22《化学反应的限度》教案(鲁科版选修4).docx

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1、第二节 化学反响的限度知识与技能：1. 了解化学平衡常数的含义，能利用平衡常数计算反响物的平衡转化率；2. 了解温度、浓度、压强等因素对化学平衡的影响，并能够判断平衡移动的方向；3. 培养设计实验方案，分析、处理数据的能力。过程与方法：通过“温度、浓度对化学平衡的影响实验探究，培养设计实验方案的能力，以及分析实验现象并获取有价值信息的能力；通过对“化学平衡常数“压强对化学平衡的影响等问题的讨论，培养分析、处理实验数据的能力，以及从数据中获取信息，总结规律的能力。情感态度与价值观：在分析问题中能够体会到研究的乐趣，学会如何看待事物的多面性，并最终了解热力学理论研究的重要意义。教学重难点：化学平衡

2、常数的含义及温度、浓度、压强对化学平衡的影响。课型：新课课时安排：4课时教学过程：第一课时【复习提问】什么叫熵 什么叫熵变 如何判断一个反响能否自发进行【教师】我们利用H-TS来判断一个反响的自发性时，如果它小于0，我们只能说这个反响有反响的可能性，有反响的趋势。在实际上到底能不能进行反响，还要看有多少反响物发生反响转变成了生成物，另外还要看反响的速率。如果反响物只有很少的量转变成生成物或反响的速率很小很小，那么我们只能说这个反响虽有自发进行的趋势，但仍然没有发生反响。所以要研究一个反响，首先要研究它的自发性问题，接下来就要看它进行的程度，也就是限度的问题，最后看反响速率的问题。好，这节我们就

3、来看看反响限度的问题。【板书】第2节 化学反响的限度【提问】那么如何来表示化学反响的限度呢或用什么来反映反响的限度呢【学生】思考，预习【教师】化学反响的限度是指有多少反响物转变为生成物的，所以最好用生成物与反响物的物质的量或浓度的比值来反响。那么我们来看下面这个表。【学生】观察，计算：交流研讨: 反响H2(g)I2(g) 2HI (g) ， 0。现在698.6K和798.6K时分别用不同起始浓度的H2、I2(g)、HI进行反响，平衡后得到以下实验数据。温度(K序号初始浓度mol/L平衡浓度mol/Lc0(H2)c0(I2)c0(HI)H2I2HI698.60.010670.0119600.00

4、18310.0031290.017670.011350.00904400.0035600.0012500.01559000.010690.0011410.0011410.008410798.60.011350.0090400.004560.001950.00859000.016550.003390.003390.00977000.012580.002580.002580.00742c(B)表示反响体系中物质B任意状态时的浓度；c0(B)表示物质B的初始浓度；B表示物质B在化学平衡时的浓度【教师】为了便于比较，我们选定的浓度的比值一定要有恒定性，故我们把后一组数据即定义为该反响的平衡常数。即生成

5、物HI浓度的系数次幂与反响物H2浓度的系数次幂和I2浓度的系数次幂的乘积的比值叫着这个反响的化学平衡常数。【练习】1、写出反响：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)的化学平衡常数表达式，并判断K的单位。2、对于任一可逆反响：aAg+bBgcCg+ dDg，试写出其化学平衡常数的表达式。【学生】完成【板书】一、化学平衡常数 1.定义：在一定温度下，对于任何可逆反响：aAg+bBgcCg+ dDg，无论起始浓度如何改变，反响到达平衡状态后各生成物物质的量浓度的系数次方的乘积与各反响物物质的量浓度的系数次方的乘积的比值 2.表达式：K = 3.单位：molL1c+d-a-b【练习】298K

6、时，向某密闭容器中充入N2、O2发生反响N2(g) + O2(g)2NO(g) 到达平衡。写出该反响的平衡常数表达式；假设298K时，K=110-30，测得平衡时N2与O2的浓度均为1mol/L，试求NO的平衡浓度；假设K=11030呢【板书】4.K的意义： 1K的大小反响了化学反响进行的限度【练习】保持温度不变，测得某一时刻，N2、O2、NO浓度分别为10mol/L、10mol/L、1 10-5mol/L，此时该反响是否到达平衡状态假设要到达平衡，反响应向方向进行，为什么【教师】现定义一个反响体系aAg+bBgcCg+ dDg中，任意时刻状态时，各生成物物质的量浓度的系数次方的乘积与各反响物

7、物质的量浓度的系数次方的乘积的比值为浓度商Q，即：Q = ，我们可以结合Q 和 K的大小来判断反响是否到达平衡或反响进行的方向【板书】2判断反响是否到达平衡或反响进行的方向Q V逆Q = K 处于平衡状态 V正 = V逆 Q K 反响向逆向进行 V正 V逆【作业】P52 3【板书设计】第2节 化学反响的限度一、化学平衡常数 1.定义：在一定温度下，对于任何可逆反响：aAg+bBgcCg+ dDg， 无论起始浓度如何改变，反响到达平衡状态后各生成物物质的量浓度的系数次方的乘积与各反响物物质的量浓度的系数次方的乘积的比值 2.表达式：K = 3.单位：molL1c+d-a-b4.K的意义： 1K的

8、大小反响了化学反响进行的限度2判断反响是否到达平衡或反响进行的方向 浓度商：Q = Q V逆Q = K 处于平衡状态 V正 = V逆 Q K 反响向逆向进行 V正 V逆【作业】P52 3求平衡常数第二课时【提问】浓度商Q和平衡常数K的关系是怎么影响反响的方向的什么时候到达平衡状态【教师】观察下面两个表，想想影响K值大小的因素是什么【学生】观察、思考表一：H 2(g)I2 (g) 2HI (g) ， 0无色 红棕色 温度(K)初始浓度(mol/L平衡浓度(mol/L)Kc0(N2O4)c0(NO2)N2O4NO22980.05000.021750.056500.14683330.05000.00

9、4880.09011.664请计算相应温度的平衡常数。分析表中数据，判断K值随温度的变化关系【板书】5.影响K的因素仅是温度，与压强、体积等其他因素无关正向吸热反响，升高温度，K值增大；正向放热反响，升高温度，K值减小。【交流研讨】化学反响K表达式单位11/2N2(g) + 3/2 H2(g) NH3(g)2N2(g)+ 3 H2(g) 2NH3(g)32NH3(g) N2(g) + 3 H2(g)4NH3H2O(aq) NH4+(aq) + OH(aq)5FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO(g)6AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)【板书】6.K的书写： 1平衡

10、常数的表达式与化学方程式的书写方式有关 2对于给定的化学方程式，正逆反响的平衡常数互为倒数 3平衡常数的单位与化学方程式的表示形式一一对应4固体或纯液体和液态水不列入平衡常数的表达式中 因其浓度为常数，可认为为“1”，带入表达式中，可消去。【教师】用平衡常数来表示化学反响的限度有时不够直观，因此在实际应用中，常用平衡转化率来表示反响限度。对于aAg+bBgcCg+ dDg，反响物A的平衡转化率可以表示为：【板书】二、平衡转化率= x100% = x100% 在密闭容器中或反响体系体积不变的情况下： = x100%【例1】 【例2】主要要让学生知道“三步法解题的格式和步骤。【教师】还可以用产率来

11、表示，对于aAg+bBgcCg+ dDg，产物C的产率可以表示为： = x100% = x100%在密闭容器中或反响体系体积不变的情况下： = x100%【交流研讨】P46表2-2-2【结论】提高某种反响物的浓度，可以提高另一种反响物的转化率，但却降低了该种反响物的转化率。实际中可以增大某种廉价的反响物的量从而到达提高较贵的反响物的转化率，获得更多产物的目的。【作业】P52 3平衡转化率【板书设计】 5.影响K的因素仅是温度，与压强、体积等其他因素无关正向吸热反响，升高温度，K值增大；正向放热反响，升高温度，K值减小。6.K的书写： 1平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关 2对于给定的化

12、学方程式，正逆反响的平衡常数互为倒数 3平衡常数的单位与化学方程式的表示形式一一对应4固体或纯液体和液态水不列入平衡常数的表达式中二、平衡转化率= x100% = x100% 在密闭容器中或反响体系体积不变的情况下： = x100%= x100% = x100%在密闭容器中或反响体系体积不变的情况下： = x100%【作业】P52 3平衡转化率(第三课时)【教师】一定条件下 条件改变新条件下，某化学平衡 化学平衡破坏 新的化学平衡V正=V逆 V正V逆V正=V逆各组分浓度 各组分浓度 各组分浓度保持不变 随时间改变 保持新的不变【板书】三、反响条件对化学平衡的影响 一平衡移动： 1.定义：由于温

13、度、压强、浓度这些反响条件的变化而使可逆反响由一个平衡状态变为另一个平衡状态的过程，称为化学平衡移动 2.研究对象：已建立平衡状态的体系【教师】对于一个任意的化学反响：aAg+bBgcCg+ dDg，假设改变条件使得产物的量或浓度变大，那么称之为平衡正向移动或向右移动；反过来，假设改变条件，使得反响物饿量或浓度变大，那么称之为平衡逆向移动或向左移动。 下面我们就来看看具体的反响条件的改变对平衡产生什么样的影响。首先看看温度的影响。【板书】3.平衡移动的标志：1反响混合物中各组分的浓度发生改变 2V正 V逆4.平衡移动的方向：正向或向右移动逆向或向左移动【活动探究】学生先预习，教师演示，学生观察

14、。【实验现象】2NO2(g) N2O4(g) H = -57.2kJmol-1实验内容实验现象结论将充有NO2的烧瓶放入冷水中红棕色变浅平衡正向移动将充有NO2的烧瓶放入热水中红棕色变深平衡逆向移动【分析】吸热 2NO2(g) N2O4(g) 放热 红棕色 无色到达平衡时，Q = K = 在其它条件不变的情况下, 升高温度，放热反响的K降低，到达新的平衡时，有Q= K，那么：Q=c(N2O4)/c(NO2)2 减小 增大 即：平衡逆向移动，向吸热方向移动；降低温度，放热反响的K增大，到达新的平衡时，有Q= K，那么：Q=c(N2O4)/c(NO2)2 增大 减小 即：平衡正向移动，向放热方向移

15、动；升高温度，吸热反响的K增大，到达新的平衡时，有Q= K，那么：Q=c(NO2)2/(N2O4) 增大 减小 即：平衡正向移动，向放热方向移动；降低温度，放热反响的K降低，到达新的平衡时，有Q= K，那么：Q=c(NO2)2/c(N2O4) 减小 增大 即：平衡逆向移动，向放热方向移动；通过以上可知：升高温度，吸热方向平衡常数K增大，说明平衡逆向移动；降低温度，正反响放热方向平衡常数K增大，说明平衡正向移动。【板书结论】二反响条件对平衡的影响1.温度的影响其它条件不变的情况下， 升高温度,平衡向吸热反响方向移动。 降低温度,平衡向放热反响方向移动。【练习】化学反响：2A+ B2C，到达化学平

16、衡后，升高温度时，C 的量增加，此反响 ) A.是放热反响 B.没有显著的热量变化 C.是吸热反响 D.原化学平衡没有发生移动【教师】下面我们看看浓度对化学平衡的影响，我们看一下实验：实验内容实验现象实验结论1向Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3这个平衡体系中参加少量的KSCN溶液红色加深平衡正向移动2向Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3这个平衡体系中参加少量的FeCl3溶液红色加深平衡正向移动3再向试管中各滴加0.01mol/LNaOH溶液35滴,观察现象.红色变浅平衡逆向移动【分析】Fe 3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 浅黄色 红色温度一定时，K是一个定值。

17、达平衡时，Q=K= 改变条件浓度时：当增大反响物的浓度时，Q K ，到达新的平衡时，有Q= K ，那么：Q=c(Fe(SCN)3)/c(Fe 3+ )c(SCN-)3 减小 增大 即：平衡正向移动当减小生成物的浓度时，Q K ，到达新的平衡时，有Q= K ，那么：Q=c(Fe(SCN)3)/c(Fe 3+ )c(SCN-)3 减小 增大 即：平衡逆向移动当增大生成物的浓度时，Q K ，到达新的平衡时，有Q= K ，那么： Q=c(Fe(SCN)3)/c(Fe 3+ )c(SCN-)3 减小 增大 即：平衡逆向移动通过以上可知：在其它条件不变的情况下，增大反响物浓度或减小生成物浓度时,平衡向正向

18、或向右移动。 减小反响物浓度或增大生成物浓度时,平衡向逆向或向左移动。【板书结论】2.浓度的影响在其它条件不变的情况下，增大反响物浓度或减小生成物浓度时,平衡向正向或向右移动。 减小反响物浓度或增大生成物浓度时,平衡向逆向或向左移动。【练习】1.在K2Cr2O7的溶液中存在如下平衡：Cr2O72-+ H2O 2CrO42- + 2H+橙色 黄色 分析参加NaOH溶液6mol/L或稀H2SO4溶液有何现象 2.Cl2 + H2O HCl+HClO达平衡后:A、参加少量氢氧化钠平衡如何移动B、参加少量HCl平衡如何移动C、久置氯水的成分是什么为什么D、为什么氯气不溶于饱和食盐水【板书设计】三、反响

19、条件对化学平衡的影响 一平衡移动： 1.定义：由于温度、压强、浓度这些反响条件的变化而使可逆反响由一个平衡状态变为另一个平衡状态的过程，称为化学平衡移动 2.研究对象：已建立平衡状态的体系3.平衡移动的标志：1反响混合物中各组分的浓度发生改变 2V正 V逆4.平衡移动的方向：正向或向右移动 逆向或向左移动二反响条件对平衡的影响1.温度的影响其它条件不变的情况下， 升高温度,平衡向吸热反响方向移动。 降低温度,平衡向放热反响方向移动。2.浓度的影响在其它条件不变的情况下，增大反响物浓度或减小生成物浓度时,平衡向正向或向右移动。 减小反响物浓度或增大生成物浓度时,平衡向逆向或向左移动。【教学反思】

20、第四课时【提问】温度和浓度是怎么影响化学平衡的【教师】这节课我们主要来看看度对于有气体参加反响或生成的化学反响，压强对化学平衡的影响。首先大家预习一下P49的 交流研讨 【学生】预习一下P49的 交流研讨 【补充】在讲到压强对平衡的影响时，大家要注意：压强只对有气体参与或生成的化学反响的平衡有影响。因为压强对固体或液体的影响不大。那么气体的压强还与哪些因素有关呢我们先来补充一下有关气体压强的相关知识。 PV = nRT 温度一定，气体的物质的量一定时： P = ,即: = (1)温度一定，体积一定时： P = = cRT即: = = (2)温度一定，压强一定时： V = 即:= (3)对于aA

21、g+bBgcCg+ dDg这个有气体参与和生成的反响：现定义气体物质系数的变化值vg= c+d-a-b【交流研讨】填表 编号反响气态物质系数的该变量vgK1N2+O2 2NO0NO2/N2O22N2+3H2 2NH3-20NO22/N2O4【实验现象】Abc红棕色先变红后变深【分析】对于N2O4 2NO2 , 达平衡时，K=体积缩小一半，压强增大一倍，浓度增大一倍，故红棕色先变深，此时 Q= 因为浓度的增大幅度一样，但分子NO2的浓度的指数不分母N2O4的浓度的指数大，故分子的值的增大的幅度更大。即此时：QK，要到达新的平衡，那么Q值要减小，即c(NO2)减小，c(N2O4)增大，平衡左向，向

22、气态物质系数减小的方向移动。故后红棕色变浅。【实验】迅速将活塞有5cm3处拉至20cm3处，【现象】红棕色先变浅后变红【分析】对于N2O4 2NO2 , 达平衡时，K = .体积增大，压强减小，浓度减小，故红棕色先变浅，此时 Q = 因为浓度的减小幅度一样，但分子NO2的浓度的指数不分母N2O4的浓度的指数大，故分子的值的减小的幅度更大。即此时：Q0 升高温度 降低温度 增大反响物的浓度或减小反响物的浓度 减小反响物的浓度或增大反响物的浓度 假设a+bc+d: 压缩体积，使压强增大 增大体积，使压强减小 假设a+b=c+d:注意：其适用条件：封闭体系中只改变一个条件。而用KQ的大小比较判据时，

23、一切条件都可适用改变两个以上的条件都 可以。【练习】1某一化学反响，反响物和生成物都是气体，改变以下条件一定能使化学平衡向正反响方向移动的是( A ) A增大反响物浓度 B减小反响容器的体积 C增大生成物浓度 D升高反响温度2化学反响2A( )+B(g) 2C( )到达平衡，当增大压强时，平衡向逆反响方向移动，那么( D ) AA是气体，C是固体 BA、C均为气体 CA、C均为固体 DA是固体，C是气体【板书设计】 3.压强的影响在其它条件不变的情况下，vg0, 增大压强，平衡向气态物质系数减小方向移动增大压强，平衡向气态物质系数减小方向移动vg=0， 改变压强，平衡不移动。4.小结：化学平衡

24、移动规律升高温度,平衡向吸热反响方向移动；降低温度,平衡向放热反响方向移动。增大反响物浓度或减小生成物浓度时,平衡向正向或向右移动； 减小反响物浓度或增大生成物浓度时,平衡向逆向或向左移动。vg0，增大压强，平衡向气态物质系数减小方向移动增大压强，平衡向气态物质系数减小方向移动vg=0， 改变压强，平衡不移动。 5.勒夏特列原理改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。【作业】1.在一个1L的密闭容器中，充入3.6mol的SO2和1.8molO2，在适当温度和催化剂的作用下发生如下反响：2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) K=200，求到达平衡时各物质的浓度。2

25、.在一个1L的密闭容器中，充入3.6mol的SO3，在适当温度和催化剂的作用下发生如下反响：2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) K=200，求到达平衡时各物质的浓度。为讲等效平衡作准备3.把0.6molX气体、0.4molY和0.1molW气体混合于2L容器中，使它们发生如下反响：3X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g)，5min末测得体系中含有0.3molW，假设测知以Z浓度变化来表示的反响平均速率为0.01molL-1min-1，求(1)上述反响中Z气体的化学计量数n的值(2)该反响的平衡常数的值(3)上述反响在5min末时，Y的转化率第五课时【题1】在恒温时，一固定容积的容

26、器内发生的反响2NO2(g)N2O4(g)到达平衡时，再向容器内通入一定量的NO2g重新到达平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的体积分数CA.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断【解析】恒温、定容平衡后再参加NO2(g)，相当于增大了容器的压强，平衡向着生成N2O4的方向移动，体积分数减小。【题2】某温度下，在一个容积可变的容器中，反响2X(g)+Y(g)2Z(g)到达平衡时，X、Y和Z的物质的量分别为mol、mol、4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是CA.均减半B.均加倍C.均增加1mol D.均减小mol【解析】在容积可变的情况下，如果

27、均加倍的话，对平衡时的各物质来讲，浓度均没有发生变化，故正逆反响速率均没有发生改变，平衡不发生移动，均减半与此类似。由于反响物的系数之和比生成物的大，所以均增加1 mol的话，可认为先增加molA、0.5 mol B、1 mol C，这时平衡不移动，再增加0.5 mol B，平衡向正反响方向移动，对反响物和生成物来讲，他们的反响速率的变化就不会一样，导致正逆反响速率不相同，平衡不发生移动。均减少1 mol与此类似，只不过平衡移动方向正好相反罢了。【题3】一定温度下，可逆反响X(g)3Y(g)2Z(g)到达平衡的标志是ACA.Z生成的速率与Z分解的速率相等B.单位时间内生成n molX，同时生成

28、3n molYC.X、Y、Z的浓度不再发生变化D. X、Y、Z的分子数之比为1【解析】判断可逆反响是否到达平衡的标志是：1反响混合物中各组分的浓度随时间的改变而不发生改变2V正V逆。故AC正确。对于B，因为在任何时刻，有n mol A产生时必有3n mol B产生，二者表示的都是逆反响速率，因此无法判断是否到达平衡状态。而D只是反响的一种特定情况，不一定是平衡状态。【题4】可逆反响：3X(g) 3Y( )Z( ) H0。随温度升高，气体平均相对分子质量有变小的趋势，那么以下判断正确的选项是CDA.Y和Z可能都是固体B. Y和Z一定都是气体C.假设Z为固体，那么Y一定是气体D.Y和Z可能都是气体

29、【解析】升高温度平衡向正反响方向移动，而气体平均相对分子质量有变小的趋势，说明Y和Z至少有一种是气体或者都是气体。【题】压强变化不会使以下化学反响的平衡发生移动的是AA.H2(g)I2(g)2HI(g) B.3H2(g)N2(g)2NH3(g)C.2SO2(g)O2(g)2SO3(g) D.C(s)CO2(g)2CO(g)【解析】固态或液态物质的体积受压强的影响很小，可忽略不计，改变压强只对有气体参加的反响的化学平衡发生影响。对于反响前后化学方程式中气态物质系数没有发生变化的反响来讲，改变压强，化学平衡不发生移动。【题6】体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度

30、下发生反响2SO2O22SO3，并到达平衡。在该过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，假设甲容器中SO2的转化率为p%，那么乙容器中SO2的转化率BA.等于p% B.大于p%C.小于p%D.无法判断【解析】乙容器保持压强不变，可看做先在保持体积不变反响到达平衡的根底上再减小体积即增加各物质的浓度但反响物增加的程度大于产物，那么乙容器的化学平衡可看作甲容器的化学平衡向右移动的结果。【题】反响X(g)Y(g)2Z(g)H0在不同温度T1和T2及压强P1和P2下，产物Z的物质的量n2与反响时间t的关系如右图所示。以下判断中，正确的选项是CA.T1T2，P1P2 B.T1P2 C.T1T2，

31、P1P2 D.T1T2，P1T2。在等温条件下，P1时反响先到达平衡，那么P1P2。【题8】反响C(s)2H2(g)CH4(g)在1000K时Kp9955.75 Pa，当总压为101 kpa，气体组成是H2 70%，CH4 20%，N210%时，上述反响AA.正向移动B.逆向移动C.到达平衡D.不一定【解析】可见QpP2，x轴表示温度，y轴表示平衡混合气中G的体积分数。据此，可判断BCA.上述反响是放热反响B.上述反响是吸热反响C.ab D.ab【解析】由图可知，在压强一定的条件下升高温度，G的体积分数减小，即升高温度平衡右移，因此该反响为吸热反响。在温度不变的条件下增大压强，由图可知，G的体积分数增加，即增大压强平衡左移，因此az。加压后平衡向气态物质计量数减小的方向移动，由于C是气体，因此在加压时化学平衡如发生移动，那么平衡必定向逆方向移动。改变固态或者液态的量，平衡不移动。【题14】PCl5随温度升高分解为PCl3和Cl2，在473 K时PCl5的起始浓度为0.050 mol/L，到达平衡时有26%分解，求473 K时PCl5分解反响的平衡常数。【解析】 PCl5(g)PCl5(g)Cl2(g)起始浓度mol/L0.050 0 0平衡浓度mol/L0.050x x x由题意可知x0.05026%0.013 mol/L那么Kc