化学第7章 化学反应的方向、限度与速率 学案六 化学速率平衡图表分析与数据处理 鲁科版.ppt
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1、学案六化学速率平衡学案六化学速率平衡图图表分析与数据表分析与数据处处理理【教学目标】【教学目标】1.理解化学平衡理解化学平衡图图像的意像的意义义,掌握化学平衡,掌握化学平衡图图像像题题的解法。的解法。2.借助速率和平衡的借助速率和平衡的图图像,了解平衡在生活、生像,了解平衡在生活、生产产和科学研究和科学研究领领域中的重要作用。域中的重要作用。3.通通过过对对“化化学学反反应应速速率率和和化化学学平平衡衡”的的图图表表以以及及“化化学学反反应应的的过过程程图图像像”的的分分析析,提高学生提高学生对图对图表信息表信息进进行行综综合合处处理和加工的能力。理和加工的能力。4.通通过过同学之同学之间对图
2、间对图像像题题的解的解题题方法的方法的讨论讨论分析,体会同伴分析,体会同伴间间互助学互助学习习的必要性。的必要性。【教学重点】【教学重点】阅读表格数据、图像,对化学平衡的综合分析,解决实际问题。阅读表格数据、图像,对化学平衡的综合分析,解决实际问题。【教学难点】【教学难点】平衡平衡图图像解像解题题思路、方法与技巧。思路、方法与技巧。【考考情情分分析析】从从近近几几年年看看,化化学学反反应应速速率率和和化化学学平平衡衡的的考考查查,试试题题的的创创新新性性、探探究究性性逐逐年年提提升升,如如:考考查查问问题题多多样样化化的的平平衡衡图图像像问问题题,通通过过设设计计新新颖颖的的速速率率、平平衡衡
3、计计算算以以及及通通过过图图像像、表表格格获获取取信信息息、数数据据等等试试题题在在情情境境上上、取取材材上上都都有有所所创创新新,而而且且化化学学反反应应速速率率与与化化学学平平衡衡还还与与元元素素化化合合物物知知识识相相互互联联系系,综综合合考考查查,并并且且两两者者的的结结合也日合也日趋紧趋紧密。如密。如2015全国卷全国卷28,2016全国卷全国卷27,2017全国卷全国卷28等。等。1.常见速率、平衡图像常见速率、平衡图像(1)物物质质的量的量(或或浓浓度度)时间图时间图像像例例如如,某某温温度度时时,在在定定容容(VL)容容器器中中,X、Y、Z三三种种物物质质的的物物质质的的量量随
4、随时时间间的的变变化化曲曲线线如如图图所示。所示。(2)含量含量时间时间温度温度(压压强强)常常见见形式有如下几种。形式有如下几种。(C%指生成物的指生成物的质质量分数;量分数;B%指某反指某反应应物的物的质质量分数量分数)(3)恒恒压压(温温)的的图图像分析像分析该该类类图图像像的的纵纵坐坐标标为为物物质质的的平平衡衡浓浓度度(c)或或反反应应物物的的转转化化率率(),横横坐坐标标为为温温度度(T)或或压压强强(p),常,常见类见类型如下所示:型如下所示:如如图图2所所示示曲曲线线是是其其他他条条件件不不变变时时,某某反反应应物物的的最最大大转转化化率率()与与温温度度(T)的的关关系系曲曲
5、线线,图图中中标标出出的的1、2、3、4四四个个点点,表表示示v正正v逆逆的的点点是是3,表表示示v正正v逆逆的的点点是是1,而而2、4点表示点表示v正正v逆逆。2.解答化学平衡图像题二个原则和三个步骤解答化学平衡图像题二个原则和三个步骤(1)二个原二个原则则先先拐拐先先平平。例例如如,在在转转化化率率时时间间图图上上,先先出出现现拐拐点点的的曲曲线线先先达达到到平平衡衡,此此时时推推理可得理可得该变该变化的温度高、化的温度高、浓浓度大、度大、压压强强高。高。定一定一论论二。当二。当图图像中有三个量像中有三个量时时,先确定一个量不,先确定一个量不变变再再讨论讨论另外两个量的关系。另外两个量的关
6、系。(2)三个步三个步骤骤看看懂懂图图像像:看看图图像像要要五五看看。一一看看面面,即即看看清清横横坐坐标标和和纵纵坐坐标标;二二看看线线,即即看看线线的的走走向向、变变化化趋趋势势;三三看看点点,即即看看曲曲线线的的起起点点、终终点点、交交点点、拐拐点点、原原点点、极极值值点点等等;四四看看要要不不要要作作辅辅助助线线、如如等等温温线线、等等压压线线;五五看看定定量量图图像像中中有有关关量量的的多多少少。联联想想规规律律:联联想想外外界界条条件件对对化化学学反反应应速速率率和和化化学学平平衡衡的的影影响响规规律律。推推理理判判断断:结结合合题题中中给给定的化学反定的化学反应应和和图图像中的相
7、关信息,根据有关知像中的相关信息,根据有关知识规识规律分析作出判断。律分析作出判断。【典典例例1】某某温温度度下下进进行行反反应应:COCl2(g)Cl2(g)CO(g),向向2.0L恒恒容容密密闭闭容容器器中中充充入入1.0molCOCl2(g),经过经过一段一段时间时间后达到平衡。反后达到平衡。反应过应过程中程中测测得的有关数据得的有关数据见见下表:下表:考点指考点指导导1化学平衡中的表格数据化学平衡中的表格数据处处理理t/s02468n(Cl2)/mol00.300.390.400.40(1)02s内,内,v(Cl2)_。(2)保保持持其其他他条条件件不不变变,升升高高温温度度,平平衡衡
8、时时Cl20.22 molL 1,则则反反应应的的H_(填填“”、“”或或“”)0。(3)该该温温度度下下,此此反反应应的的平平衡衡常常数数K_;若若在在2L恒恒容容绝绝热热(与与外外界界没没有有热热量量交交换换)密密闭闭容容器器中中进进行行该该反反应应,则则该该反反应应K将将_(填填“增增大大”、“减减小小”或或“不不变变”)。(4)保保持持其其他他条条件件不不变变,起起始始时时向向容容器器中中充充入入1.2molCOCl2、0.60molCl2和和0.60molCO,反,反应应达到平衡前的速率:达到平衡前的速率:v(正正)_(填填“”、“”或或“”)v(逆逆)。(5)若若起起始始时时向向该
9、该容容器器中中充充入入2.0 mol COCl2(g),经经过过一一段段时时间间后后达达到到平平衡衡,n(Cl2)_(填填“”、“”或或“”)0.8mol。(6)保保持持其其他他条条件件不不变变,起起始始向向容容器器中中充充入入1.0molCl2和和1.2molCO,达达到到平平衡衡时时,Cl2的的转转化率化率_(填填“”、“”或或“”)60%。(7)若若该该反反应应是是在在恒恒温温恒恒压压下下进进行行,则则达达到到平平衡衡时时反反应应物物的的转转化化率率将将_(填填“”、“”或或“”)40%。(5)若若起起始始充充入入2.0molCOCl2(g),体体积积扩扩大大2倍倍,则则达达到到平平衡衡
10、时时n(Cl2)0.8mol,压压回回原原体体积积,即即增增大大压压强强,平平衡衡逆逆向向移移动动,n(Cl2)减减小小。(6)若若充充入入1.0molCl2和和1.0molCO,则则与与原原平平衡衡等等效效,达达到到平平衡衡时时,Cl2的的转转化化率率等等于于60%,现现在在是是充充了了1.0molCl2和和1.2molCO,多多充充入入CO,则则Cl2的的转转化化率率增增大大。(7)恒恒温温恒恒容容的的容容器器中中,随随着着反反应应的的进行,压强增大,平衡逆向移动,转化率减小。所以恒温恒压的容器中转化率大些。进行,压强增大,平衡逆向移动,转化率减小。所以恒温恒压的容器中转化率大些。答答案案
11、(1)0.075molL1s1(2)(3)0.133molL1减减小小(4)(5)(6)(7)【课堂对点训练课堂对点训练】1.某某同同学学学学习习了了化化学学反反应应速速率率后后,联联想想到到曾曾用用H2O2制制备备氧氧气气,于于是是设设计计了了下下面面的的实实验验方案并进行实验探究。方案并进行实验探究。实验编号实验编号反应物反应物催化剂催化剂甲甲试试管中加入管中加入3mL2%H2O2溶液和溶液和3滴蒸滴蒸馏馏水水无无乙乙试试管中加入管中加入3mL5%H2O2溶液和溶液和3滴蒸滴蒸馏馏水水无无丙丙试试管中加入管中加入3mL5%H2O2溶液和溶液和3滴蒸滴蒸馏馏水水1mL0.1molL1FeCl
12、3溶液溶液丁丁试试管中加入管中加入3mL5%H2O2溶液和溶液和3滴稀滴稀盐盐酸溶液酸溶液1mL0.1molL1FeCl3溶液溶液戊戊试试管中加入管中加入3mL5%H2O2溶液和溶液和3滴滴NaOH溶液溶液1mL0.1molL1FeCl3溶液溶液(1)上述上述实验发实验发生反生反应应的化学方程式的化学方程式为为_。(2)实验实验甲和甲和实验实验乙的乙的实验实验目的是目的是_;实验实验丙、丙、实验实验丁和丁和实验实验戊的戊的实验实验目的是目的是_。(3)分分 析析 H2O2的的 性性 质质,解解 释释 实实 验验 甲甲 和和 实实 验验 乙乙 能能 否否 达达 到到 实实 验验 目目 的的:_。
13、(4)实实验验过过程程中中该该同同学学对对实实验验丙丙、丁丁、戊戊中中产产生生的的气气体体进进行行收收集集,并并在在2min内内6个个时时间间点点对对注射器内气体注射器内气体进进行行读读数,数,记录记录数据如表。数据如表。时间时间/s20406080100120气体体积气体体积/mL实验实验丙丙9.519.529.036.546.054.5实验实验丁丁8.016.023.531.539.046.5实验实验戊戊15.530.044.558.571.583.0对对实实验验戊戊,020s的的反反应应速速率率v1_mLs1,100120s的的反反应应速速率率v2_ mLs 1。不不考考虑虑实实验验测测
14、量量误误差差,二二者者速速率率存存在在差差异异的的主主要要原原因因是是_。如如图图是是根根据据实实验验收收集集到到最最大大体体积积的的气气体体时时所所用用时时间间绘绘制制的的图图像像。曲曲线线c表表示示的的是是实实验验_(填填“丙丙”、“丁丁”或或“戊戊”)。解解析析(1)过过氧氧化化氢氢在在催催化化剂剂作作用用下下分分解解生生成成氧氧气气和和水水。(2)对对比比实实验验甲甲和和乙乙,可可知知不不同同的的是是过过氧氧化化氢氢的的浓浓度度;对对比比实实验验丙丙、丁丁、戊戊,可可知知不不同同的的是是H2O2溶溶液液的的酸酸碱碱性性。(3)过过氧氧化化氢氢在在不不加加热热且且没没有有催催化化剂剂作作
15、用用的的条条件件下下性性质质比比较较稳稳定定,故故实实验验甲甲和和乙乙尽尽管管H2O2浓浓度度不不同同,但但H2O2均均不不会会分分解解生生成成氧氧气气。(4)由由于于实实验验戊戊产产生生氧氧气气的的速速率率最最快快,实实验验丁丁产产生生氧氧气气的的速速率率最最慢慢,可可推推知知图图像像中中曲曲线线a、b、c对对应应的的分分别别为为实实验验戊戊、丙丙、丁。丁。【典例典例2】用用NH3催化催化还还原原NxOy可以消除氮氧化物的可以消除氮氧化物的污污染。染。考点指考点指导导2速率、平衡速率、平衡图图像分析像分析温度温度/K反应反应反应反应已知:已知:K2K1K2K1298K1K2398K1K2(1
16、)推推测测反反应应是是_反反应应(填填“吸吸热热”或或“放放热热”)(2)相相同同条条件件下下,反反应应在在2L密密闭闭容容器器内内,选选用用不不同同的的催催化化剂剂,反反应应产产生生N2的的量量随随时时间变间变化如化如图图所示。所示。计计算算04分分钟钟在在A催化催化剂剂作用下,反作用下,反应应速率速率v(NO)_。下列下列说说法正确的是法正确的是_。A.该该反反应应的活化能大小的活化能大小顺顺序是:序是:Ea(A)Ea(B)Ea(C)B.增大增大压压强强能使反能使反应应速率加快,是因速率加快,是因为为增加了活化分子百分数增加了活化分子百分数C.单单位位时间时间内内HO键键与与NH键键断裂的
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