2022年高中化學(xué) 第二章第三節(jié) 化學(xué)平衡教案 新人教版選修4
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1、 2022年高中化學(xué) 第二章第三節(jié) 化學(xué)平衡教案 新人教版選修4 [教學(xué)目標(biāo)] 1.知識(shí)目標(biāo) (1)理解化學(xué)平衡狀態(tài)等基本概念。 (2)理解化學(xué)平衡狀態(tài)形成的條件、適用范圍、特征。 (3)常識(shí)性了解化學(xué)平衡常數(shù)的意義。 2.能力和方法目標(biāo) (1)用化學(xué)平衡狀態(tài)的特征判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),從而提高判斷平衡狀態(tài)、非平衡狀態(tài)的能力。 (2)通過從日常生活、基本化學(xué)反應(yīng)事實(shí)中歸納化學(xué)狀態(tài)等,提高學(xué)生的歸納和總結(jié)能力;通過溶解平衡、化學(xué)平衡、可逆反應(yīng)之間的聯(lián)系,提高知識(shí)的總結(jié)歸納能力。 (3)利用化學(xué)平衡的動(dòng)態(tài)特征,滲透對(duì)立統(tǒng)一的辯證唯物主義思想教育。 3.重點(diǎn)和難點(diǎn)
2、 重點(diǎn)是化學(xué)平衡狀態(tài)的特征;難點(diǎn)是化學(xué)平衡狀態(tài)判斷。 [教學(xué)過程] 一、化學(xué)平衡狀態(tài): 定義:在一定條件下,可逆反應(yīng)中正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)混合物中各組成成分的含量保持不變的狀態(tài),叫做化學(xué)平衡狀態(tài)。 特點(diǎn):“動(dòng)、定、變”特點(diǎn): 動(dòng):化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡v(正)=v(逆)。 定:條件不變時(shí),各組分濃度保持不變。 變:條件改變時(shí),化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。 平衡建立:在一定條件下,反應(yīng)應(yīng)是從一定速率開始的,而逆反應(yīng)是從零開始的,隨時(shí)間推移,正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡。 ①反應(yīng)物與生成物處于動(dòng)態(tài)平衡,V正=V逆 ②反應(yīng)物與生成物濃度保持一定,百分
3、組成保持一定;(或說反應(yīng)物與生成物的含量保持一定) ③影響平衡的外界條件改變,平衡狀態(tài)即被破壞,發(fā)生平衡移動(dòng)。 為了使學(xué)生較好地理解動(dòng)態(tài)平衡的含義,還可以引用適當(dāng)?shù)谋扔?。例如:?dāng)水槽中進(jìn)水和出水的速度相等時(shí),槽內(nèi)水量保持不變;當(dāng)商場(chǎng)在一定時(shí)間里進(jìn)出人數(shù)相同時(shí),商場(chǎng)內(nèi)人數(shù)保持不變等。 實(shí)驗(yàn)步驟如下: (1)出示天平和裝了4/5水的一個(gè)礦泉水瓶Ⅰ,等待靜止平衡,不動(dòng)時(shí)稱為平衡狀態(tài); (2)一個(gè)空礦泉水瓶剪去上部,下部刺一個(gè)小孔; (3)按圖4所示向Ⅱ空瓶?jī)?nèi)不斷倒水,使它出現(xiàn)與Ⅰ瓶水 位等高的狀態(tài),而且保持這一水位。告訴學(xué)生這時(shí)水位不變了,也可以稱為平衡了。
4、請(qǐng)思考Ⅰ與Ⅱ兩種平衡有何不同。 [學(xué)生得結(jié)論] Ⅰ為靜態(tài)平衡,Ⅱ?yàn)閯?dòng)態(tài)平衡。 不可逆反應(yīng):在同一條件下,不能同時(shí)向兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)。可看成正、逆反應(yīng)的趨勢(shì)差別很在,反應(yīng)“一邊倒”。 CO+H2O(g)===CO2+H2 1200 0C 1L密閉容器中 C(CO) C(H2O) C(CO2) C(H2) 第一次 t0 0.01 0.01 0 0 t末 0.006 0.006 0.004 0.004 第二次 t0 0 0 0.01 0.01 t末 0.006 0.006 0.004 0.004 第三次 t0 0.003
5、 0.003 0.007 0.007 t末 0.006 0.006 0.004 0.004 CO+H2O(g)===CO2+H2 800 0C 1L密閉容器中 C(CO) C(H2O) C(CO2) C(H2) 第一次 t0 0.010 0.010 0 0 平衡 0.005 0.005 0.005 0.005 第二次 t0 0 0 0.010 0.010 平衡 練習(xí)一:對(duì)于可逆反應(yīng)2SO2+O2===2SO3:下列那種情況達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)? 1、反應(yīng)容器內(nèi),SO2、O2、SO3 共存時(shí)的狀態(tài)
6、2、SO2的分解速率等于SO3的生成速率的狀態(tài)。 3、單位時(shí)間內(nèi),每消耗2molSO2同時(shí)生成1molSO2。 4、單位時(shí)間內(nèi),每消耗1molSO2同時(shí)消耗2molSO3。 練習(xí)二:下列說法對(duì)不對(duì),為什么? 1、 可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),反應(yīng)停止了,所以各組分濃度不變了。 2、 可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),反應(yīng)物濃度等于生成物濃度 3、 可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),即使改變溫度條件,平衡狀態(tài)也不會(huì)改變。 [課堂補(bǔ)充練習(xí)] 1.化學(xué)平衡主要研究下列哪一類反應(yīng)的規(guī)律( )。 (A)可逆反應(yīng) (B)任何反應(yīng) (C)部分反應(yīng) (D)氣體反應(yīng) 2.在已經(jīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)的
7、體系中,如果下列量發(fā)生變化,其中一定能表明平衡移動(dòng)的是( )。 (A)反應(yīng)混合物的濃度 (B)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 (C)正、逆反應(yīng)速率 (D)反應(yīng)混合物的壓強(qiáng) 3.在2NO2 N2O4的可逆反應(yīng)中,下列狀態(tài)屬于平衡狀態(tài)的是( )。 (A)υ正=υ逆 ≠0時(shí)的狀態(tài) (B)NO2全部轉(zhuǎn)變成N2O4的狀態(tài) (C)c(NO2)=c(N2O4)的狀態(tài) (D)體系的顏色不再發(fā)生變化的狀態(tài) 4.一定條件下,合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),按如下操作,平衡不發(fā)生移動(dòng)的是( ) (A)恒T、P時(shí),充入NH3 (B)恒T、V時(shí),充入N2
8、 (C)恒T、P時(shí),充入He (D)恒T、V時(shí),充入He 5.下列哪個(gè)說法可以證明反應(yīng)N2+3H22NH3已達(dá)到平衡狀態(tài)( )。 (A)1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H-H鍵形成 (B)1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H-H鍵斷裂 (C)1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N-H鍵斷裂 (D)1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)H-H鍵形成 6.如圖所示,600K時(shí),在容積可變的透明容器內(nèi),反應(yīng) 2HI(氣) I2(氣)+H2(氣) 達(dá)到平衡狀態(tài)A。保持溫度不變,將容器的容積壓縮成為原容積的一半,達(dá)到平衡狀態(tài)B。按圖示觀察方向_____(填“能”或“不能”)看出
9、兩次平衡時(shí)容器內(nèi)顏色深淺的變化,理由是___。 若從水平方向觀察,能否看到容器內(nèi)顏色深淺的變化_____。 7.K2Cr2O7是橙紅色晶體,K2CrO4是黃色晶體,若將K2Cr2O7配成一定濃度的溶液,可以發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為:Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+,當(dāng)達(dá)到平衡時(shí),溶液的顏色在橙色和黃色之間,試回答: (1)向盛有2mL的上述K2Cr2O7溶液的試管中滴入10滴2mol/L的氫氧化鈉溶液,則試管中的溶液呈_____色。原因是_____________________。 (2)向(1)所得的溶液中滴入5滴2 mol·L-1的硫酸溶液,試管中溶液呈__
10、__色,理由是_______。 (3)另取上述K2Cr2O7溶液2mL于試管中,小心加熱,接近沸騰時(shí),試管中的溶液顏色會(huì)有何變化_______,理由是_________。 8.CuCl2溶液有時(shí)呈黃色,有時(shí)呈黃綠色或藍(lán)色,這是因?yàn)樵贑uCl2水溶液中存在如下平衡: [Cu(H2O)4]2+ + 4Cl- [CuCl4]2- + 4 H2O (藍(lán)色) (黃色) (1)現(xiàn)欲使溶液由黃色變成黃綠色或藍(lán)色,請(qǐng)寫出兩種可采用的方法_______,_________。 (2)在 2SO2+O2 2SO
11、3 的平衡體系中,加入18O構(gòu)成的氧氣,當(dāng)平衡發(fā)生移動(dòng)后,SO2中18O的含量_______(填增加、減少或不變),其原因是___________ 。 課堂補(bǔ)充練習(xí)答案: 1A,2B,3A,4D,5AC。 6.能;由于該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng),容積減半,壓強(qiáng)增大到原來的2倍時(shí),平衡不移動(dòng),此時(shí)I2(氣)及其它物質(zhì)的物質(zhì)的量均不變,但濃度卻增大到原來的2倍,故可以看到I2的紫色加深。若從水平方向觀察,不能看到顏色深淺的變化。 7.(1)黃色,加入OH-,使H+減少,平衡向右移動(dòng),CrO42- 的濃度增大; (2)橙黃之間,加入硫酸的物質(zhì)的量與氫氧化鈉恰好中和,使平衡恢
12、復(fù)原狀態(tài); (3)變黃,加熱促進(jìn)與水的反應(yīng),使CrO42- 的濃度增大。 8.(1)可加入硝酸銀溶液;或加入水。 (2)增加,原因是化學(xué)平衡是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡,二氧化硫跟18O2反應(yīng)生成含18O的三氧化硫,同時(shí)逆反應(yīng)發(fā)生會(huì)生成含18O的二氧化硫。 第2課時(shí) [教學(xué)目標(biāo)] 1.知識(shí)目標(biāo) (1)常識(shí)性理解化學(xué)平衡常數(shù)。 (2)理解圖像方法表示可逆反應(yīng)從不平衡狀態(tài)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的過程、基本類型等。 2.能力和方法目標(biāo) (1)通過分析圖像、解釋圖像,提高剖析化學(xué)平衡圖像的能力,培養(yǎng)形象思維能力。 (2)通過對(duì)煉鐵高爐的改造史實(shí)的討論,培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力,體會(huì)科學(xué)方法、
13、科學(xué)知識(shí)在解決實(shí)際問題中的重要作用。 3.重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)和難點(diǎn)是剖析化學(xué)平衡圖像問題。 [教學(xué)過程]見ppt文件。 二、化學(xué)平衡及特征 1、定義 2、注意點(diǎn)(1) (2) (3) 3、特征
14、 4、標(biāo)志 (1)微觀標(biāo)志 (2)宏觀標(biāo)志 規(guī)律(1) (2) (3) (4) (5) (6) [練習(xí)] 1、可逆反應(yīng)和不可逆反應(yīng): 可逆反應(yīng):在同一條件
15、下,能同時(shí)向正、逆兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)。如: N2+3H2 2NH3+Q N2O4 2NO2 - Q 不可逆反應(yīng):在同一條件下,不能同時(shí)向兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)??煽闯烧?、逆反應(yīng)的趨勢(shì)差別很在,反應(yīng)“一邊倒”。 正、逆反應(yīng)是相對(duì)的: N2+3H2 2NH3 2NH3 N2+3H2 問:點(diǎn)燃?xì)錃夂脱鯕獾幕旌衔锟蓜×业鼗?/p>
16、生成水,電解水時(shí)又可生成氫氣和氧氣,這是不是一個(gè)可逆反應(yīng)?為什么? 接問:可逆反應(yīng)能否進(jìn)行到底?(不能),因而對(duì)于任何一個(gè)可逆反應(yīng)都存在一個(gè)反應(yīng)進(jìn)行到什么程度的問題。 練習(xí): 1.可以說明密閉容器中可逆反應(yīng)P +Q R + S 在恒溫下已達(dá)平衡的是( B ) A.容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化 B.P和S生成速率相等 C.R和S的生成速率相等 D.P、Q、R、S的物質(zhì)的量相等 2.在1大氣壓390℃時(shí),可逆反應(yīng):2NO2 2NO+O2達(dá)到平衡,此時(shí)平衡混合氣體的密度是相同條件下H2密度
17、的19.6倍,求NO2的分解率。(答:34.6%) 課堂練習(xí): 1.當(dāng)把晶體N2O4放入密閉容器中汽化并建立N2O42NO2平衡后,保持溫度不變,再通入若干N2O4氣體,待反應(yīng)達(dá)到新的平衡,則新平衡中 [NO2]/[NO2]與舊平衡相比,其比值( )。 (A)變大 (B)變小 (C)不變 (D)無法確定 2.在一密閉容器中,用等物質(zhì)的量的A和B發(fā)生如下反應(yīng): A(氣)+2B(氣) 2C(氣) 反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),若混和氣體中A和B的物質(zhì)的量之和與C的物質(zhì)的量相等,則這時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為( )。 (A)40% (B)50%
18、 (C)60% (D)70% 3.對(duì)于密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng):2SO2+O22SO3,如果溫度保持不變,下列說法中正確的是( )。 (A)增加SO2的濃度,正反應(yīng)速率先增大,后保持不變 (B)增加SO2的濃度,正反應(yīng)速率逐漸增大 (C)增加SO2的濃度,平衡常數(shù)增大 (D)增加SO2的濃度,平衡常數(shù)不變 4.某溫度下將2molA和3molB充入一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)aA(g)+B(g) C(g)+D(g),5min后達(dá)到平衡,已知各物質(zhì)的平衡濃度關(guān)系有[A]a[B]=[C][D],若在溫度不變的情況下將容器體積擴(kuò)大為原來的10倍時(shí),A的轉(zhuǎn)化率不發(fā)生變化,則B的轉(zhuǎn)化率為(
19、)。 (A)60% (B)24% (C)30% (D)40% 5.在t1℃反應(yīng)2A(g) B(g)+Q達(dá)平衡時(shí),混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為M1,t2℃達(dá)平衡時(shí),混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為M2,則當(dāng)溫度從t1℃升到t2℃時(shí),下列說法正確的是( )。 (A)若M1>M2,則平衡向右移動(dòng),Q<0 (B)若M1<M2,則平衡向左移動(dòng),Q<0 (C)若M1>M2,則平衡向左移動(dòng),Q>0 (D)若M1<M2,則平衡向右移動(dòng),Q>0 6.對(duì)于可逆反應(yīng): mA(氣)+nB(固) pC(氣)+qD(氣) 其反應(yīng)過程中,其它條件不變時(shí),產(chǎn)
20、物D的百分含量D%與溫度T或壓強(qiáng)P的關(guān)系如圖所示,請(qǐng)判斷下列說法正確的是( )。 (A)降溫化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) (B)使用合適的催化劑可使D%有所增加 (C)化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)m
21、 8.高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)之一如下: FeO(固)+CO(氣) Fe(固)+CO2(氣)-Q。 其平衡常數(shù)可表示為K=[CO2]/[CO],已知1100℃時(shí)K=0.263?;瘜W(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),不隨濃度和壓強(qiáng)的變化而變化。 (1)溫度升高,化學(xué)平衡移動(dòng)后達(dá)到新的平衡,高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值____,平衡常數(shù)K值_____(本小題空格均備選:增大、減小或不變) (2)1100℃時(shí)測(cè)得高爐中c(CO2)=0.025 mol·L-1,c(CO)=0.1mol·L-1,在這種情況下,該反應(yīng)是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)____(選填“是”或“否”),此時(shí),化學(xué)反應(yīng)速率是υ正_
22、__υ逆(選填大于、小于或等于),其原因是___________。 課堂被充練習(xí)答案 1B,2A,3D,4D,5C,6AC, 7.升溫;減小SO3濃度;如圖2-2-5。 8.(1)反應(yīng)的正方向是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),所以平衡常數(shù)K=[CO2]/[CO]要增大。所以答案為:增大,增大。 (2)平衡時(shí),二氧化碳、一氧化碳的濃度比值等于平衡常數(shù),若比值不等于平衡溶液,就處于非平衡狀態(tài)。將c(CO2)=0.025 mol·L-1,c(CO)=0.1mol·L-1代入可得: ==0.25<0.263 所以此時(shí)不是平衡狀態(tài),為了使?jié)舛戎档扔谄胶獬?shù),二氧化碳濃度將增大,一氧化碳濃度將減小。所以,平衡將向正反應(yīng)方向移動(dòng),正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。
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