高二化学选修化学平衡教案

高二化学选修化学平衡教案教学目标：1.能描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。2. 通过试验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以说明。教学重点：描述化学平衡建立的过程。教学难点：探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以说明。探究建议：①试验探究：温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响。②试验：温度、浓度对溴离子与铜离子配位平衡的影响。③查阅资料：奇异的振荡反应。④探讨：合成氨反应条件选择的依据。课时划分：三课时教学过程：第一课时[导课]我们已经学过很多化学反应，有的能进行究竟，有的不能进行究竟。请同学们思索并举例说明。[回答]学生举例化学反应存在的限度。[讲解并描述]化学反应速率探讨的是化学反应快慢的问题，但是在化学探讨和化工生产中，只考虑化学反应进行的快慢是不够的，因为我们既希望反应物尽可能快地转化为生成物，同时又希望反应物尽可能多地转化为生成物。例如在合成氨工业中，除了须要考虑如何使N2和H2尽快地转变成NH3外，还须要考虑怎样才能使更多的N2和H2转变为NH3，后者所说的就是化学反应进行的程度问题——化学平衡。［板书］第三节化学平衡［讲解并描述］假如对于一个能顺当进行的、彻底的化学反应来说，由于反应物已全部转化为生成物，如酸与碱的中和反应就不存在什么反应限度的问题了，所以，化学平衡主要探讨的是可逆反应的规律。[板书]一、可逆反应与不行逆反应[思索］大家来考虑这样一个问题，我现在在一个盛水的水杯中加蔗糖，当加入肯定量之后，凭大家的阅历，你们觉得会怎么样呢？［回答］起先加进去的很快就溶解了，加到肯定量之后就不溶了。［追问］不溶了是否就意味着停止溶解了呢？［回答］回忆所学过的溶解原理，阅读教材自学思索后回答：没有停止。因为当蔗糖溶于水时，一方面蔗糖分子不断地离开蔗糖表面，扩散到水里去；另一方面溶解在水中的蔗糖分子不断地在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体，当这两个相反的过程的速率相等时，蔗糖的溶解达到了最大限度，形成蔗糖的饱和溶液。［讲解并描述］所以说刚才回答说不溶了是不恰当的，只能说从宏观上看到蔗糖的量不变了，溶解并没有停止。我这里把这一过程做成了三维动画效果，以帮助大家理解溶解过程。［动画］演示肯定量蔗糖分子在水中的溶解过程。［讲解］这时候我们就说，蔗糖的溶解达到了平衡状态，此时溶解速率等于结晶速率，是一个动态平衡。［板书］溶解平衡的建立起先时v（溶解）＞v(结晶)平衡时v（溶解）=v（结晶）结论：溶解平衡是一种动态平衡[探讨]我们学过那些可逆反应？可逆反应有什么特点？[板书]二、化学平衡状态1.定义：是指在肯定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应体系中全部参与反应的物质的质量（溶液中表现为浓度）可以保持恒定的状态。［启发］大家能否从化学平衡状态的定义中，找出化学平衡有哪些基本特征？［回答］分析定义，归纳总结，化学平衡的特征：（1）化学平衡探讨的对象是可逆反应；（2）达到平衡时正反应速率等于逆反应速率；（3）达到平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变；（4）由于化学平衡状态时反应仍在进行，故其是一种动态平衡。[板书]2、化学平衡的特征：（1）反应物和全部产物均处于同一反应体系中，反应条件（温度、压强）保持不变。（2）达到平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变；由于化学平衡状态时反应仍在进行，故其是一种动态平衡。达到平衡时正反应速率等于逆反应速率。［讲解并描述］评价学生总结结果。大家还应留意化学平衡状态是维持在肯定条件下的，一旦条件发生变更，平衡状态就将遭到破坏。动态平衡也体现了辩证唯物主义的基本观点，即运动是肯定的，而静止是相对的。[思索]若对饱和溶液升温或降温，会有什么现象发生？试从化学平衡观点说明。[回答]学生说明：升温或降温，溶解速率与结晶速率不在相等，接着溶解或析出，直到溶解速率与结晶速率再次相等，t1时达到新的溶解平衡状态。[追问]对于化学平衡，条件发生变更，平衡状态怎样发生变更呢？[试验2-5]两试管中各加入5ml0.1mol/LK2Cr2O7溶液,按要求操作,视察颜色的变更。[记录试验卡片]滴加3～10滴浓硫酸滴加10～20滴6mol/LNaOHK2Cr2O7溶液橙色黄色[板书]3、（1）浓度对化学平衡的影响：Cr2O72－+H2O2CrO42－+2H+橙色黄色[试验2—6]通过学生对试验归纳可知：增大反应物的浓度可促使化学平衡向正反应方向移动。方程式：FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl[思索与沟通]1、你使如何推断上述化学平衡发生变更的？2、你能否推知影响化学平衡的其它因素？[板书]在其它条件不变的状况下，增大反应物浓度，正反应速率加快，平衡向正反应方向移动，增大生成物浓度，逆反应速率加快，平衡向逆反应方向移动。[练习]填空：浓度的变更v正v逆的变更结果平衡移动平衡移动结果增大反应物浓度削减反应物浓度增大生成物浓度削减生成物浓度[讲解]（2）压强对化学平衡的影响1.固态、液态物质的体积受压强影响很小，压强不使平衡移动。2.反应中有气体参与：压强减小→浓度减小→平衡向体积减小的方向移动，反之亦然。[板书]（2）压强对化学平衡的影响：①其他条件不变时，增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动，减小压强；平衡向气体体积增大的方向移动。②如反应前后气体体积没有变更的反应，变更压强不会使平衡移动。[板书]（3）温度对化学平衡的影响：[投影]以2NO2N2O4；△H<0为例说明。[板书]在其它条件不变的状况下，温度上升，会使化学平衡商着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。[练习]填空：温度变更v正v逆的变更结果平衡移动平衡移动结果上升温度降低温度[讲解]化学平衡只有在肯定的条件下才能保持，当一个可逆反应达到化学平衡状态后，假如变更浓度、压强、温度等反应条件，达到平衡的反应混合物里各组分的浓度也会随着变更，从而达到新的平衡状态。由此引出化学平衡的移动。[阅读]P28相关内容 P[板书]（4）可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫化学平衡的移动。勒沙特列原理：假如变更影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）平衡就向能够减弱这种变更的方向移动。[思索]催化剂对化学平衡有何影响？[回答]阅读教材后回答：催化剂同等程度增加正逆反应速率，平衡不移动。[小结]什么是化学平衡？浓度、温度、压强、催化剂如何影响化学平衡移动？[课堂练习]1.(2003年春季高考题)反应：A（g）＋3B（g）2C（g），ΔH＜0达平衡后，将气体混合物的温度降低，下列叙述中正确的是 （） A.正反应速率加大，逆反应速率变小，平衡向正反应方向移动 B.正反应速率变小，逆反应速率加大，平衡向逆反应方向移动 C.正反应速率和逆反应速率都变小，平衡向正反应方向移动 D.正反应速率和逆反应速率都变小，平衡向逆反应方向移动2.（2001年全国理综题）在肯定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变更的曲线如下图，下列表述中正确的是 A.反应的化学方程式为：2MN B.t2时，正逆反应速率相等，达到平衡 C.t3时，正反应速率大于逆反应速率 D.t1时，N的浓度是M浓度的2倍3.在肯定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再变更时，表明反应： A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已达平衡的是 （） A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量4.在一个容积为VL的密闭容器中放入2LA（g）和1LB（g），在肯定条件下发生下列反应：3A(g)＋B(g)nC(g)＋2D(g),达到平衡后，A物质的量浓度削减，混合气体的平均摩尔质量增大，则该反应的化学方程式中n的值是 （） A.1 B.2 C.3 5.在一个密闭容器中充入1molCO2和3molH2，在850℃时，气体混合物达到下式所示平衡：CO2＋H2CO＋H2O。已知达到平衡时生成0.75molCO，那么当H2改为9mol，在上述条件下平衡时生成CO与水蒸气的物质的量之和可能为 （）mol B.1.5mol C.1.8mol D.2.5mol6.在一个固定容积的密闭容器中，放入3LX(g)和2LY(g)，在肯定条件下发生下列反应：4X(g)＋3Y(g)2Q(g)＋nR(g)。达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加5%，X的浓度削减1／3，则该反应方程式中的n值是 （） A.4 B.5 C.6 7.有一处于平衡状态的反应：X(s)＋3Y(g)2Z(g)，ΔH＜0。为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择的条件是 （） ①高温②低温③高压④低压⑤加催化剂⑥分别出Z A.①③⑤ B.②③⑤ C.②③⑥ D.②④⑥参考答案：1.C2.D3.BC4.A5.C6.C7.C[作业]P321、2、3、4[板书安排]第三节化学平衡一、可逆反应与不行逆反应二、化学平衡状态1.定义：2.化学平衡的特征：3.（1）浓度对化学平衡的影响：（2）压强对化学平衡的影响：（3）温度对化学平衡的影响：（4）勒沙特列原理：其次课时［复习提问］什么叫化学平衡？化学平衡的特征有哪些？［回答］化学平衡是是指在肯定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应体系中全部参与反应的物质的质量（溶液中表现为浓度）可以保持恒定的状态。化学平衡的特征：（1）反应物和全部产物均处于同一反应体系中，反应条件（温度、压强）保持不变。（2）达到平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变；由于化学平衡状态时反应仍在进行，故其是一种动态平衡。达到平衡时正反应速率等于逆反应速率。［过渡］尽管就这么几句话，但真正在学习中能否精确把握和处理好关于化学平衡的问题，还需大家对该概念及相关特征进行深化的理解。化学平衡状态的特征，不仅包括上边大家回答的那些，还有其他方面的特征，这就是今日咱们学习和探讨的主题——化学平衡常数。［板书］三、化学平衡常数［引导］请同学们阅读教材P28标题三下面的内容以及浓度关系数据表，分析并验算表中所给的数据，最终可以得到什么结论？[探究活动］阅读教材和P29表2—1，对表中数据进行视察并归纳。[总结]肯定温度下：［小结］在肯定温度下，可逆反应无论是从正反应起先，还是从逆反应起先，又无论反应物起始浓度为多少，最终都能达到化学平衡。这时生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。［板书］1.定义：在肯定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。[练习]计算平衡常数：起始时各物质的浓度/mol·L-1平衡时各物质的浓度/mol·L-1平衡时c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)000.010.010.0050.0050.0050.005结论：达到平衡时=1.0（常数）［启发］刚才得出的平衡常数K是由一个特别的反应引出的，其，但假如对于随意一个可逆化学反应：mA+nBpC+qD其平衡常数K又该如何表示呢？［回答］平衡常数事实上是平衡混合物中各生成物浓度的化学计量数次方的乘积除以反应物浓度的化学计量数次方的乘积。即K=［板书］2.表达式对于随意反应mA+nBpC+qDK=［提问］化学平衡常数事实上是化学平衡的又一特征，那么化学平衡常数K的大小有什么意义呢？［回答］了解K的意义并回答：可以从平衡常数K的大小推断反应进行的程度，K只受温度影响，K越大，表示化学反应达到平衡时生成物浓度对反应物浓度的比越大，也就是反应进行的程度越大，反应的转化率也越大；反之K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率也越小。[板书]3.化学平衡常数的意义：K只受温度影响，K越大，反应进行的程度越大，反应的转化率也越大；反之K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率也越小。［提问］什么叫反应物的转化率？［回答］某指定反应物的转化率=×100%［讲解］依据平衡常数K的定义和表达式可知，即使是同一反应，若反应方程式书写不同则K的表示方式也不同。再则，这里所谓的浓度指的是气体或溶液的浓度，对于固体、纯液体的浓度一般规定为常数1，可以不写。［练习］写出下列反应的平衡常数的表达式①PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)②2HI(g)H2(g)+I2(g)③CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)④Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g)[解析]在写表达式时留意③、④中固体物质的浓度为1，不写出。[答案]①K=，②K=,③K=c(CO2),④K=[例1]：[讲解][例2]：[讲解][小结]略[课堂练习]1.已知t℃，pkPa时，在容积为VL密闭容器内充有1molA和1molB。保持恒温恒压，使反应A(g)＋B(g)C(g)达到平衡时，C的体积分数为40%。试回答有关问题：(1)欲使温度和压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器内充入2molA和2molB，则反应达到平衡时，容器的容积为，C的体积分数为。(2)若另选一容积固定不变的密闭容器，仍限制温度为t℃，使1molA和1molB反应达到平衡状态时，C的体积分数仍为40%，则该密闭容器的容积为。2.对可逆反应aA（g）＋bB（g）cC(g)＋dＤ（g）达到平衡时，各物质的物质的量浓度满意以下关系：=K(为一常数)，K称为化学平衡常数，其反应的K值只与温度有关。现有反应：CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）＋Q。在850℃时，K＝1。(1)若上升温度到950℃时，达到平衡时K1(填“大于”“小于”或“等于”(2)850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO,3.0molH2O，1.0molCO2和xmolH2①当x＝5．0时，上述平衡向(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。②若要使上述反应起先时向正反应方向进行，则x应满意的条件是。(3)在850℃时，若设x＝5.0和x＝6．0，其他物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为a％、b％，则ab(填“大于”“小于”或“等于”3.（2002年上海高考题）在肯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）能推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)。试推断此时的温度。参考答案:1.(1)VＬ40％（2）VＬ2.(1)小于(2)①逆反应②x＜3．0(3)小于3.（1）K=(2)吸热（3）bc(4)830[作业]P325、6、7、8[板书安排]三、化学平衡常数1.定义：在肯定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。2.表达式对于随意反应mA+nBpC+qDK=3.化学平衡常数的意义：K只受温度影响，K越大，反应进行的程度越大，反应的转化率也越大；反之K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率也越小。[例1]：[讲解][例2]：[讲解]第三课时（第三节化学平衡习题课）［设问］是不是反应速率越快，生成物产量就越高？［回答］不肯定。［问题］产量的凹凸取决于什么？［回答］反应进行的限度。［导课］反应进行的限度即化学平衡移动的有关问题，下面我们处理化学平衡有关的习题。［板书］化学平衡习题课［提问］什么叫化学平衡状态？［回答］肯定条件下的可逆反应，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。［学生回答时老师板书］定义［提问］化学平衡有哪些特征？请同学们用几个字概括。［学生回答时老师板书］特征：逆、等、动、定、变、同。［指定学生分析以上几个字的含义］［过渡］从平衡状态的特征来看，同一反应物的正、逆反应速率相等就说明达到了平衡状态，那么对于不同反应物或生成物，如何从速率间的关系证明反应达到了平衡状态呢？下面我们看一道题。［投影］例1.在肯定温度下，反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标记是 A.单位时间内生成nmol的A2同时生成nmolAB。 B.容器内的总压强不随时间变更 C.单位时间内生成2nmol的AB，同时生成nmol的B2。 D.单位时间内生成nmolA2同时生成nmolB2。解析：A.依据生成nmolAB，说明消耗了nmolA2。而已知单位时间生成nmol的A2说明此可逆反应生成速率不等于消耗速率，未达平衡状态。 B.该可逆反应全是气体且反应前后分子数相等。故不能通过容器内的总压强随时间的变更来推断它是否达到化学平衡状态。 C.依据生成2nmolAB的同时生成nmolB2。“生成2nmolAB”同时说明消耗nmolB2，对于B2气体来说其生成速率等于消耗速率。说明该可逆反应的正、逆反应速率相等。 D.该选项已知条件中未给出消耗A2、B2的物质的量。因此不能说明正反应速率和逆反应速率间的关系。答案：C[练习］请同学们自己完成下面的练习题。1.对于肯定条件下的可逆反应：A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标记是 A.A、B、C的浓度不再变更。 B.容器内总压强不再变更 C.单位时间内生成nmolA，同时生成3nmolB D.A、B、C的分子数之比为1∶3∶2答案:AB2.在2NO2(g)N2O4(g)的可逆反应中，下列不属于平衡状态的是 A.反应物的转化率等于生成物的产率。 B.NO2在混合气体中体积分数保持不变。 C.平衡体系的颜色不再变更。 D.单位时间内有1molN2O4变为NO2的同时，有2molNO2变为N2O4。答案：A［问题］请同学们依据以上练习，总结一下化学平衡的标记有哪些？［学生回答后老师小结并投影显示］化学平衡状态的标记：1.对于同一反应物或生成物的正反应速率等于其逆反应速率。2.一种物质的正反应速率与另一种物质的逆反应速率之比等于方程式化学计量数之比。3.各组分的浓度或分子数或含量不随时间变更而变更。4.反应物的转化率或生成物产率不随时间变更而变更。5.对于反应前后气体体积不相等的反应，容器内总压强或气体总体积不随时间变更而变更。6.对于反应体系某物质有颜色的反应，体系颜色不随时间变更而变更。也可说明已达平衡状态。［过渡］如何衡量一个可逆反应达到平衡状态时，正反应进行的程度大小？［回答］用化学平衡常数的大小来衡量。［板书］化学平衡常数［问题］请同学们写出下列反应达到化学平衡状态时平衡常数的数学表达式。［投影显示］①H2(g)+I2(g)2HI(g)②N2(g)+3H2(g)2NH3(g)［学生练习］1．在体积可变的密闭容器中，反应mAg＋nBspCg达到平衡后，压缩容器的体积，发觉A的转化率随之降低。下列说法中，正确的是 A.m＋n必定小于pB.m＋n必定大于pC.m必定小于pD.n必定小于p2．.在密闭容器中，肯定条件下，进行如下反应：NOg＋CO(g＝N2g＋CO2g；ΔH A.加催化剂同时上升温度 B.加催化剂同时增大压强 C.上升温度同时充入N2 D.降低温度同时增大压强3．哈伯因独创了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1molN2和3molH2，在肯定条件下使该反应发生。下列有关说法正确的是 A.达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3 B.达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度肯定相等 C.达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变更 D.达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零4．在肯定条件下，固定容积的密闭容器中反应：2NO2gO2g＋2NOg；H A当X表示温度时，Y表示NO2的物质的量 B当X表示压强时，Y表示NO2的转化率 C当X表示反应时间时，Y表