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第二章化学反应速率和化学平衡第一节化学反应速率一、教学目的1.知识与技能(1)了解化学反应速率的概念和表示方法(2)整理和总结相关的基本概念、基本规律,把零散知识串成线、结成网2.过程与方法(1)通过有关化学反应速率概念的计算,掌握计算化学反应速率的方法,提高有关化学概念的计算能力(2)提高根据化学方程式的判断、比较和计算化学反应速率的能力,掌握比较化学反应快慢的方法。(3)通过实验测定某些化学反应速率3.情感态度价值观:通过学习过程使学生初步学会运用化学视角,去观察生活、生产和社会中有关化学反应速率的问题二、教学重点:化学反应速率的表示方法三、教学难点:化学反应速率的计算四、教学过程[设疑]物理课中所学的速率的共同特点。都有一个确定的起点(速率=0);都有一个和速率大小相匹配的时间单位;都有说明体系某种变化的可计量的性质。[引入]提出问题讨论:(1)怎样判断化学反应的快慢?(2)通过对实验现象的观察能否判断出一个反应比另一个反应快多少吗?[板书]第二章化学反应速率和化学平衡第一节化学反应速率[讨论]在物理上用单位时间内物体运动的距离来表示物体运动的快慢,那么在化学上怎样定量的表示化学反应进行得快慢呢?[讲述]化学反应速率的表示方法;用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。若浓度用物质的量(C)来表示,单位为:mol/L,时间用t来表示,单位为:秒(s)或分(min)或小时(h)来表示,则化学反应速率的数学表达式为:V==△C/△t单位是:mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h)[板书]1、化学反应速率的定义:用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。V==△C/△t单位是:mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h)[例题1]:在2L的密闭容器中,加入1mol和3mol的H2和N2,发生N2+3H22NH3,在2s末时,测得容器中含有0.4mol的NH3,求该反应的化学反应速率。解:N2+3H22NH3起始量(mol):1302s末量(mol):1-0.23-0.60.4变化量(mol):0.20.60.4则V(N2)==0.2/2×2==0.05mol/(L·s)VH2==0.6/2×2==0.15mol/(L·s)V(NH3)==0.4/2×2==0.1mol/(L·s)[讨论]上述计算题的结果,你会得出什么结论?[投影]理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题:1.上述化学反应速率是平均速率,而不是瞬时速率。2.无论浓度的变化是增加还是减少,一般都取正值,所以化学反应速率一般为正值。3.由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。其化学反应速率与其表面积大小有关,而与其物质的量的多少无关。通常是通过增大该物质的表面积来加快反应速率。4.对于同一个反应来说,用不同的物质来表示该反应的速率时,其数值不同,但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。因此,表示化学反应速率时,必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。5.对于在一个容器中的一般反应aA+bB==cC+dD来说有:VA:VB:VC:VD==△CA:△CB:△CC:△CD==△nA:△nB:△nC:△nD==a:b:c:d[板书]2、在同一个反应中,各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。[例题2]:可逆反应A(g)+B(g)==C(g)+D(g),在四种不同情况下的反应速率如下,其中反应进行得最快的是A.VA==0.15mol/L·minB.VB==0.6mol/L·minC.VC==0.4mol/L·minD.VD==0.01mol/L·s[解析]:解决此题应注意将四种情况下的反应速率换算成同一种物质并统一单位来比较。选B。[讲述]化学反应速率是通过实验测定的。[板书]二、化学反应速率的测定1、基本思路[讲述]因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质(包括反应物和生成物),所以与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可以可以加以利用[板书]2、基本性质[投影](1)直接可观察的性质,如释放气体的体积和体系的压强(2)依靠科学仪器才能测量的性质,如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等(3)在溶液中,当反应物或产物本身有比较明显的颜色时,常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率[板书]3、化学方法[投影]学生实验2-1实验用品:锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1mol/L的硫酸、4mol/L的硫酸实验步骤:(1)取一套装置,加入40mL1mol/L的的硫酸,测量收集10mLH2所用的时间。(2)取另一套装置,加入40mL4mol/L的硫酸,测量收集10mLH2所用的时间。实验现象:锌跟硫酸反应产生气泡,收集10mL气体。eq\o\ac(○,2)所用的时间比eq\o\ac(○,1)所用的时间短实验结果:加入试剂反应时间min反应速率mol/(L·min)1mol/LH2SO4长小4mol/LH2SO4短大实验结论:4mol/L的硫酸与锌反应比1mol/L的硫酸与锌反应快。注意事项:1.锌粒的颗粒(即表面积)大小基本相同2.40mL的硫酸溶液要迅速加入3.装置气密性要好,且计时要迅速准确[思考与交流]还可根据反应速率相关量的哪些变化来测定该反应速率?锌跟硫酸反应的离子方程式为Zn+2H+==Zn2++H2↑,因此我们还可利用相同质量的锌完全溶解所用时间的不同、稀硫酸浓度的变化等来测定化学反应速率[投影]知识拓展---物理方法1.量气法:对于反应2H2O2==2H2O+O2↑,可测量反应中惟一的气体产物氧气在温度压强一定时的体积变化2.比色法:由于物质对特定波长的光的吸收性能不同,因此可以通过吸光度来测定反应物浓度。例如,在丙酮的溴化反应过程中:CH3COOH+Br2CH3COCH2Br+HBr有色反应物Br2吸收波长为450nm的光波,因此可用分光光度计测量溶液对该波长的吸光度,据此计算化学反应速率3.电导法:根据离子导电能力的差异,通过电导率的变化测定反应物中离子浓度变化,从而计算化学反应速率。例如,在乙酸乙酯皂化反应中:CH3COOC2H5+OH―CH3COO―+C2H5OH由于OH―的电导远大于CH3COO―的电导,可以利用电导仪测量出溶液电导的变化,据此求得OH―浓度的变化,从而求得化学反应速率[课堂小结]略[布置作业]1:P19----1、2、3、4、52:《名师一号》第一节化学反应速[课堂练习]1、“碘钟”实验中,3I-+=I+2SO-的反应速率可以用I与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验,得到的数据如下表:实验编号①②③④⑤c(I-)/mol·L-10.0400.0800.0800.1600.120c()/mol·L-10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t1回答下列问题:(1)该实验的目的是________________________________________________。(2)显色时间t1=______________。(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2(A)<22.0s(B)22.0s~44.0s(C)>44.0s(D)数据不足,无法判断(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是______________________。2、在密闭容器中A与B反应生成C,其反应速率分别用V(A)、V(B)、V(C)表示。已知V(A)、V(B)、V(C)之间有以下关系2V(B)==3V(A),3V(C)==2V(B)。则此反应可表示为(A)A、2A+3B==2CB、A+3B==2CC、3A+B==2CD、A+B==C第二节影响化学反应速率的因素一、教学目的1.知识与技能(1)理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响(2)能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响2.过程与方法(1)掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法(2)通过识别有关化学反应速率与压强、温度或浓度等的图象,提高识图析图能力,培养从图象中挖掘化学信息的能力。3.情感态度价值观:学习实验探究的基本方法,发展学生学习化学的兴趣,培养观察和动手实验的能力。二、教学重点:化学反应速率的影响因素三、教学难点:化学反应速率的影响的原因四.教学课时五、教学过程[引入]提出几个问题以引起学生思考:1.我们能够计算出一个化学反应的速率,能否改变化学反应速率呢?2.影响化学反应速率的主要因素是什么?我们人类能否控制这个因素?3.我们能否通过改变外在条件来改变化学反应的速率呢?试根据日常生活经验举例说明。[活动]学生阅读第一自然段后回答:化学反应速率与分子间的有效碰撞有关,因此所有改变内能、运动速率以及碰撞几率的条件,都可改变控制反应速率。如加热、搅拌、增大反应物浓度,都是我们已经用过的方法。日常生活中汽车加大油门、向炉膛鼓风、温水发酵、用煤粉代替煤块等,都是改变化学反应速率的方法。[知识回顾]有效碰撞理论1.有效碰撞:能够发生化学反应的碰撞化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。反应物分子之间的碰撞只有少数碰撞能导致化学反应的发生,多数碰撞并不能导致反应的发生,是无效碰撞。碰撞的频越高,则化学反应速率就越大。研究发现,只有既具有足够的能量又有合适的碰撞取向的分子碰撞,才是有效碰撞。有效碰撞是发生化学反应的充分条件。投篮中的两个条件:一是运动员应具有足够的能量,二是应有合适的取向。有效碰撞的道理即是如此。2.活化能和活化分子(1)活化分子(activatedmolecule):能够发生有效碰撞的分子。活化分子之间之所以能够发生有效碰撞,是由于它们能量高,发生碰撞时,能够克服相撞分子之间的排斥力,破坏分子内部原子间的“结合力”,从而导致反应物分子破坏,重新组合生成物分子,发生化学反应(2)活化能:活化分子所多出的那部分能量(或普通分子转化成活化分子所需要的能量)。如图E1是反应的活化能,E1-E2是反应热。活化能越小,普通分子就越容易变成活化分子普通分子+活化能活化去活化活化去活化活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易,但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响。(3)活化能与化学反应速率:在一定条件下,活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大,单位体积内活化分子数越多,单位时间内有效碰撞的次数越多,化学反应速率就越快。活化能低普通分子易变成活化分子活化分子百分数大有效碰撞次数多反应速率快利用有效碰撞理论可以解释外界条件(浓度、温度、压强、催化剂)对化学反应速率的影响。[讲述]影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质,是内在因素,我们不能改变这个因素的。因此我们应尊重这个自然规律。但是,当一个反应确定之后,我们可以尊重其客观规律的基础上通过改变外界条件来改变这个反应的速率,使它按着我们人类需要的速率进行。[板书]第二节影响反应速率的因素一、浓度对化学反应速率的影响[提问]浓度是怎样影响化学反应速率的?[学生活动]通过演示实验来观察化学反应的进行。回顾过去已有的化学知识和所掌握的实验事实。[投影](实验2-2):在温度不变的情况下,0.01mol/LKMnO4溶液与不同浓度的的H2C2O4注意事项:KMnO4溶液的浓度不要太大,否则溶液颜色过重,需要草酸的量及褪色时间都要发生相应变化。配制成0.01mol/L比较合适。KMnO4溶液要用硫酸酸化。实验现象:溶液均为由紫色褪为无色。0.2mol/L的H2C2O4化学反应方程式:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2实验结论:其他条件相同时,增大反应物浓度反应速率加快,减小反应物浓度反应物速率减小。[思考与交流]在上述实验中,为什么实验开始时溶液褪色较慢,随后褪色加快?[实验探究]在两支试管中各加入4mL0.01mol/LH2C2O4溶液;再向其中一支试管加入一粒黄豆大的MnSO4实验现象:两支试管中溶液均褪色,加入Mn2+的褪色更快些结论:Mn2+对该反应有催化作用。在实验1中实验开始时溶液褪色较慢,由于反应中生成Mn2+具有催化作用,随后褪色会加快[板书]当其它条件不变时,增加反应物的浓度增大反应速率。减小反应物的浓度反应速率减慢。[思考]为什么增大反应物的浓度会影响反应速率呢?[讲述]在其他条件不变时,对某一反应来说,活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的。当增加反应物的浓度时,活化分子的数量增加,有效碰撞的频率增大,导致反应速率增大。[讲述]还需要补充的是,固体和纯液体的浓度是一个常数,所以增加这些物质的量,不会影响反应的速率。[过度]压强是怎样对化学反应速率进行影响的?[板书]二、压强对化学反应速率的影响[讲述]当增大压强时,固态、液态物质体积基本不变,浓度也不变,反应速率也不变。对于气体来说,增大压强,体积减小,浓度增大,因而反应速率也增大。[思考]为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率?[讲述]一定量气体的体积与其所受的压强成正比。如果气体的压强增大到原来的2倍,气体的体积就缩小到原来的一半,单位体积内的分子数就增多到原来的2倍,即体系中各个物质的浓度都增加,所以化学反应速率增大。相反,减小压强,气体的体积就扩大,浓度减小,因而反应速率减小。如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时,由于改变压强对它们的体积改变很小,因而它们的浓度改变也很小,可以认为压强与它们的反应速率无关。[投影][讲述]压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强对反应速率的影响时,应最终落实到浓度上,将压强问题转化为浓度问题。[板书]其它条件不变的情况下,对于气体来说,增大压强反应速率增大,减小压强反应速率减小。[过述]温度是怎样对化学反应速率进行影响的?[板书]三、温度对化学反应速率的影响[投影](实验2-3):10ml同浓度的Na2S2O3溶液分别在不同温度下与0.1mol/L的硫酸10ml反应的对比实验实验现象:加热的一组首先出现浑浊。实验结论:其他条件相同时,升高温度反应速率加快,降低温度速率减慢。[科学探究]已知4H++4I―+O2==2I2+2H2O,现有1mol/LKI溶液、0.1mol/LH2SO4溶液和淀粉溶液,请探究溶液出现蓝色的时间与温度的关系。试剂种类及用量2mLKI溶液、2滴淀粉溶液、2mL稀硫酸实验温度室温冰水混合物试剂加入顺序及理由分别向2mLKI溶液滴加2滴淀粉溶液后,再分别加入2mL稀硫酸。因为在不加酸的情况下,O2不能氧化I―实验现象室温的一组溶液快出现蓝色结论其他条件相同时,升高温度反应速率加快,降低温度反应速率减慢[板书]在其它条件不变的情况下,升高温度化学反应要加快,降低温度,化学反应减慢。[思考]为什么升高温度会使反应速率加快?[讲述]当反应物浓度一定时,分子总数一定,升高温度,反应物分子的能量增高,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子,活化分子的百分比增大,因而活化分子数量增多,有效碰撞频率增大,所以,反应速率加大。[投影][讲述]上述结论,对于吸热和放执反应都适用。一般地,温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大,也更易于控制,是实验室最常用的增大化学反应速率的方法。[过述]催化剂是怎样影响化学反应速率的?[板书]四、催化剂对化学反应速率的影响[投影](实验2-4):过氧化氢分解的对比实验实验步骤:在锥形瓶中中分别加入10mL质量分数10%的H2O2,双孔塞上插有短导管和漏斗,短导管里插有带余烬的木条。开始时余烬没有明显变化,经漏斗向锥形瓶内加入少量MnO2后,试管中迅速产生大量气泡,余烬复燃。化学方程式:2H2O22H2O+O2↑MnO2实验结论:催化剂能加快化学反应速率。[板书]催化剂能够改变化学反应速率。[讲述]能加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂,能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。在实际应用中。如不特别说明,凡是催化剂都是指正催化剂。[投影][讲述]当温度和反应物浓度一定时,使用催化剂可使反应途径发生改变,从而降低了反应的活化能,使得活化分子的百分比增大,因此活化分子的数目增多,有效碰撞频率增大,故化学反应速率加大。[讲述]约85%的化学反应需使用催化剂,在使用催化剂时应防止催化剂中毒。[科学探究]在两支试管中分别加入2mL5%H2O2溶液,再向H2O2溶液中分别滴入0.1mol/LFeCl3和CuSO4溶液各1mL,摇匀,比较H2O2的分解速率实验现象:两支试管中均有细小的气泡产生,滴入FeCl3溶液产生的气泡更快些实验结论:催化剂是具有选择性。[讲述]催化剂有选择性,不同的反应需要不同的催化剂,且具有一定的活化程度,催化剂不同,活化温度不同[总结]增大浓度,增加压强、升高温度、加入催化剂都能增大反应速率。[课堂小结]略[布置作业]1:P24----1、22:《名师一号》第二节影响化学反应速率的因素[课堂练习]1、从下列实验事实所引出的相应结论正确的是(AC)选项实验事实结论A其他条件相同时,Na2S2O3溶液浓度增大,析出硫沉淀所需的时间越短当其他条件不变时,增大反应物浓度化学反应速率加快B在化学反应前后,催化剂在质量和化学性质都没有发生改变催化剂一定不参与化学反应CH+浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的形状相同的锌粒如出反应反应开始时速率相同D在容积可变的密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g),把容积缩小一倍正反应速率越快,逆反应速率不变2、在锌与某浓度的盐酸起反应的实验中,一个学生得到下面的结果:序号锌的质量/g锌的形状温度/℃完全溶解于酸的时间/sA2薄片5400B2薄片15200C2薄片25100D2薄片30t1E2薄片3550F2颗粒15t2G2粉末15t3则下列说法正确的是(B)A、t1==75aB、t2>200>t3C、单位时间内消耗的锌的质量mG>mF>m第三节化学平衡(一)一、教学目的1.知识与技能(1)理解化学平衡状态等基本概念。(2)理解化学平衡状态形成的条件、适用范围、特征2.过程与方法(1)用化学平衡状态的特征判断可逆反应是否达到化学平衡状态,从而提高判断平衡状态、非平衡状态的能力。(2)利用化学平衡的动态特征,渗透对立统一的辩证唯物主义思想教育。(3)加强新知识的运用,找到新旧知识的连接处是掌握新知识的关键,培养学生严谨的学习态度和思维习惯。3.情感态度价值观:通过从日常生活、基本化学反应事实中归纳化学状态等,提高学生的归纳和总结能力;通过溶解平衡、化学平衡、可逆反应之间的联系,提高知识的总结归纳能力。二、教学重点:化学平衡的概念及特征三、教学难点:化学平衡状态的判断四.教学过程[引入]我们已经学过许多化学反应,有的能进行到底,有的不能进行到底。请同学们思考并举例说明。[讲述]化学反应速率讨论的是化学反应快慢的问题,但是在化学研究和化工生产中,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,除了需要考虑如何使N2和H2尽快地转变成NH3外,还需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[讲述]如果对于一个能顺利进行的、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,化学平衡主要研究的是可逆反应的规律。[板书]一、可逆反应与不可逆反应[思考]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,当加入一定量之后,凭大家的经验,你们觉得会怎么样呢?开始加进去的很快就溶解了,加到一定量后就不溶了。[问题]不溶了是否就意味着停止溶解了呢?[讲述]回忆所学过的溶解原理,阅读教材自学思考后回答: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。[投影]演示一定量蔗糖分子在水中的溶解过程。[讲述]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]溶解平衡的建立开始时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?在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应.可逆反应不能进行完全,[讲述]在容积为1L的密闭容器里,加0.01molCO和0.01molH2O(g),的体系中各组分的速率与浓度的变化相等V正相等V正时间速率V逆[讲述]开始时c(CO)、c(H2O)最大,c(CO2)、c(H2)=0。随着反应的进行,c(CO)、c(H2O)逐渐减小,正反应速率逐渐减小;c(CO2)、c(H2)逐渐增大,逆反应速率逐渐增大,进行到一定程度,总有那么一刻,正反应速率和逆反应速率的大小相等,且不再变化[板书]二、化学平衡状态1、定义:指在一定条件下的可逆反应里,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。[提问]化学平衡有什么特征?[投影]化学平衡状态的特征:(1)动:动态平衡v(正)=v(逆)≠0(2)等:v(正)=v(逆)(3)定:反应混合物中各组分的浓度保持一定,各组分的含量保持不变。(4)变:条件改变,原平衡被破坏,在新的条件下建立新的平衡。[小结]对于不同类型的可逆反应,某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志,取决于该物理量在平衡到达前(反应过程中)是否发生变化。若是则可;否则,不行。[布置作业]《名师一号》第三节(相关习题)[课堂练习]1、在一定温度下,可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)达到平衡的标志是A.C的生成速率与C分解的速率相等B.单位时间生成nmolA,同时生成3nmolBC.单位时间生成B的速率,与生成C的速率相等(数值)D.单位时间生成nmolA,同时生成2nmolC2、下列说法可以证明反应N2+3H22NH3已达平衡状态的是()A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键断裂C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键形成3、下列说法中可以说明反应:P(气)+Q(气)R(气)+S(气),在恒温下已达平衡状态的是A.P、Q、R、S的浓度不再变化B.P、Q、R、S的分子数比为1:1:1:1C.反应容器内P、Q、R、S共存D.反应容器内总物质的量不随时间而变化4、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:A(固)+3B(气)2C(气)+D(气)已达平衡状态的是(其中只有B气体有颜色)()A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.气体的平均分子量D.气体的颜色第三节化学平衡(二)---(三)一、教学目的1.知识与技能(1)理解化学平衡的概念,使学生理解浓度、压强对化学平衡的影响。(2)理解化学平衡状态形成的条件、适用范围、特征2.过程与方法(1)通过浓度实验,逐步探究平衡移动的原理及其探究的方法,引起学生在学习过程中主动探索化学实验方法。(2)通过讨论、分析、对比的方法,培养学生的观察能力和实验探究能力。3.情感态度价值观:激发学生的学习兴趣,培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度,树立透过现象看本质的唯物主义观点。二、教学重点:浓度、压强、温度、催化剂对化学平衡的影响三、教学难点:平衡移动的原理分析及应用四.教学过程[问题]1、平衡状态的特征及实质?2、影响速率的外界因素有哪些?[投影]逆:可逆反应(或可逆过程)等:V正=V逆(不同的平衡对应不同的速率)动:动态平衡。达平衡后,正逆反应仍在进行(V正=V逆≠0)定:平衡时,各组分浓度、含量保持不变(恒定)变:条件改变,平衡发生改变平衡状态各成分含量保持不变,正逆反应速率相等[讲述]浓度、温度、压强、催化剂等改变影响速率的条件,来打破原有平衡,建立新平衡[板书]第三节化学平衡(二)一、浓度对化学平衡的影响[科学探究]实验2-5已知K2Cr2O7的溶液中存在着如下平衡:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+。K2Cr2O7为橙色,K2CrO4为黄色。取两支试管各加入5mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液,然后按下表步骤操作,观察并记录溶液颜色的变化。[投影]滴加3~10滴浓硫酸滴加10~20滴6mol/LNaOHK2Cr2O7溶液橙色黄色[科学探究]实验2-6向盛有5mL0.005mol/LFeCl3溶液的试管中加入5mL0.01mol/LKSCN溶液,溶液呈红色。在这个反应体系中存在下述平衡:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(1)将上述溶液均分置两支试管中,向其中一支试管中加入饱和FeCl3溶液4滴,充分振荡,观察溶液颜色变化,向另一支试管中滴加4滴1mol/LKSCN溶液,观察溶液颜色变化(2)向上述两支试管中各滴加0.01mol/LNaOH溶液3-5滴,观察现象,填写下表。[投影]编号12步骤(1)滴加饱和FeCl3溶液滴加浓的KSCN溶液现象颜色加深颜色加深C生增大增大步骤(2)滴加NaOH溶液滴加NaOH溶液现象试管都有红褐色沉淀,且溶液颜色变浅C生都减小[活动]结合溶液颜色变化,进行分析,填写表格。[投影]操作现象C生V正V逆V正与V逆平衡原混合液保持不变保持不变保持不变保持不变相等不移动滴加浓FeCl3溶液加深增大增至最大后减小增大V正>V逆向右移动[提问]上述实验中,化学平衡状态是否发生了变化,你是如何判断的?从中你能否知化学平衡的因素?[投影]填写下列表格,总结浓度是如何影响化学平衡的浓度的变化v正v逆的变化结果平衡移动平衡移动结果增大反应物浓度减少反应物浓度增大生成物浓度减少生成物浓度[活动]根据表格,完成V-T图[投影][板书]在其它条件不变的情况下,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。[过渡]哪些状态物质受压强影响比较大?如何影响的?压强也能够影响化学反应速率,那究竟如何改变呢?[讲]压强对化学平衡的影响:固态、液态物质的体积受压强影响很小,压强不使平衡移动。反应中有气体参加: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]二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化的反应,改变压强不会使平衡移动。[活动]根据压强对平衡的影响画出增大压强的V-t图[投影][过渡]我们知道,加热可以加快固体溶解,那同时也可以提高结晶速率,那么温度对化学平衡有没有影响呢?[板书]三、温度对化学平衡的影响:[科学探究]实验2-7NO2球浸泡在冰水、热水中,观察颜色变化2NO2N2O4;△H<0(红棕色)(无色)[投影][投影]根据气体颜色变化指导学生填写表格。条件改变

平衡移动方向结果升高温度向吸热反应方向移动体系温度降低,但比原来的高降低温度向放热反应方向移动体系温度升高,但比原来的低[活动]结合表格,让学生完成升温的V-t图。[投影][板书]在其它条件不变的情况下,温度升高,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。[过渡]前面讲到温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率有影响,而且这一节内容也讲到了温度、压强和浓度都对化学平衡有影响,那么催化剂对化学平衡有没有影响呢?[讲述]前面学习过催化剂对正反应速率和逆反应速率却是同样倍数的提高和降低。使用催化剂不影响化学平衡的移动[活动]结合表格,让学生完成使用催化剂后的V-t图。[投影][板书]四、催化剂对化学平衡的影响-----使用催化剂不影响化学平衡的移动。[讲述]化学平衡只有在一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,如果改变浓度、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改变,从而达到新的平衡状态。由此引出化学平衡的移动。[板书]五、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。[投影][过渡]前面讲述了浓度、压强和温度等多种因素对化学平衡的影响,有人就把这么多因素的影响总结出一条经验规律---勒夏特列原理。[板书]勒沙特列原理:如果改变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改变的方向移动。[讲渡]需要我们注意的是,勒夏特列原理中的“减弱”这种改变,不是“消除”。勒夏特列原理只考虑有单个条件改变。勒沙特列原理适用于任何动态平衡体系。[小结]本节课以实验和讨论的方法主要学习温度和催化剂对化学平衡的影响以及归纳了勒夏特列原理,加深了影响化学平衡因素的理解,重点温度和催化剂对化学平衡的影响,难点是勒夏特列原理的理解。[布置作业]《名师一号》第三节(相关习题)[随堂练习]某化学反应2A(g)B(g)+D(g)在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为零,反应物A的浓度随反应时间的变化情况如下表:实验编号(时间)温度浓度01020304050601.8001.00.800.670.570.500.500.502.800C20.600.500.500.500.500.503.800C30.920.750.630.600.600.604.8001.00.400.250.200.200.200.20根据上述数据,完成下列填空,在(1)中,反应在10-20min内平均速率为____mol/(L·min)在(2)中,A的起始浓度C2=____mol/L在(3)的反应速率为V3,(1)的反应速率为V1,则V3_______V1且C3____1.0mol/L(填>、=、<)比较(4)和(1),可推测该反应是______反应,理由是_______第三节化学平衡(四)一、教学目的1.知识与技能:理解化学平衡常数的概念,掌握有关化学平衡常数的简单计算2.过程与方法:能用化学平衡常数、转化率判断化学反应进行的程度3.情感态度价值观:培养学生的逻辑思维能力和科学态度;培养学生理论联系实际能力二、教学重点:理解化学平衡常数的概念及化学平衡常数的简单计算三、教学难点:理解化学平衡常数与反应进行方向和限度的内在联系四.教学过程[复习提问]什么叫化学平衡?化学平衡的特征有哪些?化学平衡是是指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量(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)反应物和所有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。[引入]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,这就是今天咱们学习和讨论的主题——化学平衡常数。[板书]三、化学平衡常数[探究活动]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,最后可以得到什么结论?[投影]在457.6℃时,反应体系中各物质浓度的有关数据如下:起始时各物质的浓度(mol·L—1)平衡时各物质的浓度(mol·L—1)H2(10—2)I2(10—3)HI(10—2)H2I2HI1.1976.94405.617×10—35.936×10—41.270×10—248.381.2289.96403.841×10—31.524×10—41.687×10—248.611.2018.40304.580×10—39.733×10—41.486×10—249.54001.5201.696×10—31.696×10—41.181×10—248.48001.2871.433×10—31.433×10—41.000×10—248.71003.7774.213×10—34.231×10—42.934×10—248.81化学平衡常数平均值48.74[讲述]分析上表的数据,可么得出以下结论:在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数),用符号K表示。例如,=K[板书]一定温度下:[讲述]在一定温度下,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,又无论反应物起始浓度为多少,最后都能达到化学平衡。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:在一定温度下,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。[投影]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[板书]结论:达到平衡时=1.0(常数)[问题]刚才得出的平衡常数K是由一个特殊的反应引出的,其,但如果对于任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?[讲述]平衡常数实际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.表达式对于任意反应mA+nBpC+qDK=[讲述]在应用平衡常数表达式时,稀溶液中的水分子浓度可不写。因为稀溶液的密度接近于1g/mL。水的物质的量浓度55.6mol/L。在化学变化过程中,水量的改变对水的浓度变化影响极小,所以水的浓度是一个常数,此常数可归并到平衡常数中去。对于非水溶液中的反应,溶剂的浓度同样是常数。[讲述]当反应中有固体物质参加时,分子间的碰撞只能在固体表面进行,固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响。因此,固体的“浓度”作为常数,在平衡表达式中,就不写固体的浓度。[板书]3、书写平衡常数表达式时,要注意:(1)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时,其浓度可以看做“1”而不代入公式。[讲述]化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应,由于书写方式不同,各反应物、生成物的化学计量数不同,平衡常数不同。但是这些平衡常数可以相互换算。例如:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1,1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2,NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为K3;写出K1和K2的关系式:K1=K22。[板书](2)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关[问题]化学平衡常数实际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?[讲述]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]4.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? [板书]某指定反应物的转化率=×100%[课堂练习]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)[分析]在写表达式时注意③、④中固体物质的浓度为1,不写出。【例1】在某温度下,将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(H2)=0.0080mol/L。 (1)求该反应的平衡常数。 (2)在上述温度下,该容器中若通入H2和I2蒸气各0.20mol,试求达到化学平衡状态时各物质的浓度。【解】(1)依题平衡时c(H2)=0.0080mol/L,消耗c(H2)=0.0020mol/L,生成c(HI)=0.0040mol/L H2+I2 2HI起始时各物质浓度/mol·L—1 0.010 0.010 0平衡时各物质浓度/mol·L—1 0.0080 0.0080 0.0040 答:平衡常数为0.25。(2)依题意可知,c(H2)=0.020mol/L, c(I2)=0.020mol/L设H2的消耗浓度为x。则: H2+I2 2HI平衡时各物质浓度/mol·L—1 0.020-x0.020-x2x因为K不随浓度发生变化,解得x=0.0040mol/L平衡时c(H2)=c(I2)=0.016mol/L c(HI)=0.0080mol/L答:c(H2)=c(I2)=0.016mol/L,c(HI)=0.0080mol/L。【例2】在密闭容器中,将2.0molCO与10molH2O混合加热到800℃CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) K=1.0求CO转化为CO2的转化率。【解】设x为达到平衡时CO转化为CO2的物质的量,V为容器容积。 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 起始浓度 平衡浓度 CO转化为CO2的转化率为: 答:CO转化为CO2的转化率为83%。[讲述]根据上述两道例题,小结一下化学平衡常数的应用。[板书]5、化学平衡常数的应用(1)平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。K值越大,表示反应进行得越完全,反应物转化率越大;K值越小,表示反应进行得越不完全,反应物转化率越小。[讲述]一般地说,K>105时,该反应进行得就基本基本完全。[板书](2)判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行:对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定的温度下的任意时刻,反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系:Qc=Cp(C)·Cq(D)/Cm(A)·Cn(B),叫该反应的浓度商。Qc<K,V正>V逆,反应向正反应方向进行Qc=K,V正==V逆,反应处于平衡状态Qc>K,V正<V逆,反应向逆反应方向进行[讲述]增大平衡体系中反应物的浓度或减小生成物的浓度,浓度积小于平衡常数,平衡向正反应方向移动。[板书](3)利用K可判断反应的热效应若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应(填“吸热”或“放热”)。若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应(填“吸热”或“放热”)。[总结]谈到化学平衡常数必须指明温度,反应必须达到平衡状态,表达式中各物质的浓度必须是平衡状态下的值,不能用任一时刻的浓度值。化学平衡常数表示反应进行的程度,不表示反应的快慢,即化学反应速率快,K值不一定大。使用催化剂能改变化学平衡的速率,但不会使平衡移动,因此不会改变平衡常数。[布置作业]《名师一号》第三节[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,仍控制温度为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足以下关系:=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)若升高温度到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xmolH2,则:①当x=5.0时,上述平衡向(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是。(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。第三节化学平衡(五)化学平衡的有关计算一、教学目的1.知识与技能:掌握平衡计算的基本方法2.过程与方法:培养学生分析、归纳、综合计算能力3.情感态度价值观:培养学生严谨的学习态度和思维习惯二、教学重点:平衡问题的处理主要是定性法、半定量法三、教学难点:极端假设、等效假设、过程假设四.教学过程[讲述]有关化学平衡的计算,有浓度(起始浓度、转化浓度、平衡浓度)、转化率、产率、平衡时各组分的含量以及气体的平均相对分子质量,气体体积、密度、压强、物质的量等。其常用的关系有:[板书]1、物质浓度的变化关系[投影]反应物:平衡浓度==起始浓度—转化浓度生成物:平衡浓度==起始浓度+转化浓度各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的化学计量数之比。[板书]2、反应物的转化率转化率==3、产品的产率产率==4、计算模式:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)起始量mn00变化量axbxcxdx平衡量m-axn-bxcxdx[讲述]在这里我们要注意的是,各量的单位必须统一,转化量与计量数成比例时,转化量可以物质的量,物质的量浓度或速率,但不能是质量[投影]例1、在一定条件下,某密闭容器中发生了如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q,反应达到平衡后,SO2、O2、SO3的物质的量之比为3:2:5,保持其他条件不变,升温达到新的平衡时,SO2和O2的物质的量分别是1.4mol和0.9mol,此时容器内SO3的物质的量为______[讲]由题意可知,温度升高,平衡向逆反应方向移动解:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q,起始量3x2x5x变化量2yy2y平衡量3x+2y2x+y5x-2y则:3x+2y==1.42x+y==0.9X=0.4y=0.1n(SO3)=5x-2y==1.8mol[投影]例2、恒温下,将AmolN2与BmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(1)若反应进行到某时刻T时,氮气的物质的量为13mol,氨气的物质的量为6mol则A==____(2)反应达到平衡时,混合气体体积为716.8L,(标准状况下),其中NH3的含量(体积分数)25%,计算氨气的物质的量(3)原混合气体与平衡时混合气体的总物质的量之比为______(4)原混合气体中,A:B==_____(5)达到平衡时,N2和H2的转化率之比_____(6)平衡混合气体中,n(N2):n(H2):n(NH3)==_______解:(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始量AB0变化量平衡值136A=16mol(2)n=716.8/22.4=32moln(NH3)=32*25%=8mol(3)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始量AB0变化量X3X2X平衡值A-3XB-3X2X==8X==4A-3X+B-3X+2X==32A(4)B=24A:B==2:3(5)α(N2)==x/Aα(H2)==3x/Bα(N2):α(H2)==1:2(6)(a-x):(b-3x):2x==12:12:8==3:2:2[课堂练习]1、某温度下,密闭容器内发生如下反应:2M(g)+N(g)2E(g)。若开始时只充入2molE(g),达到平衡时,混合气体压强比起始时增大了20%,若开始时,只充入2molM和1molN的混合气体,则达到平衡时M的转化率为________2、在一个真空固定体积的密闭容器内,充入10molN2和30molH2,发生合成氨反应:N2+3H22NH3,在一定温度下达到平衡,H2的转化率为25%。若在同一容器中充入NH3,欲达到平衡时的各成份的百分含量与上述平衡时相同,则起始时充入的NH3的物质的量和达到平衡时NH3的转化率是()A、15mol25%B、20mol50%C、20mol75%D、40mol80%[板书]5、平均相对分子质量的变化规律[投影]以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)气体平均摩尔质量M==平衡前后,m不变,则:若m+n==p+q则M不变若m+n>p+q,平衡正向移动,则n减小,M增大若m+n<p+q,平衡正向移动,则n增大,M减小[讲述]我们要注意的是,有固体、液体参加的反应,平衡前后总质量和总物质的量都发生变化,则M有可能增大也有可能减小。[板书]6、气体密度的变化规律[投影]以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)若恒容条件,则密度不变若恒压条件,则体积增大,密度减小[讲述]我们要注意的是,当混合气体在平衡移动前后总质量发生变化,且恒容时,密度与m总成正比。若m总变化,且恒压时,P与M成正比。[小结]解化学平衡计算的重要思维方法是极值法、差量法、守恒法。对于可逆反应,可利用不归零原则,一般可用极限分析法推断:即假设反应不可逆,则最多生成产物多少,有无反应物剩余,余多少。极值点不可达到的,可以用来确定范围。也称之为一边倒原则[小结]1、平均相对分子质量的变化规律:可逆反应3A(g)3B(?)+C(?),△H>0,随着温度的升高,气体平均相对分子质量有变小的趋势,则下列判断中正确的是()A、B和C可能都是固体B、B和C一定是气体C、若C为固体,则B一定是气体D、B和C可能都是气体2、极限法在一定条件下,将1mol的CO和水蒸气通入容器中发生下述反应:CO+H2OCO2+H2,达到平衡后,测得CO2为0.6mol,再通入4mol水蒸气,又达到平衡后,CO2的物质的量为()A等于0.6molB等于1molC大于0.6mol小于1molD大于1mol3、假设法(过渡态方法)一定量混合气体在密闭容器中发生如下反应:xA(g)+yB(g)zC(g).该反应达到平衡后,测得A气体的浓度为0.5mol/L。在恒温下将密闭容器扩大到原来的2倍,再次达到平衡后,测得A的浓度为0.3mol/L,则下列叙述正确的是()A、平衡向正反应方向移动B、x+y>zC、C的体积分数降低D、B的转化率提高4、守恒法温度一定,在一个密闭容器内,发生合成氨反应:N2+3H22NH3。若充入1molN2和3molH2,反应达到平衡时NH3的体积百分含量为W%。若改变开始时投入原料的量,加入amolN2,bmolH2,cmolNH3,反应达到平衡时,NH3的体积百分含量仍为W%,则:若温度、容器体积恒定a=b=0,c=若温度、压强恒定a=b=0,c 若温度、容器体积恒定a=0.75,b=,c=若温度、压强恒定a=0.75,b,c若温度、压强恒定,则a、b、c之间必须满足的关系是5、一边倒原则:ABCDH2613.55N22011.5NH30421温度、催化剂不变,向某一固定体积的密闭容器内按下列各组物质的量加入H2、N2、NH3,反应达平衡时;氨气浓度最大的一组是[][布置作业]:第三节补充练习卷第三节化学平衡(六)化学平衡中的图象问题一、教学目的1.知识与技能:加深对反应速率、平衡移动的理解2.过程与方法:培养学生解决实际问题的能力3.情感态度价值观:培养学生严谨的学习态度和思维习惯二、教学重点:速率—时间图三、教学难点:图像特点的分析和规律四.教学过程[板书]化学平衡中的图象问题一、速率—时间图[讲述]此类图像定性提示了V正、V逆随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律,体现了平衡的基本特征,以及平衡移动的方向。[讲述]:I已知引起平衡移动的因素,判断反应是吸热或放热,反应前后气体体积的变化。II已知反应,判断引起平衡移动的因素。[投影]例1、对达到平衡状态的可逆反应X+YZ+W。在其他条件不变的情况下,增大压强,速率变化如图所示,则图象中关于X、Y、Z、W四种物质的聚集状态为(A)V正V正V逆V’逆V’正B、Z、W中有一种是气体,X、Y皆非气体C、X、Y、Z、W皆非气体D、X、Y均为气体,Z、W中有一种有气体[分析]由图可知,左、右两侧都为气体且右侧气体多。[投影]例2、下图是可逆反应A+2B2C+3D的化学反应速率和化学平衡,随外界条件改变而变化的情况。由图可推断⑴正反应是反应,(填放热或吸热)⑵若A、B是气体,则C的状态是,D的状态是。答案:放热;气体;固体或纯液体[板书]二、浓度—时间图[讲]此类图像能说明各平衡体系(或某一成分)在反应过程中的变化情况,此类图像要注意各物质曲线的转折点,即达到平衡的时刻。[板书]1、C---t图[投影]例3、某温度下,在体积为5L的容器中,A、B、C三种物质物质的量随着时间变化的关系如图所示,则该反应的化学方程式为_________A的转化率为_____答案:2AD3B+C,50%D[投影]例4、将5molO2在高温下放电,经过时间t后建立了3O22O3的平衡体系,已知O2的转化率为20%,下列浓度(C)变化曲线正确的是(C)[课堂练习]1、今有反应x(g)+y(g)2z(g)+热量,若反应开始经t1秒后达到平衡,又经t2秒后由于反应条件的改变使平衡破坏到t3时又过平衡(如上所示),试分析,从t2到t3曲线变化的原因是(D)A.增大了x或y的浓度B.使用了催化剂C.增加了反应体系的压强 D.升高了反应的温度[板书]2、含量—时间图[讲]这里的含量是指质量分析,体积分数、转化率[投影]例5、已知反应:3A(g)+B(g)C(s)+4D(g)+Q下图中a、b表示一定条件下,D的体积分数随时间t的变化情况,若要使曲线b变为曲线a,可采取的措施是(CD)A、增大B的浓度B、升高反应温度C、缩小反应容器的体积D、加入催化剂分析:催化剂只改变速率,不影响平衡移动[课堂练习]2、已知某可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+Q在密闭容器中进行反应,测得在不同时间t、温度T和压强P与反应物B在混合气中的百分含量B%的关系曲线如图所示.

A.T1<T2,P1>P2,m+n>P,Q<0B.T1>T2,P2>P1,m+n<P,Q<0

C.T2>T1,P2>P1,m+n<P,Q<0D.T1>T2,P2>P1,m+n>P,Q>0[板书]三、恒压—恒温曲线[讲]该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度或反应物的转化率、横坐标为温度或压强。[投影]例6、图中表示外界条件(t、p)的变化对下列反应的影响:L(固)+G(气)2R(气)-Q,y轴表示的是(B)A平衡时,混合气中R的百分含量B平衡时,混合气中G的百分含量CG的转化率DL的转化率[课堂练习]3、某可逆反应L(s)+G(g)3R(g)-Q,本图表示外界条件温度、压强的变化上述反应的影响。试判断图中y轴可以表示(C)(A)平衡混合气中R的质量分数(B)达到平衡时G的转化率(C)平衡混合气中G的质量分数(D)达到平衡时L的转化率4、在可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+Q中m、n、p为系数,且m+n>pQ>0。分析下列各图,在平衡体系中A的质量分数与温度toC、压强P关系正确的是(B)[板书]四、速率—温度、压强图[投影]例7、下列各图是温度或压强对反应2A(s)+2B(g)2C(g)+D(g)(正反应为吸热反应)的正逆反应速率的影响,其中正确的图象是(AD)[投影小结]图像题解题方法1、图像识别:(1)坐标含义:坐标代表的物理量及单位;是反应物还是生成物;原点是否为零(2)曲线的三点一走向:三点---起点、转折点(特殊点)、终点走向---变化趋势2、解题方法与思路(1)一看图像一看面:即X、Y代表的量二看线:即线的斜率大小,增减性三看点:即起点、终点、转折点、交叉点四看:是否需要辅助线(等压等温图)五看量(2)二想规律:勒夏特列原理(3)三作判断3、解题技巧:(1)先拐先平,数值大:先出现拐点先平衡,对应的温度、压强值都增大。(2)定一议二:确定横作标不变,讨论纵坐标与曲线的关系[小结]1、甲图中C%表示反应物的百分含量,t表示反应时间,乙图中v表示反应速率,p表示压强,T1、T2表示不同的温度,下列反应中符合此图的是()4、可逆反应mA(固)+nB(气)eC(气)+fD(气),反应过程中,当其它条件不变时,C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(P)的关系如下图:下列叙述正确的是()。(A)达平衡后,加入催化剂则C%增大(B)达平衡后,若升温,平衡左移(C)化学方程式中n>e+f(D)达平衡后,增加A的量有利于平衡向右移动[布置作业]:第三节补充化学平衡中的图象问题练习卷第四节化学反应进行的方向一、教学目的1.知识与技能:(1)通过学生日常生活中所见所闻以及常见的化学反应,让学算不了解放热反应的自发性和某些吸热过程的自发性(2)通过“有序”和“无序”的对比,引出熵的概念(3)通过日常生活中的见闻引导学生,使学生明确根据反应的焓变和熵变的大小,只能判断反应自发进行的可能性,不能决定反应是否一定发生或反应速率的大小。2.过程与方法:通过学生已有知识及日常生活中的见闻,使学生构建化学反应方向的判据。学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加式,构建新知识3.情感态度价值观:通过日常生活中的焓变和熵变的具体实例,让学生明确化学与日常生活是息息相关的。二、教学重点:熵判据三、教学难点:焓减与熵增与化学反应方向的关系四.教学过程[情景创设]汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳,它们是现代城市中的大气污染物,为了减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g),你能否判断这一方案是否可行?理论依据是什么?[引入]上述问题是化学反应的方向的问题。反应进行的方向、快慢和限度是化学反应原理的三个重要组成部分。通过前三节的学习和讨论,我们已经初步解决了后两个问题,即反应的快慢和限度问题,这节课我们来讨论反应的方向的问题。[板书]第四节化学反应进行的方向[讲]在我们讨论问题之前,先来说两个概念,自发过程和自发反应[板书]一、自发过程和自发反应1、自发过程:在一定条件下,不需要外力作用就能自动进行的过程。2、自发反应:在给定条件下,能自发地进行到显著程度的反应3、非自发反应:不能自发地进行,必须借助某种外力才能进行的反应。[问题]根据生活经验,举例说说我们见过的自发过程。[讲述]生活中的自发过程很多,如:水由高处往低处流,自由落体,电流由电位高的地方向电位低的地方流,铁器暴露于潮湿的空气中会生锈,室温下冰块会融化,……这些都是自发过程。自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向下流动的水可推动机器,甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功,锌与CuSO4溶液的反应可被设计成原电池。一般地,如果一个过程是自发的,则其逆过程是非自发的。非自发的过程要想发生,则必须对它做功,如利用水泵可将水从低处流向高处,通电可将水分解生成氢气和氧气。[过渡]科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于“最低”和由“有序”变为“无序”的自然现象,提出了互相关联的焓判据和熵判据,为反应方向的判断提供了必要的依据。[板书]二、反应方向的焓判据。[思考与交流]19世纪的化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热:放热反应可以自发进

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