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1、实验活动1 探究影响化学平衡移动的因素学案设计 【学习目标】1通过对化学平衡的宏观外部特征(先变化后不变)与微观粒子的变化(反应仍在进行)相结合的分析建立化学平衡的概念,达到对化学平衡的本质性理解,落实变化观念与平衡思想的学科核心素养。(重点)2通过分析浓度、温度等外界条件的改变对化学平衡移动的影响,分析总结外界条件改变对平衡移动的影响规律,达到对化学平衡移动的结构化理解,落实证据推理与模型认知的学科核心素养。(难点)3通过实验探究,学习控制变量、对比等科学方法,发展归纳和推理能力,达到对化学平衡移动的文化性理解,落实科学探究与创新意识、科学态度与社会责任的学科核心素养。【学习过程】环节一:情
2、境引入,思考平衡移动的原因【情境】人在CO中毒之后需要转移至空旷通风氧气充足的地方(已知化学方程式(中毒原理):HbO2 + CO HbCO + O2),想一想这是什么原理呢?环节二:分组实验,探究影响化学平衡移动的因素【实验目的】1.认识浓度、温度等因素对化学平衡的影响,加深对平衡移动原理的理解。2.进一步学习控制变量、对比等科学方法,发展归纳和推理能力。【实验用品】小烧杯、大烧杯、量筒、试管、试管架、玻璃棒、胶头滴管、酒精灯、火柴、装有NO2和N2O4混合气体的平衡球装置。 铁粉、0.05 molL1 FeCl3溶液、0.15 molL1 KSCN溶液、0.1 molL1 K2Cr2O7溶
3、液、6 molL1 NaOH溶液、6 molL1 H2SO4溶液、 热水、冰块、蒸馏水。【问题2】根据以上反应原理,如何设计实验探究浓度以及温度对化学平衡移动的影响?在实验过程中怎样做到控制变量?【学生分组实验1】探究浓度对FeCl3溶液与KSCN溶液反应的平衡移动的影响。【实验步骤】一、浓度对化学平衡的影响1FeCl3溶液与KSCN溶液的反应(1)在小烧杯中加入10 mL蒸馏水,再滴入5滴0.05 molL1 FeCl3溶液、5滴0.15 molL1 KSCN溶液,用玻璃棒搅拌,使其充分混合,将混合均匀的溶液平均注入a、b、c三支试管中。(2)向试管a中滴入5滴0.05 molL1 FeCl
4、3溶液, 向试管c中滴入5滴0.15 molL1 KSCN溶液,向试管b中滴入5滴蒸馏水,观察并记录实验现象,与试管b进行对比。完成下表。实验内容向试管a中滴入5滴0.05 molL1 FeCl3溶液向试管c中滴入5滴0.15 molL1 KSCN溶液实验现象红色 红色 结论在其他条件不变时,增大反应物的浓度,平衡 移动(3) 将上述试管a中溶液平均注入试管d和e中,向e中加入少量铁粉,观察并记录实验现象。同样将上述试管c中溶液平均注入试管f和g中,向g中加入少量铁粉,观察并记录实验现象完成下表。实验内容向试管e中加入少量铁粉向试管g中加入少量铁粉实验现象红色 红色 结论在其他条件不变时,减小
5、反应物的浓度,平衡 移动因为2Fe3 Fe=3Fe2,c(Fe3)减小【学生分组实验2】探究酸碱浓度变化对K2Cr2O7溶液中平衡移动的影响。2.在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡:Cr2OH2O2CrO2H(橙色) (黄色)取一支试管,加入2 mL 0.1 molL1 K2Cr2O7溶液,然后按下表中的步骤进行实验,观察溶液颜色的变化,判断平衡是否发生移动及移动的方向。完成下表。实验步骤实验现象结论(1)向试管中滴加5滴6 molL1NaOH溶液黄色 在其他条件不变时,减小生成物的浓度,平衡 移动(2)向试管中继续滴加5滴6 molL1H2SO4溶液橙色 在其他条件不变时,增大生成物的浓度,
6、平衡 移动【问题3】根据以上反应原理,如何设计实验探究温度对化学平衡移动的影响?在实验过程中怎样设计方案进行对比?【学生分组实验3】探究温度对NO2与N2O4平衡移动的影响。二、温度对化学平衡的影响取两个封装有NO2和N2O4混合气体的平衡球(编号分别为1、2和3、4),将第一个平衡球分别浸在盛有热水、常温水的大烧杯中,比较两个烧瓶里气体的颜色变化。将第二个平衡球分别浸在盛有冷水、常温水的大烧杯中,比较两个烧瓶里气体的颜色变化。完成下表2NO2(g)N2O4(g)H0。烧瓶编号实验步骤(1)置于热水(1)置于冷水实验现象红棕色 红棕色 结论在其他条件不变时,降低温度,平衡 移动;升高温度,平衡
7、 移动环节三:小结,总结归纳浓度和温度对化学平衡移动的影响规律,回归情境,用所学知识解答课前的情境问题。【小结】1. 通过本节实验课的学习,我们掌握了浓度、温度对化学平衡移动的影响规律。2. 在实验过程中,我们学习了控制变量、对比归纳等科学方法,进一步提升了归纳和推理能力。【问题和讨论】1.在进行浓度、温度对化学平衡影响的实验时,应注意哪些问题?2.结合实验内容,尝试归纳影响化学平衡移动的因素。【回归情境】【问题1】人在CO中毒之后需要转移至空旷通风氧气充足的地方(已知化学方程式(中毒原理):HbO2 + CO HbCO + O2),想一想这是什么原理呢?笔记浓度、温度对化学平衡移动的影响规律
8、:课堂总结学习收获【学习效果】1下列说法中正确的是()A. 改变反应条件使平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大B. 浓度变化引起平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大C. 温度或压强的变化引起平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大D. 催化剂可使化学反应速率加快,使反应物的转化率增大2对于已达到平衡的反应来说,改变下列条件,一定能使化学平衡发生移动的是()A. 浓度 B. 压强 C. 温度 D. 催化剂3工业合成氨的反应原理为:N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H0,下列措施既能加快反应速率又能提高产率的是()A. 升高温度 B. 分离出NH3 C. 增大压强 D. 使
9、用催化剂4臭氧是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点。臭氧可溶于水,在水中易分解,产生的O为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下反应:O3 O2OH0平衡常数为Ka,反应:OO3 2O2H0平衡常数为Kb,总反应:2O3 3O2H0平衡常数为K。下列说法中错误的是()A. 降低温度,K减小B. KKaKbC. 适当升温,可提高消毒效率D. 压强增大,Kb不变5反应Fe(s)CO2(g) FeO(s)CO(g),700时,K1.47;900时,K2.15。下列说法中正确的是()A. 该反应为放热反应B. 该反应的化学平衡常数表达式为C. 700时通入CO2,平
10、衡向正反应方向移动,K增大D. 当混合气体的平均相对分子质量不再变化时,反应达到化学平衡状态1. C解析:改变反应条件使平衡向正反应方向移动,反应物的转化率不一定增大,例如合成氨反应中通入氮气,氮气转化率降低,A错误;根据A中分析可知浓度变化引起平衡向正反应方向移动,反应物的转化率不一定增大,B错误;温度或压强的变化引起平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大,C正确;催化剂可使化学反应速率加快,但不能改变反应物的转化率,D错误。2. C解析:如反应前后气体体积不变,则缩小体积,浓度增大,但平衡不移动,A错误;如反应前后气体体积不变,则改变压强,平衡不移动,B错误;化学反应伴随着能量的变化
11、,升高温度平衡向吸热方向移动,降低温度向吸热方向移动,C正确;加入催化剂,同等程度改变正逆反应速率,平衡不移动,D错误。3. C解析:升高温度化学反应速率加快,但是平衡逆向移动,产率降低,A错误;分离出氨气,平衡正向移动,提高产率,但是化学反应速率减慢,B错误;增大压强平衡正向移动,产率提高,且化学反应速率加快,C正确;使用催化剂加快化学反应速率,但是平衡不移动,产率不变,D错误。4. A解析:由于总反应H0,为放热反应,降低温度,平衡正移,K增大,A错误;总反应反应反应,利用盖斯定律,方程式相加,则K相乘,方程式相减,则K相除,方程式扩大n倍,则K为n次方,则KKaKb,B正确;反应H0,为吸热反应,反应H0为放热反应,适当升温,反应正移,反应逆移,则O含量增加,可提高消毒效率,C正确;平衡常数只与温度有关,D正确。5. D解析:升高温度化学平衡常数增大,说明正反应为吸热反应,A错误;Fe、FeO都是固体,所以化学平衡常数K,B错误;700时通入CO2,平衡向正反应方向移动,温度不变化学平衡常数不变,C错误;该反应正向进行混合气体的平均相对分子质量减小,逆向进行混合气体的平均相对分子质量增大,当混合气体的平均相对分子质量不再变化时,反应达到化学平衡状态,D正确。5学科网(北京)股份有限公司