《化學(xué)平衡的移動(dòng)》教案3

《化學(xué)平衡的移動(dòng)》教案課標(biāo)要求1．通過實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度和壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響，并能用相關(guān)理論加以解釋。2．認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。課標(biāo)解讀1．知道溫度、濃度、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡影響的規(guī)律。2．會根據(jù)勒夏特列原理，判斷化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。3．體會應(yīng)用化學(xué)原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。教學(xué)地位本課時(shí)學(xué)習(xí)和研究化學(xué)平衡的實(shí)際意義正是利用外界條件的改變，使舊的化學(xué)平衡破壞并建立新的較理想的化學(xué)平衡，而且作為化學(xué)平衡理論的核心內(nèi)容，對后面許多知識的學(xué)習(xí)都起到指導(dǎo)作用，每年高考都有較大的分值考查此內(nèi)容，包括圖表分析題等中等難度偏上的試題。新課導(dǎo)入復(fù)習(xí)上一節(jié)講過的“化學(xué)平衡狀態(tài)”的概念，強(qiáng)調(diào)化學(xué)平衡狀態(tài)是建立在一定條件基礎(chǔ)上的，當(dāng)濃度、溫度、壓強(qiáng)等反應(yīng)條件改變時(shí)原平衡的反應(yīng)混合物里各組分的濃度也會隨著改變，從而達(dá)到新的平衡狀態(tài)。給出“化學(xué)平衡的移動(dòng)”的概念，強(qiáng)調(diào)化學(xué)平衡的移動(dòng)是可逆反應(yīng)中舊平衡的破壞，新平衡的建立的過程，在這個(gè)過程中，反應(yīng)混合物中各組分的濃度一直在變化著?！景鍟吭胶鉅顟B(tài)→平衡移動(dòng)的過程→新平衡狀態(tài)(v正＝v逆)(v正≠v逆)v′正＝v′逆課程安排1．化學(xué)平衡的移動(dòng)(1)定義：由于反應(yīng)條件的變化，可逆反應(yīng)由原平衡狀態(tài)變?yōu)樾缕胶鉅顟B(tài)的過程，稱為化學(xué)平衡移動(dòng)。(2)平衡移動(dòng)方向的判斷①根據(jù)速率判斷=1\*ROMANI.若v(正)>v(逆)，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。=2\*ROMANII.若v(正)＝v(逆)，則平衡不移動(dòng)。=3\*ROMANIII.若v(正)<v(逆)，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。=2\*GB3②根據(jù)體系中物質(zhì)的濃度(或物質(zhì)的量、或百分含量)判斷如果平衡移動(dòng)的結(jié)果是使體系中反應(yīng)物的濃度(或物質(zhì)的量、或百分含量)減小，則平衡正向移動(dòng)或向右移動(dòng)，反之，平衡逆向移動(dòng)或向左移動(dòng)?！舅伎碱}1】化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)的原因是什么？【答案】條件改變使v正≠v逆2．影響化學(xué)平衡的因素(1)濃度①實(shí)驗(yàn)探究=1\*ROMANI.實(shí)驗(yàn)原理：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O??2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋橙色黃色=2\*ROMANII.實(shí)驗(yàn)步驟：=1\*romani.向試管中加入4mL0.1mol·L－1的K2Cr2O7溶液，再滴加數(shù)滴1mol·L－1NaOH溶液。=2\*romanii.向上述溶液中滴加1mol·L－1HNO3溶液。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論實(shí)驗(yàn)Ⅰ滴加NaOH溶液后，溶液橙色變淺，逐漸變?yōu)辄S色平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)實(shí)驗(yàn)Ⅱ滴加HNO3后，溶液黃色變淺，逐漸變?yōu)槌壬胶庀蚰娣磻?yīng)方向移動(dòng)=2\*GB3②結(jié)論及應(yīng)用適當(dāng)增加相對廉價(jià)的反應(yīng)物(或及時(shí)分離出生成物)，從而提高產(chǎn)物產(chǎn)量，降低成本。【思考題2】改變固體或純液體的用量，化學(xué)平衡移動(dòng)嗎？為什么？【答案】不移動(dòng)。因?yàn)楣腆w或純液體不列入Qc的表達(dá)式中，即用量改變后Qc不變，仍使Qc＝K，所以平衡不移動(dòng)。(2)壓強(qiáng)①壓強(qiáng)對平衡移動(dòng)的影響的實(shí)例探討可逆反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式改變壓強(qiáng)對平衡的影響增大壓強(qiáng)減小壓強(qiáng)N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)K＝eq\f(c2NH3,cN2·c3H2)正向移動(dòng)逆向移動(dòng)N2O4(g)??2NO2(g)K＝eq\f(c2NO2,cN2O4)逆向移動(dòng)正向移動(dòng)FeO(s)＋CO(g)??Fe(s)＋CO2(g)K＝eq\f(cCO2,cCO)不移動(dòng)不移動(dòng)=2\*GB3②結(jié)論對于有氣體參加的可逆反應(yīng)，aA(g)??bB(g)，其平衡常數(shù)K＝eq\f(cbB,caA)，改變體系壓強(qiáng)時(shí)：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(若a＞b，即正反應(yīng)是氣體分子數(shù)目減小的反應(yīng)，,增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)；,若a＝b，即反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變的反應(yīng)，,改變反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，平衡不發(fā)生移動(dòng)；,若a＜b，即正反應(yīng)是氣體分子數(shù)目增大的反應(yīng)，,增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)。))【思考題3】改變壓強(qiáng)，化學(xué)平衡一定會發(fā)生移動(dòng)嗎？【答案】否，對于只有固體和液體參加的反應(yīng)，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)，平衡不發(fā)生移動(dòng)。(3)溫度①實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象溶液由紫色變?yōu)樗{(lán)色溶液不變色溶液由紫色變?yōu)榉奂t色實(shí)驗(yàn)結(jié)論升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；降低溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)=2\*GB3②結(jié)論(其他條件不變化時(shí))升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；降低溫度，化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)?！舅伎碱}4】溫度改變時(shí)，化學(xué)平衡一定會發(fā)生移動(dòng)嗎？【答案】一定，因?yàn)槿魏慰赡娣磻?yīng)都有能量變化。(4)催化劑催化劑能同等程度的改變(一般為增大)正、逆反應(yīng)的速率，對化學(xué)平衡移動(dòng)無影響，但能縮短達(dá)到平衡所需的時(shí)間。3．勒夏特列原理(1)概念：如果改變影響平衡的一個(gè)因素(如濃度、壓強(qiáng)或溫度)，平衡將向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)，也稱化學(xué)平衡移動(dòng)原理。(2)應(yīng)用：工業(yè)合成氨反應(yīng)為N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)ΔH＜0措施原因加入過量的N2促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，提高H2的轉(zhuǎn)化率采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┘涌旆磻?yīng)速率采用高壓有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)采用較高溫度加快反應(yīng)速率同時(shí)提高催化劑的活性將氨液化并及時(shí)分離有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)【思考題5】工業(yè)合成氨反應(yīng)條件的選擇主要基于哪些因素考慮？【答案】(1)化學(xué)反應(yīng)速率；(2)化學(xué)平衡；(3)生產(chǎn)實(shí)際?！締栴}導(dǎo)思】①有哪些外界條件對化學(xué)平衡造成影響？【答案】濃度、壓強(qiáng)、溫度。②平衡移動(dòng)的方向與正逆反應(yīng)速率有怎樣的關(guān)系？【答案】v正>v逆，平衡右移；v正＝v逆，平衡不移動(dòng)；v正<v逆，平衡左移。4．外界條件對化學(xué)平衡的影響[以mA(g)＋nB(g)??pC(g)ΔH＜0(m＋n＜p)為例]條件變化速率變化移動(dòng)方向速率變化曲線加催化劑v′(正)、v′(逆)均加快，v′(正)＝v′(逆)不移動(dòng)【提示】化學(xué)平衡移動(dòng)的實(shí)質(zhì)是當(dāng)外界條件改變時(shí)，正、逆反應(yīng)速率變化程度不同而導(dǎo)致v(正)≠v(逆)，從而破壞了平衡狀態(tài)，使平衡發(fā)生移動(dòng)，分析時(shí)應(yīng)注意條件改變的瞬間及以后的速率變化趨勢，從而確定平衡移動(dòng)的方向。若改變條件，對正逆反應(yīng)的速率影響相同，則平衡不發(fā)生移動(dòng)?！纠?】在450℃時(shí)，反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)ΔH<0達(dá)到平衡狀態(tài)，若體系中只改變下列條件，請把影響結(jié)果填入表中：改變條件正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率平衡移動(dòng)N2的轉(zhuǎn)化率(1)增大N2的濃度(2)增大NH3的濃度(3)減小NH3的濃度(4)增大壓強(qiáng)(5)升高溫度(6)加入催化劑(7)體積不變充入氖氣【解析】影響反應(yīng)速率的外界因素有：溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑，其影響反應(yīng)速率的實(shí)質(zhì)均為改變單位體積內(nèi)反應(yīng)物活化分子數(shù)，外界條件對v正、v逆的影響是一致的，只是影響程度不同；影響平衡移動(dòng)的外界因素有：溫度、濃度、壓強(qiáng)，其影響結(jié)果均運(yùn)用勒夏特列原理分析即可；N2的轉(zhuǎn)化率為eq\f(nN2轉(zhuǎn)化,nN2起始)×100%?！敬鸢浮吭龃笤龃笳蛞苿?dòng)減小增大增大逆向移動(dòng)減小減小減小正向移動(dòng)增大增大增大正向移動(dòng)增大增大增大逆向移動(dòng)減小增大增大不移動(dòng)不變不變不變不移動(dòng)不變【易錯(cuò)點(diǎn)】誤認(rèn)為平衡正向移動(dòng)，v逆就減小；平衡逆向移動(dòng)，v正就減??；平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率就增大?！咀兪健繉赡娣磻?yīng)2A(s)＋3B(g)??C(g)＋2D(g)ΔH<0，在一定條件下達(dá)到平衡，下列有關(guān)敘述正確的是()①增加A的量，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)②升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，v正減?、蹓簭?qiáng)增大一倍，平衡不移動(dòng)，v正、v逆不變④增大B的濃度，v正>v逆⑤加入催化劑，B的轉(zhuǎn)化率提高A．①② B．④C．③D．④⑤【解析】A是固體，其量的變化對平衡無影響；增大B的濃度，正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，v正>v逆；升溫，v正、v逆均應(yīng)增大，但v逆增大的程度大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；壓強(qiáng)增大，平衡不移動(dòng)，但v正、v逆都增大；催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率不變?！敬鸢浮緽【問題導(dǎo)思】①勒夏特列原理通常解釋什么情況下的化學(xué)平衡移動(dòng)？【答案】只適用于一個(gè)條件發(fā)生變化的情況。②怎樣理解“減弱這種改變”？【答案】減弱這種改變并不能完全消除這種改變。5．理解勒夏特列原理需注意以下幾個(gè)方面：(1)影響平衡的因素：濃度、壓強(qiáng)、溫度。(2)原理的適用范圍：只適用于一個(gè)條件發(fā)生變化的情況(即溫度或壓強(qiáng)或一種物質(zhì)的濃度)，當(dāng)多個(gè)條件同時(shí)發(fā)生變化時(shí)，情況比較復(fù)雜。(3)平衡移動(dòng)的結(jié)果：只能減弱(不可能抵消)外界條件的變化?！纠?】下列事實(shí)，不能用平衡移動(dòng)原理解釋的是()A．反應(yīng)CO＋NO2??CO2＋NOΔH<0，升高溫度可使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)B．合成NH3的反應(yīng)，為提高NH3的產(chǎn)率，理論上應(yīng)采取相對較低溫度的措施C．溴水中存在平衡Br2＋H2O??HBr＋HBrO，當(dāng)加入AgNO3溶液后，溶液顏色變淺D．對2HI(g)??H2(g)＋I(xiàn)2(g)，增大平衡體系的壓強(qiáng)(壓縮體積)可使體系顏色變深【解析】選項(xiàng)A的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；選項(xiàng)B中合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，理論上采取低溫條件較有利于反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，但需同時(shí)考慮溫度對反應(yīng)速率的影響，溫度太低，反應(yīng)速率也會太低；選項(xiàng)C中加入Ag＋后，Ag＋與Br－反應(yīng)生成AgBr沉淀，降低了Br－的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，溶液顏色變淺。因2HI(g)??H2(g)＋I(xiàn)2(g)，方程式兩邊氣體分子數(shù)相等，壓縮體系的體積，增大壓強(qiáng)，盡管平衡不發(fā)生移動(dòng)，但由于體積減小，各組分的濃度增大，顏色變深。綜上所述，只要平衡移動(dòng)的結(jié)果與實(shí)際相符，則符合勒夏特列原理?！敬鸢浮緿6．在工業(yè)生產(chǎn)中選擇適宜的生產(chǎn)條件的思路(1)從可逆性、反應(yīng)前后氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)的變化、焓變?nèi)齻€(gè)角度分析化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)。(2)根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)具體分析外界條件對速率和平衡的影響；從速率和平衡的角度進(jìn)行綜合分析，再充分考慮實(shí)際情況，選出適宜的外界條件。外界條件有利于加快速率的條件控制有利于平衡正向移動(dòng)的條件控制綜合分析結(jié)果濃度增大反應(yīng)物的濃度增大反應(yīng)物的濃度、減小生成物的濃度不斷地補(bǔ)充反應(yīng)物、及時(shí)地分離出生成物催化劑加合適的催化劑不需要加合適的催化劑溫度高溫ΔH<0低溫兼顧速率和平衡，考慮催化劑活性的適宜溫度ΔH>0高溫在設(shè)備條件允許的前提下，盡量采取高溫并考慮催化劑的活性壓強(qiáng)高壓(有氣體參加)ΔV(g)<0高壓在設(shè)備條件允許的前提下，盡量采取高壓ΔV(g)>0低壓兼顧速率和平衡，選取適宜的壓強(qiáng)【提示】對化工生產(chǎn)中的化學(xué)反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化選擇時(shí)，要運(yùn)用反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動(dòng)原理，同時(shí)考慮生產(chǎn)中的動(dòng)力、材料、設(shè)備、催化劑等因素。【例3】某工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)生反應(yīng)：2A(g)＋B(g)??2M(g)ΔH＜0。下列有關(guān)該工業(yè)生產(chǎn)的說法正確的是()A．工業(yè)上合成M時(shí)，一定采用高壓條件，因?yàn)楦邏河欣贛的生成B．若物質(zhì)B價(jià)廉易得，工業(yè)上一般采用加入過量的B，以提高A和B的轉(zhuǎn)化率C．工業(yè)上一般采用較高溫度合成M，因溫度越高，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高D．工業(yè)生產(chǎn)中常采用催化劑，因?yàn)樯a(chǎn)中使用催化劑可提高M(jìn)的日產(chǎn)量【解析】A錯(cuò)，雖高壓條件有利于M生成，但不一定都采用高壓條件，如2SO2＋O2??SO3，常壓下SO2轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，因而工業(yè)上在常壓下進(jìn)行；B錯(cuò)，加入B，A的轉(zhuǎn)化率提高，但B轉(zhuǎn)化率降低；C錯(cuò)，ΔH＜0，高溫，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率降低；D正確，催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率?！敬鸢浮緿課堂練習(xí)1．(2012·浙江金華孝順高二月考)對于任何一個(gè)平衡體系，采用以下措施一定會使平衡移動(dòng)的是()A．加入一種反應(yīng)物B．升高溫度C．對平衡體系增加壓強(qiáng)D．使用催化劑【答案】B2．對于平衡CO2(g)??CO2(aq)ΔH＝－19.75kJ·mol－1，為增大二氧化碳?xì)怏w在水中的溶解度，應(yīng)采用的方法是()A．升溫增壓B．降溫減壓C．升溫減壓D．降溫增壓【解析】欲增大CO2在水中的溶解度，則平衡應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)。據(jù)反應(yīng)方程式的特點(diǎn)：正反應(yīng)為放熱反應(yīng)且為氣體體積減小的反應(yīng)，故降溫、增壓均能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故選D?！敬鸢浮緿3．(2010·上海高考)據(jù)報(bào)道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實(shí)。2CO2(g)＋6H2(g)??CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)下列敘述錯(cuò)誤的是()A．使用Cu—Zn—Fe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率B．反應(yīng)需在300℃進(jìn)行可推測該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)C．充入大量CO2氣體可提高H2的轉(zhuǎn)化率D．從平衡混合氣體中分離出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率【解析】此題考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡知識。催化劑能提高化學(xué)反應(yīng)速率，加快反應(yīng)進(jìn)行，也就是提高了生產(chǎn)效率，A正確；反應(yīng)需在300℃進(jìn)行是為了獲得較快的反應(yīng)速率，不能說明反應(yīng)是吸熱還是放熱，B錯(cuò)誤；充入大量CO2氣體，能使平衡正向移動(dòng)，提高H2的轉(zhuǎn)化率，C正確；從平衡混合物中及時(shí)分離出產(chǎn)物，使平衡正向移動(dòng)，可提高CO2和H2的轉(zhuǎn)化率，D正確。【答案】B4．(2010·重慶高考)COCl2(g)??CO(g)＋Cl2(g)ΔH>0，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列措施：①升溫②恒容通入惰性氣體③增加CO濃度④減壓⑤加催化劑⑥恒壓通入惰性氣體，其中能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是()A．①②④B．①④⑥C．②③⑤D．③⑤⑥【解析】①由于反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升溫平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故可提高COCl2的轉(zhuǎn)化率。②恒容通入惰性氣體，由于與反應(yīng)有關(guān)的物質(zhì)的濃度未改變，所以對反應(yīng)無影響，平衡不移動(dòng)，故COCl2的轉(zhuǎn)化率不變。③增加CO濃度，平衡逆向移動(dòng)，故COCl2的轉(zhuǎn)化率變小。④減壓平衡正向移動(dòng)，所以COCl2的轉(zhuǎn)化率變大。⑤使用催化劑只能影響化學(xué)反應(yīng)速率，對化學(xué)平衡無影響。⑥相當(dāng)于減壓，同④。綜上所述，能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的有①④⑥。故B正確?！敬鸢浮緽5．現(xiàn)有反應(yīng)：mA(g)＋nB(g