“化學(xué)反應(yīng)限度”教學(xué)設(shè)計(jì)

劉洋

教學(xué)目標(biāo)

知識與技能

1.認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的限度，了解可逆反應(yīng)的概念，知道可逆反應(yīng)的特征；

2.了解化學(xué)平衡的建立，能夠描述化學(xué)平衡狀態(tài)的特征。

（二）過程與方法

1.以硫酸工業(yè)合成SO3素材作為課堂的知識載體，通過對其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，認(rèn)識可逆反應(yīng)存在限度，理解化學(xué)平衡狀態(tài)；

2.以二氧化氮平衡球素材作為課堂的問題載體，通過利用已得到的結(jié)論去指導(dǎo)分析和解決實(shí)際問題。

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.增強(qiáng)學(xué)生參與化學(xué)科技活動(dòng)的熱情，提高將化學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)踐的意義；

2.能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會(huì)和生活問題做出合理的判斷；

3.體驗(yàn)研究問題的過程和方法。

教學(xué)過程

【引入新課】創(chuàng)設(shè)情景——硫酸工業(yè)合成SO3

[投影] 硫酸工業(yè)合成SO3

[設(shè)問]化學(xué)反應(yīng)是按照化學(xué)方程式中的計(jì)量關(guān)系進(jìn)行的，你是否思考過這樣的問題：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在實(shí)際進(jìn)行時(shí)，給定量的反應(yīng)物是否會(huì)按化學(xué)方程式中的計(jì)量關(guān)系完全轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，以硫酸工業(yè)合成SO3為例，若通入1 mol SO2和0.5 mol O2最后有沒有可能轉(zhuǎn)化成1 mol SO3，實(shí)現(xiàn)SO3的轉(zhuǎn)化率100%呢？

（設(shè)計(jì)意圖：從工業(yè)生產(chǎn)的角度，創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生興趣與學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生體會(huì)到化學(xué)是一門與生活生產(chǎn)緊密結(jié)合的科學(xué)，提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科價(jià)值觀和社會(huì)觀）

[過渡]請大家?guī)е@個(gè)問題，同我一起開始今天的學(xué)習(xí)——化學(xué)反應(yīng)限度

[板書]化學(xué)反應(yīng)限度

【認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)限度】

[投影]某工廠實(shí)驗(yàn)室研究在加入催化劑和加熱的條件下將1 mol SO2與0.5 mol O2混合進(jìn)行反應(yīng)，測得數(shù)據(jù)列表：

0 10 20 30 40 50 60 70 80

SO2 1 0.7 0.5 0.35 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1

O2 0.5 0.35 0.25 0.18 0.1 0.05 0.05 0.05 0.05

SO3 0 0.3 0.5 0.65 0.8 0.9 0.9 0.9 0.9

[數(shù)據(jù)分析]當(dāng)反應(yīng)時(shí)間50min—80min時(shí)，SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量濃度不再發(fā)生變化，反應(yīng)達(dá)到了最大限度。

（設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生通過對列表數(shù)據(jù)進(jìn)行基本處理，做到概括出數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的規(guī)律）

[小結(jié)]

一、化學(xué)反應(yīng)限度

定義：在給定條件下，化學(xué)反應(yīng)所能達(dá)到或完成的最大程度

意義：化學(xué)反應(yīng)限度決定了反應(yīng)物在該反應(yīng)條件下的最大轉(zhuǎn)化率

[板書]化學(xué)反應(yīng)限度 轉(zhuǎn)化率

【認(rèn)識可逆反應(yīng)】

[投影]

[過渡]那么，為什么在50 min—80 min中SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量濃度不再改變呢？

[設(shè)問]你能找找看，SO2與O2反應(yīng)生成SO3，這一反應(yīng)與我們之前學(xué)過的反應(yīng)有什么不同呢？

[板書]研究對象：可逆反應(yīng)

[小結(jié)]

二、可逆反應(yīng)

定義：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)也能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。

符號：

特點(diǎn)：（1）同一條件，同時(shí)進(jìn)行

（2）反應(yīng)物和生成物共存（反應(yīng)不能進(jìn)行完全）

（設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生了解化學(xué)反應(yīng)類型——可逆反應(yīng)，為接下來建立化學(xué)平衡狀態(tài)奠定基礎(chǔ)）

【認(rèn)識化學(xué)平衡狀態(tài)】

[投影]比對c-t圖與v-t圖

[設(shè)問]那么，在50 min—80 min，SO2、O2、SO3物質(zhì)的量濃度為什么不再改變呢？能否從對c-t圖和v-t圖的分析中得到答案呢？

[學(xué)生]反應(yīng)開始（0 min）時(shí)，SO2與O2的物質(zhì)的量濃度最大，正反應(yīng)速率最大；SO3的物質(zhì)的量濃度為0，逆反應(yīng)速率為0。隨著反應(yīng)的進(jìn)行（0—50 min），SO2與O2的物質(zhì)的量濃度逐漸減少，正反應(yīng)速率逐漸減慢；SO3的物質(zhì)的量濃度逐漸增大，逆反應(yīng)速率逐漸增強(qiáng)。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到50—80 min時(shí)，SO2、O2、SO3物質(zhì)的量濃度不再發(fā)生變化，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，且不為零。

[教師]由于各物質(zhì)的百分含量、濃度都不會(huì)發(fā)生變化，從外表上看，反應(yīng)好像“停止”。但由于v（正）=v（逆）≠0，正、逆反應(yīng)都在進(jìn)行，我們把可逆反應(yīng)的這種特殊狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。

[板書]特殊狀態(tài)：化學(xué)平衡狀態(tài)

（設(shè)計(jì)意圖：通過學(xué)生的自主分析與討論，讓學(xué)生體會(huì)化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程）

[小結(jié)]

三、化學(xué)平衡狀態(tài)

定義：指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物的濃度不變的狀態(tài)。

特征：逆：可逆反應(yīng)

定：反應(yīng)物、生成物濃度不再變化

等：正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率

動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡

[設(shè)問]在工業(yè)生產(chǎn)過程中，我們總希望能獲得更多的產(chǎn)物。那么，在外界條件改變的情況下，化學(xué)反應(yīng)限度能發(fā)生改變嗎？

[投影]

在某密閉容器中發(fā)生SO2與O2反應(yīng)生成SO3

A.500oC，1.01*105Pa

0 10 20 30 40 50 60 70 80

SO2 1 0.7 0.5 0.35 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1

O2 0.5 0.35 0.25 0.18 0.1 0.05 0.05 0.05 0.05

SO3 0 0.3 0.5 0.65 0.8 0.9 0.9 0.9 0.9

B.500oC，5.05*105Pa

0 10 20 30 40 50 60 70 80

SO2 1 0.2 0.08 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03

O2 0.5 0.1 0.04 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015

SO3 0 0.8 0.92 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97

[數(shù)據(jù)分析]通過A組數(shù)據(jù)與B組數(shù)據(jù)對比，得出壓強(qiáng)改變，化學(xué)反應(yīng)限度發(fā)生改變，即化學(xué)平衡狀態(tài)發(fā)生改變。

（設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生通過對列表數(shù)據(jù)進(jìn)行基本處理；做到概括出數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的規(guī)律；學(xué)會(huì)控制單一變量法，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析比對）

[小結(jié)]

特征：逆：可逆反應(yīng)

定：各物質(zhì)濃度不再變化

等：正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，且不為零

動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡

變：外界條件改變，化學(xué)平衡狀態(tài)發(fā)生改變

[板書]特征：逆、定、等、動(dòng)、變

（設(shè)計(jì)意圖：通過分析與討論，讓學(xué)生認(rèn)識化學(xué)平衡狀態(tài)的特征）

【化學(xué)平衡狀態(tài)判斷依據(jù)】

[分析]

宏觀角度（定）：各物質(zhì)的量濃度不再變化

微觀角度（等）：正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，且不為零

【思考】

通過討論二氧化氮平衡球的化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)，鞏固本節(jié)課知識。

（設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生從化學(xué)平衡角度，研究化學(xué)中涉及到的實(shí)際問題，學(xué)以致用）