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当前位置:首页 > 商业/管理/HR > 质量控制/管理 > 鲁科版选修4《化学反应原理》教案:2.2《化学反应的限度和测试题》(第1课时)
-1-第二节化学反应的限度知识与技能:1.了解化学平衡常数的含义,能利用平衡常数计算反应物的平衡转化率;2.了解温度、浓度、压强等因素对化学平衡的影响,并能够判断平衡移动的方向;3.培养设计实验方案,分析、处理数据的能力。过程与方法:通过“温度、浓度对化学平衡的影响”实验探究,培养设计实验方案的能力,以及分析实验现象并获取有价值信息的能力;通过对“化学平衡常数”“压强对化学平衡的影响”等问题的讨论,培养分析、处理实验数据的能力,以及从数据中获取信息,总结规律的能力。情感态度与价值观:在分析问题中能够体会到研究的乐趣,学会如何看待事物的多面性,并最终了解热力学理论研究的重要意义。教学重难点:化学平衡常数的含义及温度、浓度、压强对化学平衡的影响。课型:新课课时安排:4课时教学过程:(第一课时)【复习提问】什么叫熵?什么叫熵变?如何判断一个反应能否自发进行?【教师】我们利用△H-T△S来判断一个反应的自发性时,如果它小于0,我们只能说这个反应有反应的可能性,有反应的趋势。在实际上到底能不能进行反应,还要看有多少反应物发生反应转变成了生成物,另外还要看反应的速率。如果反应物只有很少的量转变成生成物或反应的速率很小很小,那么我们只能说这个反应虽有自发进行的趋势,但仍然没有发生反应。所以要研究一个反应,首先要研究它的自发性问题,接下来就要看它进行的程度,也就是限度的问题,最后看反应速率的问题。好,这节我们就来看看反应限度的问题。【板书】第2节化学反应的限度【提问】那么如何来表示化学反应的限度呢?或用什么来反映反应的限度呢?【学生】思考,预习【教师】化学反应的限度是指有多少反应物转变为生成物的,所以最好用生成物与反应物的物质的量或浓度的比值来反应。那么我们来看下面这个表。【学生】观察,计算:交流研讨:已知反应H2(g)+I2(g)2HI(g),△H0。现在698.6K和798.6K时分别用-2-不同起始浓度的H2、I2(g)、HI进行反应,平衡后得到以下实验数据。温度(K)序号初始浓度(mol/L)平衡浓度(mol/L)[HI][H2][I2][HI]2[H2][I2]c0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]698.6①0.010670.0119600.0018310.0031290.01767②0.011350.00904400.0035600.0012500.01559③000.010690.0011410.0011410.008410798.6④0.011350.0090400.004560.001950.00859⑤000.016550.003390.003390.00977⑥000.012580.002580.002580.00742c(B)表示反应体系中物质B任意状态时的浓度;c0(B)表示物质B的初始浓度;[B]表示物质B在化学平衡时的浓度【教师】为了便于比较,我们选定的浓度的比值一定要有恒定性,故我们把后一组数据即[HI]2[H2][I2]定义为该反应的平衡常数。即生成物HI浓度的系数次幂与反应物H2浓度的系数次幂和I2浓度的系数次幂的乘积的比值叫着这个反应的化学平衡常数。【练习】1、写出反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的化学平衡常数表达式,并判断K的单位。2、对于任一可逆反应:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),试写出其化学平衡常数的表达式。【学生】完成【板书】一、化学平衡常数1.定义:在一定温度下,对于任何可逆反应:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),无论起始浓度如何改变,反应达到平衡状态后各生成物物质的量浓度的系数次方的乘积与各反应物物质的量浓度的系数次方的乘积的比值2.表达式:K=[C]c[D]d[A]a[B]b3.单位:(mol•L—1)c+d-a-b【练习】298K时,向某密闭容器中充入N2、O2发生反应N2(g)+O2(g)2NO(g)达到平衡。①写出该反应的平衡常数表达式;②若298K时,K=1×10-30,测得平衡时N2与O2的浓度均为1mol/L,试求NO的平衡浓度;若K=1×1030呢?【板书】4.K的意义:(1)K的大小反应了化学反应进行的限度-3-【练习】③保持温度不变,测得某一时刻,N2、O2、NO浓度分别为10mol/L、10mol/L、1×10-5mol/L,此时该反应是否达到平衡状态?若要达到平衡,反应应向方向进行,为什么?【教师】现定义一个反应体系aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中,任意时刻(状态)时,各生成物物质的量浓度的系数次方的乘积与各反应物物质的量浓度的系数次方的乘积的比值为浓度商Q,即:Q=cc(C)cd(D)ca(A)cb(B),我们可以结合Q和K的大小来判断反应是否达到平衡或反应进行的方向【板书】(2)判断反应是否达到平衡或反应进行的方向QK反应向正向进行V正V逆Q=K处于平衡状态V正=V逆QK反应向逆向进行V正V逆【作业】P523【板书设计】第2节化学反应的限度一、化学平衡常数1.定义:在一定温度下,对于任何可逆反应:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),无论起始浓度如何改变,反应达到平衡状态后各生成物物质的量浓度的系数次方的乘积与各反应物物质的量浓度的系数次方的乘积的比值2.表达式:K=[C]c[D]d[A]a[B]b3.单位:(mol•L—1)c+d-a-b4.K的意义:(1)K的大小反应了化学反应进行的限度(2)判断反应是否达到平衡或反应进行的方向浓度商:Q=cc(C)cd(D)ca(A)cb(B)QK反应向正向进行V正V逆Q=K处于平衡状态V正=V逆QK反应向逆向进行V正V逆【作业】P523求平衡常数《化学反应的限度》1.在一定温度下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是()-4-A.单位时间生成nmol的A2同时生成nmol的ABB.容器内的压强不随时间变化C.单位时间生成2nmol的AB同时生成nmol的B2D.单位时间生成nmol的A2同时生成nmol的B22.可以判断化学平衡发生移动的是()A.正、逆反应速率的改变B.加入催化剂C.增大压强D.反应转化率的改变3.已知:xA(g)+yB(g)zC(g);△H=a。将xmolA和ymolB混合在密闭容器中,在不同温度(T1T2)及压强(P1P2)下,C的物质的量n(C)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是()A.x+y=z;a0B.x+yz;a0C.x+yz;a0D.x+yz;a04.在一密闭容器中,反应mA(g)+nB(s)3C(g)达到平衡时,测得C(A)为0.5mol/L在温度不变的情况下,将容积增大一倍,当达到新的平衡时,测得C(A)为0.3mol/L,则下列判断正确的是()A.混合气体密度一定减小B.平衡一定向逆反应方向移动C.化学计量数:m+n3D.物质C的体积分数增加了5.已知甲为恒温恒压容器,乙为恒温恒容容器。两容器中均充入2molSO2、1molO2,初始时两容器的温度、体积相同。一段时间后两容器中反应均达到平衡,为使两容器中SO2在平衡混合物中的物质的量分数相同,下列措施中可行的是()A.向甲容器中充入一定量的氦气B.向乙容器中充入一定量的SO3气体C.升高乙容器的温度D.增大甲容器的压强6.可逆反应aX(g)+bY(g)cZ(g)在一定温度下的密闭容器内达到平衡后,t0时改变某一外界条件,化学反应速率(v)—时间(t)图象如下图。下列说法正确的是()A.若a+b=c,则t0时只能是增大反应体系的压强B.若a+b=c,则t0时只能是加入催化剂C.若a+b≠c,则t0时只能是加入催化剂D.若a+b≠c,则t0时只能是增大反应体系的压强7.反应A2(g)+2B2(g)2AB2(g)的ΔH0,下列说法正确的是()A.升高温度,正反应速率增加,逆反应速率减小B.升高温度有利于反应速率增加,从而缩短达到平衡的时间C.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动D.达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动-5-8.在一个固定体积的密闭容器中,加入2molA和1molB发生反应:2A2(g)+B2(g)3C+D,达到平衡时,C的浓度为amo/L。若维持容器体积和温度不变,按下列四种配比为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍为amo/L的是()A.4molA+2molBB.2molA+1molB+3molC+1molDC.1molB+3molC+1molDD.3molC+1molD9.在等温、等容条件下,有下列气体反应:2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)。现分别从两条途径建立平衡:Ⅰ.A和B的起始浓度均为2mol/L;Ⅱ.C和D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L。下列叙述正确的是()A.达到平衡时,Ⅰ途径的反应速率V(A)等于Ⅱ途径的反应速率V(A)B.达到平衡时,第Ⅰ条途径混合气体的密度与第Ⅱ条途径混合气体的密度相同C.Ⅰ和Ⅱ两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的体积分数相同D.Ⅰ和Ⅱ两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的体积分数不同10.CuCl2溶液有时呈黄色,有时呈绿色或蓝色,这是因为CuCl2的水溶液中存在如下平衡:[CuCl2(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O。蓝色黄色现欲使溶液由黄色变为绿色或蓝色,请写出两种可采用的方法。10.加水;加AgNO3溶液11.在密闭容器中,将0.020mol·L-1CO和H2O(g)混合加热到773K时,达到下列平衡CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),已知该反应的KC=9,求CO的平衡浓度和转化率。11.[CO]=0.005mol·L-1,α(CO)=75%
本文标题:鲁科版选修4《化学反应原理》教案:2.2《化学反应的限度和测试题》(第1课时)
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