人教社教材必修4第二章第三节 化学平衡教学设计Word下载.docx
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_____________,逆反应:
_____________
可逆反应:
______________________________
可逆反应的特征:
“两同”是指_____________________
请判断水的分解和氢气在氧气中燃烧生成水,是否是可逆反应?
可逆反应的重要特征是转化率永远不可能达到100%,也就是反应一旦开始,那么,就不可能只存在反应物,或只存在生成物。
二.化学平衡
化学平衡:
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,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态,称为化学平衡状态,简称化学平衡。
它的建立与反应途径无关,从正反应或逆反应开始都可以建立化学平衡状态。
化学平衡的前提:
__________________
实质:
_________________________
标志:
_________________________
三、化学平衡状态的特征:
1.逆:
____________________________
2.等:
_______________________________
3.定:
4.动:
5.变:
___________________________
6.同:
四、化学平衡状态的标志
某可逆反应是否处于化学平衡状态,它们的标志可以通过化学平衡状态的本质特征来进行衡量
(1)V正=V逆,它是判断化学平衡状态的主要标志。
正、逆反应速率相等是针对反应体系中的同一反应物或同一生成物而言。
由于该物质的生成速率与消耗速率相等,才使这种物质的浓度保持不变,说明可逆反应己达到化学平衡状态。
(2)反应混合物中各组分的浓度保持不变,是判断化学平衡状态的另一个主要标志。
如果反应混合物中某一种物质的量浓度,质量分数,体积分数(对气体而言)等保持一定,都说明可逆反应已达到平衡状态。
(3)从其它角度也可以判断某可逆反应是否达到化学平衡状态,但要具体问题具体分析。
例如对于反应前后气体分子数不相等的可逆反应,可以通过以下几种情况来判断:
1当体系中物质的总物质的量不随时间变化时,说明反应已达到平衡状态.
2当恒温恒容时,体系的总压强有发生变化或当恒温恒压时,体系的总体积不发生变化 都可以说明反应已达到平衡状态。
3混合气体的平均含量不发生变化,也可以说明反应已达平衡状态.
4对于反应前后气体分子数相等的反应,无论反应是否达到平衡,体系中物质的总物质的量,总压强,总体积或混合气体的平均含量都不发生变化,不能确定反应是否达到平衡状态.
课堂帷幕
【课堂讨论】
(争做课堂主人!
(一)、预习汇报,或预习讲演(5分钟)
(二)、思考讨论(20分钟)
1、物质在水中的溶解有限度吗?
最后的结局有什么特征?
请举例生活中还有哪些类似的例子?
2、什么是可逆反应与不可逆反应?
可逆反应能不能进行到底?
3、什么是化学平衡状态?
它的标志和特征是怎样的呢?
(建议师生一起讨论,并配合幻灯片展示。
【思考与交流】
(放飞思维,张扬个性、展示自我!
)(5分钟)
在密闭容器中充入SO2和由O18原子组成的氧气,在一定条件下开始反应,在达到平衡前,O18存在于什么物质中?
请发表你的见解?
()
A、只存在于氧气中B、只存在于和SO3中
C、只存在于SO2和SO3中D、SO2、SO3、O2中都有可能存在。
实践情境
【效果检测】
(积极思考,与他人分享!
)(10分钟)
1.化学平衡主要研究下列哪一类反应的规律()。
(A)可逆反应(B)任何反应(C)部分反应(D)气体反应
2.在2NO2
N2O4的可逆反应中,下列状态属于平衡状态的是()。
(A)υ正=υ逆≠0时的状态(B)NO2全部转变成N2O4的状态
(C)c(NO2)=c(N2O4)的状态(D)体系的颜色不再发生变化的状态
3.下列哪个说法可以证明反应N2+3H2
2NH3已达到平衡状态()。
(A)1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成
(B)1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键断裂
(C)1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂
(D)1个N≡N键断裂的同时,有6个H-H键形成
4、在一定条件下,某容器内充入N2和H2合成氨,以下叙述中错误的是()
A、开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零。
B、随着反应的进行,正反应速率减小,最后降为零。
C、随着反应的进行,正反应速率减小,逆反应速率增大,最后相等。
D、在反应过程中,正反应速率的减小等于逆反应速率的增加。
5、(2011,天津)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)
SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如下所示。
由图可得出的正确结论是
A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物浓度:
a点小于b点
C.反应物的总能量低于生成物的总能量
D.△t1=△t2时,SO2的转化率:
a~b段小于b~c段
第二课时
化学平衡移动
(1).化学平衡移动的意义。
(2).描述浓度、压强、温度等条件对化学平衡的影响
(3).理解勒沙特列原理的涵义
通过实验,让学生去发现规律
培养学生敢于质疑,善于创新的精神
1.描述浓度、压强、温度等条件对化学平衡的影响
2.理解勒沙特列原理的涵义
理解勒沙特列原理的涵义
实验探究、小组合作、谈话讨论
一.浓度对化学平衡的影响
观察实验2-5:
结论是,在其他条件不变的情况下,
增大反应物浓度,或减小生成物浓度。
化学平衡向______移动。
减小反应物浓度,或增大生成物浓度。
注意:
固体物质和纯液体无所谓浓度,其量改变,不影响平衡。
二、压强对化学平衡移动的影响
对于有气体参加的可逆反应来说,气体的压强改变,也能引起化学平衡的移动。
对于3H2(g)+N2(g)
2NH3(g)在反应中1体积的N2与3体积的H2反应生成2体积的NH3,即反应前后气态物质的总体积发生了变化,反应后气体总体积减少了。
下表列入的是450℃时,N2与H2反应生成NH3的实验数据。
压强/MPa
1
5
10
30
60
100
NH3/%
2.0
9.2
16.4
35.5
53.6
69.4
由上表实验数据可以算出:
对反应前后气体总体积发生变化的化学反应,在其他条件不变的情况下,增大压强,会使化学平衡向着__________移动。
减小压强,会使化学平衡向着__________移动。
对于有些可逆反应里,反应前后气态物质的总体积没有发生变化,如2HI(g)
H2(g)+I2(g)在这种情况下,增大或减小压强都不能使化学平衡移动。
固态物质或液态物质的体积,受压强的影响很小,可以忽略不计。
因此,如果平衡混合物都是固体或液体,可以认为改变压强不能使化学平衡移动。
三、温度对化学平衡的影响
任何反应都伴随着能量的变化,通常表现为放热或吸热;
所以温度对化学平衡移动也有影响。
大家观察实验2-7,得出结论:
如果升高温度,平衡向_____的方向移动;
降低温度平衡向_____的方向移动。
四、催化剂对化学平衡的影响
催化剂能够同等程度的改变正逆反应的速率,所以使用催化剂不能使平衡发生移动,但是可以改变达到平衡所需要的时间。
小结:
化学平衡移动研究的对象:
可逆化学反应的化学平衡状态
化学平衡是有条件的动态平衡,当影响化学平衡的条件改变时,原来的平衡被破坏,进而在新的条件下逐渐建立新的平衡,这个原平衡向新平衡的转化过程叫做化学平衡的移动
勒夏特列原理:
注:
勒夏特列原理是指在一个平衡体系中,若改变影响平衡的一个条件,平衡总是要向能够减弱这种改变的方向移动。
比如一个可逆反应中,当增加反应物的浓度时,平衡要向正反应方向移动,平衡的移动使得增加的反应物浓度又会逐步减少;
但这种减弱不可能消除增加反应物浓度对这种反应物本身的影响,与旧的平衡体系中这种反应物的浓度相比而言,还是增加了。
总结:
条件的改变
平衡移动方向
新平衡比原平衡
具
体
规
律
增大反应物浓度
减小反应物浓度
增大体系压强
减小体系压强
升高温度
降低温度
改变一个条件
向减弱这种改变的方向移动
减弱这种改变
(一)、实验探究(20分钟):
1、高炉炼铁中Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2是一个可逆反应,19世纪后期,人们发现炼铁高炉所排出的高炉气中含有大量的CO,有的工程师认为,这是由于CO和铁矿石接触时间不够长造成的,于是在英国耗费了大量资金建造了一个高大的炼铁高炉,以增加CO和铁矿石的接触时间.可是后来发现,用这个高炉炼铁,所排出的高炉气中CO的含量并没有减少.法国有位
化学家勒夏特列(LeChatelier1850-1936),
他进行了大量的研究,结果否定了这个说法.勒夏特列为什么会否定这个说法呢?
下面我们来看几个实验:
(教师演示或学生亲手实验探究)
请同学们按教材实验2—5和实验2—6的内容,认真实验,根据实验现象我们能得出什么结论?
2、请同学们按教材实验2—7的内容安排认真实验。
我们又能得出什么结论?
(二)、问题研讨(5分钟)
请各小组展开讨论,总结影响化学平衡移动的因素有哪些?
)(3分钟)
1、对于任何一个平衡体系,采用以下措施,一定会平衡移动的是()
A.加入一种反应物B.升高温度
C.对平衡体系增加压强D.使用催化剂
2、甲、乙两容器都发生反应2A(g)+B(g)
xC(g),两容器温度和初始压强都相同。
甲容器中充入2molA和1molB,达平衡后,C在平衡混合气中的体积分数为φ、物质的量为n1;
乙容器中充入1.4molA,0.7molB和0.6molC,达平衡后C在平衡混合气中的体积分数为φ、物质的量为n2。
下列说法中正确的是
A.若甲、乙两容器均为恒容容器,则x必等于2
B.若甲、乙两容器均为恒压容器,则x必等于3
C.若甲为恒压容器、乙为恒容容器,且x≠3,则n1必大于n2
D.若甲为恒容容器、乙为恒压容器,且x=3,则n1必大于n2
)(12分钟)
1.某温度下,反应H2(g)+I2(g)
2HI(g);
△H>
0(正反应为吸热反应)。
在一带有活塞的密闭容器中达到平衡,下列说法中不正确的是()
A.恒温,压缩体积,平衡不移动,混合气体颜色加深
B.恒压,充入HI(g),开始时正反应速率减小,
C.恒容,升高温度,正反应速率减小
D.恒容,充入H2,I2(g)的体积分数降低
2.下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是()
A.在强碱存在的条件下,酯在水中的溶解度增大
B.加催化剂,使氮气和氢气在一定条件下转化为氨气
C.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
D.500℃左右比室温更有利于合成氨反应
3.对于某一已达化学平衡状态的可逆反应,如果改变某种条件,结果使某生成物的浓度增大,则()
A.平衡一定向正反应方向移动B.平衡一定向逆反应方向移动
C.反应物的浓度相应减小D.平衡可能移动也可能不移动
4.在密闭容器中发生反应2SO2+O2
2SO2(气),起始时SO2和O2分别为20mol和10mol,达到平衡时,SO2的转化率为80%,若从SO3开始进行反应,在相同的条件下,欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同,则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率分别为()
A.10mol和10%B.20mol和20%C.20mol和40%D.30mol和80%
5、在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:
a(g)+b(g)
2c(g);
△H<
0 x(g)+3y(g)
2z(g);
0,进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功),下列叙述错误的是
A.等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变
B.等压时,通入z气体,反应器中温度升高
C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变
D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大
第三课时
化学平衡常数
(1)、了解等效平衡的含义及其分类.
(2)、知道化学平衡常数的表达式及其表示的意义
(3)、知道转化率的表达式,并能进行简单的计算
通过讨论,引导学生发现规律
2、情感态度与价值观
增强学生善于发现规律,研究问题的情感意识
1.了解等效平衡的含义及其分类.
2.知道化学平衡常数的表达式及其表示的意义
3.知道转化率的表达式,并能进行简单的计算
阅读讨论、谈话交流
预习情境
【课前阅读】
一.化学平衡常数:
化学平衡常数的表示方法
对于一般的可逆反应:
mA+nB
pC+qD。
其中m、n、p、q分别表示化学方程式中各反应物和生成物的化学计量数。
当在一定温度下达到化学平衡时,这个反应的平衡常数可以表示为:
k=
在一定温度下,可逆反应达到化学平衡时,生成物的浓度,反应物的浓度的关系依上述规律,其常数(用K表示)叫该反应的化学平衡常数
化学平衡常数的意义:
(1)、平衡常数的大小不随反应物浓度或生成物浓度的改变而改变,只随温度的改变而改变。
即,K=f(T)。
平衡常数表示的意义:
可以推断反应进行的程度。
K很大,反应进行的程度很大,转化率大
K居中,典型的可逆反应,改变条件反应的方向变化。
K很小,反应进行的程度小,转化率小
二.转化率
若定义某反应物M在可逆反应中的转化率为:
M的转化率=反应中已消耗的M的量×
100%
反应开始时加入M的量
那么如果M的转化率不再随时间而改变,也证明可逆反应已达到平衡状态。
(一)、看图说话
1、请同学们认真阅读教材P29表格内容,看谁能发现规律?
2、化学平衡常数表达式怎么表示(教师点拨,师生一起推导)?
它与什么因素有关?
(二)、解题策略研讨(师生一起讨论例题1—2的计算)
请同学们研究规范解题的过程,同学们能总结出哪些解题的步骤?
(例题解完之后,让同学总结)
1、已知:
x、y、z都是气体,反应前x、y的物质的量之比是1:
2,在一定条件下可逆反应x+2y
2z达到平衡时,测得反应物总的物质的量等于生成物总的物质的量,则平衡时x的转化率
A.80%B.20%
C.40%D.60%
2、(2013,江苏)一定条件下存在反应:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),其正反应放热。
现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器I、II、III,在I中充入1molCO和1molH2O,在II中充入1molCO2和1molH2,在III中充入2molCO和2molH2O,700℃条件下开始反应。
达到平衡时,下列说法正确的是
A.容器I、II中正反应速率相同
B.容器I、III中反应的平衡常数相同
C.容器I中CO的物质的量比容器II中的多
D.容器I中CO的转化率与容器II中CO2的转化率之和小于1
[效果检测](积极思考,与他人分享!
1、已知可逆反应2NO(g)
N2(g)+02(g)。
该反应的平衡常数表达式为_____________。
若在某温度下达到平衡时c(N2)=0.05mol·
L-1,C(O2)=0.05mol·
L-1,c(NO)=0.00055mol·
L-1该反应的平衡常数为_____________。
保持温度不变,将容器体积缩小一半,则平衡常数为_________;
2、已知在450℃时,反应
H2(g)+I2(g)
2HI(g)的K为50,由此推断出在450℃时,反应
2HI(g)
H2(g)+I2(g)的化学平衡常数为
A、50B、0.02C100D无法确定
3、在2升的密闭容器中2molSO2和一定量的氧气,发生反应,当反应进行到4min时,测得此时SO2为0.4mol,问在反应进行到2min时,密闭容器中SO2的物质的量是()
A1.6molB1.2molC大于1.6molD小于1.2mol
4、(2009,四川)在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应mX(g)
nY(g);
ΔH=QkJ/mol。
反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示:
下列说法不正确的是
A.m<
nB.Q<
0C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减小
D.体积不变,温度升高,平衡向正反应方向移动
(注:
本节完成后,建议补充一节“等效平衡”的专题课)
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