2反应的平衡常数大小，判断四种物质在相同条件下哪一种物质反应的程度大？平衡常数的大小能够说明什么？

【学生活动】练习总结：已知某温度下，I2（g）+H2（g）？葑2HI（g）的K=8.67×102，在t时刻测得I2的浓度为0.02mol/L，H2的浓度为0.08mol/L，HI的浓度为0.5mol/L。该时刻反应是否达到平衡？若没有达到，反应向哪个方向进行？

【师生总结】平衡常数的涵义：

（1）说明化学反应进行的程度

K越大，反应进行的程度越大K越小，反应进行的程度越小

（2）判断反应是否平衡和进行的方向

QcK，反应逆向进行

【设计意图】通过学生熟悉的卤族元素与H2反应的程度大小与各反应平衡常数的比较，让学生总结平衡常数K的大小与反应程度间的关系；通过定量计算，学会如何利用平衡常数判读反应的程度和反应的方向；学会建立用平衡常数解决问题的模型。

3.化学平衡的移动

【学生活动】交流讨论：平衡破坏的本质原因是什么？平衡移动的方向取决于什么？受哪些因素影响？

【师生总结】V正≠V逆，导致平衡破坏；平衡向哪个方向移动，取决于V正和V逆的相对大小；受到浓度、温度、压强的影响。

【学生活动】回忆总结：浓度、温度、压强对化学平衡移动是如何影响的，以N2 （g）+3H2 （g）？葑2NH3 （g）为例加以说明？

■

【学生活动】根据上述讨论的结果，你能否总结出有哪些途径判断平衡的移动？

反应特征（气体系数、反应吸放热）

【师生总结】外界因素变化→移动方向

V正和V逆相对大小→移动方向

宏观物质的量的变化→移动方向

Qc与K的大小→移动方向

【教师归纳】

■

【设计意图】通过对具体平衡的讨论，总结判断移动方向的方法，并且可以通过“移动方向“这一桥梁寻找其他四个量之间的联系，建立判断平衡的模型。

（三）解决问题，检验模型

【学生活动】1.请分析以下几个问题：

（1）可逆反应CO （g）+1/2O2 （g）？襒CO2 （g），T温度下，各物质起始浓度如下，请判断：

■

（2）25℃时将0.1mol/L的CH3COOH溶液进行稀释，CH3COOH的电离平衡何向移动？

原因？（请用电离平衡常数解释）_____________

（3）把4.0×10-3mol/LHF溶液与4.0×10-4mol/LCaCl2溶液等体积混合，调节混合液pH为4.0（忽略混合液体积的变化），计算有无沉淀产生：______________

已知此温度下α（HF）=0.4；Ksp（CaF2）=1.5×10-10。

【设计意图】利用此题目训练学生规范表达平衡常数，检验平衡常数的应用模型，把化学平衡常数的模型应用到电离平衡和沉淀溶解平衡。

【学生活动】2.设反应Fe （s）+CO2 （g）？葑FeO （s）+CO （g）的平衡常数为K，在不同温度下K的值如下表所示：

■

（1）此反应的化学平衡常数的表达式__________

（2）在1473K时，测得高炉中c（CO2）=0.25mol/L，c（CO）=1.25mol/L，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_______（填“是”或“否”），此时化学反应速率是V正_____V逆（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是_____________________。

（3）若改变上述体系的某个条件，达到新的平衡后，测得混合气体中c（CO2）=0.2mol/Lc（CO）=1.3 mol/L，则改变的条件为___________。

（4）在保证CO2浓度不变的情况下，增大容器的体积，平衡___________（填字母）。

A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动

C.不移动

作出此判断的理由是___________

【设计意图】利用此题目检验平衡移动的应用模型，学会多种途径判断平衡移动，并且会逆向判断外界因素对平衡表达的影响。

（四）课堂总结，固化模型

【学生活动】质疑反思：结合例题、习题，说说你在本课中对平衡常数的表达、涵义，平衡移动的原理应用有哪些心得？有哪些困惑？

【师生总结】平衡常数的表达、涵义；平衡移动原理的应用。

【设计意图】课堂上让学生反思质疑，不断完善利用平衡常数、平衡移动原理的模型，培养学生的自我反思、自我归纳的能力。

（责任编辑：张华伟）