化学2.3《化学平衡》学案(4)(新人教版选修4)

-1-第三节化学平衡学案学习目标：①理解化学反应的可逆性；②掌握化学平衡的涵义，理解化学平衡和化学反应速率之间的内在联系；③理解勒夏特列原理的涵义，掌握浓度、压强、温度等条件对化学反应速率的影响；④掌握化学平衡常数的含义及其简单计算；⑤掌握化学平衡的有关计算，如平衡浓度转化率、反应前后气体压强变化，平衡混合气体的平均相对分子质量等。学习重点：化学平衡的特征浓度、压强和温度对化学平衡的影响学习难点：化学平衡的建立平衡移动原理的应用学习过程：一、可逆反应与不可逆反应结合初中你学过的溶解平衡问题，说一说日常生活中你遇到的平衡现象。通过对以上平衡现象待分析，你能否为可逆反应下一定义：可逆反应：练习：在一密闭容器中通入2molSO2和1mol18O2（加入V2O5并加热），若隔一段时间后做同位素示踪检测18O原子，在哪些物质中存在18O原子？经过足够长的时间，最终能否得到2molSO３？二、化学平衡状态讨论1：可逆反应CO+H2O(g)CO2+H2，在1L密闭容器中进行，已知起始时，CO和H2O（g）的物质的量均为0.05mol，请你画出反应物浓度和生成物浓度随时间变化的图形（c—t图）及反应速率（v正、v逆）随时间变化的图形（v—t图）并总结规律。由以上分析，总结什么是化学平衡状态。化学平衡状态是指：化学平衡状态研究的对象是：讨论2、（１）当一个可逆反应达到平衡时，各物质的浓度保持不变，这时反应是否停止了？（强调ｖ正＝ｖ逆≠０；平衡是动态的，而不是静止的）（２）为什么达到平衡状态时反应混合物中各物质的浓度保持不变？（强调动和静以及现象与本质的关系）（3）化学平衡状态是不是永恒不变的？（强调化学平衡是有条件的、暂时的、相对的平衡，强调内因和外因的关系）-2-练习：在一定条件下，密闭容器中进行如下的可逆反应：N2+3H22NH3请判断下列情况是否说明该反应已经达到化学平衡状态：（1）反应物浓度等于生成物浓度；（2）容器中N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2；（3）单位时间内生成nmolN2同时生成3nmolH2；（4）反应物混合体系的压强不随时间段的变化而变化；（5）H2的生成速率等于NH3的生成速率；（6）容器内混合其体的密度不再变化。探究：外界条件对化学平衡的影响1、浓度对化学平衡的影响仔细观察教材[实验2—5]和[实验2—6]可以得出什么结论？结论：增大反应物浓度，正反应速率，平衡向移动；增大生成物浓度，逆反应速率，平衡向移动；减小反应物浓度，正反应速率，平衡向移动；减小生成物浓度，逆反应速率，平衡向移动。讨论：在v—t图中表示出增加FeCl3和增加NaOH溶液后，正、逆反应速率的变化情况。练习：画出以下几种情况的速率—时间图减小生成物浓度减小反应物浓度增大生成物浓度增大反应物浓度分组讨论：以上平衡移动的v—t图有何特点？（讨论后每组选出一个代表回答）a、改变反应物浓度，只能使正反应速率瞬间增大或减小；改变生成物浓度，只能使逆反应速率瞬间增大或减小。b、只要正反应速率在上面，逆反应速率在下面，即v正v逆化学平衡一定向正反应方向移动；反之向逆反应方向移动。c、只要是增大浓度，不论增大的是反应物浓度，还是生成物浓度，新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态；减小浓度，新平衡条件下的速率一定小于原平衡状态。练习：可逆反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一定条件下达到平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡的移动?CO浓度有何变化？①增大水蒸气浓度②加入更多的碳③增加氢气浓度-3-2、压强对化学平衡的影响下表是450℃时，N2和H2反应生成NH3（N2+3H22NH3）的实验数据。压强/Mpa15103060100NH3/%2.09.216.435.553.669.4分析上述数据，你可以得出什么结论：在其他条件不变的情况下，增大压强，平衡向移动，减小压强，平衡向移动。讨论：1、对于H2(g)+I2(g)2HI反应，若改变压强，平衡有何变化？为什么？2、对于平衡混合物都是固体或液体的反应，改变压强，平衡怎样移动？练习：下列反应达到化学平衡时，增大压强，平衡是否移动？向哪个方向移动？①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)②H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)③H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)⑤H2S(g)H2(g)+S(s)3、温度对化学平衡的影响观察[实验2—7]NO2为色气体，N2O4为色气体对于反应2NO2(g)N2O4(g)△H=—56.9KJ/mol，升高温度，混合气体的颜色，降低温度，混合气体颜色。升高温度，化学平衡向方向移动降低温度，化学平衡向方向移动练习：对于可逆反应2SO2+O22SO3,正反应为放热反应。升高温度产生的影响是（）A、v（正）增大，v（逆）减小B、v（正）、v（逆）不同程度增大C、v（正）减小，v（逆）增大D、v（正）、v（逆）同等程度增大4、催化剂对平衡无影响讨论：催化剂对化学平衡有没有影响？工业生产往往采用催化剂，其目的是什么？根据以上外界条件对化学平衡的影响可发现什么规律？勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的条件之一（如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。三、化学平衡常数阅读教材28—29页，分析29页表可以发现什么规律？化学平衡常数是指：对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)K=K值越大，说明平衡体系中越大，它向正反应进行的越大，即该反应进行的越完全，越大。讨论：K受什么因素影响？阅读教材例1、例2完成练习。【练习】高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)(正反应为吸热反应)，其平-4-衡常数可表示为K=c(CO2)/c(CO)，已知1100℃时K=0.263。（1）温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比值，平衡常数K值。（均填增大、减小或不变）（2）1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025mol/Lc(CO)=0.1mol/L在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态（填是或否），此时化学反应速率是v正v逆，其原因是：此时c(CO2)/c(CO)0.263因温度不变，K值不变，为增大c(CO2)/c(CO)到比值需v正v逆.当堂达标：1、对可逆反应4NH3（g）＋5O2（g）4NO（g）＋6H2O（g），下列叙述正确的是A．达到化学平衡时，4υ正（O2）＝5υ逆（NO）B．若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减少，逆反应速率增大D．化学反应速率关系是：2υ正（NH3）＝3υ正（H2O）2、在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g），能判断该反应达到化学平衡状态的依据是A．容器中压强不变B．混合气体中c（CO）不变C．υ正（H2）＝υ逆（H2O）D．c（CO2）＝c（CO）3、反应2A(g)＋B(g)2C(g)；△H＞0。下列的反应条件有利于生成C的是A．低温、低压B．低温、高压C．高温、高压D．高温、低压4、已知反应mX(g)+nY(g)qZ(g)的△H＜0，m+n＞q，在恒容密闭容器中反应达到平衡时，下列说法正确的是A．通入稀有气体使压强增大，平衡将正向移动B．X的正反应速率是Y的逆反应速率的m/n倍C．降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小D．增加X的物质的量，Y的转化率降低5、某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应：X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)；△H＞0下列叙述正确的是A．加入少量W，逆反应速率增大B．当容器中气体压强不变时，反应达到平衡C．升高温度，平衡逆向移动D．平衡后加入X，上述反应的△H增大6、.在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2（g）+H2(g)CO（g）+H2O（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=。（2）该反应为反应（选填吸热、放热）。（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是。（a）容器中压强不变（b）混合气体中c（CO）不变（c）v正（H2）=v逆（H2O）（d）c（CO2）=c（CO）（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c（CO2）·c（H2）=c（CO）·c（H2O），试判断此时的温度为℃。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m