高中化学 第三节化学平衡学案 新人教版选修4

用心 爱心 专心1 第三节第三节 化学平衡学案化学平衡学案 学习目标 学习目标 理解化学反应的可逆性 掌握化学平衡的涵义 理解化学平衡和化学反应速率之间的内在联系 理解勒夏特列原理的涵义 掌握浓度 压强 温度等条件对化学反应速率的影响 掌握化学平衡常数的含义及其简单计算 掌握化学平衡的有关计算 如平衡浓度转化率 反应前后气体压强变化 平衡混合气 体的平均相对分子质量等 学习重点 学习重点 化学平衡的特征 浓度 压强和温度对化学平衡的影响 学习难点 学习难点 化学平衡的建立 平衡移动原理的应用 学习过程 学习过程 一 可逆反应与不可逆反应 结合初中你学过的溶解平衡问题 说一说日常生活中你遇到的平衡现象 通过对以上平衡现象待分析 你能否为可逆反应下一定义 可逆反应 练习 在一密闭容器中通入 2molSO2和 1mol18O2 加入 V2O5并加热 若隔一段时间后做 同位素示踪检测 18O 原子 在哪些物质中存在18O 原子 经过足够长的时间 最终能否得 到 2mol SO 二 化学平衡状态 讨论 1 可逆反应 CO H2O g CO2 H2 在 1L 密闭容器中进行 已知起始时 CO 和 H2O g 的物质的量均为 0 05mol 请你画出反应物浓度和生成物浓度随时间变化 的图形 c t 图 及反应速率 v 正 v 逆 随时间变化的图形 v t 图 并总结规律 用心 爱心 专心2 由以上分析 总结什么是化学平衡状态 化学平衡状态是指 化学平衡状态研究的对象是 讨论 2 当一个可逆反应达到平衡时 各物质的浓度保持不变 这时反应是否停止了 强调 正 逆 平衡是动态的 而不是静止的 为什么达到平衡状态时反应混合物中各物质的浓度保持不变 强调动和静以及现 象与本质的关系 3 化学平衡状态是不是永恒不变的 强调化学平衡是有条件的 暂时的 相对的平衡 强调内因和外因的关系 练习 在一定条件下 密闭容器中进行如下的可逆反应 N2 3H22NH3请判断下 列情况是否说明该反应已经达到化学平衡状态 1 反应物浓度等于生成物浓度 2 容器中 N2 H2 NH3的浓度之比为 1 3 2 3 单位时间内生成 nmolN2同时生成 3nmolH2 4 反应物混合体系的压强不随时间段的变化而变化 5 H2的生成速率等于 NH3的生成速率 6 容器内混合其体的密度不再变化 探究 外界条件对化学平衡的影响探究 外界条件对化学平衡的影响 1 浓度对化学平衡的影响 仔细观察教材 实验 2 5 和 实验 2 6 可以得出什么结论 结论 增大反应物浓度 正反应速率 平衡向 移动 增大生成物浓度 逆反应速率 平衡向 移动 用心 爱心 专心3 减小反应物浓度 正反应速率 平衡向 移动 减小生成物浓度 逆反应速率 平衡向 移动 讨论 在 v t 图中表示出增加 FeCl3和增加 NaOH 溶液后 正 逆反应速率的变化情况 练习 画出以下几种情况的速率 时间图 减小生成物浓度 减小反应物浓度 增大生成物浓度 增大反应物浓度 分组讨论 以上平衡移动的 v t 图有何特点 讨论后每组选出一个代表回答 a 改变反应物浓度 只能使正反应速率瞬间增大或减小 改变生成物浓度 只能使逆反 应速率瞬间增大或减小 b 只要正反应速率在上面 逆反应速率在下面 即 v 正 v 逆化学平衡一定向正反应方向 移动 反之向逆反应方向移动 c 只要是增大浓度 不论增大的是反应物浓度 还是生成物浓度 新平衡状态下的反应 速率一定大于原平衡状态 减小浓度 新平衡条件下的速率一定小于原平衡状态 练习 可逆反应 C s H2O g CO g H2 g 在一定条件下达到平衡状态 改变下列条 件 能否引起平衡的移动 CO 浓度有何变化 增大水蒸气浓度 加入更多的碳 增加氢气浓度 2 压强对化学平衡的影响 下表是 450 时 N2和 H2反应生成 NH3 N2 3 H22 NH3 的实验数据 压强 MpNH3 2 09 216 435 553 669 4 用心 爱心 专心4 分析上述数据 你可以得出什么结论 在其他条件不变的情况下 增大压强 平衡向 移动 减小压强 平衡向 移动 讨论 1 对于 H2 g I2 g 2HI 反应 若改变压强 平衡有何变化 为什么 2 对于平衡混合物都是固体或液体的反应 改变压强 平衡怎样移动 练习 下列反应达到化学平衡时 增大压强 平衡是否移动 向哪个方向移动 2NO g O2 g 2NO2 g H2O g CO g CO2 g H2 g H2O g C s CO g H2 g CaCO3 s CaO s CO2 g H2S g H2 g S s 3 温度对化学平衡的影响 观察 实验 2 7 NO2为 色气体 N2O4为 色气体 对于反应 2 NO2 g N2O4 g H 56 9KJ mol 升高温度 混合气体的颜色 降低温度 混合气体颜色 升高温度 化学平衡向 方向移动 降低温度 化学平衡向 方向移动 练习 对于可逆反应 2SO2 O22SO3 正反应为放热反应 升高温度产生的影响是 A v 正 增大 v 逆 减小 B v 正 v 逆 不同程度增大 C v 正 减小 v 逆 增大 D v 正 v 逆 同 等程度增大 4 催化剂对平衡无影响 讨论 催化剂对化学平衡有没有影响 工业生产往往采用催化剂 其目的是什么 根据以上外界条件对化学平衡的影响可发现什么规律 勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的条件之一 如温度 压强以及参加反应的化学物 用心 爱心 专心5 质的浓度 平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动 三 化学平衡常数 阅读教材 28 29 页 分析 29 页表可以发现什么规律 化学平衡常数是指 对于一般的可逆反应 mA g nB g pC g qD g K K 值越大 说明平衡体系中 越大 它向正反应进行的 越大 即该 反应进行的越完全 越大 讨论 K 受什么因素影响 阅读教材例 1 例 2 完成练习 练习 高炉炼铁中发生的基本反应之一如下 FeO s CO g Fe s CO2 g 正反应 为吸热反应 其平衡常数可表示为 K c CO2 c CO 已知 1100 时 K 0 263 1 温度升高 化学平衡移动后达到新的平衡 高炉内 CO2和 CO 的体积比值 平衡常数 K 值 均填增大 减小或不变 2 1100 时测得高炉中 c CO2 0 025mol L c CO 0 1mol L 在这种情况下 该反应是 否处于化学平衡状态 填是或否 此时化学反应速率是 v 正 v 逆 其原 因是 此时 c CO2 c CO v 逆 当堂达标 1 对可逆反应 4NH3 g 5O2 g 4NO g 6H2O g 下列叙述正确的是 A 达到化学平衡时 4 正 O2 5 逆 NO B 若单位时间内生成x mol NO 的同时 消耗x mol NH3 则反应达到平衡状态 C 达到化学平衡时 若增加容器体积 则正反应速率减少 逆反应速率增大 D 化学反应速率关系是 2 正 NH3 3 正 H2O 2 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 能判断该反应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 正 H2 逆 H2O D c CO2 c CO 用心 爱心 专心6 3 反应 2A g B g 2C g H 0 下列的反应条件有利于生成 C 的是 A 低温 低压 B 低温 高压 C 高温 高压 D 高温 低压 4 已知反应 mX g nY g qZ g 的 H 0 m n q 在恒容密闭容器中反应达到平衡 时 下列说法正确的是 A 通入稀有气体使压强增大 平衡将正向移动 B X 的正反应速率是 Y 的逆反应速率的 m n 倍 C 降低温度 混合气体的平均相对分子质量变小 D 增加 X 的物质的量 Y 的转化率降低 5 某温度下 体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应 X g Y g Z g W s H 0 下列叙述正确的是 A 加入少量 W 逆反应速率增大 B 当容器中气体压强不变时 反应达到平衡 C 升高温度 平衡逆向移动 D 平衡后加入 X 上述反应的 H 增大 6 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 70080083010001200 K0 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 时的温度为 用心 爱心 专心7 答答 案案 1 AD 2 C 3 C 4 B 5 B 6 1 K c CO c H2O c CO2 c H2 2 吸热 3 b c 4 830 1 根据化学平衡常数的表达式书写要求 即可写出 K 的表达式 2 从表中可知 K 的值随着温度的升高而逐渐增大 说明正