高一化学 必修第二册《化学平衡的特征与反应条件的控制》学案设计

1、广东省教育科学“十三五”规划课题 课题批准号：2020WQYB094课题名称：粤港澳大湾区教育信息化与学科教学的深度融合研究 主持人：汤幸初第 页化学平衡的特征与反应条件控制学案设计设计者：深圳第二外国语学校 陈汉【学习目标】1通过平衡的建立过程学习，掌握平衡的特征；2通过对平衡特征的分析，理解达到平衡的标志；3通过对燃烧煤、合成氨反应条件的选择分析，理解从速率和平衡的角度思考反应条件的控制。【学习过程】环节一：化学平衡的特征1、对于可逆反应2SO2(g) +O2 (g)2SO3(g)，在密闭容器中加入2mol SO2和1mol O2，你能画出正逆速率随反应的变化图像吗？ 从速率变化图像中可以

2、发现：(1)、化学平衡的对象是？_从速率变化图像中可以发现：(1)、化学平衡的对象是？_(2)、什么时候达到平衡？_(3)、达到平衡后有什么特点？_2、总结化学平衡的特征为：_；笔记化学平衡每个特征的内涵：笔记化学平衡每个特征的内涵：环节二：化学平衡的标志1、思考：在这些平衡的特征中，你觉得哪些可以说明一个可逆反应达到了一定条件下的反应限度？_；提示：达到平衡的特点是表观上反应已经停止的状态。2、【典例分析】例1：一定条件下，对于可逆反应N23H22NH3，反应速率可以用不同的物质描述(N2或H2或NH3)，下列描述中，可以作为反应达到的标志的是_（1）单位时间内，有1molN2反应掉，同时有

3、1molN2生成（2）单位时间内，有3molH2反应掉，同时有2molNH3反应掉（3）单位时间内，有1molN2反应掉，同时有3molH2反应掉（4）1moNN键断裂的同时有3moH-H键生成（5）例2：一定条件下，对于可逆反应N23H22NH3，描述反应的量已经不再发生改变的方式有很多，可以作为反应达到的标志的是_（1）容器内氮气的物质的量不再改变（2）容器内颜色不再改变（3）固定容器恒容条件下，容器内压强不再改变（4）固定容器恒容条件下，容器内气体密度不再改变（5）恒容或恒压条件，容器内平均相对分子质量不再改变笔记理解化学平衡标志的内涵：笔记理解化学平衡标志的内涵：环节三：化学反应的条件

4、在一定条件下，反应会达到限度，很多时候为了促进有利的反应，抑制有害的反应，或者加快反应的速率，改变反应的限度，我们都会考虑到反应条件的控制。 1 、从改变化学反应速率的角度理解反应条件的控制内因外因温度浓度催化剂表面积压强影响效果思考与讨论：为了提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧反应的条件？_2、从化学反应限度的角度理解化学反应条件的控制阅读课本P48页，分析工业上合成氨气所采用的反应条件以及原因。_总结总结(1)、反应条件控制的目的以及方法：_(2)、煤燃烧的条件是：_(3)、工业上合成氨气的反应条件是：_课堂总结学习收获【学习效果】课堂总结学习收获1某可逆反应达到平衡状态时，下列说法不正确

5、的是( )A化学平衡是一种动态平衡，v正v逆0B一定条件下，可逆反应都能达到平衡状态C平衡状态时，反应混合物中各组分含量保持不变D平衡状态时，反应混合物中各物质的浓度一定相同2向一密闭容器中放入1 mol X，进行可逆反应2X(g)3Y(g)，反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线如图所示，下列叙述正确的是( )At1时，只有正反应 Bt2t3时，反应不再发生Ct2时，容器内有1.5 mol Y Dt2t3时，X、Y的物质的量均没有发生变化3在一定温度下，向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2，发生反应：NO2(g)SO2(g)NO(g)SO3(g)，当化学反应达到平衡时，下列叙述正

6、确的是( )ASO2和SO3的物质的量一定相等BNO2和SO3的物质的量一定相等C反应后混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量DSO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等4在一定条件下，使一定量的A和B气体混合发生反应2A(g)3B(g)4C(g)。下列描述中，说明反应已达到平衡状态的是( )A各物质的浓度之比c(A)c(B)c(C)234B混合气体中各物质的浓度相等C单位时间内，消耗a mol A物质的同时消耗2a mol C物质D混合气体的体积是反应开始前的4/55可逆反应2NO2(g)2NO(g)O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是( )

7、单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为221的状态混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A B C D全部6往恒容密闭容器中通入a mol NO2气体，在一定温度下分解生成O2和NO，各物质浓度随时间的变化如图所示：下列说法错误的是( )AX表示NO，Y表示O2Bt1 min时，NO2的正反应速率比逆反应速率大Ct3 min时，c(NO2)+c(NO)+c(O2)=1.5a molL-1

8、Dt3 min时改变某种外界条件，化学反应限度可能不变7在2.0 L恒温恒容密闭容器中充入1.0 mol HCl和0.3 mol O2，加入催化剂发生反应4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)，HCl、O2的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()At2时，v(正)v(逆)B加入催化剂反应速率不变Ct1时容器内气体的总压强比t2时的大Dt3时，容器中c(Cl2)c(H2O)0.4 molL18把2.5 mol A和 2.5 mol B混合放入容积为2 L的密闭容器里，发生如下反应：3A(g)B(g)xC(g)2D(g)，经 5 s反应达平衡，在此5 s内C的平均反应

9、速率为0.2 molL1s1，同时生成1 mol D，下列叙述中错误的是()Ax4B达到平衡状态时容器内气体的压强与起始时压强之比为65C5 s内B的平均反应速率v(B)0.05 molL1s1D达到平衡状态时A的转化率为50%9下图所示为工业合成氨的流程图。下列有关生产条件的调控作用分析正确的是_(填序号)。(1)步骤中“净化”可以防止催化剂中毒(2)步骤中“加压”可以加快反应速率(3)步骤采用的压强是2107 Pa，因为在该压强下铁触媒的活性最大(4)步骤，选择高效催化剂是合成氨反应的重要条件(5)目前，步骤一般选择控制反应温度为700 左右(6)步骤有利于提高原料的利用率，能节约生产成本

10、10中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。（1）从3min到9min，v(CO2)=_molL-1min-1（计算结果保留2位有效数字）。（2）能说明上述反应达到平衡状态的是_（填编号）。A反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为11（即图中交叉点）B混合气体的压强不随时间的变化而变化C单位时间内生成1molH2，同时生成1molC

11、H3OHD混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化（3）平衡时CO2的转化率为_%。（4）平衡混合气体中CO2(g)和H2(g)的质量之比是_。（5）第3分钟时v正(CH3OH)_第9分钟时v逆(CH3OH)（填“”、“”“=”或“无法比较”）。【参考答案】题号12345678答案DDCCACCD9(1)(2)(4)(6)10答案(1)0.042 (2) BD (3) 75 (4)22：3 (5)【答案与详解】1答案 D解析：A可逆反应达到平衡时正逆反应速率相等，且均不为0，故A正确；B一定条件下，可逆反应都有一定的限度，达到该条件下的最大限度即达到平衡状态，故B正确；C反应达到平衡状态

12、时，正逆反应速率相等，平衡时各物质的物质的量、浓度等不再发生变化，故C正确；D平衡时各物质的浓度不在改变，但不一定相同，故D错误；2答案 D解析： t1时，v正v逆0，正、逆反应都在发生，A项错误；t2t3时，v正v逆0，反应并未停止，B项错误；该反应为可逆反应，1 mol X不能完全反应，所以当反应达到平衡时，容器内Y的物质的量小于1.5 mol，C项错误；t2t3时为化学平衡状态，X、Y的物质的量均不发生变化，D项正确。3答案 C解析：题中没有给出各物质的投料情况，NO2、SO2、NO和SO3的量之间没有必然的关系，可能相等，也可能不等，A、B、D项错；该反应反应前后气体分子数不变，故反应

13、后混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量，C项正确。4答案 C解析：化学平衡状态时，各组分浓度保持不变，不是浓度相等；用不同物质的反应速率表示达到平衡，要求反应方向是一正一逆，且反应速率之比为化学计量数之比。5答案 A解析： 中单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，知v正v逆，所以能说明达到平衡状态；所描述的都是指正反应方向的速率，无法判断；无论达到平衡与否，物质的反应速率之比都等于化学方程式中物质的化学计量数之比；有色气体的颜色不变能够说明达到了化学平衡；因容器体积固定，密度是一个常数，所以不能说明达到平衡；该反应是一个反应前后气体体积不等的反

14、应，容器的体积又固定，所以均能说明达到平衡。6答案C解析：ANO2气体在一定温度下分解生成O2和NO，反应方程式为：2NO22NO+O2，根据方程式可知反应产生的NO和O2的物质的量浓度比为2：1，则根据图示可知X应该表示NO，Y应该表示O2，A正确；Bt1 min时，反应未达到平衡，还在向正反应方向进行，说明NO2的正反应速率比逆反应速率大，B正确；Ct3 min时，反应达到平衡状态，由于反应物不能完全转化为生成物，且容器的容积未知，因此不能确定容器中各种物质的浓度和的大小，C错误；Dt3 min时反应达到平衡状态，若此时使用催化剂，正、逆反应速率都改变，且改变的倍数相同，则化学平衡不移动，

15、即化学反应限度不变，D正确；7答案C解析：t2时，反应物的量还在减少，反应还在向正方向进行，v(正)v(逆)，选项A错误；加入催化剂可改变化学反应速率，选项B错误；反应4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)是气体体积减小的反应，随着反应的进行，气体的总物质的量减小，恒容容器内压强减小，故t1时容器内气体的总压强比t2时的大，选项C正确；t3时，O2的物质的量为0.1 mol，减少了0.2 mol，故生成Cl2、H2O的物质的量均为0.4 mol，容器中c(Cl2)c(H2O)0.2 molL1，选项D错误。8答案D解析根据C的平均反应速率可以算出5 s内C的物质的量的变化量为2

16、mol。根据“三段式”法进行分析：3A(g)B(g)xC(g)2D(g)起始量/mol 2.5 2.500转化量/mol1.5 0.50.5x 1平衡量/mol 122 1根据C和D的物质的量的变化量之比为21，可以确定x4，A项正确；同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比，起始时气体的总物质的量为5 moL，达到平衡时气体的总物质的量为6 mol，所以达到平衡时容器内气体的压强与起始时压强之比为65，B项正确；5 s内物质B消耗了0.5 mol，用B表示的化学反应速率为eq f(0.5 mol,2 L5 s)0.05 molL1s1，C项正确；达到平衡时A的转化率为eq f(1.5

17、mol,2.5 mol)100%60%，D项错误。9答案(1)(2)(4)(6)【解析】：(1)“净化”的目的是除去P、S、As的化合物，防止这些物质使催化剂中毒而失去活性，正确；(2)中“加压”为了加快反应速率，正确；(3)加压是为了加快反应速率，也能使平衡向正向移动，但不会影响催化剂，错误。(4)选择高效催化剂能加快反应速率，并不能使平衡移动，是反应的重要条件，正确；(5)工业合成氨反应一般采用500左右，因为催化剂在500时活性最强，而不是700左右，故错误；(6)合成氨反应是可逆反应，反应物不能反应完全，步骤将未反应完全的氢气和氮气通过液化和氨气分离开来，循环使用，有利于提高原料的利用率，能节约生产成本。故正确。10答案(1)0.042 (2) BD (3) 75 (4)22：3 (5)【解析】：(1)3min到9min，CO2浓度变化为0.5mol/L0.25mol/L=0.25mol/L，CO2反应速率为：，故答案为：0.042；(2)A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1(即图中交叉点)，浓度相等而不是不变，故A错误；B. 混合气体的物质的量为变量，则压强为变量，随着反应的进行，混合气体的压强不随时间的变化而变化，此时反应达到平衡，故B正确；C. 单位时间内生成3molH2，同时生