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  • 2021-08-23 发布

高中化学《化学反应原理》2_3化学平衡教案 新人教版选修4

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第三节 化学平衡(第一课时)‎ 教学目标 ‎1.使学生建立化学平衡的观点,并通过分析化学平衡的建立,增强学生的归纳和形象思维能力。‎ ‎2.使学生理解化学平衡的特征,从而使学生树立对立统一的辩证唯物主义观点。‎ 教学重点 化学平衡的建立和特征。‎ 教学难点 化学平衡观点的建立。‎ 教 学 过 程 ‎[引言]:‎ 化学反应速率讨论的是化学反应快慢的问题,但是在化学研究和化工生产中,只考虑化学反应进行的快慢是不够的,因为我们既希望反应物尽可能快地转化为生成物,同时又希望反应物尽可能多地转化为生成物。例如在合成氨工业中,除了需要考虑如何使N2和H2尽快地转变成NH3外,还需要考虑怎样才能使更多的N2和H2转变为NH3,后者所说的就是化学反应进行的程度问题——化学平衡。‎ 一、 可逆反应与不可逆反应(阅读教材27页理解可逆反应的概念)‎ ‎1、可逆反应的概念:在 下,既可以向 进行,同时,又可以向 进行的反应。‎ 如:‎ 注意:1、‎ ‎ 2、‎ ‎ 3、‎ ‎2、不可逆反应:能进行到底的反应 如:H2的燃烧:‎ ‎ 酸碱中和:‎ 生成沉淀的发应:‎ 生成气体的反应:‎ 一些氧化还原反应:‎ 二、化学平衡状态 思考1:对于不可逆反应存在化学平衡吗?化学平衡的研究对象是什么?‎ 思考2:什么是化学平衡?化学平衡是如何建立的?下面我们就来讨论这一问题。‎ ‎1、化学平衡的建立 类比:溶解平衡的建立:(以蔗糖为例)‎ 开始时:‎ 平衡时:‎ 结论:。‎ 那么对于可逆反应来说,又是怎样的情形呢?我们以CO和H2O (g)的反应为例来说明化学平衡的建立过程。‎ CO + H2O (g) CO2 + H2 ‎ 开始浓度 0.01 0.01 0 0‎ 一段时间后0.005 0.005 0.005 0.005‎ 如图:‎ 归纳:‎ 反应开始:‎ 反应过程中:‎ 一定时间后:‎ 思考:当可逆反应达到平衡状态时,反应是否停止了?‎ ‎2、化学平衡的定义:‎ 在 下的 反应里,正反应和逆反应速率 ,反应混合物中各组分的 或 保持不变的状态。‎ ‎3、化学平衡的特征:‎ ‎(1)条件:‎ ‎(2)对象:‎ ‎(3) 等:‎ ‎(4) 动:‎ ‎(5) 定:‎ ‎4、应用:‎ 例1、可逆反应2NO22NO + O2在密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是( )‎ ‎①单位时间内生成n mol O2 的同时生成2n mol NO2 ‎ ‎②单位时间内生成n mol O2的同时,生成2n mol NO ‎ ‎③用NO2 、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态 ‎ ‎④混合气体的颜色不再改变的状态 ‎ ‎⑤混合气体的密度不再改变的状态 ‎ ‎⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态l A.① ④ ⑥ B.② ③ ⑤ C.① ③ ④ D.① ② ③ ④ ⑤ ⑥‎ 反馈练习:‎ ‎1、可以说明密闭容器中可逆反应P(g) + Q(g) R(g) + S(g)在恒温下已达平衡的是( )‎ A.容器内压强不随时间变化 B.P和S生成速率相等 C.R和S的生成速率相等 D.P、Q、R、S的物质的量相等 ‎2、下列方法中可以证明A(s) + 2B2(g)  ‎2C2(g) +D2(g) ‎ 已经达到平衡状态的是______________________.‎ ‎⑴、单位时间内生成了2molC2的同时也生成了1molA ‎⑵、一个B — B键的断裂的同时有一个C — C键的生成 ‎⑶、反应速率v(B2)=v(C2)=1/2v(D2)‎ ‎⑷、C(B2):C(C2):C(D2) = 2:2:1‎ ‎⑸、温度、体积一定时,[B2]、[C2]、[D2]浓度不再变化 ‎⑹、温度、体积一定时,容器内的压强不再变化 ‎⑺、条件一定时,混合气体的平均相对分子质量不再变化 ‎⑻、温度、体积一定时,混合气体的密度不再变化 ‎⑼、百分组成 B2% = C2% = D2%‎ ‎3、在一定温度下,可逆反应:A2(气)+B2(气) 2AB(气)达到平衡的标志是( )‎ ‎(A) A2、B2、AB的浓度不再变化 ‎ ‎(B) 容器中的压强不再随时间变化 ‎ ‎(C) 单位时间内生成n mol的A2同时生成2n mol的AB ‎ ‎(D) A2、B2、AB的浓度之比为1:1:2 ‎ ‎4、在1大气压‎390℃‎时,可逆反应:2NO2 2NO+O2达到平衡,此时平衡混合气体的密度是相同条件下H2密度的19.6倍,求NO2的分解率。‎ 第三节 化学平衡(第二课时)‎ 教学目标:‎ 正确理解浓度、温度对化学平衡的影响,并能利用勒夏特列原理加以解释。‎ 教学重点:‎ 理解浓度、温度对化学平衡的影响。‎ 教学难点:‎ 勒夏特列原理的归纳总结。‎ 教 学 过 程 ‎【引入】:‎ 我们知道:不同温度下物质的溶解度不同。那么对于t0时达到溶解平衡状态的饱和溶液,当升高或降低温度至t1时:‎ 若:溶解度增大,固体溶质继续溶解,则V(溶解) V(结晶)‎ 溶解度减小,固体溶质析出,则V(溶解) V(结晶)‎ 那么溶解平衡状态被打破,继而建立一种新的溶解平衡,也就是说:‎ 条件改变,溶解平衡移动。 那么:‎ 化学平衡是否也只有在一定条件下才能保持?当条件(浓度、压强、温度等)改变时,平衡状态是否也会发生移动?‎ ‎【实验探究一】:探究浓度变化对化学平衡的影响 实验原理:已知在K2Cr2O7的溶液中存在如下平衡:‎ ‎ Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+‎ ‎ K2Cr2O7为橙色,K2CrO4为黄色。‎ 实验步骤:①取两支试管各加入5ml0.1mol/L K2Cr2O7溶液,然后按下表步骤操作,观察并记录溶液颜色的变化。‎ 步骤 滴加3~~10滴浓H2SO4‎ 滴加10~~20滴6 mol/LNaOH K2Cr2O7溶液 实验结论:‎ ‎【实验探究二】:探究浓度变化对化学平衡的影响 实验原理:Fe3+ +3SCN- Fe(SCN)3 (红色)‎ 实验步骤:向盛有5 ml0.005mol/L FeCl3溶液的试管中加入5 ml0.01mol/L ‎ KSCN溶液,溶液显红色。‎ ‎(1)将上述溶液均分置于两支试管中;向其中一支试管中加入饱和FeCl3溶液4滴,充分振荡,观察溶液颜色变化;向另一支试管滴加4滴1 mol/L KSCN溶液,观察溶液颜色变化。‎ ‎(2)向上述两支试管中各滴加0.01mol/LNaOH溶液3~~5滴,观察现象,填写下表。‎ 编号 ‎1‎ ‎2‎ 步骤(1)‎ 滴加饱和FeCl3溶液 滴加1 mol/L KSCN溶液 现象 步骤(2)‎ 滴加NaOH溶液 滴加NaOH溶液 现象 结论 ‎【思考与交流】‎ 1、 上述两个实验中,化学平衡状态是否发生了改变?你是如何判断的?‎ ‎2、从中你能否推知影响化学平衡状态的因素?‎ 小结:‎ ‎(1)浓度对化学平衡的影响的规律 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,都可以使平衡向着 移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,都可以使平衡向着 移动。‎ ‎(2)用v-t图表示化学平衡的移动:‎ V′正 V正 ‎ v v V′逆 V正 例:‎ V逆 V逆 ‎ t t ‎ ①旧的化学平衡 ②增大反应物的浓度 请同学们用v-t图表示下列平衡的移动:‎ ‎③减少反应物的浓度 ‎④增大生成物的浓度 ‎⑤减少生成物的浓度 说明:(1)‎ ‎(2)‎ ‎(3)‎ ‎(4)‎ ‎【实验探究三】:温度对化学平衡的影响(阅读教材30页实验2-7)‎ 实验原理:‎ 实验步骤:‎ 实验现象:‎ 结论:‎ v-t图表示:‎ 化学反应速率、化学平衡、平衡移动三者之间的关系 以一般反应:mA(气)+n B(气)= p C(气)+qD(气)+Q(千焦)通式为例来讨论浓度,温度,压强,催化剂等对三者的影响极其规律。‎ 反应特征 改变条件 v—t图象 改变条件瞬间 达到平衡前 平衡移动方向 达到新平衡 v正 v逆 v正与v逆的关系 A转化率 B转化率 Q>0‎ 升高温度 ‎↑‎ ‎↑‎ ‎<‎ ‎←‎ ‎↓‎ ‎↓‎ 降低温度 Q < 0‎ 升高温度 ‎↑‎ ‎↑‎ ‎>‎ ‎→‎ ‎↑‎ ‎↑‎ 降低温度 m+n‎ ‎→‎ ‎↑‎ ‎↑‎ V变小 增大压强 减小压强 m+n=p+q 加入惰性气体 V不变 ‎—‎ ‎—‎ ‎=‎ ‎—‎ ‎—‎ ‎—‎ V变大 ‎↓‎ ‎↓‎ ‎=‎ ‎—‎ ‎—‎ ‎—‎ V变小 增大压强 减小压强 m+n>p+q 加入惰性气体 V不变 ‎—‎ ‎—‎ ‎=‎ ‎—‎ ‎—‎ ‎—‎ V变大 ‎↓‎ ‎↓‎ ‎<‎ ‎←‎ ‎↓‎ ‎↓‎ V变小 增大压强 减小压强 ‎ 注:用“=”表示相等 “↑”表示升高或增加 “↓”表示降低或减少 “—”表示无关或不变 ‎ ‎ “V”表示体积 “v”表示速率 反馈练习:‎ ‎1、在密闭容器中存在下列平衡: ,CO2的平衡浓度为C1摩/升,现再充入CO2使其浓度达到‎2C1摩/升,重新达到平衡后, CO2的浓度为C2摩/升(设温度不变),则C1和C2的关系是( ) ‎ ‎ A. C1 < C2 B. C1 = C‎2 ‎ C. C1 > C2 D. ‎2C1 = C2‎ ‎2、现有可逆反应‎2A + B + H2O C + D已达到平衡,往平衡体系中加水稀释,平衡向_____方向移动,理由是__________________________________‎ ‎3、‎ 对于mA(气)+nB(气) pC(气)+qD(气)的平衡体系,当升高温度时,体系对氢气的相对密度从16.5变成16.9,则下列说法正确的是 ( ) ‎ A.m+n>p+q 正反应是放热反应 B.m+n>p+q 正反应是吸热反应 C.m+n0处于平衡状态(已知m+n>p+q),下列说法正确的是 ( ) ‎ ‎①升温时C(B)/C(C)的值减小 ②降温时,体系内混合气体的平均相对分子质量增大③加入B后,A的转化率变大 ‎ A.①②③    B.②③    C.①②    D.①③‎ ‎1、对于反应A2+3B2 2AB3以下表示的反应速率中,速率最大的是 A、vA=0.4mol·L-1min-1 B、vB=0.8mol·L-1min-1‎ C、v=0.6mol·L-1min-1 D、v=0.01mol·L-1·S-1‎ ‎2、在‎2L密闭容器中,盛有2mol X和2molY物质进行如下反应:‎ X(s)+3Y(g) Z(g),当反应进行到10s后,测得生成0.5mol Z,这期间的平均反应速率为 ‎ A、vX=0.05mol·s-1 B、vX=0.025mol·L-1·s-1 ‎ ‎ C、vy=0.05mol·L-1·s-1 D、vy=0.075mol·L-1·s-1‎ ‎3、现有三个体积相等的密闭容器中都进行如下反应:‎ CO2+H2 CO+H2O(g),反应所处的温度相同,但反应的起始浓度不同,其中甲:‎ ‎[H2]=[CO]=amol 乙:[CO2]=amol [H2]=2amol 丙[CO2]=[H2]=[H2O]=amol,达到平衡时,CO的浓度由大到小的顺序排列正确的是 A、丙>甲>乙 B、甲>乙>丙 C、乙>丙>甲 D、乙>甲>丙 ‎4、在一个固定体积的密闭容器中,放入mmol的A和nmol的B,发生如下反应:‎ mA(g)+nB(g) PC(g),平衡时C的浓度是wmol·L-1‎ ‎,若维持容器的体积不变,起始时放入amolA、bmolB和cmolC,要使平衡时C的浓度仍为wmol·L-1,则a、b、c必须满足的条件是 ‎ A、a:b:c=m:n:p B、a:b=m:n和 ‎ C、和 D、a=, c=和c=‎ ‎5、对处于化学平衡的体系,以化学平衡与化学反应速率的关系可知:‎ ‎ A、化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动。‎ ‎ B、化学平衡发生移动时、化学反应速率一定变化。‎ ‎ C、正反应进行的程度大、正反应速率一定大。‎ ‎ D、只有催化剂存在下,才会发生化学反应速率变化,而化学平衡不移动的情况。‎ ‎6、在PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g),达到平衡后,其它条件不变,向平衡体系中加入37Cl2,达到新平衡后,含37Cl的PCl3的物质的量与原平衡相比 ‎ A、增大 B、减小 C、不变 D、不能确定 ‎7、下列事实不能用勒沙特列原理说明的是 A:往氢硫酸溶液中加入盐酸,[S2-]降低。‎ B:温度不变时,敞口久置于空气中的饱和KNO3溶液含有晶体析出。‎ C:在合成氨的工业生产中,使用较高的温度有利于提高产量。‎ D:在密闭容器中,水面上方的蒸气压强随温度升高而增大。‎ ‎8:下列平衡:C2H2+H‎2 C2H4……① 2CH‎4 C2H4+2H2……②当降低温度时,①式 向右移动,②式向左移动,试判断下列式中C+2H2 CH4+Q1 ‎2C+H‎2 C2H2+2Q2‎ ‎2C‎+2H‎2 C2H4+2Q3 Q1、Q2、Q3的大小顺序为 A、Q1>Q2>Q3 B、Q1> Q3> Q‎2 C 、Q2> Q1 >Q3、 D、Q2>Q3 >Q1‎ ‎9、在CuCl2水溶液中存在如下平衡:[Cu(H2O)4]2++4Cl- [CuCl4]2-+4H2O能使黄绿 ‎ (蓝) (绿)‎ 色CuCl2溶液向蓝色转化的操作是 ‎ A、蒸发浓缩 B、加水稀释 C、加入AgNO3 D、加入食盐晶体 ‎ 10、反应A(g)+xB(g) yC(g),将A与B按体积比1:x混合反应当A的转化率是50%时,反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的(同温同压),则x、y的值可能是 ‎ A、3,4 B、3,‎2 C、3,3 D、1,1‎ ‎ 11、在容积一定的密闭窗口中,反应A B(g)+C(s)达平衡,若继续升高温度,容器内气体的密度增大,下列判断正确的是 A、 压强对该反应的平衡移动没有影响 B、 在平衡体系中加入C,混合气体平均分子量增大 C、 若正反应为吸热反应,则A为非气态 D、 若正反应为放热反应,则A为气态 12、 某温度下,反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)+Q,在一带有活塞的密闭容器中达到平衡,‎ 下列说法不正确的是 A、 恒温压缩体积,平衡不移动,颜色加深 B、 恒压迅速充入HI,开始时正反应速率减小 C、 恒容,升温正反应速率减小 D、 恒容,充入H2,I2的百分比含量降低 二:填空 ‎1、t‎0C在VL密闭容器中加入vmol N2和3vmol H2,当反应N2+3H2 2NH3达平衡时,‎ 混合气体中N2、H2、NH3分别为A、B、Cmol,仍在t‎0C,若只改变起始物的加入量,但要维持A、B、C值不变,则在N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示,应满足的条件是 (1) 若X=0,Y=0,则Z=_______‎ (2) 若X=0.75vmol,则Y=________ Z=________‎ (3) X、Y、Z应满足的一般条件,用X、Y、Z的方程式表示式是 ‎______________________________、________________________。‎ ‎2、在一定温度下,把2体积 N2和6体积H2通入一个带有活 塞的容积可变的容器中,活塞的 一端与大气相通,发生反应 N2+3H2 2NH3+Q达到平衡,测得混合气体为7体积 ‎(1)保持上述反应温度不变,设a、b、c分别代表初始加入的N2、H2、NH3体积,若反应达到平衡后,混合气体中各物质的百分含量仍与上述平衡完全相同,那么:‎ ① 若a=1, c=2则b=_____,在此情况下,反应起始时将向_____方向进行。‎ ② 若规定起始时反应向逆方向进行,则C的取值范围是______________‎ ‎(2)在上述装置中,若起始时的a、b、c值均与(1)相同,但需控制平衡后混合气 体为6.5体积,则可采取措施是______,其原因是______。‎ ‎3、在一个容积不变的反应容器中,要求通过调节体系的温度使下列反应达到平衡时保 持容器内气体总物质的量为12mol,A(g)+2B(g) ‎2C(g)。现向反应器中加入6.5molA,X molB,2.0 molC.‎ ‎ (1)若x=5.5时,需要降低体系温度使反应在平衡时达到题设条件,则正反应为_____热反应。‎ ‎(2)欲使起始反应维持向逆方向移动,则x取值范围是__________‎ ‎【答案】‎ 一、 选择题 1、 D 2、AD 3、D 4、B 5、B 6、A 7、C 8、B ‎9、BC 10、BD 11、CD 12、C 二、 填空题:‎ 1、 ‎(1) 2vmol (2)2.25v, 0.5v (3) x+2z=v Y+Z=3V 2、 ‎(1) ①3,逆 ② 1