“化学反应限度”教学设计

刘洋

教学目标

知识与技能

1.认识化学反应的限度，了解可逆反应的概念，知道可逆反应的特征；

2.了解化学平衡的建立，能够描述化学平衡状态的特征。

（二）过程与方法

1.以硫酸工业合成SO3素材作为课堂的知识载体，通过对其实验数据分析，认识可逆反应存在限度，理解化学平衡状态；

2.以二氧化氮平衡球素材作为课堂的问题载体，通过利用已得到的结论去指导分析和解决实际问题。

（三）情感态度与价值观

1.增强学生参与化学科技活动的热情，提高将化学知识应用于生产、生活实践的意义；

2.能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断；

3.体验研究问题的过程和方法。

教学过程

【引入新课】创设情景——硫酸工业合成SO3

[投影] 硫酸工业合成SO3

[设问]化学反应是按照化学方程式中的计量关系进行的，你是否思考过这样的问题：一个化学反应在实际进行时，给定量的反应物是否会按化学方程式中的计量关系完全转变成产物，以硫酸工业合成SO3为例，若通入1 mol SO2和0.5 mol O2最后有没有可能转化成1 mol SO3，实现SO3的转化率100%呢？

（设计意图：从工业生产的角度，创设情境，激发学生兴趣与学习热情，使学生体会到化学是一门与生活生产紧密结合的科学，提升学生的化学学科价值观和社会观）

[过渡]请大家带着这个问题，同我一起开始今天的学习——化学反应限度

[板书]化学反应限度

【认识化学反应限度】

[投影]某工厂实验室研究在加入催化剂和加热的条件下将1 mol SO2与0.5 mol O2混合进行反应，测得数据列表：

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

[数据分析]当反应时间50min—80min时，SO2、O2、SO3的物质的量浓度不再发生变化，反应达到了最大限度。

（设计意图：培养学生通过对列表数据进行基本处理，做到概括出数据所蕴含的规律）

[小结]

一、化学反应限度

定义：在给定条件下，化学反应所能达到或完成的最大程度

意义：化学反应限度决定了反应物在该反应条件下的最大转化率

[板书]化学反应限度 转化率

【认识可逆反应】

[投影]

[过渡]那么，为什么在50 min—80 min中SO2、O2、SO3的物质的量浓度不再改变呢？

[设问]你能找找看，SO2与O2反应生成SO3，这一反应与我们之前学过的反应有什么不同呢？

[板书]研究对象：可逆反应

[小结]

二、可逆反应

定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时也能向逆反应方向进行的反应。

符号：

特点：（1）同一条件，同时进行

（2）反应物和生成物共存（反应不能进行完全）

（设计意图：让学生了解化学反应类型——可逆反应，为接下来建立化学平衡狀态奠定基础）

【认识化学平衡状态】

[投影]比对c-t图与v-t图

[设问]那么，在50 min—80 min，SO2、O2、SO3物质的量浓度为什么不再改变呢？能否从对c-t图和v-t图的分析中得到答案呢？

[学生]反应开始（0 min）时，SO2与O2的物质的量浓度最大，正反应速率最大；SO3的物质的量浓度为0，逆反应速率为0。随着反应的进行（0—50 min），SO2与O2的物质的量浓度逐渐减少，正反应速率逐渐减慢；SO3的物质的量浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增强。当反应进行到50—80 min时，SO2、O2、SO3物质的量浓度不再发生变化，正反应速率与逆反应速率相等，且不为零。

[教师]由于各物质的百分含量、浓度都不会发生变化，从外表上看，反应好像“停止”。但由于v（正）=v（逆）≠0，正、逆反应都在进行，我们把可逆反应的这种特殊状态称为化学平衡状态。

[板书]特殊状态：化学平衡状态

（设计意图：通过学生的自主分析与讨论，让学生体会化学平衡状态的建立过程）

[小结]

三、化学平衡状态

定义：指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不变的状态。

特征：逆：可逆反应

定：反应物、生成物浓度不再变化

等：正反应速率等于逆反应速率

动：动态平衡

[设问]在工业生产过程中，我们总希望能获得更多的产物。那么，在外界条件改变的情况下，化学反应限度能发生改变吗？

[投影]

在某密闭容器中发生SO2与O2反应生成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

[数据分析]通过A组数据与B组数据对比，得出压强改变，化学反应限度发生改变，即化学平衡状态发生改变。

（设计意图：培养学生通过对列表数据进行基本处理；做到概括出数据所蕴含的规律；学会控制单一变量法，进行数据分析比对）

[小结]

特征：逆：可逆反应

定：各物质浓度不再变化

等：正反应速率等于逆反应速率，且不为零

动：动态平衡

变：外界条件改变，化学平衡状态发生改变

[板书]特征：逆、定、等、动、变

（设计意图：通过分析与讨论，让学生认识化学平衡状态的特征）

【化学平衡状态判断依据】

[分析]

宏观角度（定）：各物质的量浓度不再变化

微观角度（等）：正反应速率等于逆反应速率，且不为零

【思考】

通过讨论二氧化氮平衡球的化学平衡状态的判断依据，巩固本节课知识。

（设计意图：培养学生从化学平衡角度，研究化学中涉及到的实际问题，学以致用）