- 2021-08-24 发布 |
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文档介绍
高一化学教案：第10讲-化学平衡的相关图像
辅导教案 学员姓名： 学科教师： 年 级：高 一 辅导科目：化 学 授课日期 ××年××月××日 时 间 A / B / C / D / E / F段 主 题 化学平衡的相关图像 教学内容 本次课的重点、难点，需要掌握的方法技巧 复习并掌握复习外界条件改变化学反应速率图像及化学平衡图像变化。 【教学建议】建议抢答、学生在草稿纸上画出反应速率图像和化学平衡图像，老师改变条件学生自己画出相关图像。同学间互相批改讨论，老师做梳理（老师可根据学生掌握程度和性格特点，设置一些抢答环节和提问复习环节，学生讲解环节，兼顾不同程度的学生，进行积分奖励或其他奖惩方式引导学生积极参与。） 【教学建议】建议复习回顾上节课上影响化学反应速率的因素、影响化学平衡的因素、勒夏特列原理。集体思考抢答，掌握较好的学生回答，较薄弱的学生复述，建议5分钟。 【具体操作】建议采用集体思考抢答，掌握较好的学生回答，较薄弱的学生复述，建议5分钟。 1. 复习影响化学反应速率的因素 内因：反应物的性质反应物本身的性质→起最主要作用(如：F2非常泼， 与H2在阴冷的环境下相遇会发生爆炸，而I2与H2 在500℃的条件下才能反应，而且是可逆反应) 反应物颗粒大小 影响反应速率的因素 反应物浓度 外因 气体压强 反应温度 催化剂 2. 复习影响化学平衡的因素 (1)浓度：在其他条件不变的情况下，增大反应物浓度，使正反应速率瞬间_______；使逆反应速率缓慢_______，结果导致_______(填“大于”、“小于”或“等于”)，化学平衡向_______方向移动(填“正反应”、“逆反应”或“不移动”)。 同理，若减小生成物浓度，使逆反应速率_______，正反应速率_______，导致_______，平衡向_______方向移动。 (2)压强：在_______的可逆反应里，其他条件不变时，增大压强，、都增大，对于反应前后气体体积不变的可逆反应，正逆反应速率增大的一样多，导致=平衡_______；对于反应前后气体体积不等的可逆反应，增大压强使体积缩小方向的速率增大再更多，所以平衡向体积减小的方向移动。若减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。 (3)温度：在其他条件不变时，升高温度，平衡向_______移动，降低温度，、都减小，但减小得更多，导致<，所以平衡向_______移动。 使用催化剂能_______地改变正、逆反应速率，即正、逆反应速率相对不变，所以催化剂对平衡无影响。 【答案】（1）增大 增大 大于 正反应 瞬间减小 缓慢减小 大于 正反应 （2）有气体参加或生成 不发生移动 （3） 吸热反应方向 放热反应方向 同等程度 1. 复习勒夏特列原理 平衡移动原理(勒夏特列原理)：已达到平衡的可逆反应，如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向着_______________________的方向移动。 【答案】减弱这种改变 【教学建议】从教学内容上建议从复习外界条件改变化学平衡的速率-时间图像的改变来入手复习。然后再分类型根据例题讲解常见的化学反应速率和化学平衡的图像问题。教法建议：化学反应速率和化学平衡的图像由学生绘制，老师做讲解补充；对于具体常见考法，有师生一起对例题进行精讲，学生做变式训练来巩固。在讲解期间老师可以根据学生特点设置一些提问、抢答等环节。 一、化学平衡有关图像 1.改变浓度对反应速率及平衡的影响曲线： 2.改变压强对反应速率及平衡的影响曲线[举例反应：mA(g)+n(B)p(C)，m+n>p] 由曲线可知，当增大压强后，和均增大，但气体物质的量减小的方向的速率增大的倍数大于气体物质的量增大的方向的速率增大的倍数(对于上述举例反应来说，即增大的倍数大于增大的倍数)，故化学平衡向着气体物质的量减小的方向移动；当减小压强后，和均减小，但气体物质的量减小的方向的速率减小的倍数大于气体物质的量增大的方向的速率减小的倍数(对于上述举例反应来说，即减小的倍数大于减小的倍数)，故化学平衡向着气体物质的量增大的方向移动。 【注意】对于左右两边气体物质的量不等的气体反应来说： *若容器恒温恒容，则向容器中充入与反应无关的气体(如稀有气体等)，虽然容器中的总压强增大了，但实际上反应物的浓度没有改变(或者说：与反应有关的气体总压强没有改变)，故无论是反应速率还是化学平衡均不改变。 *若容器恒温恒压，则向容器中充入与反应无关的气体(如稀有气体等)，为了保持压强一定，容器的体积一定增大，从而降低了反应物的浓度(或者说：相当于减小了与反应有关的气体压强)，正逆反应速率均减小，且化学平衡是向着气体物质的量增大的方向移动。 *对于反应：mA(g)十nB(g) pC(g)，若m+n=p，则改变压强后的反应速率及平衡的曲线如下所示： 3. 改变温度对反应速率及平衡的影响图像 由曲线可知，对于左右两边气体等物质的量的反应来说，改变压强后，对于和来说，均同等程度地增大或减小，即=，所以化学平衡不移动。 由曲线可知：当升高温度时，和均增大，但吸热方向的速率增大的倍数要大于放热方向的速率增大的倍数，即>，故化学平衡向着吸热的方向移动；当降低温度时，和降低，但吸热方向的速率降低的倍数要大=r放热方向的速率降低的倍数，即<，故化学平衡向着放热的方向移动。 4. 使用催化剂对反应速率及平衡的影响图像 使用催化剂，能用等程度地增大正、逆反应速率，即=，故化学平衡不移动，只能缩短达到平衡所需要的时间。 二、速率平衡图象常见类型 1.对于化学反应速率的有关图像问题，可按以下的方法进行分析 (1)认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理挂钩。 (2)看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物；一般生成物多数以原点为起点。 (3)抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，v(吸)＞v(放)，在速率一时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度时，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度时，v(正)突变，v(逆)渐变。 (4)注意终点。例如在浓度一时间图上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。 ①浓度—时间图 此类图象能说明各平衡体系组分（或某一成分）在反应过程中的变化情况．解题时要注意各物质曲线的折点（达平衡时刻），各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中化学计量数关系等情况． 例1 【例1】如图表示800℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化情况，t1是到达平衡状态的时间．试回答： （1）该反应的反应物是______； （2） 反应物的转化率是______； （3） 该反应的化学方程式为______． 解析：起始时A的浓度为2.0mol／L，B、C的浓度为0，随着时间的推移，A的浓度降低为1.2mol／L，C的浓度升高为1.2mol／L，B的浓度升高为0.4mol/L．t1时刻后各物质浓度不再变化，说明反应已达平衡，得出A为反应物，B、C为产物，它们浓度变化的差值之比为化学方程式中各物质的化学计量数之比．故正确答案为（1）A；（2）40％；（3）2A＝B＋C． ②速率—时间曲线 此类图象定性地揭示了v正、v逆随时间（含条件改变对速率的影响）而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向． 例2、对达到平衡状态的可逆反应X+YZ+W，在其他条件不变的情况下，增大压强，反应速率变化图象如图1所示，则图象中关于X、Y、Z、W四种物质的聚集状态为（ ） A.Z、W均为气体，X、Y中有一种是气体 例2 B.Z、W中有一种是气体，X、Y皆非气体 C.X、Y、Z、W皆非气体 D.X、Y均为气体，Z、W中有一种为气体 解析：经常有一些同学错选B，认为增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动．其实，图象告诉我们的是：增大压强，加快了正、逆反应，但逆反应速率增大的幅度大于正反应速率增大的幅度，由此而导致平衡向左移动．而压强的改变，只影响气体反应的速率，选项B所言的X、Y皆非气体即其正反应速率不受影响，故正确答案为A． 【变式训练】 在容积固定为2L的密闭容器中，充入X、Y气体各2mol，发生可逆反应：X(g)+2Y(g) 2Z(g)，并达平衡，以Y的浓度改变表示的反应速度V正、V逆与时间t的关系如图所示，则Y的平衡浓度表达式正确的是（式中S是对应区域的面积）（ ） 答案：B 2.对于化学平衡的有关图像问题，可按以下的方法进行分析： (1)认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理挂钩。 (2)紧扣可逆反应的特征，看清正反应方向是吸热还是放热、体积增大还是减小、不变、有无固体、纯液体物质参加或生成等。 (3)看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。 (4)看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。 (5)先拐先平。例如，在转化率一时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。 (6)定一议二。当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。 ①含量—时间—温度（压强）图 这类图象反映了反应物或生成物的量在不同温度（压强）下对时间的关系，解题时要注意一定条件下物质含量不再改变时，应是化学反应达到平衡的特征． 例3、同压、不同温度下的反应： A（g）＋B（g）C（g）；△H 例3 A的含量和温度的关系如图3所示，下列结论正确的是 （ ） A.T1＞T2，△H>0 B.T1＜T2，△H>0 C.T1＞T2，△H<0 D.T1＜T2，△H<0 解析：在其他条件不变的情况下，升高温度加快反应速率，缩短反应到达平衡的时间．由图象可知，T1温度下，反应先达平衡，所以T1＞T2．在其他条件不变的情况下，升高温度平衡向吸热方向移动，降低温度平衡向放热方向移动．因为T1＞T2，达平衡时T1温度下A的含量较大，即A的转化率降低，所以升温时平衡向逆反应方向移动．因此该反应的正方向为放热反应，即△H<0，故正确答案选C． 【变式训练】在容积相同的不同密闭容器内，分别充入同量的N2和3H2，在不同温度，任其发生反应N2+3H22NH3，在第7秒时分别测定其中NH3的体积分数φ(NH3)，并绘成下图曲线。 （1）A、B、C、D、E中，尚未达到化学平衡状态的点是________。 （2）此反应的正反应是______热反应。 （3）AC段曲线是增函数曲线，CE段曲线是减函数曲线，试从化学反应速率和化学平衡角度说明理由为____________________________________________________。 （4）T1到T2变化时，υ正 υ逆；T3到T4变化时，υ正 υ逆。 【 解析】该曲线表明在相同时刻不同温度时φ(NH3)的情况，C点是最大点也是转折点，说明C点达到了化学平衡状态，C点之前的A、B点尚未达到平衡；C点之后，T升高，φ(NH3)下降，说明正反应为放热反应；AC段化学反应尚未平衡，受速率控制，T升高，反应速率加快，φ(NH3)增大为增函数；CE段达到平衡后受平衡因素控制，T升高，平衡向吸热的逆向移动，故φ(NH3)下降为减函数。T1→T2变化时，υ正>υ逆。T3时υ正=υ逆；T3→T4时，υ正<υ逆 例4、 现有可逆反应A（g）＋2B（g）nC（g）；△H<0，在相同温度、不同压强时，A的转化率跟反应时间（t）的关系如图，其中结论正确的是（ ） 例4 A.p1＞p2，n＞3 B.p1＜p2，n＞3 C.p1＜p2，n＜3 D.p1＞p2，n=3 解析：当其他条件不变时，对于有气体参加的可逆反应，压强越大，到达平衡的时间越短．图象中曲线和横轴平行，表明反应已达平衡．由图象知道，当压强为p2时，该反应到达平衡的时间较短，故p1＜p2．在其他条件不变的情况下，增大压强会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动．因p1＜p2，且当压强为p1时，A的转化率较大，所以正反应为气体体积增加的反应，即1+2＜n，故正确答案选B． 【变式训练】反应2X(g)+Y(g) 2Z(g)+Q，在不同温度（T1和T2）及压强（P1和P2）下，产物Z的物质的量nZ与反应时间t的关系如图所示，下述判断正确的是（ ） A.T1查看更多