石家庄百名名师化学示范课教案：化学平衡常数的妙用石家庄市鹿泉区第一中学 王民会

石家庄百名名师化学示范课：化学平衡常数的妙用石家庄市鹿泉区第一中学 王民会 化学平衡常数的妙用 石家庄市鹿泉区第一中学 王民会 化学平衡常数统领化学平衡移动的结果，堪称化学平衡的精灵，是高考试题的宠儿。纵观各地高考试题，放在一起，经过排序之后，发现很美妙的一件事情，平衡常数的不同层面像一首美妙的歌曲呈现在考试题中。 教师活动 学生活动 目的 教师提前将习题印刷出来。 1、 全体学生解题，学生的错误让学生展示在黑板学情分析:此题是一道基 一、序曲----化学平衡常数的常规考查 上。 础试题，60%的学生可以顺 1、前奏---化学平衡常数的常规计算 2、 面对正确和错误的展示，让错误的学生讲述解利解出，一部分学困生做 教室巡视，发现错误解法，让学生将错误解法展示到黑法，其他学生挑错和点评。 题速度较慢，面对陌生信板上。同时找一名书写规范的学生展示到前面黑板。 解析:利用三段式解题 息不知如何下手, FeSO/AlO 423 例1((2014?重庆理综化学卷，T11节选)氢能是最重操作目的: (g) (g)，3H(g) 2高温 1、巩固复习平衡常数的表要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的 起始(mol/L) a 0 热点之一。储氢可借助有机物，如利用环已烷和苯之间的可达式。 0 逆反应来实现脱氢和加氢。 2、在黑板上充分展示错误 转化(mol/L) b b 解法，给中等学生挑错和 /AlO FeSO 423点评的机会。 3b (g) (g)，3H(g) 2高温 平衡(mol/L) a-b b 在某温度下，向恒容容器中加入环己烷，其起始浓度为amol?L 3b ,1,1，平衡时苯的浓度为bmol?L，该反应的平衡常数K, 33化学平衡常数K= =mol/L; 学生错误忽略了H前的化学2 计量数是3 教室巡视，寻找错误解法，将错误展示到黑板上，同时全体学生解题，教师巡视时，将学生的错误让学生展学情分析:此题涉及到平找一名书写规范的学生将思维过程展示到前面黑板。 示在黑板上。 衡常数表达式中固体物质 2、小插曲---固体物质在平衡常数表达式中处理的技正确解析:根据反应FeO(s)，CO(g)Fe(s)，的处理技巧，难度增加，巧 (g)，平衡常数K为0.25，因为固体的浓度为1，则CO50%的学生会出现错误解2 例2((2014?福建理综化学卷，T24节选)铁及其化k=c(CO)/c(CO)=0.25，体积相同，所以反应达到平衡时法。 2 合物与生产、生活关系密切。 n(CO):n(CO)=4:1，若在1 L密闭容器中加入0.02 mol 操作目的: 2 已知t?时，反应FeO(s)，CO(g)Fe(s)，CO(g)的平FeO(s)，并通入xmolCO，t?时反应达到平衡。此时FeO(s)1、考查当物质为固体或纯2 衡常数K,0.25。 转化率为率为50%， 液体时，平衡常数如何表 ?t?时，反应达到平衡时n(CO):n(CO)FeO(s)，CO(g)Fe(s)，CO(g) 达。 22 , 。 起始 0.02 x 0 0 2、此题的第二问，利用逆 ?若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入变化 0.01 0.01 0.01 0.01 向思维给平衡常数，求物xmolCO，t?时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则平衡时 0.01 x-0.01 0.01 0.01 质的量。 x, 。 因为温度不变，所以平衡常数K=0.25得:0.01/(x,3、一般情况下，平衡常数 0.01)=0.25 解得x=0.05 的表达式中将固体或纯液 学生错误:k= c(CO)c(Fe)/c(CO)c(FeO)=0.25，因c(Fe)体看做1，而此问恰恰给2 与c(FeO)不知如何处理，导致此题不会解。 出FeO(s)转化率为50%， 给学生解题造成困惑。 二、深入考查-----化学平衡常数与平衡移动因素的辩证思维 自己思考，小组讨论，将两个小组讨论的思维过程展学情分析:此题难度较大， 教室内巡视，倾听发现优秀小组的解法，准备让优秀小示在前后黑板上。优秀小组准备点评。 30%的学生可以思路清晰组点评。 正确解析:A、K值代表化学平衡常数，平衡常数只与温度解答，大部分学生思路混1、平衡移动因素与化学平衡常数的辩证关系 有关系，K值不变只能说明温度不改变，但是其他条件也乱。 例3((2014?上海单科化学卷，T14)只改变一个影响可能发生改变，平衡也可能发生移动，A正确;B、K值变操作目的: 因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是 化，说明反应的温度一定发生了变化，因此平衡一定移动，1、学生经常将平衡移动结A(K值不变，平衡可能移动 B(K值变化，平衡一定移B正确;C、平衡移动，温度可能不变，因此K值可能不果与平衡常数挂钩，导致动 变，C正确;D、平衡移动，温度可能不变，因此K值不思维混乱，此类题只有学 C(平衡移动，K值可能不变 D(平衡移动，K值一定变化 一定变化，D错误。所以，为D。 生进行辩论，将自己的思 路清晰展示出来，才能融 会贯通。 2、再次强化，当方程式确 定后，平衡常数只与温度 有关系。 3、 再强调----温度与化学平衡常数的关系 自己思考、小组讨论，小组代表展示思维过程。 学情分析:此题根据图像教室巡视，倾听发现学生清晰的思维过程，准备让思路解析:,、控制单一变量，可以选取600?，看纵坐标，变化判断平衡常数的变 清晰的学生展示。 对应的纵坐标大于,对应的纵坐标，纵坐标为NO的,化，50%学生可以解答。 ,, 平衡转化率，即,时NO的平衡转化率大于,时NO的平操作目的: ,,例4((2014?北京理综化学卷，T26节选)NH经一系列反3 衡转化率。分析反应的特点由2NO(g)，O(g) 2NO(g)1、从语言表述题到图像22应可以得到HNO，2NO(g)+O2NO(g)。在其他条件相322 可知该反应为气体体积减小的反应，温度相同，增大压强，题，考查学生对图像的分同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(P、P)下12 平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，所以，p0。根据图像可知，0~60s时间段内，NO的物质的量浓度变化量是0.120 mol?L，所以,2H 1—1—1=0.0020 mol?L?s，根据各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比，所以==0.0010 ,(NO)v()NO2422—1—1—1—1mol?L?s;由图像可知，100?达到平衡时，(NO)= 0.120 mol?L，(NO)= 0.040 mol?L，所以化学平衡常数cc224 —12(. )0120molL,—1K,=0.36mol?L; 1—10040molL. , ,1,1c(NO)c(NO)(2)改变反应温度为，以以0.0020 mol?L?s的平均速率降低，说明减低，平衡向着正方向移动，又因为该反应NOg) T242424 ,1,1c(NO)2NOc (g)的焓变>0，说明反应温度意味着温度升高;?因为以0.0020 mol?L?s，反应经过的时间是10s，所以?(NO)= ,H22424 —1—1—1—1—1—1cc0.0020 mol?L?s×10s=0.020 mol?L，则?(NO)= 0.020 mol?L×2= 0.040 mol?L，所以平衡时(NO)= 0.040 mol?L-0.020 224 —12(. )016molL,—1—1—1—1—1—1K,cmol?L=0.020 mol?L，(NO)=0.120 mol?L+0.040 mol?L=0.16 mol?L，则=1.3 mol?L; 22—10020molL. , 3((2014?浙江理综化学卷，T27节选)煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元2素以CaSO的形式固定，从而降低SO的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热424化学方程式如下: -1CaSO(s)+CO(g) CaO(s) + SO(g) + CO(g) ΔH=218.4kJ?mol(反应?) 4221 ,1CaSO(s)+4CO(g) CaS(s) + 4CO(g) ΔH= -175.6kJ?mol(反应?) 422 请回答下列问题:对于气体参与的反应，表示平衡常数K时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)，则反应?的p K= (用表达式表示)。 p 4p()CO2 解析:根据固体的浓度为常数，则反应的平衡常数为Kp=4p()CO