化学平衡状态及其判定方法（NB化学创新课堂第16期）

逗爷 2023-09-10 11:03:48 864

化学平衡状态及其判定方法（NB化学创新课堂第16期）（2）通过对影响化学平衡移动的因素的分析，增强学生“变化观念与平衡思想”这一化学学科核心素养。（1）理解勒夏特列原理，能依据原理分析平衡移动的方向，体会理论对实践的指导作用；（1）通过实验探究，理解温度、浓度、压强等因素对化学平衡的影响，进一步建构“化学变化是有条件的”这一学科观念；（2）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、价值观

教学目标

1. 知识与技能

（1）理解化学平衡移动的涵义，知道在一定条件下化学平衡会发生移动

（2）能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向，提升从定量的角度分析化学反应的能力。

2. 过程与方法

（1）通过实验探究，理解温度、浓度、压强等因素对化学平衡的影响，进一步建构“化学变化是有条件的”这一学科观念；

（2）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、价值观

（1）理解勒夏特列原理，能依据原理分析平衡移动的方向，体会理论对实践的指导作用；

（2）通过对影响化学平衡移动的因素的分析，增强学生“变化观念与平衡思想”这一化学学科核心素养。

教学重点和难点

1. 重点：利用定性和定量两种手段判断化学平衡移动的方向；

2. 难点：反应条件对化学平衡的影响；对勒夏特列原理的理解。

教学过程

1．引入

上节课我们认识了化学平衡状态，即在可逆反应中，正逆反应速率达到相等，反应物和生成物浓度均不变的状态。同时我们还知道化学平衡有逆、等、定、动等几个特征。既然化学平衡是一个动态平衡，那么当外界条件如温度、压强、浓度等发生改变时，平衡是否会被打破呢？

2．探究实验

阅读课本第34页实验2-1的操作步骤，先预测试管b、c中化学平衡是否会移动，根据什么现象来判断平衡是否发生了移动，然后在NOBOOK虚拟实验中进行探究，看看你的实验结果是否符合预期。根据实验结果，分析b、c分别改变了什么反应条件，平衡又是如何移动的。

化学平衡状态及其判定方法（NB化学创新课堂第16期）(1)

3．讨论交流

在b组实验中，根据加入铁粉量的不同，学生观察到溶液红色变浅或者变绿，说明硫氰化铁浓度减小，平衡逆向移动。这是由于加入的铁粉和铁离子发生了反应，降低了铁离子浓度导致的。而在c组实验中，学生会观察到溶液红色加深，说明硫氰化铁浓度增大，平衡正向移动。这是硫氰根离子浓度增大导致的。

通过对比分析b、c两组实验结果，可以得出，一定条件下达到平衡的可逆反应，改变反应物（生成物）浓度可以使平衡发生移动。增大反应物（生成物）浓度，平衡正向（逆向）移动；减小反应物（生成物）浓度，平衡逆向（正向）移动。

4．教师讲解

上节课我们知道，当可逆反应达到平衡时，反应物和生成物的浓度之间存在一个关系，也就是浓度商Q=平衡常数K，而当我们改变了反应中某物质的浓度时，这个等式就不再成立了。通过刚才的实验结果，大家觉得当Q分别大于或小于K时，平衡是如何移动的？（Q>K，平衡正向移动；Q<K，平衡逆向移动）

这样，我们就可以通过浓度商与平衡常数的关系，直接定量判断平衡移动的方向了。

5．探究实验

下面，我们来研究一下压强对平衡移动的影响。阅读课本第36页实验2-2，然后在NOBOOK虚拟实验中进行探究，仔细观察实验现象，注射器内气体的颜色是如何变化的？思考为什么会有这种变化，尝试利用刚刚学到的浓度商判据解释化学平衡是如何移动的。

化学平衡状态及其判定方法（NB化学创新课堂第16期）(2)

6．讨论交流

在刚才的实验中，我们观察到，当挤压注射器活塞时，气体颜色会突然变深，然后逐渐变浅。其中突然变深，是因为挤压的瞬间，体积减小，压强增大，二氧化氮的浓度增大，所以颜色变深。然后由于Q>K，所以平衡正向移动，二氧化氮的浓度逐渐减小，颜色又逐渐变浅。同理，当拉伸注射器时，气体颜色会突然变浅，然后逐渐变深。其中突然变浅，是因为拉伸的瞬间，体积增大，压强减小，二氧化氮的浓度减小，所以颜色变浅。然后由于Q<K，所以平衡正向移动，二氧化氮的浓度逐渐减小，颜色又逐渐变浅。所以在实验中，两次颜色变化的原因并不相同，第一次变化是因为体积改变导致的浓度突变，第二次渐变才是平衡移动的结果。

7．教师讲解

不知道同学们是否注意到一个细节，当你挤压活塞之后，最终平衡时的气体颜色，与挤压之前相比如何？（回答：平衡时气体颜色比挤压之前要深）法国化学家勒夏特列曾经总结过一个原理，如果改变影响平衡的一个因素，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。刚才的实验就是很好的例子。当我们挤压活塞后，气体的压强增大，所以气体就要向减小气体压强的方向移动，由于正反应是一个气体体积减小的反应，所以平衡就会正向移动。但是勒夏特列原理告诉我们，平衡移动只会减弱这种改变，但不能抵消甚至逆转这种改变，所以平衡后的压强一定是比挤压之前大的，二氧化氮的浓度会逐渐减小，但不会小于挤压前的浓度，所以最终的浓度会比原来深。按照这个思路，请大家用勒夏特列原理重新解释一下拉伸活塞时的现象。

8．演示实验

观察二氧化氮平衡球的演示实验，分析升温和降温时，平衡分别是如何移动的？如何利用勒夏特列原理阐述温度对平衡移动的影响？

9．教师讲解

该反应的正反应是一个放热反应，当升高温度时，气体颜色加深，说明平衡是逆向移动的。按照勒夏特列原理，平衡需要减弱温度升高温度这种变化，即应该降低温度，向吸热反应的方向移动，也就是逆反应的方向，这与我们观察到的实验现象也是吻合的。如果用浓度商的思想来考虑的话，改变温度并没有影响浓度商Q，平衡为什么会移动呢？（回答：改变了平衡常数K）如何改变？（分情况讨论，吸热反应，升温K增大，降温K减小；放热反应，升温K减小，降温K增大）这两种分析平衡移动的方法，同学们都要掌握。

此外，催化剂能够改变可逆反应到达平衡的时间，但是不能改变到达平衡状态时混合物的组成，即对平衡移动没有影响。

板书设计

1. 浓度

在其它条件不变的情况下，增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡正向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡逆向移动。

固体和纯液体一般不考虑浓度。

2. 压强（本质—浓度）

在其它条件不变的情况下，

反应后气体体积增大，增大压强，平衡逆向移动；减小压强，平衡正向移动。

反应后气体体积减小，增大压强，平衡正向移动；减小压强，平衡逆向移动。

反应后气体体积不变，改变压强，平衡不移动。

如果不改变体积，而通过充入与反应无关的气体改变压强，则平衡不移动。

3. 温度