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

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