41（必修2）化学反应的限度（1）（教案1）

skybamboo

第二章化学键化学反应规律
第3节化学反应的快慢和限度
2.3.2化学反应的限度


本课时是教材第二章第三节第二课时的内容，该课时主要研究化学反应的限度问题。首先要让学生深入认识化学平衡状态，尤其是要学会判断可逆反应是否达到了化学平衡状态。其次要引导学生建立化学平衡的观点，知道化学平衡是相对的且可以随着外界条件的改变而改变。在之前的学习中，学生已经知道了化学反应有可逆反应和非可逆反应之分，但是对于可逆反应的概念和特征还没有形成系统的概念，对化学平衡的存在也不甚了解。本课时通过实验引导学生发现化学反应存在限度，通过提供证据支持引导学生形成对可逆反应的正确认识，再通过实验引导学生认识到化学平衡状态是可以改变的。通过本课时的学习，学生可以更好地认识化学反应，特别是认识到可逆反应存在限度——化学平衡，化学平衡是相对的并且可以发生移动，为今后平衡体系的学习打下坚实的基础。


宏观辨识与微观探析：通过实验“认识化学反应存在限度”，从宏观上意识到有的化学反应是进行不完全的，即认识到可逆反应的存在；通过“交流研讨”二氧化硫的催化氧化反应是如何进行的，从微观上分子变化的角度解释可逆反应的反应原理。
证据推理与模型认知：通过实验观察“认识化学反应存在限度”和讨论问题“可逆反应是如何进行的”，学会运用证据进行推理，得出正确结论。
变化观念与平衡思想：通过观察实验“化学平衡的改变”，意识到化学平衡是存在的、是相对的，并且反应条件改变，化学平衡会发生移动。


重点：化学平衡状态的判断和化学平衡的移动
难点：化学平衡状态的判断和化学平衡的移动


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• 知识回顾
  

  1.人们用化学反应速率来描述化学反应的快慢。
2.化学反应速率：
定义：用单位时间内某反应物浓度的减少量（绝对值）或生成物浓度的增加量来表示。
单位：mol·L-1·s-1 或  mol·L-1·min-1
意义：衡量化学反应进行快慢的物理量
3.同一个化学反应，各物质的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的系数之比。
4.影响化学反应速率的因素
决定因素：反应物本身的性质
影响反应速率的外界因素：
浓度、温度、催化剂、接触面积、压强，此外，还有溶剂、光波、电磁波、超声波等。
二、导语
德国化学家哈伯对合成氨进行全面系统的研究，两年间进行了6500多次的实验，终于在1909年取得了鼓舞人心的成果，在600的高温、200个大气压和锇为催化剂的条件下，产率仅为6％。这说明什么呢？产率为什么如此之低，你有什么猜测？
三、讲授新课
展示课件：可逆反应
活动一：思考：将下列化学反应按是否进行得比较完全进行分类
①合成氨   ②镁条在空气中燃烧   ③氯气与水的反应
④金属钠与水的反应   ⑤二氧化硫与氧气的反应
小结：
进行得比较完全：②④
进行得不彻底反应：①③⑤
活动二：观察·思考
认识化学反应存在限度
演示实验：向2mL 0.01mol•L—1 KI溶液中加入1mL 0.01mol•L—1 FeCl3溶液，再加入几滴 0.1mol•L—1KSCN 溶液，你认为能观察到什么现象？为什么？

预测实验现象	观察到的实验现象	结论

预测实验现象，根据观察到的实验现象得出结论。KI溶液过量,FeCl3也不会全部转化成FeCl2,即FeCl3与KI的反应不能进行完全，能得出这样结论吗？
实验现象：溶液显红色
在该反应中2Fe3+ + 2I— →  2Fe2+ + I2，加入的碘离子的量是铁离子的两倍，若反应进行完全，则铁离子应完全反应，实验证明铁离子仍旧存在于溶液中，说明该反应是有一定限度的，即反应物不能完全转变成生成物。
活动三：交流·研讨
某班同学以二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应为例，分析为什么即使氧气过量二氧化硫也不能全部转化成三氧化硫。他们在讨论过程中形成了以下三种观点，请结合相关资料对他们的观点进行分析论证。
观点 1 ：只有部分二氧化硫与氧气发生反应。
观点 2 ：二氧化硫全部转化成三氧化硫后，部分三氧化硫分解又生成二氧化硫。
观点 3 ：二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫分解生成二氧化硫和氧气。
针对上述三种观点，他们查阅资料获得了以下信息。
信息1：实验发现，一定条件下向一密闭容器中充入SO2与18O2，反应一段时间后，核素18O存在于SO2、O2、SO3中。
信息2：密闭容器中SO2与O2在一定条件下发生反应，反应过程中SO3的物质的量的变化趋势如图所示。


2SO2+O2
2SO3
根据所给信息，讨论得出结论。
通过信息1的同位素示踪法，得知反应体系中不仅有二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫的反应，同时也有三氧化硫分解生成二氧化硫和氧气的过程，所以观点1有误。
通过信息2中的图像走势来看，三氧化硫的物质的量是随着时间逐渐增多的，到了某一时刻不再随着时间的变化而变化，并不是像观点2描述的那样，先是逐渐增多到最多，然后又分解，逐渐减少，所以观点2有误。
综合起来看，观点3比较接近反应事实。
通过实验发现，在二氧化硫与氧气的反应中，无论怎样改变反应条件都不能使二氧化硫全部转化成三氧化硫。这是因为在二氧化硫与氧气发生化合反应生产三氧化硫的同时，三氧化硫也在发生分解反应生产二氧化硫和氧气。对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化为产物，反应只能进行到一定的程度，这就是该化学反应在这个条件下所能达到的限度。即无论进行多长时间，反应物都不可能100％地全部转化为生成物
板书：
可逆反应
1.定义：在相同条件下，向正、反两个方向同时进行的反应。
2.正反应：反应物→生成物          生成物→反应物
3.化学反应是有限度的，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。科学研究表明，不少化学反应都具有可逆性
即正向反应和逆向反应能同时进行。

4.可逆反应的化学方程式中，用可逆号代替等号。

练习：反应2H2+O2       2H2O和2H2O        2H2+O2↑，是否为可逆反应？
小结：不是，两者的反应条件不同，故不是可逆反应。
展示课件：化学平衡
在密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2发生反应，反应原理及图像如下所示：


活动四：思考：
1.反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？
2.反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？随着反应的进行，v(正)与v(逆)怎样变化？
3.反应会进行到什么时候“停止”？反应真的停止了吗？
板书：
化学平衡
在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和生成物浓度不再随时间的延长而发生变化（即保持不变），正反应和逆反应的速率相等，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。
注意：(1)条件：一定条件下
            (2)对象：可逆反应
特征: (1)定：反应物和生成物浓度保持不变
          (2)动：动态平衡   
          (3)等： v(正)＝ v(逆)
练习：
思考：
1.在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成
NH3,以下叙述错误的是（      ）
A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零
C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，后保持恒定
D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定
2.下列哪种说法可以证明反应
N2 + 3H2            2NH3达到平衡状态
A.1个 氮氮键断裂的同时，有3个 氢氢键形成
B.1个 氮氮键断裂的同时，有3个 氢氢键断裂
C.1个氮氮键断裂的同时，有6个 氮氢 键断裂
D.1个 氮氮键断裂的同时，有6个 氮氢键形成
平衡状态的标志 ：
从平衡状态的定义入手，平衡状态强调两方面：各组分的百分含量保持不变；正反应速率等于逆反应速率。
①v(正)=v(逆)：
a.同一物质的正、逆反应速率相等
b.不同物质的正、逆反应速率与对应化学方程式中的各物质的系数成正比
②浓度保持一定
各组分的浓度、物质的量、质量不随时间的改变而改变
任何化学反应的进程都有一定的限度，只是不同反应的限度不同罢了。化学反应的限度可以通过改变条件而改变，同学们可以在选修模块《化学反应原理》中学习。
活动五：观察·思考      化学平衡状态的改变
将封装有二氧化氮（NO2 ）和四氧化二氮（N2O4）混合气体的装置两端的球形容器分别浸入热水和冷水中，观察实验现象。

实验现象	热水中混合气体颜色较常温下的______，冰水中混合气体颜色较常温下的______
实验结论	混合气体受热颜色变___，说明NO2浓度_____，即平衡向_________方向移动; 混合气体被冷却颜色变___，说明NO2浓度_____，即平衡向_________方向移动

板书：
思考：
1.根据观察到的实验现象可以得出什么结论？
2.影响化学平衡状态的因素有哪些？
现象：热水中混合气体颜色较常温下的深,冰水中混合气体颜色较常温下的浅。
说明：温度可以改变化学平衡状态
1.化学平衡是在一定条件下建立起来的，当条件改变时，
原平衡状态被破坏，并在新的条件下建立起新的平衡状态。
2.浓度、温度、压强等因素均会影响化学平衡状态
任何化学反应的进程都有一定的限度，只是不同反应的限度不同罢了。化学反应的限度可以通过改变条件而改变，同学们可以在选修模块《化学反应原理》中学习。