2019-2020年高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第三節(jié) 化學(xué)平衡教案（1） 新人教版選修4.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第三節(jié) 化學(xué)平衡教案（1） 新人教版選修4導(dǎo)課我們已經(jīng)學(xué)過許多化學(xué)反應(yīng)，有的能進(jìn)行到底，有的不能進(jìn)行到底。請同學(xué)們思考并舉例說明?；卮饘W(xué)生舉例化學(xué)反應(yīng)存在的限度。講述 化學(xué)反應(yīng)速率討論的是化學(xué)反應(yīng)快慢的問題，但是在化學(xué)研究和化工生產(chǎn)中，只考慮化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢是不夠的，因為我們既希望反應(yīng)物盡可能快地轉(zhuǎn)化為生成物，同時又希望反應(yīng)物盡可能多地轉(zhuǎn)化為生成物。例如在合成氨工業(yè)中，除了需要考慮如何使N2和H2盡快地轉(zhuǎn)變成NH3外，還需要考慮怎樣才能使更多的N2和H2轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3，后者所說的就是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度問題化學(xué)平衡。板書第三節(jié) 化學(xué)平衡講述如果對于一個能順利進(jìn)行的、徹底的化學(xué)反應(yīng)來說，由于反應(yīng)物已全部轉(zhuǎn)化為生成物，如酸與堿的中和反應(yīng)就不存在什么反應(yīng)限度的問題了，所以，化學(xué)平衡主要研究的是可逆反應(yīng)的規(guī)律。板書一、可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)思考大家來考慮這樣一個問題，我現(xiàn)在在一個盛水的水杯中加蔗糖，當(dāng)加入一定量之后，憑大家的經(jīng)驗，你們覺得會怎么樣呢？回答開始加進(jìn)去的很快就溶解了，加到一定量之后就不溶了。追問不溶了是否就意味著停止溶解了呢？回答回憶所學(xué)過的溶解原理，閱讀教材自學(xué)思考后回答：沒有停止。因為當(dāng)蔗糖溶于水時，一方面蔗糖分子不斷地離開蔗糖表面，擴(kuò)散到水里去；另一方面溶解在水中的蔗糖分子不斷地在未溶解的蔗糖表面聚集成為晶體，當(dāng)這兩個相反的過程的速率相等時，蔗糖的溶解達(dá)到了最大限度，形成蔗糖的飽和溶液。講述所以說剛才回答說不溶了是不恰當(dāng)?shù)?，只能說從宏觀上看到蔗糖的量不變了，溶解并沒有停止。我這里把這一過程做成了三維動畫效果，以幫助大家理解溶解過程。動畫演示一定量蔗糖分子在水中的溶解過程。講解這時候我們就說，蔗糖的溶解達(dá)到了平衡狀態(tài)，此時溶解速率等于結(jié)晶速率，是一個動態(tài)平衡。板書溶解平衡的建立開始時v（溶解）v(結(jié)晶)平衡時v（溶解）=v（結(jié)晶）結(jié)論：溶解平衡是一種動態(tài)平衡探討我們學(xué)過那些可逆反應(yīng)？可逆反應(yīng)有什么特點？板書二、化學(xué)平衡狀態(tài)1. 定義：是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量 （溶液中表現(xiàn)為濃度）可以保持恒定的狀態(tài)。啟發(fā)大家能否從化學(xué)平衡狀態(tài)的定義中，找出化學(xué)平衡有哪些基本特征？回答分析定義，歸納總結(jié)，化學(xué)平衡的特征：（1）化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng)；（2）達(dá)到平衡時正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率；（3）達(dá)到平衡時反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變；（4）由于化學(xué)平衡狀態(tài)時反應(yīng)仍在進(jìn)行，故其是一種動態(tài)平衡。板書 2、化學(xué)平衡的特征：（1）反應(yīng)物和所有產(chǎn)物均處于同一反應(yīng)體系中，反應(yīng)條件（溫度、壓強(qiáng)）保持不變。（2）達(dá)到平衡時反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變；由于化學(xué)平衡狀態(tài)時反應(yīng)仍在進(jìn)行，故其是一種動態(tài)平衡。達(dá)到平衡時正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率。講述評價學(xué)生總結(jié)結(jié)果。大家還應(yīng)注意化學(xué)平衡狀態(tài)是維持在一定條件下的，一旦條件發(fā)生變化，平衡狀態(tài)就將遭到破壞。動態(tài)平衡也體現(xiàn)了辯證唯物主義的基本觀點，即運動是絕對的，而靜止是相對的。思考若對飽和溶液升溫或降溫，會有什么現(xiàn)象發(fā)生？試從化學(xué)平衡觀點解釋?；卮饘W(xué)生解釋：升溫或降溫，溶解速率與結(jié)晶速率不在相等，繼續(xù)溶解或析出，直到溶解速率與結(jié)晶速率再次相等，t1時達(dá)到新的溶解平衡狀態(tài)。追問對于化學(xué)平衡，條件發(fā)生變化，平衡狀態(tài)怎樣發(fā)生變化呢？實驗2-5兩試管中各加入5ml0.1mol/L K2Cr2O7溶液,按要求操作,觀察顏色的變化。記錄實驗卡片滴加310滴濃硫酸滴加1020滴6 mol/LNaOHK2Cr2O7溶液橙色黃色板書3、（1）濃度對化學(xué)平衡的影響：Cr2O72+H2O 2 CrO42+2H+橙色 黃色實驗26通過學(xué)生對實驗歸納可知：增大反應(yīng)物的濃度可促使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動。方程式：FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl思考與交流1、你使如何判斷上述化學(xué)平衡發(fā)生變化的？2、你能否推知影響化學(xué)平衡的其它因素？板書在其它條件不變的情況下，增大反應(yīng)物濃度，正反應(yīng)速率加快，平衡向正反應(yīng)方向移動，增大生成物濃度，逆反應(yīng)速率加快，平衡向逆反應(yīng)方向移動。練習(xí)填空：濃度的變化 v正 v逆的變化 結(jié)果平衡移動平衡移動結(jié)果增大反應(yīng)物濃度 減少反應(yīng)物濃度增大生成物濃度減少生成物濃度講解 （2）壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響1.固態(tài)、液態(tài)物質(zhì)的體積受壓強(qiáng)影響很小，壓強(qiáng)不使平衡移動。2.反應(yīng)中有氣體參加：壓強(qiáng)減小濃度減小平衡向體積減小的方向移動，反之亦然。板書（2） 壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響：其他條件不變時，增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積縮小的方向移動，減小壓強(qiáng)；平衡向氣體體積增大的方向移動。如反應(yīng)前后氣體體積沒有變化的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)不會使平衡移動。 板書（3）溫度對化學(xué)平衡的影響：投影以2NO2 N2O4；H0為例說明。板書在其它條件不變的情況下，溫度升高，會使化學(xué)平衡商著吸熱反應(yīng)的方向移動；溫度降低，會使化學(xué)平衡向著放熱反應(yīng)的方向移動。練習(xí)填空：溫度改變v正 v逆的變化結(jié)果平衡移動平衡移動結(jié)果升高溫度降低溫度講解化學(xué)平衡只有在一定的條件下才能保持，當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后，如果改變濃度、壓強(qiáng)、溫度等反應(yīng)條件，達(dá)到平衡的反應(yīng)混合物里各組分的濃度也會隨著改變，從而達(dá)到新的平衡狀態(tài)。由此引出化學(xué)平衡的移動。閱讀P28相關(guān)內(nèi)容P板書（4）可逆反應(yīng)中舊化學(xué)平衡的破壞、新化學(xué)平衡的建立過程叫化學(xué)平衡的移動。勒沙特列原理：如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強(qiáng)、溫度）平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。思考催化劑對化學(xué)平衡有何影響？回答閱讀教材后回答：催化劑同等程度增加正逆反應(yīng)速率，平衡不移動。小結(jié)什么是化學(xué)平衡？濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑如何影響化學(xué)平衡移動？課堂練習(xí)1.(xx年春季高考題)反應(yīng)：A（g）3B（g）2C（g），H0達(dá)平衡后，將氣體混合物的溫度降低，下列敘述中正確的是（ ）A.正反應(yīng)速率加大，逆反應(yīng)速率變小，平衡向正反應(yīng)方向移動B.正反應(yīng)速率變小，逆反應(yīng)速率加大，平衡向逆反應(yīng)方向移動C.正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都變小，平衡向正反應(yīng)方向移動D.正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都變小，平衡向逆反應(yīng)方向移動2.（xx年全國理綜題）在一定溫度下，容器內(nèi)某一反應(yīng)中M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間變化的曲線如下圖，下列表述中正確的是A.反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2MN B.t2時，正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡C.t3時，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率 D.t1時，N的濃度是M濃度的2倍3.在一定溫度下的定容密閉容器中，當(dāng)下列物理量不再改變時，表明反應(yīng)：A(s)2B(g) C(g)D(g)已達(dá)平衡的是（ ）A.混合氣體的壓強(qiáng)B.混合氣體的密度C.B的物質(zhì)的量濃度D.氣體的總物質(zhì)的量4.在一個容積為V L的密閉容器中放入2LA（g）和1LB（g），在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng)： 3A(g)B(g) nC(g)2D(g),達(dá)到平衡后，A物質(zhì)的量濃度減少，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式中n的值是（ ）A.1B.2C.3D.45.在一個密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，在850時，氣體混合物達(dá)到下式所示平衡：CO2H2COH2O。已知達(dá)到平衡時生成0.75 mol CO，那么當(dāng)H2改為9 mol，在上述條件下平衡時生成CO與水蒸氣的物質(zhì)的量之和可能為（ ）A.1.2 molB.1.5 mol C.1.8 molD.2.5 mol6.在一個固定容積的密閉容器中，放入3 L X(g)和2 L Y(g)，在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng)：4X(g)3Y(g) 2Q(g)nR(g)。達(dá)到平衡后，容器內(nèi)溫度不變，混合氣體的壓強(qiáng)比原來增加5%，X的濃度減少13，則該反應(yīng)方程式中的n值是（ ）A.4B.5C.6D.77.有一處于平衡狀態(tài)的反應(yīng)：X(s)3Y(g) 2Z(g)，H0。為了使平衡向生成Z的方向移動，應(yīng)選擇的條件是（ ）高溫 低溫 高壓 低壓 加催化劑 分離出ZA.B.C.D.參考答案：1.C 2.D 3.BC 4.A 5.C 6.C 7.C過渡化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，不僅包括上邊大家回答的那些，還有其他方面的特征，這就是今天咱們學(xué)習(xí)和討論的主題化學(xué)平衡常數(shù)。板書三、化學(xué)平衡常數(shù)引導(dǎo)請同學(xué)們閱讀教材P28標(biāo)題三下面的內(nèi)容以及濃度關(guān)系數(shù)據(jù)表，分析并驗算表中所給的數(shù)據(jù)，最后可以得到什么結(jié)論？探究活動閱讀教材和P29表21，對表中數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察并歸納?？偨Y(jié)一定溫度下：小結(jié)在一定溫度下，可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，又無論反應(yīng)物起始濃度為多少，最后都能達(dá)到化學(xué)平衡。這時生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比是一個常數(shù)，這個常數(shù)叫做該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)，用符號K表示。板書1. 定義：在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時，生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比是一個常數(shù)，這個常數(shù)叫做該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)，用符號K表示。練習(xí)計算平衡常數(shù)：起始時各物質(zhì)的濃度/molL-1平衡時各物質(zhì)的濃度/molL-1平衡時c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)000.010.010.0050.0050.0050.005結(jié)論：達(dá)到平衡時 =1.0（常數(shù)）啟發(fā)剛才得出的平衡常數(shù)K是由一個特殊的反應(yīng)引出的，其，但如果對于任意一個可逆化學(xué)反應(yīng)：mA+nB pC+qD其平衡常數(shù)K又該如何表示呢？回答平衡常數(shù)實際上是平衡混合物中各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次方的乘積除以反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次方的乘積。即 K=板書2. 表達(dá)式對于任意反應(yīng)mA+nB pC+qD K=提問化學(xué)平衡常數(shù)實際上是化學(xué)平衡的又一特征，那么化學(xué)平衡常數(shù)K的大小有什么意義呢？回答了解K的意義并回答：可以從平衡常數(shù)K的大小推斷反應(yīng)進(jìn)行的程度，K只受溫度影響，K越大，表示化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時生成物濃度對反應(yīng)物濃度的比越大，也就是反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率也越大；反之K越小，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越小。板書3. 化學(xué)平衡常數(shù)的意義：K只受溫度影響，K越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率也越大；反之K越小，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越小。提問什么叫反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率？回答某指定反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率=100%講解根據(jù)平衡常數(shù)K的定義和表達(dá)式可知，即使是同一反應(yīng)，若反應(yīng)方程式書寫不同則K的表示方式也不同。再則，這里所謂的濃度指的是氣體或溶液的濃度，對于固體、純液體的濃度一般規(guī)定為常數(shù)1，可以不寫。練習(xí)寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)2HI(g) H2(g)+I2(g)CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)Fe3O4(s)+4H2(g) 3Fe(s)+4H2O(g)解析在寫表達(dá)式時注意、中固體物質(zhì)的濃度為1，不寫出。答案K=，K=,K=c(CO2),K=例1：講解例2：講解小結(jié)略課堂練習(xí) 1.已知t，p kPa時，在容積為V L密閉容器內(nèi)充有1 mol A和1 mol B。保持恒溫恒壓，使反應(yīng)A(g)B(g) C(g)達(dá)到平衡時，C的體積分?jǐn)?shù)為40%。試回答有關(guān)問題：(1)欲使溫度和壓強(qiáng)在上述條件下恒定不變，在密閉容器內(nèi)充入2 mol A和2 mol B，則反應(yīng)達(dá)到平衡時，容器的容積為 ，C的體積分?jǐn)?shù)為 。(2)若另選一容積固定不變的密閉容器，仍控制溫度為t，使1 mol A和1 mol B反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，C的體積分?jǐn)?shù)仍為40%，則該密閉容器的容積為 。2. 對可逆反應(yīng)aA（g）bB（g）cC(g)d（g）達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度滿足以下關(guān)系：=K(為一常數(shù))，K稱為化學(xué)平衡常數(shù)，其反應(yīng)的K值只與溫度有關(guān)?，F(xiàn)有反應(yīng)：CO（g）H2O（g）CO2（g）H2（g）Q。在850時，K1。(1)若升高溫度到950時，達(dá)到平衡時K 1(填“大于”“小于”或“等于”)。(2) 850時，若向一容積可變的密閉容器中同時充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O，1.0 mol CO2和x mol H2，則：當(dāng)x50時，上述平衡向 (填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動。若要使上述反應(yīng)開始時向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則x應(yīng)滿足的條件是 。(3)在850時，若設(shè)x5.0和x60，其他物質(zhì)的投料不變，當(dāng)上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得H2的體積分?jǐn)?shù)分別為a、b，則a b(填“大于”“小于”或“等于”)。3.（xx年上海高考題）在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2（g）H2（g）=CO（g）H2O（g）。其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表：t70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列問題：（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K= 。（2）該反應(yīng)為 反應(yīng)（選填吸熱、放熱）。（3）能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是 。a.容器中壓強(qiáng)不變 b.混合氣體中c(CO)不變c.v正（H2）=v逆（H2O） d.c(CO2)=c(CO)（4）某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)。試判斷此時的溫度。參考答案:1.(1)V 40 （2）V 2.(1)小于 (2)逆反應(yīng) x30 (3)小于3.（1）K=(2)吸熱 （3）bc (4)830作業(yè)P32 5、6、7、8板書計劃第三節(jié) 化學(xué)平衡一、可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)二、化學(xué)平衡狀態(tài)1.定義： 2.化學(xué)平衡的特征： 3.（1）濃度對化學(xué)平衡的影響：（2） 壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響：（3）溫度對化學(xué)平衡的影響： （4）勒沙特列原理：三、化學(xué)平衡常數(shù)1. 定義：在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時，生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比是一個常數(shù)，這個常數(shù)叫做該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)，用符號K表示。2. 表達(dá)式對于任意反應(yīng)mA+nB pC+qD K=3. 化學(xué)平衡常數(shù)的意義：K只受溫度影響，K越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率也越大；反之K越小，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越小。例1：講解例2：講解