化学反应的限度-教案

教学基本信息课题第二章化学反应与能量变化第三节化学反应的速率和限度（第二课时）授课教师北京四中顺义分校张洋教学目标【知识与技能】1.通过无论如何改变反应条件，SO2和O2都不能完全反应生成SO3这一事实，认识到化学反应存在限度。2.通过阅读资料卡片，分析讨论，理解可逆反应的特征。3.通过分析达到反应限度后，浓度和时间的变化关系图，正、逆反应速率与时间的变化关系，得出化学平衡状态的标志。【过程与方法】1.通过无论如何改变条件，都不能使SO2和O2完全反应生成SO3，产生较强的问题意识，进一步培养学生勤于思索，初步培养学生的独立思考能力。2.通过观察图表中数据获取信息，运用比较、归纳等方法对信息进行加工。【情感态度价值观】通过实际生产硫酸的应用，进一步培养学生学习化学的兴趣，知道可以通过调控反应条件，来使化学反应向希望的方向发展。重点：了解化学平衡的涵义，认识化学平衡的特征。难点：了解化学反应存在限度，认识化学平衡的特征。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图时间环节一引入【引入】硫酸在医药、化肥、化工、石油工业等方面都有广泛应用，是世界上用量最大、用途最广的化工基本原料，素有“化学工业之母”之称。工业制硫酸需要三步反应，其中SO2和O2生成SO3是核心，是关键反应，SO3的产量决定了H2SO4的产量。倾听观察引出本节课研究的反应对象1min环节二认识化学反应限度【过渡】假如你是硫酸工厂的厂长，在500℃、101KPa，投入10molSO2与5molO2于1L密闭容器中反应，你期待怎样的反应结果？科学家也为你提供了大量的研究数据【展示】在500℃、101kPa，将10molSO2与5molO2充入1L密闭容器中反应；用气体传感器测得各组分物质的量如表所示：【问题一】分析表中数据，能得出什么结论？【提示】SO2和O2完全反应了吗？【追问】如何让SO2和O2完全反应？【展示】改变浓度、温度、压强、催化剂等条件，不同时刻，各物质浓度如表所示【讲述】科学研究表明，很多化学反应在进行时都具有可逆性，即正向反应（反应物→生成物）和逆向反应（生成物→反应物）在同时进行，只是可逆的程度有所不同并且差异很大；即可逆是绝对的。有些化学反应在同一条件下可逆程度很小（逆反应倾向很小），如H++OH-=H2OH2+Cl2=2HCl，忽略不计，认为是完全反应；即不可逆是相对的。【小结】化学反应有限度，且普遍存在；不同的反应，限度不同；同一反应，在不同条件下，限度也不同。反应速率快能够完全反应，生成10molSO350s后各物质浓度不变了SO2和O2都没反应完，有剩余增大浓度增大压强升高温度降低温度使用催化剂在不同反应条件下，反应速率发生改变，反应程度改变，但是都不能使SO2和O2完全反应所以化学反应存在限度对比不同条件下，同一反应，达到反应限度时的进行程度是不同的。通过大量实验数据，引起学生认知冲突，说明化学反应存在限度阐述化学反应限度14min环节三认识可逆反应【过渡】像SO2和O2生成SO3的反应是限度较小的，具有研究意义，这样的反应我们称为可逆反应。可逆反应是指在同一条件下，正向反应和逆向反应均能进行的化学反应。可逆反应有哪些特征呢？【资料卡片】科学家将SO2与18O2按一定比例混合，通入500℃、101kPa、含催化剂的密闭容器中，在不同时刻，抽取容器中的气体，经同位素示踪法检测，含有18O的分子有：5sSO2、O2、SO3中都含有18O；10sSO2、O2、SO3中都含有18O；15sSO2、O2、SO3中都含有18O；100sSO2、O2、SO3中都含有18O；200sSO2、O2、SO3中都含有18O；【问题2】为什么在不同时刻，所有分子中都含18O？【提示】在不同时刻，容器内都有哪些物质？反应进行方式是怎样的，才能使反应物、产物都同时存在？【小结】可逆反应同一条件，同时进行；反应物、产物永远都同时存在。在不同时刻，反应物、产物同时存在反应是双向同时进行举可逆反应的例子理解可逆反应是在同一条件下进行的通过阅读分析资料卡片，理解可逆反应的特征10min环节四认识化学平衡状态【过渡】再来看SO2和O2化合生成SO3这个可逆反应，我们既希望加快反应速率，又希望提高反应的限度，可逆反应达到反应限度时有哪些特征呢？要先找出各物质浓度随时间的变化情况。【动动笔】请同学们依据表中数据，以时间为横坐标，浓度为纵坐标，分别画出SO2、O2、SO3的浓度随时间变化的曲线。【问题3】各物质浓度如何随时间变化而改变的？动笔画图一段时间后，反应物浓度和生成物浓度不再变化0-50s之间，反应物浓度减小，生成物浓度增加通过画图，学生更容易注意到达到反应限度时的特征17min【追问】为什么50s后，各物质浓度不再变化？【小结】化学平衡状态的标志：正、逆反应速率相等且不等于0各物质浓度不再改变【追问】在50s之前，正反应和逆反应速率是怎样的？为什么在50s之前，SO2、O2浓度减少？SO3浓度增加？你认为我们应该选择什么样的反应条件？【讲述】经过科学家不断尝试，积累大量实验数据，找到最佳反应条件应用于实际工业生产中：300℃—450℃,101kPa，钒系催化剂正、逆反应速率相等在0时刻，正速率最大，逆速率为0由于反应物浓度不断减少，正速率逐渐减少由于生成物浓度不断增加，逆速率之间加快反应物的消耗速率大于生成速率生成物的生成速率大于消耗速率在不断的提问和思考中，逐步理解化学平衡的涵义知道当外界条件改变时，化学平衡有可能被破坏环节五总结提升通过今天的学习，我们知道化学反应是可调控的，我们已经学习了如何加快反应的速率，在选修4中我们还要继续学习，如何改变外界条件来提高化学反应的限度，希望同学们也能不断实践，调整自己，不断突破自己的限度。聆听情感升华提升情感态度价值观2min板书设计第三节化学反应的速率和限度二、化学反应限度1.任何化学反应都存在限度2.可逆反应特征：同一条件，同时进行反应物、产物永远都同时存在3.化学平衡状态：各物质浓度不再改变正反应速率等于逆反应速率但不等于0