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寓言二则教学设计

发表时间:2021-10-10

高二化学教案:《电离平衡》教学设计。

作为优秀的教学工作者,在教学时能够胸有成竹,作为教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,帮助教师掌握上课时的教学节奏。教案的内容具体要怎样写呢?下面是小编精心收集整理,为您带来的《高二化学教案:《电离平衡》教学设计》,欢迎您参考,希望对您有所助益!

教学目标

知识目标:

1.掌握弱电解质的电离平衡。

2.了解电离平衡常数的概念。

3.了解影响电离平衡的因素

能力目标:

1.培养学生阅读理解能力。

2.培养学生分析推理能力。

情感目标:

由电解质在水分子作用下,能电离出阴阳离子,体会大千世界阴阳共存,相互对立统一,彼此依赖的和谐美。

教学过程

今天学习的内容是:“电离平衡”知识。

1.弱电解质电离过程(用图像分析建立)

2.当则弱电解质电离处于平衡状态,叫“电离平衡”,此时溶液中的电解质分子数、离子数保持恒定,各自浓度保持恒定。

3.与化学平衡比较

(1)电离平衡是动态平衡:即弱电解质分子电离成离子过程和离子结合成弱电解质分子过程仍在进行,只是其速率相等。

(2)此平衡也是有条件的平衡:当条件改变,平衡被破坏,在新的条件下建立新的平衡,即平衡发生移动。

(3)影响电离平衡的因素

A.内因的主导因素。

B.外因有:WWw.JaB88.Com

①温度:电离过程是一个吸热过程,所以,升高温度,平衡向电离方向移动。

②浓度:

问题讨论:在 的平衡体系中:

①加入 :

②加入 :

③加入 :各离子分子浓度如何变化: 、 、 、 溶液 如何变化?(“变高”,“变低”,“不变”)

(4)电离平衡常数

(ⅱ)一元弱酸:

(3)一元弱碱

①电离平衡常数化是温度函数,温度不变K不变。

② 值越大,该弱电解质较易电离,其对应的弱酸弱碱较强; 值越小,该弱电解质越难电离,其对应的弱酸弱碱越弱;即 值大小可判断弱电解质相对强弱。

③多元弱酸是分步电离的,一级电离程度较大,产生 ,对二级、三级电离产生抑制作用。如:

随堂练习

1.足量镁和一定量的盐酸反应,为减慢反应速率,但又不影响 的总量,可向盐酸中加入下列物质中的( )

A. B. C. D.

2. 是比碳酸还要弱的酸,为了提高氯水中 的浓度,可加入( )

A. B. C. D.

3.浓度和体积都相同的盐酸和醋酸,在相同条件下分别与足量 固体(颗粒大小均相同)反应,下列说法中正确的是( )

A.盐酸的反应速率大于醋酸的反应速率

B.盐酸的反应速率等于醋酸的反应速率

C.盐酸产生的二氧化碳比醋酸更多

D.盐酸和醋酸产生的二氧化碳一样多

4.下列叙述中可说明酸甲比酸乙的酸性强的是( )

A.溶液导电性酸甲大于酸乙

B.钠盐溶液的碱性在相同物质的量浓度时,酸甲的钠盐比酸乙的钠盐弱

C.酸甲中非金属元素比酸乙中非金属元素化合价高

D.酸甲能与酸乙的铵盐反应有酸乙生成

5.有两种一元弱酸的钠盐溶液,其物质的量浓度相等,现将这两种盐的溶液中分别通入适量的 ,发生如下反应:

和 的酸性强弱比较,正确的是( )

A. 较弱 B. 较弱 C.两者相同 D.无法比较

总结、扩展

1.化学平衡知识与电离平衡知识对照比较。

2.一元弱酸弱碱中 与 的求法:

弱电酸中 浓度: (酸为弱酸物质的量浓度)

弱碱中 浓度: (碱为弱碱物质的量浓度)

3.讨论 中存在哪些微粒?(包括溶剂)

4.扩展

难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡。在常温下,溶液中各离子浓度以它们的系数为方次的乘积是一个常数,该常数叫溶度各( )。例如

溶液中各离子浓度(加上其方次)的乘积大于、等于溶度积时出现沉淀,反之沉淀溶解。

(1)某 溶液中 ,如需生成 沉淀,应调整溶液的 使之大于 。

(2)要使0.2mol/L 溶液中的 沉淀较为完全(使 浓度降低至原来的千分之一),则应向溶液里加入 溶液,使溶液 为 。

布置作业

第二课时

P60一、填空题:2.3.4.

P61四、

板书设计

第二课时

一、电解质,非电解质

1.定义:在水溶液中或熔融状态下,能导电的化合物叫电解质。

[思考]① , 在水溶液中,不导电,它属于非电解质吗?为什么?

② 溶于水能导电,则氨气是电解质吗?为什么?

③共价化合物在液态时,能否导电?为什么?

2.电解质导电实质,电解质溶液导电能力强弱的原因是什么?

二、强电解质,弱电解质

1.区分电解质强弱的依据:

电解质在溶液中“电离能力”的大小。

2.电离方程式:

电离方程式书写也不同

(1)强电解质:

(2)弱电解质:

3.强弱电解质与结构关系。

(1)强电解质结构:强碱,盐等离子化合物(低价金属氧化物);

强酸,极性共价化合物;

(2)弱电解质结构:弱酸,弱碱具有极性共价位的共价化合物。

三、弱电解质电离平衡

1.电离平衡定义

在一定条件下(如温度,浓度),当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速度相等时,电离过程就达到了平衡状态,这叫做电离平衡。

2.电离平衡与化学平衡比较

“等”:电离速率与离子结合成分子的速率相等。

“定”:离子、分子的浓度保持一定。

“动”:电离过程与离子结合成分子过程始终在进行。

“变”:温度、浓度等条件变化,平衡就被破坏,在新的条件下,建立新的平衡。

3.影响电离平衡的外界因素

(1)温度:温度升高,电离平衡向右移动,电离程度增大。

温度降低,电离平衡向左移动,电离程度减小。

(2)浓度:电解质溶液浓度越大,平衡向右移动,电离程度减小;

电解质溶液浓度越小,平衡向左移动,电离程度增大;

4.电离平衡常数

(1)一元弱酸电离平衡常数:

(2)一元弱碱电离平衡常数:

(3)多元弱酸是分步电离,每步各有电离常数。如:

(4)电离平衡常数只随温度变化而变化,而与浓度无关。

(5)K的意义:

K值越大,弱电解质较易电离,其对应弱酸、弱碱较强。

K值越小,弱电解质较难电离,其对应弱酸、弱碱较弱。

精选阅读

高二化学教案:《化学平衡》教学设计


俗话说,磨刀不误砍柴工。作为教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生更好的消化课堂内容,使教师有一个简单易懂的教学思路。教案的内容要写些什么更好呢?下面的内容是小编为大家整理的高二化学教案:《化学平衡》教学设计,供大家参考,希望能帮助到有需要的朋友。

知识与技能

1、学会描述化学反应速率、以及其表示方法、表达式、单位,学会用化学反应速率进行简单的计算。

2、认识影响化学反应速率的因素,并尝试应用化学反应速率说明生产生活中的实际问题。

过程与方法

1、通过由浅到深、由感性到理性的认知思维学习化学反应速率。

2、通过对影响过氧化氢分解速率的因素的探究培养自己的观察、分析能力设计简单实验的能力。

3、通过运用函数图像观察和描述特定化学反应的速率,了解化学反应速率随时间的变化情况,提高自己的理解能力和表达能力。

情感态度与价值观

1、培养对化学反应研究的兴趣,能够在对化学反应原理的探究过程中找到成功的喜悦,激发学习化学、探究原理的动力。

2、增强合作、创新与求实精神。

教学重点

1、学会应用化学反应速率进行简单的计算

2、认识影响化学反应速率的因素

教学难点:独立设计实验的能力

教学方法:发现探究式教学法

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

引入:日常生活和生产中我们会遇到很多化学反应,有的反应进行地轰轰烈烈,而有些反应却是在潜移默化中完成的。

展示图片:炸药的爆炸、溶洞的形成、牛奶的变质

提出问题:这几幅图片所描述的化学反应进行的快慢如何?

引导:对前两个反应过程的快慢大家都能迅速作出判断,但对牛奶变质进行快慢产生了分歧,同学们有自己的想法很不错,我们不妨换个思考方式,牛奶变质与溶洞形成相比较它的快慢如何?在和炸药爆炸相比较快慢又如何?

提问:你从比较牛奶变质中对化学变化的快慢有何新的认识?

讲解:不同的化学反应进行的快慢千差万别,“快”与“慢”是相对而言的,在科学研究和实际应用中,需要用一个统一的定量标准来衡量或比较。与物理学中物体的运动快慢用“速度”表示相类似,化学反应过程中进行的快慢用“化学反应速率”来表示。

阅读教材p28第3、4段,回答下列问题:

1、定义:

2、表示方法:

3、表达式:

(用v表示化学反应速率,△c表示浓度的变

化量,△t表示时间的变化量)

4、推断单位:___________________________

投影学生的答案,交流讨论。

应用1 :在体积为2l的容积不变的密闭 容器中充入0.8mol的氮气与1.6mol氢气,一定条件下发生反应。4min后,测得容器内生成的氨气为0.24mol,求:

①用nh3的浓度变化表示的反应速率。

②分别用h2 、 n2 的浓度变化表示的反应速率。

应用2.向一个容积为1l的密闭容器中放入2molso2和1molo2,在一定的条件下,2s末测得容器内有0.8molso2,求2s内so2、o2、so3的平均反应速率和反应速率比

高二化学教案:《等效平衡》教学设计


一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性,作为教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来,使教师有一个简单易懂的教学思路。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢?小编特地为大家精心收集和整理了“高二化学教案:《等效平衡》教学设计”,供大家参考,希望能帮助到有需要的朋友。

一、复习巩固

复习化学平衡的建立、特征和标志; 化学平衡的移动;平衡移动原理。

预习等效平衡的原理、规律以及应用。

二、知识梳理

考点1:等效平衡的含义

在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的分数(体积、物质的量)均相等,这样的化学平衡互称为等效平衡。

在等效平衡中,还有一类特殊的平衡,不仅任何相同组分x的分数(体积、物质的量)均相同,而且相同组分的物质的量均相同,这类等效平衡又互称为同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。

如:N2+3H22NH3在下列四个容器A、B、C、D中均处于平衡状态,各组分物质的量分别为如下所示。

A.0.5molN2、0.5molH2、0.5molNH3

B.a mol N2,b mol H2,c mol NH3

C.1 mol N2,3 mol H2,0 mol NH3

D.0 mol N2,0 mol H2,2 mol NH3

若A、B两容器T、p相同,则A、B两平衡互为等效平衡。

若C、D两容器T、V相同,则C、D两平衡互为同一平衡。

考点2:建立等效平衡的条件

1.恒温恒压下或恒温恒容下,对于同一可逆反应,若两初始状态有相同的物料关系,则达到平衡后两平衡等效且实为同一平衡。

此处的相同是指广义的相同,即只要通过可逆反应的化学计量数关系换算成平衡式左右两边中某一边的物质的量,若两者相同则为有相同的物料关系。如:

N2+3H22NH3

① 13 0

② 0 0 2

③ 0.5 1.5 1

则①②③为具有相同的物料关系。

2.在恒温恒压下,对于同一可逆反应,若两初始状态具有相当的物料关系,则达到平衡后,两平衡互为等效平衡。

此处的相当是指按化学计量数换算成左右两边中同一边物质的量之比相同。

例如: N2O(g)+2O2(g)N2O5(g)

① 23  0

② 3 4.5 0

③ 2.5 3 1.5

①中n(N2O)∶n(O2)=2∶3

②中n(N2O)∶n(O2)=3∶4.5=2∶3

③n(N2O)∶(O2)=(2.5+1.5)∶(3+3)=2∶3

则①②③的量相当。[来源:Z_xx_k.Com]

由此可知:化学平衡的建立,仅仅与反应条件有关,而与化学平衡的建立的过程无关,这就是说,对同一个可逆反应,在同样的条件下,无论反应是从正反应开始,或是从逆反应开始,或是从两个方向同时开始(即既有反应物转化为生成物,同时也有生成物转化为反应物),最终都能达到完全相同的平衡状态,也就是平衡体系中各物质的质量分数(气体的体积分数)各保持一定而不变。

对于一般可逆反应,在定温、定容条件下,只改变起始加入情况,只要按化学方程式中各物质的化学计量数比换算成方程式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同,则二平衡等同(也等效)。对于反应前后气体体积不变的可逆反应,在定温、定容或定温、定压条件下,只改变起始时加入情况,只要按化学方程式中各物质计量数比换算成方程式左右两边同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,则二平衡等效(不一定等同)。

考点3:平衡转化率

对于可逆反应aA+bBcC+dD,反应物A的平衡转化率可以表示为:

α(A)==(c0(A)- [A])/c0(A)×100%

考点4:考点3:“三段式法”解答化学平衡计算题

1.步骤

(1)写出有关化学平衡的反应方程式。

(2)确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。

(3)根据已知条件建立等式关系并做解答。

2.方法

如mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。

mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)

起始(mol/L) ab 0 0

变化(mol/L) mx nx px qx

平衡(mol/L) a-mx b-nx px qx

三、例题精析

【例题1】在一个固定容积的密闭容器中加入2molA和1molB,发生反应2A(g)+B(g)≒3C(g)+D(g),达到平衡时,C的浓度为wmol/L。若维持容器的容积和温度不变,按下列情况配比为开始浓度,达到平衡后C的浓度仍为wmol/L的是( )

A. 4molA+2molB  [来源:Z+xx+k.Com]

B. 2molA+1molB+3molC+1molD

C. 3molC+1molD+1molB

D. 3molC+1molD

E. 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD

【答案】DE

【解析】这是一道关于等效平衡的题,定温、定容条件下的等效平衡,常用极端假设法分析。将“3molC+1molD”转化为“2molA+1molB”将.5molC+0.5molD”转化为“1molA+0.5molB”。则B组起始状态相当于4molA+2molB”,C组起始状态相当于“2molA+2molB”,E组起始状态相当于“2molA+1molB”。显然,A、B、C组的起始量与“2molA+1molB” 的起始量不同,均不能达到与其相同的平衡状态,而D、E组的起始量与“2molA+1molB” 的起始量相同,能达到与其相同的平衡状态。故正确答案为D、E。

【例题2】在一定温度下,把2mol SO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里,发生反应

2SO2+O2 2SO3,当此反应进行到一定程度时,就处于化学平衡状态。若该容器中维持温度不变,令a、b、c分别代表初始时SO2、O2和SO3的物质的量。如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时完全相同。请填写下列空白:

(1)若a=0,b=0,则c=____。

(2)若a=0.5mol,则b=____,c=____。

(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c)____。

【答案】(1) 2mol。(2) 0.25mol,1.5mol。(3) a+c=2,2b+c=2。

【解析】定温、定容条件下的等效平衡对于本题来说,要达到同一平衡状态,其外界条件相同,就是同温、同压时有关物质的物质的量要符合如下关系:

(1)若反应从正反应开始,必须是2molSO2,1molO2;

(2)若反应是从逆反应开始,必须是2molSO3;

(3)若反应是从正、逆反应两个方向开始,则把SO3看作是由SO2和O2转化而来的,把SO3的起始的量全部转化为SO2和O2,然后这部分物质的量再分别加上原有的SO2和O2的量,看看是否能达到2molSO2和1molO2;或使SO2、O2的起始的量全部转化为SO3,然后这部分物质的量再加上原有的SO3的量,看看是否能达到2molSO3。

【例题3】在一固定体积的密闭容器中,充入2molA和1molB,发生反应2A(g)+B(g)xC(g),达平衡后,C的体积分数为W%,若维持容器容积和温度不变,按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始配比投入,达平衡后,C的体积分数也为W%,则x的值为( )

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

【答案】BC

【解析】看题意多数学生认为这是“恒温恒容”条件下的等效平衡问题,常用极端假设法,即完全推算到A、B这两种反应物一端,即有0.6+1.4×2/x=2,或0.3+1.4×1/x=1,得x=2,应选B。然而还应考虑到等效平衡的另一种情况,即定温、定容条件下对于反应前后气体化学计量数不变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量之比与原起始量之比对应相同,则两平衡等效,即为当x=3时的情况,因此本题正确答案应为B、C。

四、课堂练习

【基础】

1. 在1 L的密闭容器中通入2 mol NH3,在一定温度下发生下列反应:2NH3N2+3H2,达到平衡时,容器内N2的百分含量为a%。若维持容器的体积和温度都不变,分别通入下列初始物质,达到平衡时,容器内N2的百分含量也为a%的是( )

A.3 mol H2+1 mol N2 B.2 mol NH3+1 mol N2

C.2 mol N2+3 mol H2 D.0.1 mol NH3+0.95 mol N2+2.85 mol H2

【答案】AD

【解析】等效平衡。只要加入的物质的量相当,不管反应从正反应开始,还是从逆反应开始,都会达到相同的平衡状态。

2. 相同温度下,容积相同的甲、乙、丙3个恒容密闭容器中发生可逆反应:

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1。

实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:

容器

起始各物质的物质的量/mol

SO2

O2

SO3

Ar

达到平衡时体系能量的变化

2

1

0

0

放出热量:Q1

1.8

0.9

0.2

0

放出热量:Q2

1.8

0.9

0.2

0.1[

放出热量:Q3

下列叙述正确的是( )

A.Q1=Q2=Q3=197 kJ

B.达到平衡时,丙容器中SO2的体积分数最大

C.甲、乙、丙3个容器中反应的平衡常数相等

D.若在上述条件下反应生成2 mol SO3(s)的反应热为ΔH1,则ΔH1>-197 kJ·mol-1

【答案】 C

【解析】A项,Q1>Q2=Q3,错误;B项,甲、乙、丙等效平衡,SO2的体积分数相等,

错误;C项,由于温度一样,甲、乙、丙3个容器中反应的平衡常数相等,正确;D项,

SO3(g)―→SO3(s)放出热量,所以ΔH1

【巩固】

1. 恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:

(1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成amolC,这时A的物质的量为 mol 。

(2)若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成C的物质的量为 mol。

(3)若开始时和入x molA 、2molB和1molC,到达平衡后,A和C的物质的量分别是ymol和3amol,则x === mol ,y === mol。

平衡时,B的物质的量 (选填一个编号)

(甲)大于2mol (乙)等于2mol

(丙)小于2mol (丁)可能大于、等于或小于2mol

做出此判断的理由是

(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次达到平衡后,C的物质的量分数是 。

Ⅱ.若维持温度不变,在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生反应

(5)开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC。将b与(1)小题中的a进行比较 (选填一个编号)。

(甲)a<b (乙)a>b (丙) a=b (丁)不能比较a和b的大小

做出此判断的理由是 。

【答案】(1)(1—a)mol。 (2)3a mol。 (3)2mol。(3 —3a)mol,当3a>1时,B的物质的量小于2mol,当3a == 1时,B的物质的量等于2mol,当3a<1时,B的物质的量大于2mol,故答案选(丁)。 (4)a/(2—a) 或a/(2—a)×100% (5)由于温度不变、体积不变,而(1)中容器的体积变小,故(5)小题中容器的压力小于(1)小题中容器的压力,有利于平衡向逆反应方向移动。

【解析】(1)由反应方程式可知生成amolC必消耗amolA,故平衡时A的物质的量为(1—a)mol。

(2)由于初始状态为(1)的3倍,故平衡时生成的C必为(1)的3倍,即生成C的物质的量为3a mol。

(3)据平衡时C的物质的量为3amol及(2)小题中A、B初始物质的量知,A、B最初的物质的量应分别为3mol 、3mol,由于产物中已生成1molC,故x == (3—1)mol==2 mol。

平衡时A的物质的量y ==(3 —3a)mol,B的物质的量也为(3 —3a)mol,由平衡时B的物质的量可知,当3a>1时,B的物质的量小于2mol,当3a == 1时,B的物质的量等于2mol,当3a<1时,B的物质的量大于2mol,故答案选(丁),理由如上横线部分。

(4)在(3)的平衡混合物中再加入3molC,相当于初始状态时A、B的物质的量分别为6mol、6mol,即为(3)小题中初始状态的2倍,故可推知平衡时C的物质的量为6amol,平衡混合物的总物质的量为(6—6a+ 6—6a +6a)mol ==(12—6a)mol,故C的物质的量分数为6amol/(12—6a)mol === a/(2—a) 或a/(2—a)×100%

(5)由于温度不变、体积不变,而(1)中容器的体积变小,故(5)小题中容器的压力小于(1)小题中容器的压力,有利于平衡向逆反应方向移动,故反应达平衡时a>b答案选(乙),理由如上横线部分。

2. 一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)3C(g),若反应开始时充入2molA和2molB,达到平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数大于a%的是 ( )

A. 2molC B. 2molA、1molB和1molHe(不参加反应)

C. 1molB和1molC D. 2molA、3molB和3 molC

【答案】AB

【解析】本题考查了上述“定温、定容”条件下的等效平衡规律中的第2类等效平衡问题。首先把各选项中的C都折算成A和B,再与题干相比较。选项A中把“2molC”完全转化为“4/3molA和2/3molB”,可设想分两步进行,第一次先加入4/3molA和4/3molB,与题干中比例一致,与原平衡等效,平衡后A的体积分数为a%,第二次再移走2/3molB,会使平衡逆向移动,A的物质的量增加(但总物质的量减小),故平衡后A的体积分数大于a%;选项B中所充入的“1molHe”不能改变各组分分压,对平衡无影响,只需分析加入“2molA、1molB”的情况即可,其分析原理与选项A类似,故平衡后A的体积分数也大于a%;选项C中把“1molB和1molC” 完全转化为“4/3molA和5/3molB”,也可假设分批加入,第一次先加入4/3molA和4/3molB,与原平衡等效,平衡后A的体积分数为a%,第二次再加入1/3molB,会使平衡正向移动,A的物质的量减小(但总物质的量增加),故平衡后A的体积分数小于a%;选项D中把“2molA、3molB和3 molC” 完全转化为“4molA和4molB”,与原平衡等效,平衡后A的体积分数为a%。故符合题意的为AB。

【拔高】

3. Ⅰ、一定条件下铁可以和CO2发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH>0。

(1)下列措施中能使平衡时c(CO)/c(CO2)增大的是 (填序号)。[来源:学,科,网Z,X,X,K]

A.升高温度 B.增大压强

C.充入一定量氮气 D.再加入一些铁粉

(2)反应达到平衡后,若保持容器体积不变时,再通入一定量的CO2,使CO2的浓度成为原来的2倍,则CO2的转化率将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

Ⅱ、在一定温度下的某容积可变的密闭容器中,建立下列化学平衡:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),试分析和回答下列问题:

(1)可认定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是 (选填序号)。

A.体系的压强不再发生变化

B.v正(CO)=v逆(H2O)

C.生成n mol CO的同时生成n mol H2

D.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键

(2)若上述化学平衡状态从正反应开始建立,达到平衡后,给平衡体系加压(缩小容积、其他条件不变),则容器内气体的平均相对分子质量将 (填写“不变”、“变小”或“变大”)。

【答案】Ⅰ、(1)A (2)不变 Ⅱ、(1)B、D (2)变大

【解析】 解答该题要注意以下三点:

(1)根据CO与CO2的浓度比值关系得出平衡移动的方向,然后再进行判断。

(2)增大反应物的浓度,反应物的转化率不一定减小;转化率等于转化浓度比起始浓度。

(3)气体的平均相对分子质量其变化与m总、n总均有关。

Ⅰ、(1)使平衡时c(CO)/c(CO2)增大,则需要使平衡向正反应方向移动,CO2的浓度减小,CO的浓度增大, 比值增大。反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应方向进行,A对;反应前后气体的物质的量不变,增大压强平衡不移动,B错;充入N2对平衡没有影响,C错;铁粉的量的多少对平衡没有影响,D错。

(2)增大CO2的浓度,反应物中只有CO2为气体,且反应前后气体体积相等。相当于增大压强,平衡不发生移动,CO2的转化率不变。

Ⅱ、(1)因为在恒压容器中进行,压强一直不变,A错;当v正(CO)=v逆(H2O)时,反应达到平衡,B对;任何时刻生成的CO与H2物质的量都相等,C错;1 mol H—H键断裂说明有1 mol H2反应,断裂2 mol H—O键说明有1 mol H2O反应,反应达到平衡,D对。

(2)原平衡状态中CO、H2的平均相对分子质量为加压时平衡逆向移动,H2O(g)(相对分子质量为18)的含量增大,混合气体的平均相对分子质量增大。

4.一定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),其正反应放热.现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)?密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1mol?CO和1mol?H2O,在Ⅱ中充入1mol?CO2?和1mol?H2,在Ⅲ中充入2mol?CO?和2mol?H2O,700℃条件下开始反应.达到平衡时,下列说法正确的是()

A. 容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同

B. 容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同

C. 容器Ⅰ中CO?的物质的量比容器Ⅱ中的多

D. 容器Ⅰ中CO?的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1

【答案】CD

【解析】A.容器Ⅰ中从正反应开始到达平衡,容器Ⅱ中从逆反应开始到达,平衡建立的途径不相同,无法比较反应速率,故A错误

B.容器Ⅲ中相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上再加入1mol?CO和1mol?H2O,反应向正反应进行,故容器Ⅲ中到达平衡时温度更高,该反应正反应是放热反应,温度越高平衡常数越小,故B错误;

C.容器Ⅱ中所到达的平衡状态,相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度,平衡向正反应移动,故容器Ⅰ中CO?的物质的量比容器Ⅱ中的多,故C正确;

D.温度相同时,容器I中CO?的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和等于1,容器Ⅱ中所到达的平衡状态,相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度,平衡向正反应移动,二氧化碳的转化率比两容器相同温度时容器Ⅱ中CO2的转化率低,故容器Ⅰ中CO?的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1,故D正确;

故选CD.

五、课后作业

【基础】

1.一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)3C(g),若反应开始时充入2molA和2molB,达到平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数大于a%的是( )

A. 2molC B. 2molA、1molB和1molHe

C. 1molB和1molC D. 2molA、3molB和3 molC

2.某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g)2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整,可使平衡右移的是( )

A.均减半 B.均加倍

C.均增加1 mol D.均减小1 mol

3. 相同温度下,容积相同的甲、乙、丙3个恒容密闭容器中发生可逆反应:

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1。

实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:

MicrosoftInternetExplorer402DocumentNotSpecified7.8 磅Normal0

容器

起始各物质的物质的量/mol

SO2

O2

SO3

Ar

达到平衡时体系能量的变化

2

1

0

0

放出热量:Q1

1.8

0.9

0.2

0

放出热量:Q2

1.8

0.9

0.2

0.1

放出热量:Q3

下列叙述正确的是( )

A.Q1=Q2=Q3=197 kJ

B.达到平衡时,丙容器中SO2的体积分数最大

C.甲、乙、丙3个容器中反应的平衡常数相等

D.若在上述条件下反应生成2 mol SO3(s)的反应热为ΔH1,则ΔH1>-197 kJ·mol-1

【巩固】

1.在体积、温度都相同的条件下,反应2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)分别从下列两条途径建立平衡:Ⅰ.A、B的起始物质的量均为2 mol;Ⅱ.C、D的起始物质的量分别为2 mol和6 mol。

以下叙述中不正确的是( )

A.Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成相同

B.Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的平均相对分子质量相同

C.达平衡时,Ⅰ途径的反应速率vA等于Ⅱ途径的反应速率vA

D.达平衡时,Ⅰ途径所得混合气体的密度为Ⅱ途径所得混合气体密度的

2.在一恒温、恒容的密闭容器中有如下平衡:H2(g)+I2(g) 2HI(g),已知H2和I2的起始浓度均是0.10 mol·L-1,达到平衡时HI的浓度为0.16 mol·L-1。若H2和I2的起始浓度均变为0.20 mol·L-1,则平衡时H2的浓度是( )

A.0.16 mol·L-1 B.0.08 mol·L-1

C.0.04 mol·L-1 D.0.02 mol·L-1

3. 在相同温度下,体积均为1 L的四个密闭容器中,保持温度和容积不变,以四种不同的投料方式进行反应。平衡时有关数据如下(已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1)。

容器

起始投料量

2molSO2+

1molO2

1molSO2+

0.5molO2

2molSO3

2molSO2+

2molO2

反应放出或吸收的热量(kJ)

a

b

c

d

平衡时c(SO3)(mol·L-1)

e

f

g

h

下列关系正确的是( )

A.a=c;e=g B.a>2b;e>2f

C.a>d;e>h D.c+98.3e>196.6

【提高】

1. SiCl4在室温下为无色液体,易挥发,有强烈的刺激性。如SiCl4先转化为SiHCl3,再经氢气还原生成高纯硅。一定条件下,在20 L恒容密闭容器中发生SiCl4转化为SiHCl3的反应:3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g) ΔH=Q kJ·mol-1。2 min后达到平衡,H2与SiHCl3的物质的量浓度分别为0.1 mol·L-1和0.2 mol·L-1。

(1)从反应开始到平衡,v(SiCl4)=________。

(2)该反应的平衡常数表达式为K=________,温度升高,K值增大,则Q________0(填“>”、“<”或“=”)。

(3)若平衡后再向容器中充入与起始时等量的SiCl4和H2(假设Si足量),当反应再次达到平衡时,与原平衡相比较,H2的体积分数将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)原容器中,通入H2的体积(标准状况下)为________。

(5)平衡后,将容器的体积缩为10 L,再次达到平衡时,H2的物质的量浓度范围为________。

(6)图中x轴表示温度,y轴表示平衡混合气中H2的体积分数,a、b表示不同的压强,则压强a________b(填“>”、“<”或“=”)。

2.在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下进行反应A(g)+2B(g)3C(g),已知加入1 mol A和3 mol B,且达到平衡后,生成a mol C。

(1) 达到平衡时,C在反应混合气体中的体积分数是________(用字母a表示)。

(2) 在相同的实验条件下,若在同一容器中改为加入2 mol A和6 mol B,达到平衡后,C的物质的量为________ mol(用字母a表示),此时C在反应混合气体中的质量分数________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(3) 在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2 mol A和8 mol B,若要求平衡后C在反应混合气体中质量分数不变,则还应加入C________ mol。

3.恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:A(g)+B(g) C(g)

(1) 若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成amolC,这时A的物质的量为 mol。

(2)若开始时放入3molA和3 molB,到达平衡后,生成C的物质的量为 mol。

(3)若开始时放入xmolA、2 molB和1molC,到达平衡后,A和C的物质的量分别是ymol和3amol,则x = mol,y = mol

平衡时,B的物质的量 (选填一个编号)。

(甲)大于2mol (乙)等于2mol

(丙)小于2mol (丁)可能大于,等于或小于2mol

作出判断的理由是 。

(4) 若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次达到平衡后,C的物质的量分数是 。

Ⅱ. 若维持温度不变,在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。

(5) 开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC。将b与(1)小题中的a进行比较 (选填一个编号)。

(甲)a<b (乙)a>b

(丙)a=b (丁)不能比较a和b的大小

作出此判断的理由是 。

【答案】

【基础】AB C C

【巩固】C C B

【提高】1.(1)0.075 mol·L-1·min-1(2)

高二化学教案:《化学平衡》优秀教学设计


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一、复习回顾

化学平衡的建立、特征和标志;

化学平衡的移动;

平衡移动原理。

二、知识梳理

考点1:化学平衡的建立、特征和标志

1.可逆反应

在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应称为可逆反应。

2.化学平衡的建立

在一定条件下可逆反应进行到一定程度时,反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化,正反应速率和逆反应速率相等,这种状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。

注意:化学平衡状态是指①一定条件下的可逆反应里,②正反应速率=逆反应速率,③反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。正、逆反应速率相等是“因”,体系中各组分浓度不变是“果”。

速率时间图象:

3.化学平衡的特征

①“逆”:研究对象为可逆反应。

②“等”:可逆反应达到平衡时,υ正=υ逆。

第一层含义:用同种物质表示反应速率时,该物质的生成速率=消耗速率,即υA+=υA-

第二层含义:用不同物质表示反应速率时,A的正反应速率:B的逆反应速率=化学计量数之比,即υA+:υB-=m:n(m、n为化学方程式中A、B前面的系数)。

③“定”:平衡混合物中各组分含量(质量、物质的量、质量分数、气体体积分数、物质的量浓度、反应物转化率、体积、体系压强、体系温度等多种物理量)不随时间变化。

④“动”:正、逆反应都在进行,只是υ正=υ逆,体系处于动态平衡。

⑤“变”:化学平衡状态是有条件的、暂时的、改变影响平衡的外界条件,平衡会发生移动,达到新的平衡。

⑥“同”:只要外界条件相同,同一可逆反应达到的化学平衡状态就相同。它的建立与途径无关,从反应物开始或从生成物开始,或从反应物、生成物同时开始,都可建立平衡状态。

4.化学平衡的标志

(1)任何情况下均可作为标志的:

①υ正=υ逆(同一种物质) 对于某一可逆反应来说,正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。

②各组分浓度(百分含量、物质的量、质量)不随时间变化

③体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。

(2)在一定条件下可作为标志的是:

①对于有色物质参加或生成的可逆反应体系,颜色不再变化。例如2NO2(g)N2O4(g)

②对于有气态物质参加或生成的可逆反应体系,若反应前后气体的物质的量变化不为0,则混合气体平均相对分子质量M和反应总压P不变(恒温恒容)。例如2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。

③对同一物质而言,断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。

(3)不能作为判断标志的是

①各物质的物质的量或浓度变化或反应速率之比=化学计量数之比。

②有气态物质参加或生成的反应,若反应前后气体的体积变化为0,则混合气体平均相对分子质量M和反应总压P不变(恒温恒容),如:2HI(g)I2(g)+H2(g)。

③对于均为气体参加或生成的体系,恒容时密度不发生变化。

考点2:化学平衡的移动

1.定义:可逆反应中旧的化学平衡被破坏、新的化学平衡建立的过程就是化学平衡的移动。

注意:化学平衡移动的根本原因是正、逆反应速率不相等,移动的结果使二者相等。

2. 化学平衡移动原因:v正≠ v逆

v正> v逆 正向 v正.

考点3:反应条件对化学平衡的影响

1.温度的影响:

升高温度,化学平衡向吸热方向移动;

降低温度,化学平衡向放热方向移动。

2.浓度的影响:

增大反应物浓度或减小生成物浓度,化学平衡向正反应方向移动;

减小反应物浓度或增大生成物浓度,化学平衡向逆反应方向移动。

3.压强的影响:

增大压强,化学平衡向气体分子数减小的方向移动;

减小压强,化学平衡向气体分子数增大的方向移动。

4.催化剂:

加入催化剂,化学平衡不移动。

以N2 + 3H22NH3为例:

MicrosoftInternetExplorer402DocumentNotSpecified7.8 磅Normal0

条件

反应速率

N2转化率

N2的平衡浓度

NH3的体积分数

V不变

充N2

充He

不变

不变

不变

不变

P不变

充He

减小容器体积

升高温度

考点4:平衡移动原理(勒夏特列原理)

如果改变影响平衡的一个条件,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。

注意:平衡向减弱外界条件变化的方向移动,但不能抵消外界条件的变化。

三、例题精析

【例题1】在一定条件下,可逆反应2A2(g)+2B2(g) 3C2(g)+D2(g)在容积不变的容器中进行。达到平衡的标志是( )

A.单位时间内生成2n mol B2,同时消耗3n mol C2

B.容器内压强不随时间变化

C.混合气的密度不随时间变化

D.混合气的平均摩尔质量不随时间变化

E.单位时间内断裂2 mol A-A键,同时断裂3 mol C-C键

【答案】E

【解析】在任何时刻,单位时间内生成2n mol B2的同时必然消耗3n mol C2,两个速率的指向相同,不能作为到达平衡的标志,所以A选项错;该反应的特征是反应前后气体体积不变,恒温恒容时在任何时刻气体物质的量均不变,压强均不变,又因为密闭体系质量守恒,所以平均摩尔质量不变;又因为恒容,所以密度不变,所以B、C、D不能作为判断标志;消耗2 mol A的同时必生成3 mol C,则C的生成速率等于C的消耗速率,所以E可以作为到达平衡的标志。

【例题2】下列叙述中可以证明2HI(g) H2(g)+I2(g)已达平衡状态的是( )

① 单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI

② 一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂

③ 百分组成HI%=I2%

④ 反应速率υ(H2)=υ(I2)=0.5υ(HI)

⑤ C(HI)=C(H2)=C(I2)=2:1:1

⑥ 温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化

⑦ 温度和体积一定时,容器内压强不再变化

⑧ 条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化

⑨ 温度和体积一定时混合气体的颜色不再变化

⑩ 温度和压强一定时混合气体密度不再变化

【答案】②⑥⑨

【解析】① 表示不同方向的反应,但生成H2与生成HI的物质的量之比应等于相应化学计量数之比;

② 表示不同方向的反应且等于化学计量系数之比,正确;

③ 毫无根据,只在极特殊情况下成立;

④ 任何情况下均成立;

⑤ 只是某种特殊情况;

⑥ 浓度不变,说明已达平衡,正确;

⑦ 此反应前后气体体积不变,恒温恒容条件下任何时候容器内压强均不变;

⑧ 此反应前后气体物质的量不变,总质量不变条件下任何时候气体平均相对分子质量均不变;

⑨ 颜色不变说明浓度不变,正确;

⑩ 此反应前后气体体物质的量不变,恒温恒压条件下体积不变,任何时候气体密度均不变。

【例题3】对于可逆反应H2(g)+I2(g) 2HI(g),在温度一定下由H2(g)和I2(g)开始反应,下列说法正确的是( )

A.H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比为2:1

B.反应进行的净速率是正、逆反应速率之差

C.正、逆反应速率的比值是恒定的

D.达到平衡时,正、逆反应速率相等

【答案】BD源

【解析】化学平衡状态的特点。A选项中,速率之比等于计量数之比,应为1:2;B选项出现的净速率在中学没出现过,但根据平均速率的求算,为反应物的净减少量,该项正确;C项明显错误,反应过程中,正反应速率是减小的过程,而逆反应速率是增大的过程;D选项是平衡定义中来,正确。这类题就只有几个考点:①平均速率的比等于计量数的比;平均速率的计算;③反应过程中即时速率变化;④平衡中的速率问题。

四、课堂练习

【基础】

1. 在一定温度下,向a L密闭容器中加入1 mol X气体和2 mol Y气体,发生如下反应:X(g)+2Y(g)2Z(g)此反应达到平衡的标志是( )

A.容器内压强不随时间变化

B.容器内各物质的浓度不随时间变化

C.容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2

D.单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z

【答案】AB

【解析】考察化学平衡状态的特点。正反应是气体物质的量减小的反应,容器内压强不随时间变化时,即气体的物质的量不再变化,各物质的浓度也不再变化,表明该反应达到了平衡状态。

2. 已知反应:2A(g)+ B(g)3C(g)(正反应为放热反应),下列条件能充分说明该反应达到化学平衡状态的是( )

A.单位时间内消耗n mol B的同时,生成3n mol C

B.反应进行到容器内温度不再变化的状态

C.反应过程中,容器内压强不再变化

D.ν(A)=2ν(C)/3

【答案】 B

【解析】B、C选项可先假设反应不平衡,再进行判断。

【巩固】

3. 反应:A(气)+3B(气)2C(气)+Q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

【答案】C

【解析】考察化学平衡移动的方向。温度降低,正反应速率和逆反应速率都减小;因正反应是放热反应,降低温度,平衡向放热反应方向移动。

4. 下列叙述中能判断某化学平衡发生移动的是( )

A.混合物中各组分的浓度改变 B.正、逆反应速率改变

C.混合物中各组分的含量改变 D.混合体系的压强发生改变

【答案】C

【解析】对应H2O(g)+CO(g)H2(g)+CO2(g)加压,各组分的浓度均增大、反应速率均加快,平衡不移动,所以只有C选项可判断。

【拔高】

1. 对于可逆反应2SO2+O22SO3,在混合气体中充入一定量的18O2,足够长的时间后,18O原子( )

A.只存在于O2中 B.只存在于O2和SO3中

C.只存在于O2和SO2中 D.存在于O2、SO2和SO3中

【答案】D

【解析】 可逆反应能同时向正逆两个方向进行。

2. 可逆反应N2 + 3H2 2NH3的正逆反应速率关系能说明反应达到平衡状态的是( )

A.3v正(N2)= v正(H2) B.v正(H2)= v逆(NH3)

C.2v正(H2)= 3v逆(NH3) D.v正(N2)= 3v逆(H2)

【答案】C

【解析】化学平衡状态的标志。达到平衡,正逆反应速率相等,速率之比等于系数之比。为便于观察,可将等式改为比例形式。

3.一定条件下存在反应:2SO2(g)+O2?(g)═2SO3(g),其正反应放热.现有三个体积相同的密闭容器 I、Ⅱ、Ⅲ,按如图所示投料,并在400℃条件下开始反应.达到平衡时,下列说法正确的是( )

A.容器I、Ⅲ中平衡常数相同

B.容器Ⅱ、Ⅲ中正反应速率相同

C.容器Ⅱ、Ⅲ中的反应达平衡时,SO3的体积分数:Ⅱ>Ⅲ

D.容器 I中SO2的转化率与容器 II中SO3的转化率之和小于1

【答案】CD

【解析】A、容器Ⅰ是绝热容器,反应过程中温度升高,平衡逆向进行,平衡常数减小,容器Ⅰ、Ⅲ中平衡常数不相同,故A错误;

B、容器Ⅲ是恒压容器,反应过程中压强大于容器Ⅰ,反应速率大,容器Ⅱ、Ⅲ中正反应速率不相同,故B错误;

C、容器Ⅱ是恒温恒容,Ⅲ是恒温恒压,随着反应的进行,容器Ⅱ中压强大于容器Ⅲ,平衡正向进行,三氧化硫含量增大,SO3的体积分数:Ⅱ>Ⅲ,故C正确;

D、若容器Ⅱ恒温恒容,容器Ⅰ也是恒温恒容时,达到相同平衡状态,二氧化硫转化率和三氧化硫转化率之和为1,但实际容器Ⅰ是绝热恒容,随反应进行温度升高,平衡逆向进行,二氧化硫转化率减小,因此容器Ⅰ中SO2的转化率与容器Ⅱ中SO3的转化率之和小于1,故D正确;故选CD。

五、课后作业

【基础】

1. 当反应达到平衡时,下列措施:①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是( )

A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑥ D.③⑤⑥

2.下列各关系中能说明反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是( )

A.3v正(N2)=v正(H2)

B.v正(N2)=v逆(NH3)

C.2v正(H2)=3v逆(NH3)

D.v正(N2)=3v逆(H2)

3.可逆反应2HI(g) H2(g)+I2(g)在密闭容器中进行,下列能说明该反应已达到平衡状态的是( )

A.容器内压强不随时间变化而变化

B.混合气体总分子数不随时间变化而变化

C.混合气体的颜色不再改变

D.c(H2)与c(I2)保持相等

【巩固】

1.一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应:NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8 kJ/mol,下列能说明反应达到平衡状态的是( )

A.体系压强保持不变

B.混合气体颜色保持不变

C.SO3和NO的体积比保持不变

D.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2

2.在容器中进行如下反应:X2(g)+Y2(g) 2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )

A.Z为0.3 mol/L

B.Y2为0.4 mol/L

C.X2为0.2 mol/L

D.Z为0.4 mol/L

3.反应NH4HS(s) NH3(g)+H2S(g)在某一温度下达到平衡,下列各种情况中,能使化学平衡正向移动的是( )

A.加入NH4HS固体

B.压强、温度不变,充入少量氩气

C.容积、温度一定,充入氦气

D.温度、容积一定,充入H2S气体

【提高】

1.某温度下,密闭容器中发生反应aX(g) bY(g)+cZ(g),达到平衡后,保持温度不变,将容器的容积压缩到原来容积的一半,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是( )

A.可逆反应的化学方程式中化学计量数:a>b+c

B.压缩容器的容积时,v正增大,v逆减小

C.达到新平衡时,物质X的转化率减小

D.达至新平衡时,混合物中Z的质量分数增大

2.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料制取,其中一步的反应为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,反应达到平衡后,为了提高CO的转化率,下列措施中正确的是( )

A.增大压强  B.降低温度

C.增大CO的浓度 D.更换催化剂

3.某密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH

图L2-3-7

下列说法中正确的是( )

A.t2时加入了催化剂

B.t3时降低了温度

C.t5时增大了压强

D.t4~t5时间内转化率最低

【答案】

【基础】B C C

【巩固】B A B

【提高】C B A

高二化学教案:《化学平衡学案》教学设计


本文题目:高二化学教案:化学平衡学案

第三节 化学平衡学案

学习目标:

①理解化学反应的可逆性;

②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;

③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;

④掌握化学平衡常数的含义及其简单计算;

⑤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: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:化学平衡的建立

平衡移动原理的应用

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 SO3?

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。

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、(1)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v正=v逆≠0;平衡是动态的,而不是静止的)

(2)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+3H2 2NH3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

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;

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?

①增大水蒸气浓度 ②加入更多的碳 ③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 H2 2 NH3)的实验数据。

压强 /Mpa 1 5 10 30 60 100

NH3 /% 2.0 9.2 16.4 35.5 53.6 69.4

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?

①2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ②H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g)

③ H2O(g)+C(s) CO(g)+H2(g) ④CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)

⑤H2S(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+O2 2SO3,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,4υ正(O2)=5υ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:2υ正(NH3)=3υ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.υ正(H2)=υ逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)

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△Hq,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℃ 700 800 830 1000 1200

K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6

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 ℃ 。

答案: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,说明正反应是吸热反应

(3)化学平衡状态的特征是正、逆反应速率相等,各组分的浓度保持不变,以此作为依据可判断反应是否达到平衡状态。应注意的是不能用容器内的压强不变作为平衡与否的判断依据,因为有的反应若是气体体积不变的,则反应过程中容器的压强始终保持不变。

(4)根据 c(CO2)?c(H2)= c(CO)?c(H2O),变形得 K =c(CO)?c(H2O)/c(CO2)?c(H2O)= 1.0,查表 K = 1.0时温度 830℃