高中化學2-3化學平衡教案新人教版選修4

1、化學平穩(wěn)課題選修 4 其次章化學反應速率和化學平穩(wěn)設計老師授課老師第三節(jié)化學平穩(wěn)時間課型新授課課時4 1、懂得可逆反應、化學平穩(wěn)的定義 教學 2、懂得化學平穩(wěn)的特點及其判定 目標 3、把握影響化學平穩(wěn)移動的因素 4、明白等效平穩(wěn)重點1、 化學平穩(wěn)的判定教具教學案白板2、 影響化學平穩(wěn)的因素難點3、 依據化學平穩(wěn)常數進行簡潔的運算教法探究,講練結合教 學 過 程 設 計教材處理師 生 活 動【第一課時】化學平穩(wěn)狀態(tài)一、可逆反應和不行逆反應 1、可逆反應 在 相同條件 下,既能向 正反應方向 進行又能向 逆反應方向 進行的反應；用表示 2、特點 雙向性正、逆反應兩個方向雙同性在相同條件下,正、逆反

2、應同時進行共存性反應物轉化率小于 二、化學平穩(wěn)狀態(tài) 1、化學平穩(wěn)的建立100%,反應物與生成物共存以 CO+H 2Og CO 催化劑 2+H2反應為例 : 高溫在肯定條件下,將 0.01 mol CO 和 0.01 mol H 2Og 通入 1 L 密閉容器中,開頭反應：反應剛開頭時：反應物的濃度,正反應速率,生成物的濃度為,逆反應速率為；反應進行中：反應物的濃度,正反應速率,生成物的濃度,逆反應速率；確定最終有一時刻,正反應速率與逆反應速率,此時,反應物的濃度,生成物的濃度也,即達到了化學平穩(wěn)狀態(tài),如上圖所示；2、化學平穩(wěn)狀態(tài)定義：在肯定條件下的可逆反應里,當正、逆兩個方向的反應速率 相等時

3、,反應體系中全部參與反應的物質的濃度或百分含量 保持恒定的狀態(tài),叫做化學平穩(wěn)狀態(tài),簡稱化學平穩(wěn)；3、化學平穩(wěn)的特點：逆討論對象必需是可逆反應- 1 - 等正、逆反應速率相等 動化學平穩(wěn)是一個動態(tài)平穩(wěn) 定在平穩(wěn)體系中,各組分的含量保持肯定 變轉變影響平穩(wěn)的條件,平穩(wěn)會發(fā)生移動,達到新的平穩(wěn) 4、達到平穩(wěn)的標志：以 mAg+ nBg pCg 為例 直接標志：速率關系：正反應速率與逆反應速率相等：A消耗速率與 A 的生成速率相等,A 的消耗速率與 C 的消耗速率之比等于 m ：p,B 生成速率與 C的生成速率之比 等于 n ：p；各物質的百分含量保持不變；間接標志： 混合氣體的總壓強、總體積、 總物

4、質的量不隨時間的轉變而轉變；（注：m+n p）各物質的濃度不隨時間的轉變而轉變；各物質的物質的量不隨時間的轉變而轉變；各氣體的體積、各氣體的分壓不隨時間的轉變而轉變；【練習】 . 對于密閉容器中的可逆反應：mAg+nBgpCg+qDg ,依據對化學平穩(wěn)概念的懂得,判定以下各情形下,是否達到平穩(wěn)；混合物體可能的情形舉例否能判定達平穩(wěn)各物質的物質的量或各物質的物質的量分數肯定系中各成各物質的質量或各物質的質量分數肯定分的含量各氣體的體積或體積分數肯定總體積、總壓強、總物質的量肯定單位時間內消耗了mmol A,同時生成 mmol 正、逆 反應速率 的關系A 單位時間內消耗了n mol B ,同時消耗

5、了pmol C vA ：vB ：vC ：vD = m ：n ：p ：q壓強其他條件不變,m+n p+q 時,總壓強肯定其他條件不變,m+n=p+q 時,總壓強肯定平均相對分 子質量 M 當 m+n p+q時, M肯定 當 m+n=p+q時, M肯定 其他條件肯定時,體系溫度肯定 其他條件肯定時,密度肯定 組成成分有顏色時,體系顏色不再變化溫度體系密度其他鞏 固 練 習1. 可逆反應達到平穩(wěn)的重要特點是（）A. 反應停止了 B. 正逆反應的速率均為零C. 正逆反應都仍在連續(xù)進行 D. 正逆反應的速率相等2. 可逆反應 2NO2 2NO + O2 在密閉容器中反應,達到平穩(wěn)狀態(tài)的標志是 單位時間內

6、生成 n mol O 2 的同時生成 2n mol NO 2單位時間內生成 n mol O 2 的同時,生成 2n mol NO 用 NO2 、NO、O2 的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為 混合氣體的顏色不再轉變的狀態(tài)221 的狀態(tài)混合氣體的密度不再轉變的狀態(tài)混合氣體的平均相對分子質量不再轉變的狀態(tài)A B C D3. 可以說明密閉容器中可逆反應 P（g）+ Q（g） R（ g） + S （g）在恒溫下已達平穩(wěn)的是（）A. 容器內壓強不隨時間變化 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的物質的量相等【其次課時】化學平穩(wěn)的移動一、化學平穩(wěn)狀態(tài)的移

7、動1、化學平穩(wěn)的移動：在肯定條件下, 可逆反應達到化學平穩(wěn)狀態(tài),假如轉變影響平穩(wěn)的條件,如濃度、 壓強、溫度等,化學平穩(wěn)狀態(tài)被破壞,即正、逆反應速率不等,直至正、逆反應速率再次相等,在新的條件下達到新的平穩(wěn)；當一個可逆反應達到化學平穩(wěn)狀態(tài)時,轉變外界條件,使 v 正 v 逆 ,平穩(wěn)就會發(fā)生移動,最終 v 正 v 逆 ,達到新的化學平穩(wěn)狀態(tài)；如轉變外界條件,引起 v 正 v 逆 ,平穩(wěn)向正反應方向移動；如轉變外界條件,引起 v 正 v 逆 ,平穩(wěn)向逆反應方向移動；假如轉變外界條件 v 正、 v 逆 也轉變,但轉變后 v 正 v 逆 ,就平穩(wěn)不移動；二、外界條件對化學平穩(wěn)移動的影響二、外界條件對化

8、學平穩(wěn)狀態(tài)的影響1. 濃度對化學平穩(wěn)的影響：觀看試驗 試驗 25 方程式： Cr2O7 2+H2O 2 CrO4 2+2H +1 NaOH 編號（橙色）（黃色）1 2 步驟滴加 3-10 滴濃硫酸滴加 10-20 滴 6 mol LK2Cr2O7溶液 試驗 26 方程式： FeCl 3 + 3KSCN FeSCN 3 + 3KCl （淺黃色）（無色）（血紅色）（無色）編號 1 2 步驟（ 1）滴加飽和 FeCl 3 溶液 滴加 1 mol L1 3KSCN溶液現象步驟（ 2）滴加 NaOH溶液滴加 NaOH溶液現象結論（1）結論：在其他條件不變的情形下（2）用 v-t增大反應物濃度或減小生成物

9、濃度,都可以使平穩(wěn)向移動；增大生成物濃度或減小反應物濃度,都可以使平穩(wěn)向移動；圖表示化學平穩(wěn)的移動： v v 例：V正V正V 正V逆逆V逆V- 3 - 0 t 0 t 舊的化學平穩(wěn) 增大反應物的濃度后新的化學平穩(wěn)的移動（3）應用：在工業(yè)生產中適當增大廉價的反應物的濃度,使化學平穩(wěn)向正反應方向移動,可以提高價格較高原料的轉化率,以降低生產成本；填空：濃度的變化V 正 V 逆的變化V 正 V 逆變化的相對大小平穩(wěn)移動的方向增大反應物濃度削減反應物濃度增大生成物濃度削減生成物濃度用 v-t 圖表示以下平穩(wěn)的移動：削減反應物的濃度 增大生成物的濃度 削減生成物的濃度2. 壓強對化學平穩(wěn)的影響：如可逆反

10、應 aA g + bBg cC g （1）推斷：如 a+b c 即反應前氣體體積大于反應后氣體體積：增大體系的壓強,V正和 V 逆都增大,但 V 正增大的倍數 于 V逆增大的倍數,就平穩(wěn)向 反應方向移動；減小體系的壓強,V 正和 V 逆都減小,但 V 正減小的倍數 于 V 逆減小的倍數,就平穩(wěn)向 反應方向移動；（2） v t 圖：如右圖；留意：與濃度的影響 v t 圖有何差別？【練習】：作出 a+b c 和 a+b = c 時的 v t 圖（3）規(guī)律： . 對反應前后氣體總體積發(fā)生變化的化學反應,在其他條件不變的情形下,增大壓強,會使化學平穩(wěn)向著體積的方向移動；減小壓強,會使化學平穩(wěn)向著體積的

11、方向移動；. 反應前后氣態(tài)物質的總體積沒有發(fā)生變化,增大或減小壓強都 使化學平穩(wěn)移動；. 假如平穩(wěn)混合物都是固體或液體,轉變壓強 使化學平穩(wěn)移動；. 加入惰性氣體后平穩(wěn)體系是否發(fā)生移動或如何移動,取決于平穩(wěn)體系中 V正和 V 逆是否變化或變化的相對大小；3. 溫度對化學平穩(wěn)的影響：（1）總結規(guī)律：以2NO 2g N 2O4 g H0為例,觀看試驗27 并填表：- 4 - 溫度轉變V正和 V逆的變化V 正 V 逆的變化大小平穩(wěn)是否移動平穩(wěn)移動方向上升溫度降低溫度（2） v t 圖：如下圖；4. 催化劑對化學平穩(wěn)有何影響？通過對變化的分析可知：催化劑可的增加正逆反應速率,平穩(wěn)移動；但催化劑能反應到

12、達平穩(wěn)所需的時間；摸索后作出v t圖：5. 勒夏特列原理：假如轉變影響平穩(wěn)的一個條件（如濃度、壓強、溫度）平穩(wěn)就向能夠減 弱這種轉變的方向移動；懂得：只適用于判定“ 轉變影響平穩(wěn)的一個條件” 時平穩(wěn)移動的方向；. 僅使用勒夏特列原理于已達平穩(wěn)的反應體系, 對不行逆過程或未達到平穩(wěn)的過程的可逆反應均不能使用勒夏特列原理；. “ 減弱影響” 不等于“ 排除影響”；. 勒夏特列原理不僅適用于化學平穩(wěn),也適用于其他平穩(wěn)體系,如溶解平穩(wěn)、電 離平穩(wěn)、水解平穩(wěn)等；但它不能解決反應速率的快慢問題；6. 總結：化學反應速率、化學平穩(wěn)、平穩(wěn)移動三者之間的關系,達到新平穩(wěn)以 反應： mA（g）+n B （g） p

13、 C （g）+qD（ g） H 為例反應改 變 條件轉變條件瞬時達到平穩(wěn)前平衡V 正V 逆 V 正與 V逆移動A 轉B 轉特點方 向的關系化率化率 H0 升 高 溫 度 H 0 降 低 溫 度m+n 氣 體加體 積 不= 入變惰體 積 變性大p+q 增 大 壓 強 減 小 壓 強【第三課時】化學平穩(wěn)常數 一、化學平穩(wěn)常數 當一個可逆反應達到化學平穩(wěn)狀態(tài)時,反應物和生成物的濃度之間具有定量關系；依據教材 P28-29 的內容以及濃度關系數據表,分析并驗算表中所給的數據,可以得到結論：1、 定義：在肯定溫度下,當一個可逆反應達到平穩(wěn)狀態(tài)時,生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值 是一個常數；這個

14、常數就是該反應的化學平穩(wěn)常數（簡稱平穩(wěn)常數）；2、表達式：對于一般的可逆反應,mA（g） + nB（g）pC（g）+ qD（ g）當在肯定溫度下達到平穩(wěn)時,K= 3、平穩(wěn)常數的意義：（1）平穩(wěn)常數的大小反映了化學反應進行的程度（也叫反應的限度）；K 值越大,表示反應進行得,反應物轉化率K 值越小,表示反應進行得,反應物轉化率；一般的說,當K 105時,該反應進行的就基本完全了；（2）判定正在進行的可逆是否平穩(wěn)及反應向何方向進行：對于可逆反應：mAg+ nBgpCg+ qDg,在肯定溫度下的任意時刻,反應物的濃度和生成物的濃度有如下關系：Qc=C pC CqD/CmA CnB ,叫該反應的濃度商

15、；QcK ,反應向進行；QcK ,反應處于平穩(wěn)狀態(tài)；QcK ,反應向 進行；（3）利用可判定反應的熱效應如上升溫度,值增大,就正反應為反應 填“ 吸熱” 或“ 放熱” ；如上升溫度,值減小,就正反應為反應 填“ 吸熱” 或“ 放熱” ；（4）用平穩(wěn)常數可分析轉變某一物質的濃度后平穩(wěn)移動的方向；4、使用平穩(wěn)常數應留意的幾個問題：- 6 - （1）、化學平穩(wěn)常數只與（2）、在平穩(wěn)常數表達式中：水有關,與反應物或生成物的濃度無關； 液態(tài) 的濃度、固體物質的濃度不寫；（3）、化學平穩(wěn)常數表達式與化學方程式的書寫有關；將化學計量數擴大或縮小,K 值可能會相應轉變；可逆反應的 K正 與 K逆 互為倒數；如

16、干方程式相加 減 ,就總反應的平穩(wěn)常數等于分步平穩(wěn)常數之乘積 商 ；【練習】寫出以下反應的平穩(wěn)常數的表達式FeO s+COg Fes+CO 2g , K= 2COg + O 2g 2CO 2g , K= CaCO 3s CaOs +CO 2g , K= 5、反應物的轉化率=某個指定反應物的轉化率=該反應物的起始濃度該反應物的平穩(wěn)濃度 100%該反應物的起始濃度該反應物反應中消耗反應濃度 100%=該反應物反應中消耗反應 的物質的量 100%該反應物的起始濃度該反應物的起始物質的量轉化率越大,反應越6、有關化學平穩(wěn)常數的運算：閱讀 30 頁例 1 和例 2；【第四課時】等效平穩(wěn)一、等效平穩(wěn)原理在

17、肯定條件 定溫、定壓或定溫、定容 下,對于同一可逆應,只要起始時加入物質的物質的量不同,而達到平穩(wěn)時,同種物質的物質的量或物質的量分數 或體積分數 相同,這樣的平穩(wěn)稱為等效平穩(wěn)；即對于一個確定的可逆反應,化學平穩(wěn)狀態(tài)只與條件（T、c、p） 有關,而與建立平穩(wěn)的途徑無關；如,常溫常壓下,可逆反應：2SO2 + O2 2SO3 2mol 1mol 0mol 0mol 0mol 2mol 0.5mol 0.25mol 1.5mol從正反應開頭,從逆反應開頭,從正逆反應同時開頭,由于、三種情況假如按方程式的計量關系折算成同一方向的反應物,對應各組分的物質的量均相等 如將、折算為 ,因此三者為等效平穩(wěn)二

18、、等效平穩(wěn)規(guī)律依據反應條件 定溫、定壓或定溫、定容 以及可逆反應的特點 反應前后氣體分子數是否相等 ,可將等效平穩(wěn)問題分成三類： 1 . 在定溫（ T）定容 V 條件下,對于反應前后氣體分子數轉變的可逆反應只轉變起始時加入物質的物質的量,如通過可逆反應的化學計量數比換算成同一半邊的物質的物質的量與原平穩(wěn)相同,就兩平穩(wěn)等效；即：定容,量相同； 此種情形下又稱等同平穩(wěn),即兩平穩(wěn)完全相同,此法又稱極限法 ；例 1在一固定體積的密閉容器中,加入 2 mol A 和 1 mol B 發(fā)生反應2Ag+Bg 3Cg+Dg,達到平穩(wěn),c 的濃度為 w mol/L ；如維護容器體積和溫度不變,以下四種配比作為起

19、始物質,達平穩(wěn)后,c 的濃度仍為 w mol/L 的是- 7 - A. 4 mol A +2 mol B B. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol D C. 3 mol C+1 mol D +1 mol B D. 3 mol C+1 mol D 解析：依據方程式中各化學計量數進行轉換可得：A. 4 mol A +2 mol B=2（ 2 mol A+1 mol B）B. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol D=2 mol A+1 mol B C. 3 mol C+1 mol D +1 mol B=（2 mol A+1 mo

20、l B） +1 mol B D. 3 mol C+1 mol D=（2 mol A+1 mol B）答案： BD 2. 在定溫（ T）定容 V 條件下,對于反應前后氣體分子數不變的可逆反應,只要反應物 或生成物 的物質的量之比與原平穩(wěn)相同,就兩平穩(wěn)等效；留意：此等效平穩(wěn)不肯定是等同平穩(wěn),即所得兩平穩(wěn)體系中各物質的量成比例；例 2恒溫恒容下,可逆反應2HI（氣）H2（氣） +I2（氣）達平穩(wěn)；以下四種投料量均能達到同一平穩(wěn),請?zhí)顚懀浩鹗紶顟B(tài)物質的量 n/mol 平穩(wěn)時 HI 的物質的H2 I2 HI 量 n/mol 1 2 0 a 2 4 0 1 0.5a m gg 2m解析：題干 nH 2 起

21、始 :nI 2 起始 :nHI 平穩(wěn) =1:2:a2:4:2 a nHI 平穩(wěn) =2a 依據反應：2HI H2+I 2（氣）,起始狀態(tài) 1mol HI0.5molH 2+0.5molI 2依據題干 nH 2 起始 :nI 2 起始 :nHI 平穩(wěn) =1:2:a 就 nH 2 起始 :nI 2 起始 :nHI 平穩(wěn) =0.5:1:0.5a 就 H2 和 I2 原有物質的量應為 0 和 1-0.5=0.5mol 設起始 HI 為 x mol x mol HI0.5x molH 2+0.5x molI 2nH2 起始 =m+0.5x mol nI 2 起始 =g+0.5x mol 又nH2 起始 :

22、nI 2 起始=m+0.5x: g+0.5x=1:2 x=2g-2m 設 nHI 平穩(wěn)為 ymol ,就 nI 2 起始 : nHI 平穩(wěn)=2:a= g+0.5x:y y=g-ma 解題規(guī)律：此條件下,只要換算到同一半邊時,反應物 比例與原平穩(wěn)相等,就兩平穩(wěn)等效； 或生成物 的物質的量的3. 在定溫（ T）定壓（ P）條件,轉變起始時加入物質的物質的量,只要按化學計量數換算成同一半邊的物質的物質的量之比與原平穩(wěn)相同,就達平穩(wěn)后與原平穩(wěn)等效；反之,等效平穩(wěn)時,物質的量之比與原建立平穩(wěn)時相同；即等壓,量相當；例 3恒溫、恒壓下,在一個可變容積的容器中發(fā)生如下反應：（）如開頭時放入（ g）（ g）（

23、 g）a mol C ,這時的物質1 mol A和 1 mol B ,到達平穩(wěn)后,生成的量為 _mol ；（）如開頭時放入 3 mol A 和 3 mol B,到達平穩(wěn)后,生成的物質的量為 mol；（）如開頭時放入 x mol A 、 2 mol B 和 1 mol C ,到達平穩(wěn)后,A 和 C的物質的量分別是 y mol 和 3a mol ,就 x=_mol ,y=_mol ；平穩(wěn)時,B 的物質的量 _ A. 大于 2 mol B. 等于 2 mol C. 小于 2 mol D. 可能大于、等于或小于 2 mol （）如在（）的平穩(wěn)混合物中再加入 3 molC ,待再次到達平穩(wěn)后,C的物質的

24、量- 8 - 分數是 _ ；II 如維護溫度不變,在一個與（）反應前起始體積相同、且容積固定的容器中發(fā)生上述反應（）開頭時放入1 mol A和 1 mol B到達平穩(wěn)后生成b mol C ；將 b 與（）小題中的 a 進行比較 _ A. ab C.a=b D. 不能比較 a 和 b 的大小作出此判定的理由是 _；答案：（ 1）（ 1a）mol ； （2）3a；（ 3） X=2mol ,Y=（33a） mol； D ；（ 4） a/ （2a）；（ 5） B 增大壓強,平穩(wěn)右移；解題規(guī)律：此條件下,只要按化學計量數換算到同一半邊后,各物質的量之比與原平衡相等,就兩平穩(wěn)等效；4. 總結：等效平穩(wěn)的條件: mAg+nBg pCg+ qDg 結果條件反應前后氣體體積變化等 效 條 件不相等 m+n p+q需保證極值換算后兩次平穩(wěn)時各組分百分定溫定容 ng 0的起始投料相同；含量、 n、 c 均相同相等 m+np+q 保證極值換算后,兩次平穩(wěn)時各組分百分含 ng 0 起始投料比例相同量相同, n、c 同比例變化定溫定壓不相等 m+n p+q保證極值換算后的兩次平穩(wěn)時各組分百分含量、相等 m+np+q 起始投料比例相同c 相同, n 同比例變化三、等效平穩(wěn)原理的應用：在判定兩平穩(wěn)體系的關系時,可轉變其中一個體系的初始條