《化学反应的速率和限度》教案

化学反应的速率和限度教案 第三节化学反应的速率和限度第第2课时教学目标 1、认识可逆反应、化学反应限度的涵义，初步学会根据反应速率判断化学反应所能达到的限度，初步了解影响化学反应限度的因素。 2、通过对“提高煤的燃烧效率”的讨论，认识控制外界反应条件对化学反应的重要作用。 重点难点化学反应限度的涵义和影响因素。 反应条件对化学反应限度的影响。 教学过程创设问题情境通过前面的学习，我们知道化学反应中，反应物之间是按照方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢？在化学的发展史上，曾有一件与反应转化有关的事引起了化学家们极大的兴趣。 下面，请大家阅读课本50页得科学史话炼铁高炉尾气之谜，并思考为什么好多化学反应不能按化学方程式的计量关系完全进行？交流讨论小组代表发言教师归纳因为这些反应在进行时都具有可逆性，即正向反应（反应物生成物）和逆向反应（生成物反应物）都在同时进行，即这些反应都是可逆反应。 思考讨论什么是可逆反应？板书1.可逆反应在同一条件下,既向正反应方向进行,同时又向逆反应方向进行的反应。 交流讨论请大家回忆你们以前学过的反应哪些是可逆反应呢？思考讨论下面请大家讨论课本51页的思考与交流,判断下列反应是否为可逆反应？教师分析不是，因为他们都不是在同一条件下同时进行的。 投影可逆反应的条件同一条件下（温度，压强）;正逆反应同时进行。 质疑下面我们来具体分析这个可逆反应板书N2+3H22NH3刚开始的时候，往容器中加入一定量的氮气和氢气，而此时氨气的量为零，随着反应的不断进行，氮气和氢气不断的转化为氨气，而此时氨气也会发生逆反应，不断地生成氮气和氢气，这样一直循环反应，那么这个反应什么时候终止，还是会一直反应下去？叫学生回答教师分析随着反应的不断进行，反应物的浓度不断的减小，而生成物的浓度不断地增加，致使反应物转化成生成物的速率不断的减小，而生成物转化为反应物的速率不断的增加，最终会在某一时刻，使反应物转化成生成物的速率和生成物转化成反应物的速率达到相等，我们就将此时反应物和生成物所形成的状态称为化学平衡状态。 板书、投影2.化学平衡状态在一定的条件下，正反应速率和逆反应速率达到相等的状态。 （图）提问下面大家思考，当达到化学平衡状态时，反应是否处于静止状态？投影化学反应达到平衡状态时，反应并没有静止，而是处于动态平衡。 举例往一个底部有个小孔的容器中放水，刚开始时加大进水的速度，使容器内有一定量的水，然后慢慢调节进水速度，使进水速度和流出水的速度相等，这样，容器内水的总量保持不变，但水还是处于流动状态，并没有静止。 质疑那么，在平常的学习当中，我们如何判断一个化学反应处于平衡状态，化学反应处于平衡状态时都有哪些特征？（从速率、物质的浓度两方面来分析）学生讨论小组讨论并发言教师分析通过刚才的学习我们已经断定化学反应达到平衡状态时正反应速率和逆反应速率都相等而且不为零，即正逆反应速率相等是化学平衡状态的一大特征，但是平衡状态下各组分的浓度是否也保持不变？原因很简单上一节课我们学习反应速率时讲过，某物质的反应速率等于该物质浓度的变化量除以时间的变化量，现在，当反应速率保持恒定时，在相同的时间内各组分的浓度也一定保持恒定，下面我们通过一道例题来看化学平衡的特征在体积为2L的密闭容器中加入2mol的N2和1mol的H2发生如下反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应2分钟后，测得NH3的物质的量为0.2mol，则下列叙述能说明该反应已经达到化学平衡状态的是A相同时间内消耗n molN2的同时消耗3n mol的H2B相同时间内消耗n molN2的同时产生2n mol的NH3C:相同时间内消耗n molN2的同时消耗2n mol的NH3D:相同时间内消耗3n molH2的同时消耗2n mol的NH3如果此时反应达到平衡，求N2的转化率板书讲解N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应开始时2mol1mol0平衡时正消耗n mol3n mol生成2n mol平衡时逆反应n mol3n mol生成2n mol（逆反应消耗）此时，用NH3浓度变化表示的正反应速率V（NH3）正=2nmol/2L/2min=0.5mol/(L.min),又因为V正=V逆，所以用NH3浓度变化表示的逆反应速率V（NH3）逆=2nmol/2L/2min=0.5mol/(L.min)，也就是说，在达到化学平衡后，正反应在产生2n molNH3的同时，逆反应也必须消耗掉同样物质的量得NH3，以保持其浓度不变。 因此，选项C，消耗n molN2一定产生2n mol的NH3，而同时逆反应消耗掉了2n mol的NH3，NH3的浓度保持不变，说明达到了化学平衡。 同理，选项D，消耗3n molH2一定产生2n mol的NH3，而同时逆反应消耗掉了2n mol的NH3，NH3的浓度保持不变，说明达到了化学平衡。 但是，选项A和B，不论反应是否达到了平衡，消耗n molN2的同时一定消耗3n mol的H2，但是逆反应不一定消耗2n mol的NH3，同理，消耗n molN2的同时一定产生2n mol的NH3，但是逆反应不一定消耗2n mol的NH3，所以选项A、B均不对。 因此，我们将化学平衡状态的特征总结为以下几点投影 2、化学平衡状态的特征 (1)等v(正)=v(逆) (2)动动态平衡（v(正)=v(逆)0） (3)定反应混合物中各组分的浓度保持衡定，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。 教师讲解我们再来看一下第4条，当反应的条件（浓度、温度、压强等外界条件）改变后，正、逆反应的速率就不能再保持相等，反应原有的限度发生了改变。 此时，原有的平衡就被破坏，在新的条件下，反应继续发生，直到达到新的平衡。 因此，浓度、温度、压强等外界条件的改变都可能改变反应原有的化学限度。 在工业生产中我们可以充分利用这一规律，选择和控制反应的条件，使化学反应能更好地符合人们的预期效果。 问题解决下面请同学们思考科学实话中的问题 (1)为什么增加高炉的高度不能减少CO的浓度？ (2)你认为可以从哪些方面考虑减少CO的浓度？投影讲解因为炼铁高炉内铁矿石与CO的反应是一个可逆反应，而且在高炉内已经达到了化学平衡状态，因此CO的浓度会保持不变。 而要想改变CO的浓度，不能靠增加高炉的高度，而应该改变高炉内的温度或者压强，从而使反应建立新的平衡。 问题解决改变条件不但能改变反应进行的快慢，而且改变浓度、温度、压强等条件还可能改变反应进行的程度，试分析采取哪些措施可以提高燃料的燃烧效率？投影讲解1.尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的装化率。 关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分的接触，且空气要适当过量。 2