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文档简介

1、课题:第一节 化学反应速率知识目标 了解化学反应速率的含义 理解化学反应速率的表达式及其简单计算 了解化学反应速率的测量方法能力目标通过学习化学反应速率的测量方法,培养设计实验的能力重 点理解化学反应速率的表达式及其简单计算难 点理解化学反应速率的表达式及其简单计算教学过程教学步骤、内容师生活动一、 化学反应速率.1、定义:对于化学反应,当体系为气态或溶液时,用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示。数学表达式为:V = C/ t = n/Vt单位是:mol/(L·s) 或 mol/(L·min) 或 mol/(L·h)练习:2、注意点:1.平均速率,而不是瞬时

2、速率。2.无论用反应物生成物表示,一般都取正值,通过文字说明方向。3.对于给定反应 aA + bB = cC + dD来说有: VA :VB :VC :VD = CA :CB :CC :CD = nA :nB :nC :nD= a :b :c :d6.用化学反应速率来比较反应进行得快慢,应选择同一物质来比较。7、固体和纯液体3、化学反应速率的计算(1)由公式计算(2)由化学计量数(3)三行式计算二、化学反应速率的测定教学反思:第二节 影响化学反应速率的因素知识目标(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)使学生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

3、、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。能力目标(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度与压强、温度或浓度等的图像,提高识图析图能力,培养从图像中挖掘化学信息的能力。重 点外界条件对化学速率的影响,用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。难 点压强对化学速率的影响,用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。教学过程教学步骤、内容师生活动一、有效碰撞理论1、有效碰撞:引起分子间的化学反应的碰撞。分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件,有效碰撞是发生化学反应的充分条件,某一化学反应的速率大小与单位时间内有效碰撞的次数有关2、活

4、化分子:具有较高能量,能够发生有效碰撞的分子。发生有效碰撞的分子一定是活化分子,但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。3、活化能活化分子与反应物分子平均能量之差,如图(1)与反应速率的关系活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关,活化能的大小是由反应物分子的性质决定,(内因)活化能越小则一般分子成为活化分子越容易,则活化分子越多,则单位时间内有效碰撞越多,则反应速率越快。如溶液中的离子反应,活化能接近于0,而溶洞的形成、矿物的形成活化能很高。(2)对反应热H无影响问:影响化学反应速率的因素有哪些?举例说明。 导入有些反应速率很快,如盐酸与氢

5、氧化钠的中和反应,而有些反应速率很慢,如石油的形成。可见,不同物质化学反应速率相差很大,决定化学反应速率的因素是反应物本身的性质。板书二、决定化学反应速率的因素:反应物本身的性质三、外界条件对化学反应速率的影响:(一)浓度对化学反应速率的影响演示课本20页实验2-2草酸与酸性高锰酸钾的反应原理:【板书】1、当其它条件不变时,增加反应物的浓度,可以增大反应的速率。【实验解释】从有效碰撞理论解释,为什么增大反应物的浓度会影响反应速率呢? 2、当增加反应物的浓度时,单位体积内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。 3、对于可逆反应aA+bBcC + dD来说,正反应的速率只取决于

6、A、B两种物质的浓度,与C、D两种物质的浓度关系不大。而逆反应的速率只取决于C、D两种物质的浓度,与A、B两种物质的浓度关系不大。增加A或B的浓度只可以使正反应的速率增大,加入这一时刻逆反应的速率不变,达新平衡后v正v逆均比原来快。4、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。【应用】(二)压强对化学反应速率的影响【板书】1、对于有气体参加的反应来说,其他条件不变时,增大体系的压强,反应速率会加大。【解释】为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率?2.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。在分析压强对反应速率的影响时,应落实到浓度上,将压强问题

7、转化为浓度问题3.恒容时加入与反应无关的气体使压强增大,反应物和生成物的浓度都没有变化,所以化学反应速率不变。恒压时加入与反应无关气体使体积增大,反应物和生成物的浓度都减小,所以化学反应速率减小。4.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。5、有效碰撞理论:同浓度例(三)温度对化学反应速率的影响演示课本21页实验2-3原理:【板书】1、在其它条件不变的情况下,升高温度,化学反应要加快。【解释】从有效碰撞理论,为什么升高温度会使反应速率加快?2、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

8、量增高,使活化分子的百分比增大,因而单位体积内活化分子数量增多,有效碰撞频率增大,所以,反应速率加大。3、对于可逆反应来说,升高体系的温度,反应物和生成物中的活化分子数都增加,所以,正反应的速率和逆反应的速率都增大。【应用】【科学探究】课本21页科学探究:不同温度下碘化钾与稀硫酸反应(淀粉指示颜色)的速率不同。原理:现象:注意:试剂加入顺序:(四)催化剂对化学反应速率的影响【演示】22页演示实验2-4:过氧化氢分解的对比实验【结论】1、催化剂能加快化学反应速率。【解释】为什么催化剂能加快化学反应速率?2、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

9、分子的百分比增大,因此单位体积内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。3.催化剂不改变反应的反应热。例:在加热条件下: 2Cu + O2 = 2CuO 2CuO +2 CH3CH2OH = 2Cu +2 CH3CHO + 2H2O3. 能加快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。如不作特殊说明,均指正催化剂。4. 对可逆反应而言,正催化剂使正、逆反应速率都加快,且加快的程度相同。【应用】(五)其它因素对化学反应速率的影响光、磁场、超声波、颗粒大小、溶剂性质等教学反思:课题:2-3 化学平衡(一)知识目标1、了解可逆反应和不可逆反应的概念2、描述化

10、学平衡建立的过程,建立起化学平衡的概念,理解化学平衡状态的特征能力目标从学生已有的关于饱和溶液的溶解平衡,导入化学平衡,通过对溶液节平衡的理解和迁移,让学生建立起化学平衡是个动态平衡的概念重 点可逆反应和不可逆反应 化学平衡的建立及特征难 点化学平衡的建立及特征教学过程教学步骤、内容师生活动【知识回顾】什么是可逆反应?可逆反应有什么特征?一、可逆反应1、定义: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2、表示方法:用“”表示。3、特点:参加反应的物质不能完全转化例题:阅读书26页资料了解不可逆反应 4、不可逆反应:逆反应程度很小,接近于0二、化学平衡1、化学平衡状态的建

11、立溶解平衡的建立提问:将晶形不规则的晶体放入到其饱和溶液中一段时间后,晶体会变得完整、有规则,但晶体的质量并不发生变化,这是为什么?提问 :将足够多的NaCl固体加入一定水中,分析(溶)、(析)的变化情况 (溶) (溶)(析)0(析0 t (正) (正)(逆)0(逆0 t 溶解平衡图像 化学平衡图像:从反应物达到平衡化学平衡的状态建立【讲解】以可逆反应CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)为例,若反应开始时只有CO和H2O各1moL ,此时c(CO)、c(H2O)最大,因此(正)最大,c(CO2) c(H2)0 mol/L,因此(逆)0。随着反应的进行,反应物不断减少,生成物

12、逐渐增加,(正)逐渐减小,(逆)逐渐增大,当反应进行到某一时刻,(正)(逆),此时,反应达到了其“限度”,反应体系中各物质的物质的量、浓度等都不再发生变化,但反应仍然在进行着,只是(正)(逆),我们把这样的状态叫作化学平衡状态,简称化学平衡定义: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,就叫做化学平衡状态,简称化学平衡【思考与交流】根据前面的分析,请大家思考:化学平衡研究的对象是什么?2、化学平衡的特征逆:化学平衡研究的对象是可逆反应【思考与交流】当反应达到平衡时,有什么特点?等:化学反应处于化学平衡状态时,正反应速率等于逆反应速率,但都不等

13、于零,即:(正)(逆)0【思考与交流】反应是否还在进行?为什么?动:化学平衡是动态平衡,表面“静止”【思考与交流】平衡状态下的反应体系中各成分的量是否发生变化?定:化学反应处于化学平衡状态时,反应化合物中各组分的质量或浓度保持一定【思考与交流】平衡能否一直保持不变?变:化学平衡是有条件的平衡状态,当外界条件变化,原有的化学平衡被破坏,直到建立新的化学平衡。练习教学反思:课题:化学平衡(二)知识目标1、 理解化学平衡状态的标志2、 理解化学平衡移动的原因及和v(正) v(逆)的关系3、通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响,并能用平衡移动原理加以解释。能力目标通过边讲边实验的形式引导学生认

14、真观察实验现象,启发学生充分讨论,培养学生启发思维的能力重 点化学平衡状态的标志 化学平衡移动的本质温度、浓度和压强对化学平衡的影响 平衡移动原理难 点化学平衡状态的标志 化学平衡移动的本质温度、浓度和压强对化学平衡的影响 平衡移动原理教学过程教学步骤、内容师生活动3、判断可逆反应达到化学平衡状态的方法基本依据:常见方法:以xA +yBzC为例a、速率:方向相反 同种物质表示时数值相等,不同物质表示时数值相当b、各物质的质量或浓度保持不变(1) 反应物的转化率不变(2) 产物的产率不变(3) 绝热体系中温度不变(4) 有颜色气体参与时颜色不变C、只适用于某些反应的标志:以下面三个反应填空 一定

15、平衡 不一定平衡体系气体的总质量不变体系气体的总物质的量不变恒压下体系气体的总体积不变恒容下体系气体的总压强不变体系气体的M不变恒容体系气体的密度不变【练习】【问题探究】当外界条件改变时,已经建立的化学平衡会不会发生什么变化?【讲解】我们知道,化学平衡是有条件的平衡,在一定条件下才能保持平衡状态,当平衡的条件发生改变时,原平衡就会被破坏,反应混合物里各组分的含量会随之改变,然后在新的条件下重新建立平衡,我们把这样的过程叫作化学平衡的移动三、化学平衡的移动1、定义:可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动2、化学平衡移动的本质和方向外界条件的改变使原平衡体系(正)(逆)

16、的关系被破坏,使(正)(逆),然后在新的条件下,重新建立(正)(逆)的关系,才能表明化学平衡发生了移动(正) (逆):化学平衡向正反应方向(右)移动(正) (逆):化学平衡向逆反应方向(左)移动【学与问】如果外界条件的改变使得(正)、(逆)同等程度地改变,平衡是否发生移动?【讲解】如果外界条件的改变使(正)、(逆)变化的倍数相同,那么对反应中任何一种物质而言:消耗了多少就会生成多少,因此体系中各物质的浓度不发生改变,所有此时平衡不移动 (正)(逆):化学平衡不移动【小结】课后反思:第三课时【引言】上节课我们学习了化学平衡移动方向的判断方法,那么,外界条件的改变化学平衡将向哪个方向移动呢?这节课

17、我们就来具体研究外界条件对化学平衡的影响四、外界条件对化学平衡的影响1、浓度【实验探究】演示实验25【现象】1号试管橙红色变深,2号试管黄色变深【结论】【实验探究】演示实验25编号12步骤1滴加饱和FeCl3滴加1 mol/L KSCN溶液现象溶液变得更红溶液变得更红步骤2滴加NaOH溶液滴加NaOH溶液现象红色变浅红色变浅【结论】【思考与交流】为什么改变反应物的浓度会引起化学平衡的移动?从正逆反应速率变化思考?【讲解】当增大反应物浓度时,正反应速率增大,随之生成物浓度也逐渐增大,逆反应速率也增大,但逆反应速率增大量不及正反应速率增大量,所以平衡向正反应方向(右)移动,如图。若减少生成物浓度,

18、则逆反应速率减小,随之反应物浓度降低,正反应速率也减小,但正反应速率减小的程度不及逆反应速率减小程度,所以平衡向正反应方向(右)移动,如图。反之亦然,如图增大反应物浓度 减少生成物浓度(正) '(正) '(正)='(逆) '(正)='(逆) '(逆)(逆)0 t (正) '(正)='(逆) '(正) '(正)='(逆)(逆) '(逆)0 t增大生成物浓度 减少反应物浓度(正) '(逆) '(正)='(逆) '(正)='(逆) '(正)(逆)0 t (正

19、) '(正)='(逆) '(逆) '(正)='(逆)(逆) '(正)0 t(2)速率时间图(见上,从图像分析可得以下结论)改变反应物的浓度,只能使正反应的速率瞬间增大或减小;改变生成物的浓度,只能使逆反应的速率瞬间增大或减小只要(正) 在上面,(逆) 在下面,即(正)(逆),化学平衡一定向正反应方向移动,反之亦然只要增大浓度,不论增大的是反应物还是生成物的浓度,新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态;减少浓度,新平衡条件下的反应速率一定小于原平衡状态【思考与交流】是否增加反应物或减少生成物的量都能使平衡向正反应方向移动;增加生成物或减少反应物的

20、量都能使平衡向逆反应方向移动?【结论】否。(3)增大固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡不移动【思考与交流】对反应mA(g) + n B(g)pC(g) + qD(g) ,若增大反应物A的浓度,平衡将向哪个方向移动?反应物AB的转化率将怎样变化?【结论】(4)对反应mA(g) + n B(g)pC(g) + qD(g) ,若增大反应物A的浓度,平衡将向正反应方向移动。反应物B的转化率将增大,而A则减小【思考与交流】本规律在化工生产上有何利用价值?【讲解】在化工生产上,往往采用增大容易取得或成本较低的反应物的浓度的方法,使成本较高的原料得到充分的利用2、温度【学与问】温度的变化对化学反应速率

21、有何影响?(正)和(逆)将如何变化?【讲解】升高温度,将增大化学反应速率,(正)和(逆)都将增大;降低温度,将减小化学反应速率,(正)和(逆)都将减小【学与问】温度的变化如何改变同一反应的(正)和(逆)的倍数?【实验探究】演示实验27【实验现象】【思考与交流】如何解释这样的现象?【讲解】对于反应:aA(g) + bB(g)cC(g) H有(逆)(正) 升温 (正) (正)(逆) 降温 (逆)0 t放热反应 (正)(正) 升温 (逆) (逆)(逆) 降温 (正)0 t吸热反应在其他条件不变时:【学与问】分析以上图像,升温和降温对正、逆反应的速率有何影响?(2)升高温度,可逆反应的速率都增大,但吸

22、热反应增大的程度要大于放热反应,反之亦然【学与问】升高温度后,化学平衡发生移动,反应速率在移动后与移动前有何关系?(3)升高温度,化学平衡移动后,在新的平衡状态下,化学反应速率一定大于原平衡状态的化学反应速率,反之亦然【小结】第四课时【学与问】压强的变化对化学反应速率如何影响?(正)和 (逆)怎样变化?【讲解】增大压强,将增大化学反应速率,(正)和(逆)都将增大;减小压强,将减小化学反应速率,(正)和(逆)都将减小3、 压强【思考与交流】压强的变化如何改变不同反应的(正)和(逆)的倍数?【科学探究】N2(g)3H2(g)2NH3(g),压强变化和NH3含量的如表,请分析后归纳压强(MPa)15

23、103060100NH3 (%)2.09.216.435.553.669.4【结论】增大压强,NH3 的百分含量增大,平衡向正反应方向移动【思考与交流】请分析合成氨的反应,找出加压后平衡右移和反应方程式中系数的关系?【结论】在其他条件不变时:【思考与交流】对于等体积的气体反应,压强改变将怎样影响化学平衡?如H2(g)+I2(g)2HI(g)【讲解】对于反应:aA(g) + bB(g)cC(g)a + bc改变压强的速率时间图像 a + b = c改变压强的速率时间图像 '(正)(正) '(正)='(逆) 增大P'(逆)'(逆)(逆) '(正)=&

24、#39;(逆) 减小P'(正)0 t (正) '(正)='(逆) 增大P '(正)='(逆) 减小P(逆) 0 t在其它条件不变时:在其他体积不变时:若反应前后气体体积不变,则平衡不移动【思考与交流】浓度变化和压强变化的速率-时间图像有何区别?【讲解】【学与问】对于反应aA(s)+bB(l)cC(l)达到平衡后,改变压强,平衡将怎样移动?【讲解】对于无气体参加的化学平衡,改变压强不能使化学平衡发生移动【学与问】对于反应aA(g) + bB(g)cC(g),若a+b=c,达到平衡后改变压强,平衡将做怎样的移动?【讲解】对于反应前后气态物质的总体积不变的化学

25、平衡(a+b=c),压强的改变对平衡无影响(但将同等程度的改变正、逆反应速率)【学与问】一定条件下的密闭容器中,反应 N2 + 3H22NH3达到平衡后,再充入一定量的氩气,平衡将做怎样的移动?【讲解】充入“无关气体”,如He、Ne、Ar或不参加反应的N2 等有以下两种可能情况:充入“无关气体”对平衡的影响恒容时充入“无关气体”引起总压增大,但各反应物的浓度不变平衡不移动恒压时充入“无关气体”引起总体积增大使各反应物浓度减小各气体的分压减小平衡向气体体积增大的方向移动【结论】压强的改变如果没有引起气体体积的变化,则不能引起平衡的移动五、勒夏特列原理1、定义:如果改变影响平衡的一个条件(如温度、

26、压强、浓度),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动【学与问】对于一个正在进行的可逆反应,改变其中一个条件(如温度、压强、浓度),平衡应该怎样移动?【讲解】勒夏特列原理不适用于未达到平衡的体系【思考与交流】如何理解“减弱这种改变”这句话?2六、催化剂对化学平衡移动的影响【思考与交流】催化剂能改变化学反应速率,那么向一个已经达到平衡的反应体系中加入催化剂,平衡将如何移动?【讲解】由于催化剂能同等程度地改变正、逆反应的速率,化学平衡不移动 '(正)='(逆) 正催(正) (逆) '(正)='(逆) 负催 0 t【讲解】对于未达到平衡的反应体系,使用催化剂可以缩短达到平衡

27、所需的时间【小结】教学反思:课题:化学平衡常数知识目标1、知道化学平衡常数的涵义,能利用化学平衡常数进行相关计算。2、掌握化学平衡计算能力目标从定量角度深入理解化学平衡常数重 点知道化学平衡常数的涵义,能利用化学平衡常数进行相关计算难 点利用化学平衡常数进行相关计算教学过程教学步骤、内容师生活动七、化学平衡常数【问题探究】当一个可逆反应达到化学平衡状态时,反应物和生成物的浓度之间有怎样的定量关系,请你分析教材P29的表进行归纳【讲解】从H2和I2的反应可以看出,在可逆反应中,无论平衡是从哪个方向形成的,只要温度相同,生成物浓度的系数次方的乘积跟反应物浓度的系数次方的乘积之比为一个常数,这个常数

28、就叫作化学平衡常数,简称平衡常数1、定义:达到平衡,这时各种生成物浓度的系数次方的乘积除以各反应物浓度的系数次方的乘积所得的比值,常用K表示2、表达式:对于一般的可逆反应,mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g),当在一定温度下达到平衡时,K【讲解】化学平衡常数同阿伏加德罗常数以及物理中的万有引力常数一样都是一个常数,只要温度不变,对于一个具体的可逆反应就对应一个具体的常数值;一般情况下使用平衡常数不注明单位3、影响因素:【练习】4、书写平衡常数关系式的规则【学与问】在进行有关平衡常数的计算时,对于反应中有固体、纯液体参加的反应,应该如何处理?如果反应中有固体和纯液体参加,它们的浓度不

29、应写在平衡关系式中,因为它们的浓度是固定不变的,化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。如: CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) Kc(CO2) CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l) K【学与问】在稀溶液中进行的反应,如果有水参加反应,那么水的浓度该如何表示?稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度也不必写在平衡关系式中,如: Cr2O72+H2O2CrO42+2H+ K【学与问】在水溶液中进行的反应,水的浓度不需要表示,那么在非水溶液中进行的反应呢?非水溶液中的反应,如有水生成或有水参加反应,此时水的浓度不可视为常数,必须表示在平衡关系式中。如酒精和醋酸的液相

30、反应 C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O K【学与问】反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)、H2(g)+I2(g)HI(g)、2HI(g)H2(g)+I2(g),它们的平衡常数是否相同?为什么?【讲解】P41所以平衡常数必须与反应方程式相互对应化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数:5、平衡常数的应用【思考与交流】在25时:H2Cl22HCl,K5.3×1033;H2Br22HBr,K5.3×1028;H2I22HI,K49;请结合以前的知识推测平衡常数跟反应的难易程度有何关系?化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。它能够表示出可逆反应进行

31、的完全程度。一个反应的K值越大,平衡时生成物的浓度越大,反应物的浓度越小,反应物转化率也越大。可以说,化学平衡常数是一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现【科学探究】mA(g)+ nB(g)pC(g)+qD(g),在一定温度的任意时刻,反应物与生成物的浓度如下关系:Q;当:可以利用平衡常数的值做标准,判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡:【思考与交流】对于反应H2(g)I2(g)2HI H0,其平衡常数跟温度有如下关系:请据表分析,平衡常数与反应的热效应有什么关系?T(K)623698763K66.954.445.9利用K可判断反应的热效应:【练习】教学反思:课题

32、:等效平衡和化学平衡图像知识目标1、 牚握等效平衡的基本原理和计算方法2、 了解各类平衡图像的特征3、 能用一定方法审读并解决图像问题能力目标提高对化学图像的分析判断能力和综合运用知识的能力重 点等效平衡的基本原理和计算方法 能用一定方法审读并解决图像问题难 点等效平衡的基本原理和计算方法 能用一定方法审读并解决图像问题教学过程教学步骤、内容师生活动八、等效平衡【科学探究】在一定温度、容积不变的密闭容器中,对于合成氨反应以下四种初始量,在这四种情况下,若将NH3的量全部转化为 N2和H2 的量,跟第种情况相同,因此,达到平衡状态时,此四种情况下的各物质的浓度、体积分数均相同,且(正) (逆)

33、也相同。也即虽然初始投入的量标题,但最终达到了相同的平衡状态,这样的平衡就叫做等效平衡 N2 + 3H2 2NH3no (mol) 1 3 0no (mol) 0 0 2no (mol) 0.6 1.8 0.8no (mol) 0.2 0.6 1.61、定义:在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压),对同一可逆反应,起始时加入物质的物质的量虽不同,但达到平衡时,同种物质的浓度相同,这样的平衡称为等效平衡2、分析方法相当量:利用极值法按化学方程式的化学计量关系,把起始物质转化为同一半边的物质所得量。不同情况下的相当量是否相等或等比,来判断平衡是否等效。3、等效平衡的分类: 在恒温恒容的条件下的非等体积

34、反应,相当量相等即等效之全同平衡全同平衡:若两平衡体系完全相同(平衡时各组分不仅百分含量、物质的量浓度相同,各组分的质量也相同)【例题】在一定温度下,将2 molN2和6 molH2充入固定容积的密闭容器中,发生如下反应: N2 (g)+ 3H2(g)2NH3(g),达到平衡后,若保持温度不变,令a、b、c分别为初始加入的N2 、H2、NH3 的物质的量,重新建立平衡,混合物中各物质的量仍和上述相同。请填空:若a = 0,b = 0,则c = _;若a = 1,c = 2,则b = _;ABc取值必须满足的一般条件是(用两个式子表示:其中一个只含a和c,另一个只含b和c)_【分析】对与平衡状态

35、的建立,只与条件有关,即与温度压强(或容积)、反应物与生成物的相对关系有关,而与反应进行的方向无关。因此对于该条件下的反应,初始状态是2 molN2和6 molH2的混合物,依据反应方程式可知2 molN2和6 molH2与4 molNH3是等价的,最终达到的平衡状态完全相同。若N2 、H2、NH3的起始量分别为ABc,依据反应: N2 + 3H2 2NH3原始物质的量n 1(mol) 2 6 0起始物质的量n 2(mol) a b cNH3完全转化n'(mol) c c c起始物质的量n2'(mol) a+c b+c 0则要达到等效平衡应满足的关系为:即:恒温恒压下的非等体积

36、反应,相当量等比则为等效之等比平衡等比平衡:平衡时两个体系中对应组分的百分含量(体积分数或物质的量分数)相同,各组分的质量之比等于起始的相当量之比。【例题】在一个盛有催化剂,容积可变的密闭容器中,保持一定温度和压强,进行以下反应:N2 + 3H22NH3。已知加入1 mol N2 和4 mol H2时,达到平衡后生成a mol NH3(见下表已知项)。在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变。对下列编号的状态,填写表中的空白。 已知编号起始状态物质的量n(mol)平衡时NH3的物质的量n(mol)N2H2NH3140a1.56010.5amn(n4m)【分析】(3)等体积反应,无论是

37、恒温还是恒容,只要相当量等比则等效4、平衡移动方向与反应物转化率的关系红对勾 P41【小结】九、化学平衡的图像1、有关化学平衡图像的分析思路看懂图像:联想规律:外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律作出判断:2、常见的化学平衡图像的识别(以aA(g) + bB(g)c C(g);H0为例)vt图像在恒温恒压容器中充入C或恒温恒容时充入C的同时将B液化(2)浓度-t图P44(4)百分含量t图 红对勾P44 【讲解】先拐先平数据大百分含量或转化率T(或P)图A% 107Pa 105Pa 0 T等温线 A% 200 100 0 P等压线百分含量T图:选定任一等压线,可看出随温度升高,A%增大,说

38、明平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应;作一垂直于横轴的直线(等温线),可看出压强增大,A%增大,说明平衡想逆反应方向移动,逆反应为气体体积减小的反应,即: ca + b百分含量P图:选定任一等温线,可看出随压强增大,A%减小,说明平衡向正反应翻译移动,即正反应为气体体积减小的反应,即 ca + b;作一等压线,可看出随温度升高,A%增大,说明平衡向逆反应翻译移动,逆反应为吸热反应。(5)速率温度(压强)图P45(6)几种特殊图像P453、图像题的分类已知反应物、生成物的量随时间变化的曲线,推断反应方程式:如A图已知反应的速率(v正、v逆)与时间的关系曲线,推测改变的单一反应条件:如BCD图

39、已知不同温度活压强下反应物的转化率()与时间的关系曲线或反应物(生成物)百分含量与时间的关系曲线,推测温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系:如E、F、G图已知不同温度下的转化率压强图像活不同压强下的转化率温度图像,推断可逆反应的热效应活反应的气体物质间的化学计量数的关系:如图H、In(mol) Z X Y 0 10 t(s)A (正)(逆) 0 tB (逆) (正)0 tC (正)=(逆)(正) (逆) 0 tDA% T1 T2 0 tE A% P1 P 2 0 tF(A) b a0 tG 600 400 2000 PH 107Pa 106Pa 105Pa0 TI

40、教学反思:课题:第四节 化学反应进行的方向知识目标(1)理解化学反应方向判断的焓判据及熵判据;(2)能用焓变和熵变说明化学反应的方向。能力目标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工,构建新知识。重 点焓减和熵增与化学反应方向的关系难 点焓减和熵增与化学反应方向的关系教学过程教学步骤、内容师生活动联想、质疑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

41、能否判断这一方案是否可行?理论依据是什么?课的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。一、 自发过程和自发反应1、自发过程:在一定条件下不需外力作用就能自动进行的过程设问根据生活经验,举例说说我们见过的自发过程。学生讨论总结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,它们的逆过程是非自发的。2、自发反应:在给定的条件下

42、,无需外界帮助,一经引发即能自动进行的过程或反应,称为自发反应设问根据所学,举例说说我们见过的自发反应。学生讨论 板书二、反应方向的焓判据。交流讨论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行,而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗?结合曾经学习的反应举例说明。学生讨论交流汇报交流结果我们知道的反应中下列反应可以自发进行:NaOH(aq) + HCl(aq)= NaCl(aq) + H2O(aq) H = -56KJ/mol;2Na(s)+ 2H2O(l)= 2NaOH(aq) + H2(g);Al(s) + HCl(aq) = AlCl3(aq)

43、+ H2(g);CaO(s) + H2O(l)= Ca(OH)2(aq)追问上述反应是吸热还是放热?学生回答后总结、板书焓判据:放热反应过程中体系能量降低,因此具有自发进行的倾向。指出多数自发进行的化学反应是放热反应,但也有不少吸热反应能自发进行。如:N2O5(g)= 4NO2(g)+ O2(g) H = 56.7KJ/mol;NH4HCO3(s)+ CH3COOH(aq)= CO2(g)+CH3COONH4(aq)+ H2O(l) H = 37.3KJ/mol; 因此,反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素,但不是唯一因素。板书三、反应方向的熵判据。交流讨论我们知道,固体硝酸铵溶于水要吸热,室温下冰块的溶解要吸热,两种或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中,最终会混合均匀,这些过程都是自发的,与焓变有关吗?是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行?阅读思考课本P37相关内容。汇报交流、自主学习成果上述自发过程与能量状态的高低无关,受另一种能够推动体系变化的因素的影响,即体系有从有序自发地转变为无序的倾向。总结、板书熵判据:体系有自发地向混乱度增加(即熵增)方向转变的倾向。释疑

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