寓言二則教學設計
發(fā)表時間:2021-10-10高二化學教案:《電離平衡》教學設計。
作為優(yōu)秀的教學工作者,在教學時能夠胸有成竹,作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學生更好的吸收課堂上所講的知識點,幫助教師掌握上課時的教學節(jié)奏。教案的內容具體要怎樣寫呢?下面是小編精心收集整理,為您帶來的《高二化學教案:《電離平衡》教學設計》,歡迎您參考,希望對您有所助益!
教學目標
知識目標:
1.掌握弱電解質的電離平衡。
2.了解電離平衡常數(shù)的概念。
3.了解影響電離平衡的因素
能力目標:
1.培養(yǎng)學生閱讀理解能力。
2.培養(yǎng)學生分析推理能力。
情感目標:
由電解質在水分子作用下,能電離出陰陽離子,體會大千世界陰陽共存,相互對立統(tǒng)一,彼此依賴的和諧美。
教學過程
今天學習的內容是:“電離平衡”知識。
1.弱電解質電離過程(用圖像分析建立)
2.當則弱電解質電離處于平衡狀態(tài),叫“電離平衡”,此時溶液中的電解質分子數(shù)、離子數(shù)保持恒定,各自濃度保持恒定。
3.與化學平衡比較
(1)電離平衡是動態(tài)平衡:即弱電解質分子電離成離子過程和離子結合成弱電解質分子過程仍在進行,只是其速率相等。
(2)此平衡也是有條件的平衡:當條件改變,平衡被破壞,在新的條件下建立新的平衡,即平衡發(fā)生移動。
(3)影響電離平衡的因素
A.內因的主導因素。
B.外因有:
①溫度:電離過程是一個吸熱過程,所以,升高溫度,平衡向電離方向移動。
②濃度:
問題討論:在 的平衡體系中:
①加入 :
②加入 :
③加入 :各離子分子濃度如何變化: 、 、 、 溶液 如何變化?(“變高”,“變低”,“不變”)
(4)電離平衡常數(shù)
(ⅱ)一元弱酸:
(3)一元弱堿
①電離平衡常數(shù)化是溫度函數(shù),溫度不變K不變。
② 值越大,該弱電解質較易電離,其對應的弱酸弱堿較強; 值越小,該弱電解質越難電離,其對應的弱酸弱堿越弱;即 值大小可判斷弱電解質相對強弱。
③多元弱酸是分步電離的,一級電離程度較大,產生 ,對二級、三級電離產生抑制作用。如:
隨堂練習
1.足量鎂和一定量的鹽酸反應,為減慢反應速率,但又不影響 的總量,可向鹽酸中加入下列物質中的( )
A. B. C. D.
2. 是比碳酸還要弱的酸,為了提高氯水中 的濃度,可加入( )
A. B. C. D.
3.濃度和體積都相同的鹽酸和醋酸,在相同條件下分別與足量 固體(顆粒大小均相同)反應,下列說法中正確的是( )
A.鹽酸的反應速率大于醋酸的反應速率
B.鹽酸的反應速率等于醋酸的反應速率
C.鹽酸產生的二氧化碳比醋酸更多
D.鹽酸和醋酸產生的二氧化碳一樣多
4.下列敘述中可說明酸甲比酸乙的酸性強的是( )
A.溶液導電性酸甲大于酸乙
B.鈉鹽溶液的堿性在相同物質的量濃度時,酸甲的鈉鹽比酸乙的鈉鹽弱
C.酸甲中非金屬元素比酸乙中非金屬元素化合價高
D.酸甲能與酸乙的銨鹽反應有酸乙生成
5.有兩種一元弱酸的鈉鹽溶液,其物質的量濃度相等,現(xiàn)將這兩種鹽的溶液中分別通入適量的 ,發(fā)生如下反應:
和 的酸性強弱比較,正確的是( )
A. 較弱 B. 較弱 C.兩者相同 D.無法比較
總結、擴展
1.化學平衡知識與電離平衡知識對照比較。
2.一元弱酸弱堿中 與 的求法:
弱電酸中 濃度: (酸為弱酸物質的量濃度)
弱堿中 濃度: (堿為弱堿物質的量濃度)
3.討論 中存在哪些微粒?(包括溶劑)
4.擴展
難溶電解質在水溶液中存在著電離平衡。在常溫下,溶液中各離子濃度以它們的系數(shù)為方次的乘積是一個常數(shù),該常數(shù)叫溶度各( )。例如
溶液中各離子濃度(加上其方次)的乘積大于、等于溶度積時出現(xiàn)沉淀,反之沉淀溶解。
(1)某 溶液中 ,如需生成 沉淀,應調整溶液的 使之大于 。
(2)要使0.2mol/L 溶液中的 沉淀較為完全(使 濃度降低至原來的千分之一),則應向溶液里加入 溶液,使溶液 為 。
布置作業(yè)
第二課時
P60一、填空題:2.3.4.
P61四、
板書設計
第二課時
一、電解質,非電解質
1.定義:在水溶液中或熔融狀態(tài)下,能導電的化合物叫電解質。
[思考]① , 在水溶液中,不導電,它屬于非電解質嗎?為什么?
② 溶于水能導電,則氨氣是電解質嗎?為什么?
③共價化合物在液態(tài)時,能否導電?為什么?
2.電解質導電實質,電解質溶液導電能力強弱的原因是什么?
二、強電解質,弱電解質
1.區(qū)分電解質強弱的依據:
電解質在溶液中“電離能力”的大小。
2.電離方程式:
電離方程式書寫也不同
(1)強電解質:
(2)弱電解質:
3.強弱電解質與結構關系。
(1)強電解質結構:強堿,鹽等離子化合物(低價金屬氧化物);
強酸,極性共價化合物;
(2)弱電解質結構:弱酸,弱堿具有極性共價位的共價化合物。
三、弱電解質電離平衡
1.電離平衡定義
在一定條件下(如溫度,濃度),當電解質分子電離成離子的速率和離子重新結合成分子的速度相等時,電離過程就達到了平衡狀態(tài),這叫做電離平衡。
2.電離平衡與化學平衡比較
“等”:電離速率與離子結合成分子的速率相等。
“定”:離子、分子的濃度保持一定。
“動”:電離過程與離子結合成分子過程始終在進行。
“變”:溫度、濃度等條件變化,平衡就被破壞,在新的條件下,建立新的平衡。
3.影響電離平衡的外界因素
(1)溫度:溫度升高,電離平衡向右移動,電離程度增大。
溫度降低,電離平衡向左移動,電離程度減小。
(2)濃度:電解質溶液濃度越大,平衡向右移動,電離程度減??;
電解質溶液濃度越小,平衡向左移動,電離程度增大;
4.電離平衡常數(shù)
(1)一元弱酸電離平衡常數(shù):
(2)一元弱堿電離平衡常數(shù):
(3)多元弱酸是分步電離,每步各有電離常數(shù)。如:
(4)電離平衡常數(shù)只隨溫度變化而變化,而與濃度無關。
(5)K的意義:
K值越大,弱電解質較易電離,其對應弱酸、弱堿較強。
K值越小,弱電解質較難電離,其對應弱酸、弱堿較弱。
擴展閱讀
高二化學教案:《化學平衡》教學設計
俗話說,磨刀不誤砍柴工。作為教師就要根據教學內容制定合適的教案。教案可以讓學生更好的消化課堂內容,使教師有一個簡單易懂的教學思路。教案的內容要寫些什么更好呢?下面的內容是小編為大家整理的高二化學教案:《化學平衡》教學設計,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
知識與技能
1、學會描述化學反應速率、以及其表示方法、表達式、單位,學會用化學反應速率進行簡單的計算。
2、認識影響化學反應速率的因素,并嘗試應用化學反應速率說明生產生活中的實際問題。
過程與方法
1、通過由淺到深、由感性到理性的認知思維學習化學反應速率。
2、通過對影響過氧化氫分解速率的因素的探究培養(yǎng)自己的觀察、分析能力設計簡單實驗的能力。
3、通過運用函數(shù)圖像觀察和描述特定化學反應的速率,了解化學反應速率隨時間的變化情況,提高自己的理解能力和表達能力。
情感態(tài)度與價值觀
1、培養(yǎng)對化學反應研究的興趣,能夠在對化學反應原理的探究過程中找到成功的喜悅,激發(fā)學習化學、探究原理的動力。
2、增強合作、創(chuàng)新與求實精神。
教學重點
1、學會應用化學反應速率進行簡單的計算
2、認識影響化學反應速率的因素
教學難點:獨立設計實驗的能力
教學方法:發(fā)現(xiàn)探究式教學法
教學過程
教師活動
學生活動
設計意圖
引入:日常生活和生產中我們會遇到很多化學反應,有的反應進行地轟轟烈烈,而有些反應卻是在潛移默化中完成的。
展示圖片:炸藥的爆炸、溶洞的形成、牛奶的變質
提出問題:這幾幅圖片所描述的化學反應進行的快慢如何?
引導:對前兩個反應過程的快慢大家都能迅速作出判斷,但對牛奶變質進行快慢產生了分歧,同學們有自己的想法很不錯,我們不妨換個思考方式,牛奶變質與溶洞形成相比較它的快慢如何?在和炸藥爆炸相比較快慢又如何?
提問:你從比較牛奶變質中對化學變化的快慢有何新的認識?
講解:不同的化學反應進行的快慢千差萬別,“快”與“慢”是相對而言的,在科學研究和實際應用中,需要用一個統(tǒng)一的定量標準來衡量或比較。與物理學中物體的運動快慢用“速度”表示相類似,化學反應過程中進行的快慢用“化學反應速率”來表示。
閱讀教材p28第3、4段,回答下列問題:
1、定義:
2、表示方法:
3、表達式:
(用v表示化學反應速率,△c表示濃度的變
化量,△t表示時間的變化量)
4、推斷單位:___________________________
投影學生的答案,交流討論。
應用1 :在體積為2l的容積不變的密閉 容器中充入0.8mol的氮氣與1.6mol氫氣,一定條件下發(fā)生反應。4min后,測得容器內生成的氨氣為0.24mol,求:
①用nh3的濃度變化表示的反應速率。
②分別用h2 、 n2 的濃度變化表示的反應速率。
應用2.向一個容積為1l的密閉容器中放入2molso2和1molo2,在一定的條件下,2s末測得容器內有0.8molso2,求2s內so2、o2、so3的平均反應速率和反應速率比
高二化學教案:《等效平衡》教學設計
一名合格的教師要充分考慮學習的趣味性,作為教師就要好好準備好一份教案課件。教案可以讓學生能夠在教學期間跟著互動起來,使教師有一個簡單易懂的教學思路。那么一篇好的教案要怎么才能寫好呢?小編特地為大家精心收集和整理了“高二化學教案:《等效平衡》教學設計”,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
一、復習鞏固
復習化學平衡的建立、特征和標志; 化學平衡的移動;平衡移動原理。
預習等效平衡的原理、規(guī)律以及應用。
二、知識梳理
考點1:等效平衡的含義
在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,只是起始加入情況不同的同一可逆反應達到平衡后,任何相同組分的分數(shù)(體積、物質的量)均相等,這樣的化學平衡互稱為等效平衡。
在等效平衡中,還有一類特殊的平衡,不僅任何相同組分x的分數(shù)(體積、物質的量)均相同,而且相同組分的物質的量均相同,這類等效平衡又互稱為同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。
如:N2+3H22NH3在下列四個容器A、B、C、D中均處于平衡狀態(tài),各組分物質的量分別為如下所示。
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兩容器T、p相同,則A、B兩平衡互為等效平衡。
若C、D兩容器T、V相同,則C、D兩平衡互為同一平衡。
考點2:建立等效平衡的條件
1.恒溫恒壓下或恒溫恒容下,對于同一可逆反應,若兩初始狀態(tài)有相同的物料關系,則達到平衡后兩平衡等效且實為同一平衡。
此處的相同是指廣義的相同,即只要通過可逆反應的化學計量數(shù)關系換算成平衡式左右兩邊中某一邊的物質的量,若兩者相同則為有相同的物料關系。如:
N2+3H22NH3
① 13 0
② 0 0 2
③ 0.5 1.5 1
則①②③為具有相同的物料關系。
2.在恒溫恒壓下,對于同一可逆反應,若兩初始狀態(tài)具有相當?shù)奈锪详P系,則達到平衡后,兩平衡互為等效平衡。
此處的相當是指按化學計量數(shù)換算成左右兩邊中同一邊物質的量之比相同。
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
則①②③的量相當。[來源:Z_xx_k.Com]
由此可知:化學平衡的建立,僅僅與反應條件有關,而與化學平衡的建立的過程無關,這就是說,對同一個可逆反應,在同樣的條件下,無論反應是從正反應開始,或是從逆反應開始,或是從兩個方向同時開始(即既有反應物轉化為生成物,同時也有生成物轉化為反應物),最終都能達到完全相同的平衡狀態(tài),也就是平衡體系中各物質的質量分數(shù)(氣體的體積分數(shù))各保持一定而不變。
對于一般可逆反應,在定溫、定容條件下,只改變起始加入情況,只要按化學方程式中各物質的化學計量數(shù)比換算成方程式左右兩邊同一邊物質的物質的量與原平衡相同,則二平衡等同(也等效)。對于反應前后氣體體積不變的可逆反應,在定溫、定容或定溫、定壓條件下,只改變起始時加入情況,只要按化學方程式中各物質計量數(shù)比換算成方程式左右兩邊同一邊物質的物質的量之比與原平衡相同,則二平衡等效(不一定等同)。
考點3:平衡轉化率
對于可逆反應aA+bBcC+dD,反應物A的平衡轉化率可以表示為:
α(A)==(c0(A)- [A])/c0(A)×100%
考點4:考點3:“三段式法”解答化學平衡計算題
1.步驟
(1)寫出有關化學平衡的反應方程式。
(2)確定各物質的起始濃度、轉化濃度、平衡濃度。
(3)根據已知條件建立等式關系并做解答。
2.方法
如mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),令A、B起始物質的量濃度分別為a mol/L、b mol/L,達到平衡后消耗A的物質的量濃度為mx mol/L。
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
起始(mol/L) ab 0 0
變化(mol/L) mx nx px qx
平衡(mol/L) a-mx b-nx px qx
三、例題精析
【例題1】在一個固定容積的密閉容器中加入2molA和1molB,發(fā)生反應2A(g)+B(g)≒3C(g)+D(g),達到平衡時,C的濃度為wmol/L。若維持容器的容積和溫度不變,按下列情況配比為開始濃度,達到平衡后C的濃度仍為wmol/L的是( )
A. 4molA+2molB [來源: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】這是一道關于等效平衡的題,定溫、定容條件下的等效平衡,常用極端假設法分析。將“3molC+1molD”轉化為“2molA+1molB”將.5molC+0.5molD”轉化為“1molA+0.5molB”。則B組起始狀態(tài)相當于4molA+2molB”,C組起始狀態(tài)相當于“2molA+2molB”,E組起始狀態(tài)相當于“2molA+1molB”。顯然,A、B、C組的起始量與“2molA+1molB” 的起始量不同,均不能達到與其相同的平衡狀態(tài),而D、E組的起始量與“2molA+1molB” 的起始量相同,能達到與其相同的平衡狀態(tài)。故正確答案為D、E。
【例題2】在一定溫度下,把2mol SO2和1molO2通入一個一定容積的密閉容器里,發(fā)生反應
2SO2+O2 2SO3,當此反應進行到一定程度時,就處于化學平衡狀態(tài)。若該容器中維持溫度不變,令a、b、c分別代表初始時SO2、O2和SO3的物質的量。如果a、b、c取不同的數(shù)值,它們必須滿足一定的相互關系,才能保證達到平衡時,反應混合物中三種氣體的體積分數(shù)仍跟上述平衡時完全相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>
(1)若a=0,b=0,則c=____。
(2)若a=0.5mol,則b=____,c=____。
(3)a、b、c取值必須滿足的一般條件是(請用兩個方程式表示,其中一個只含a和c,另一個只含b和c)____。
【答案】(1) 2mol。(2) 0.25mol,1.5mol。(3) a+c=2,2b+c=2。
【解析】定溫、定容條件下的等效平衡對于本題來說,要達到同一平衡狀態(tài),其外界條件相同,就是同溫、同壓時有關物質的物質的量要符合如下關系:
(1)若反應從正反應開始,必須是2molSO2,1molO2;
(2)若反應是從逆反應開始,必須是2molSO3;
(3)若反應是從正、逆反應兩個方向開始,則把SO3看作是由SO2和O2轉化而來的,把SO3的起始的量全部轉化為SO2和O2,然后這部分物質的量再分別加上原有的SO2和O2的量,看看是否能達到2molSO2和1molO2;或使SO2、O2的起始的量全部轉化為SO3,然后這部分物質的量再加上原有的SO3的量,看看是否能達到2molSO3。
【例題3】在一固定體積的密閉容器中,充入2molA和1molB,發(fā)生反應2A(g)+B(g)xC(g),達平衡后,C的體積分數(shù)為W%,若維持容器容積和溫度不變,按0.6molA、0.3molB和1.4molC為起始配比投入,達平衡后,C的體積分數(shù)也為W%,則x的值為( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】BC
【解析】看題意多數(shù)學生認為這是“恒溫恒容”條件下的等效平衡問題,常用極端假設法,即完全推算到A、B這兩種反應物一端,即有0.6+1.4×2/x=2,或0.3+1.4×1/x=1,得x=2,應選B。然而還應考慮到等效平衡的另一種情況,即定溫、定容條件下對于反應前后氣體化學計量數(shù)不變的可逆反應,只要反應物(或生成物)的物質的量之比與原起始量之比對應相同,則兩平衡等效,即為當x=3時的情況,因此本題正確答案應為B、C。
四、課堂練習
【基礎】
1. 在1 L的密閉容器中通入2 mol NH3,在一定溫度下發(fā)生下列反應:2NH3N2+3H2,達到平衡時,容器內N2的百分含量為a%。若維持容器的體積和溫度都不變,分別通入下列初始物質,達到平衡時,容器內N2的百分含量也為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。只要加入的物質的量相當,不管反應從正反應開始,還是從逆反應開始,都會達到相同的平衡狀態(tài)。
2. 相同溫度下,容積相同的甲、乙、丙3個恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1。
實驗測得起始、平衡時的有關數(shù)據如下表:
容器
起始各物質的物質的量/mol
SO2
O2
SO3
Ar
達到平衡時體系能量的變化
甲
2
1
0
0
放出熱量:Q1
乙
1.8
0.9
0.2
0
放出熱量:Q2
丙
1.8
0.9
0.2
0.1[
放出熱量:Q3
下列敘述正確的是( )
A.Q1=Q2=Q3=197 kJ
B.達到平衡時,丙容器中SO2的體積分數(shù)最大
C.甲、乙、丙3個容器中反應的平衡常數(shù)相等
D.若在上述條件下反應生成2 mol SO3(s)的反應熱為ΔH1,則ΔH1>-197 kJ·mol-1
【答案】 C
【解析】A項,Q1>Q2=Q3,錯誤;B項,甲、乙、丙等效平衡,SO2的體積分數(shù)相等,
錯誤;C項,由于溫度一樣,甲、乙、丙3個容器中反應的平衡常數(shù)相等,正確;D項,
SO3(g)―→SO3(s)放出熱量,所以ΔH1
【鞏固】
1. 恒溫、恒壓下,在一個可變容積的容器中發(fā)生如下反應:
(1)若開始時放入1molA和1molB,到達平衡后,生成amolC,這時A的物質的量為 mol 。
(2)若開始時放入3molA和3molB,到達平衡后,生成C的物質的量為 mol。
(3)若開始時和入x molA 、2molB和1molC,到達平衡后,A和C的物質的量分別是ymol和3amol,則x === mol ,y === mol。
平衡時,B的物質的量 (選填一個編號)
(甲)大于2mol (乙)等于2mol
(丙)小于2mol (丁)可能大于、等于或小于2mol
做出此判斷的理由是
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次達到平衡后,C的物質的量分數(shù)是 。
Ⅱ.若維持溫度不變,在一個與(1)反應前起始體積相同、且容積固定的容器中發(fā)生反應
(5)開始時放入1molA和1molB到達平衡后生成bmolC。將b與(1)小題中的a進行比較 (選填一個編號)。
(甲)a<b (乙)a>b (丙) a=b (?。┎荒鼙容^a和b的大小
做出此判斷的理由是 。
【答案】(1)(1—a)mol。 (2)3a mol。 (3)2mol。(3 —3a)mol,當3a>1時,B的物質的量小于2mol,當3a == 1時,B的物質的量等于2mol,當3a<1時,B的物質的量大于2mol,故答案選(?。?。 (4)a/(2—a) 或a/(2—a)×100% (5)由于溫度不變、體積不變,而(1)中容器的體積變小,故(5)小題中容器的壓力小于(1)小題中容器的壓力,有利于平衡向逆反應方向移動。
【解析】(1)由反應方程式可知生成amolC必消耗amolA,故平衡時A的物質的量為(1—a)mol。
(2)由于初始狀態(tài)為(1)的3倍,故平衡時生成的C必為(1)的3倍,即生成C的物質的量為3a mol。
(3)據平衡時C的物質的量為3amol及(2)小題中A、B初始物質的量知,A、B最初的物質的量應分別為3mol 、3mol,由于產物中已生成1molC,故x == (3—1)mol==2 mol。
平衡時A的物質的量y ==(3 —3a)mol,B的物質的量也為(3 —3a)mol,由平衡時B的物質的量可知,當3a>1時,B的物質的量小于2mol,當3a == 1時,B的物質的量等于2mol,當3a<1時,B的物質的量大于2mol,故答案選(丁),理由如上橫線部分。
(4)在(3)的平衡混合物中再加入3molC,相當于初始狀態(tài)時A、B的物質的量分別為6mol、6mol,即為(3)小題中初始狀態(tài)的2倍,故可推知平衡時C的物質的量為6amol,平衡混合物的總物質的量為(6—6a+ 6—6a +6a)mol ==(12—6a)mol,故C的物質的量分數(shù)為6amol/(12—6a)mol === a/(2—a) 或a/(2—a)×100%
(5)由于溫度不變、體積不變,而(1)中容器的體積變小,故(5)小題中容器的壓力小于(1)小題中容器的壓力,有利于平衡向逆反應方向移動,故反應達平衡時a>b答案選(乙),理由如上橫線部分。
2. 一定溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應:2A(g)+B(g)3C(g),若反應開始時充入2molA和2molB,達到平衡后A的體積分數(shù)為a%。其他條件不變時,若按下列四種配比作為起始物質,平衡后A的體積分數(shù)大于a%的是 ( )
A. 2molC B. 2molA、1molB和1molHe(不參加反應)
C. 1molB和1molC D. 2molA、3molB和3 molC
【答案】AB
【解析】本題考查了上述“定溫、定容”條件下的等效平衡規(guī)律中的第2類等效平衡問題。首先把各選項中的C都折算成A和B,再與題干相比較。選項A中把“2molC”完全轉化為“4/3molA和2/3molB”,可設想分兩步進行,第一次先加入4/3molA和4/3molB,與題干中比例一致,與原平衡等效,平衡后A的體積分數(shù)為a%,第二次再移走2/3molB,會使平衡逆向移動,A的物質的量增加(但總物質的量減?。?,故平衡后A的體積分數(shù)大于a%;選項B中所充入的“1molHe”不能改變各組分分壓,對平衡無影響,只需分析加入“2molA、1molB”的情況即可,其分析原理與選項A類似,故平衡后A的體積分數(shù)也大于a%;選項C中把“1molB和1molC” 完全轉化為“4/3molA和5/3molB”,也可假設分批加入,第一次先加入4/3molA和4/3molB,與原平衡等效,平衡后A的體積分數(shù)為a%,第二次再加入1/3molB,會使平衡正向移動,A的物質的量減?。ǖ偽镔|的量增加),故平衡后A的體積分數(shù)小于a%;選項D中把“2molA、3molB和3 molC” 完全轉化為“4molA和4molB”,與原平衡等效,平衡后A的體積分數(shù)為a%。故符合題意的為AB。
【拔高】
3. Ⅰ、一定條件下鐵可以和CO2發(fā)生反應:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH>0。
(1)下列措施中能使平衡時c(CO)/c(CO2)增大的是 (填序號)。[來源:學,科,網Z,X,X,K]
A.升高溫度 B.增大壓強
C.充入一定量氮氣 D.再加入一些鐵粉
(2)反應達到平衡后,若保持容器體積不變時,再通入一定量的CO2,使CO2的濃度成為原來的2倍,則CO2的轉化率將 (填“增大”、“減小”或“不變”)。
Ⅱ、在一定溫度下的某容積可變的密閉容器中,建立下列化學平衡:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),試分析和回答下列問題:
(1)可認定上述可逆反應在一定條件下已達到化學平衡狀態(tài)的是 (選填序號)。
A.體系的壓強不再發(fā)生變化
B.v正(CO)=v逆(H2O)
C.生成n mol CO的同時生成n mol H2
D.1 mol H—H鍵斷裂的同時斷裂2 mol H—O鍵
(2)若上述化學平衡狀態(tài)從正反應開始建立,達到平衡后,給平衡體系加壓(縮小容積、其他條件不變),則容器內氣體的平均相對分子質量將 (填寫“不變”、“變小”或“變大”)。
【答案】Ⅰ、(1)A (2)不變 Ⅱ、(1)B、D (2)變大
【解析】 解答該題要注意以下三點:
(1)根據CO與CO2的濃度比值關系得出平衡移動的方向,然后再進行判斷。
(2)增大反應物的濃度,反應物的轉化率不一定減小;轉化率等于轉化濃度比起始濃度。
(3)氣體的平均相對分子質量其變化與m總、n總均有關。
Ⅰ、(1)使平衡時c(CO)/c(CO2)增大,則需要使平衡向正反應方向移動,CO2的濃度減小,CO的濃度增大, 比值增大。反應為吸熱反應,升高溫度平衡向正反應方向進行,A對;反應前后氣體的物質的量不變,增大壓強平衡不移動,B錯;充入N2對平衡沒有影響,C錯;鐵粉的量的多少對平衡沒有影響,D錯。
(2)增大CO2的濃度,反應物中只有CO2為氣體,且反應前后氣體體積相等。相當于增大壓強,平衡不發(fā)生移動,CO2的轉化率不變。
Ⅱ、(1)因為在恒壓容器中進行,壓強一直不變,A錯;當v正(CO)=v逆(H2O)時,反應達到平衡,B對;任何時刻生成的CO與H2物質的量都相等,C錯;1 mol H—H鍵斷裂說明有1 mol H2反應,斷裂2 mol H—O鍵說明有1 mol H2O反應,反應達到平衡,D對。
(2)原平衡狀態(tài)中CO、H2的平均相對分子質量為加壓時平衡逆向移動,H2O(g)(相對分子質量為18)的含量增大,混合氣體的平均相對分子質量增大。
4.一定條件下存在反應:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),其正反應放熱.現(xiàn)有三個相同的2L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)?密閉容器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℃條件下開始反應.達到平衡時,下列說法正確的是()
A. 容器Ⅰ、Ⅱ中正反應速率相同
B. 容器Ⅰ、Ⅲ中反應的平衡常數(shù)相同
C. 容器Ⅰ中CO?的物質的量比容器Ⅱ中的多
D. 容器Ⅰ中CO?的轉化率與容器Ⅱ中CO2的轉化率之和小于1
【答案】CD
【解析】A.容器Ⅰ中從正反應開始到達平衡,容器Ⅱ中從逆反應開始到達,平衡建立的途徑不相同,無法比較反應速率,故A錯誤
B.容器Ⅲ中相當于在容器Ⅰ中平衡的基礎上再加入1mol?CO和1mol?H2O,反應向正反應進行,故容器Ⅲ中到達平衡時溫度更高,該反應正反應是放熱反應,溫度越高平衡常數(shù)越小,故B錯誤;
C.容器Ⅱ中所到達的平衡狀態(tài),相當于在容器Ⅰ中平衡的基礎上降低溫度,平衡向正反應移動,故容器Ⅰ中CO?的物質的量比容器Ⅱ中的多,故C正確;
D.溫度相同時,容器I中CO?的轉化率與容器Ⅱ中CO2的轉化率之和等于1,容器Ⅱ中所到達的平衡狀態(tài),相當于在容器Ⅰ中平衡的基礎上降低溫度,平衡向正反應移動,二氧化碳的轉化率比兩容器相同溫度時容器Ⅱ中CO2的轉化率低,故容器Ⅰ中CO?的轉化率與容器Ⅱ中CO2的轉化率之和小于1,故D正確;
故選CD.
五、課后作業(yè)
【基礎】
1.一定溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應:2A(g)+B(g)3C(g),若反應開始時充入2molA和2molB,達到平衡后A的體積分數(shù)為a%。其他條件不變時,若按下列四種配比作為起始物質,平衡后A的體積分數(shù)大于a%的是( )
A. 2molC B. 2molA、1molB和1molHe
C. 1molB和1molC D. 2molA、3molB和3 molC
2.某溫度下,在一容積可變的容器中,反應2A(g)+B(g)2C(g)達到平衡時,A、B和C的物質的量分別為4 mol、2 mol和4 mol。保持溫度和壓強不變,對平衡混合物中三者的物質的量作如下調整,可使平衡右移的是( )
A.均減半 B.均加倍
C.均增加1 mol D.均減小1 mol
3. 相同溫度下,容積相同的甲、乙、丙3個恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1。
實驗測得起始、平衡時的有關數(shù)據如下表:
MicrosoftInternetExplorer402DocumentNotSpecified7.8 磅Normal0
容器
起始各物質的物質的量/mol
SO2
O2
SO3
Ar
達到平衡時體系能量的變化
甲
2
1
0
0
放出熱量:Q1
乙
1.8
0.9
0.2
0
放出熱量:Q2
丙
1.8
0.9
0.2
0.1
放出熱量:Q3
下列敘述正確的是( )
A.Q1=Q2=Q3=197 kJ
B.達到平衡時,丙容器中SO2的體積分數(shù)最大
C.甲、乙、丙3個容器中反應的平衡常數(shù)相等
D.若在上述條件下反應生成2 mol SO3(s)的反應熱為ΔH1,則ΔH1>-197 kJ·mol-1
【鞏固】
1.在體積、溫度都相同的條件下,反應2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)分別從下列兩條途徑建立平衡:Ⅰ.A、B的起始物質的量均為2 mol;Ⅱ.C、D的起始物質的量分別為2 mol和6 mol。
以下敘述中不正確的是( )
A.Ⅰ、Ⅱ兩途徑最終達到平衡時,體系內混合氣體的百分組成相同
B.Ⅰ、Ⅱ兩途徑最終達到平衡時,體系內混合氣體的平均相對分子質量相同
C.達平衡時,Ⅰ途徑的反應速率vA等于Ⅱ途徑的反應速率vA
D.達平衡時,Ⅰ途徑所得混合氣體的密度為Ⅱ途徑所得混合氣體密度的
2.在一恒溫、恒容的密閉容器中有如下平衡:H2(g)+I2(g) 2HI(g),已知H2和I2的起始濃度均是0.10 mol·L-1,達到平衡時HI的濃度為0.16 mol·L-1。若H2和I2的起始濃度均變?yōu)?.20 mol·L-1,則平衡時H2的濃度是( )
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. 在相同溫度下,體積均為1 L的四個密閉容器中,保持溫度和容積不變,以四種不同的投料方式進行反應。平衡時有關數(shù)據如下(已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1)。
容器
甲
乙
丙
丁
起始投料量
2molSO2+
1molO2
1molSO2+
0.5molO2
2molSO3
2molSO2+
2molO2
反應放出或吸收的熱量(kJ)
a
b
c
d
平衡時c(SO3)(mol·L-1)
e
f
g
h
下列關系正確的是( )
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在室溫下為無色液體,易揮發(fā),有強烈的刺激性。如SiCl4先轉化為SiHCl3,再經氫氣還原生成高純硅。一定條件下,在20 L恒容密閉容器中發(fā)生SiCl4轉化為SiHCl3的反應:3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g) ΔH=Q kJ·mol-1。2 min后達到平衡,H2與SiHCl3的物質的量濃度分別為0.1 mol·L-1和0.2 mol·L-1。
(1)從反應開始到平衡,v(SiCl4)=________。
(2)該反應的平衡常數(shù)表達式為K=________,溫度升高,K值增大,則Q________0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)若平衡后再向容器中充入與起始時等量的SiCl4和H2(假設Si足量),當反應再次達到平衡時,與原平衡相比較,H2的體積分數(shù)將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(4)原容器中,通入H2的體積(標準狀況下)為________。
(5)平衡后,將容器的體積縮為10 L,再次達到平衡時,H2的物質的量濃度范圍為________。
(6)圖中x軸表示溫度,y軸表示平衡混合氣中H2的體積分數(shù),a、b表示不同的壓強,則壓強a________b(填“>”、“<”或“=”)。
2.在一固定容積的密閉容器中,保持一定溫度,在一定條件下進行反應A(g)+2B(g)3C(g),已知加入1 mol A和3 mol B,且達到平衡后,生成a mol C。
(1) 達到平衡時,C在反應混合氣體中的體積分數(shù)是________(用字母a表示)。
(2) 在相同的實驗條件下,若在同一容器中改為加入2 mol A和6 mol B,達到平衡后,C的物質的量為________ mol(用字母a表示),此時C在反應混合氣體中的質量分數(shù)________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(3) 在相同實驗條件下,若在同一容器中改為加入2 mol A和8 mol B,若要求平衡后C在反應混合氣體中質量分數(shù)不變,則還應加入C________ mol。
3.恒溫、恒壓下,在一個可變容積的容器中發(fā)生如下反應:A(g)+B(g) C(g)
(1) 若開始時放入1molA和1molB,到達平衡后,生成amolC,這時A的物質的量為 mol。
(2)若開始時放入3molA和3 molB,到達平衡后,生成C的物質的量為 mol。
(3)若開始時放入xmolA、2 molB和1molC,到達平衡后,A和C的物質的量分別是ymol和3amol,則x = mol,y = mol
平衡時,B的物質的量 (選填一個編號)。
(甲)大于2mol (乙)等于2mol
(丙)小于2mol (?。┛赡艽笥?,等于或小于2mol
作出判斷的理由是 。
(4) 若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次達到平衡后,C的物質的量分數(shù)是 。
Ⅱ. 若維持溫度不變,在一個與(1)反應前起始體積相同、且容積固定的容器中發(fā)生上述反應。
(5) 開始時放入1molA和1molB到達平衡后生成bmolC。將b與(1)小題中的a進行比較 (選填一個編號)。
(甲)a<b (乙)a>b
(丙)a=b (?。┎荒鼙容^a和b的大小
作出此判斷的理由是 。
【答案】
【基礎】AB C C
【鞏固】C C B
【提高】1.(1)0.075 mol·L-1·min-1(2)
高二化學教案:《化學平衡》優(yōu)秀教學設計
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一、復習回顧
化學平衡的建立、特征和標志;
化學平衡的移動;
平衡移動原理。
二、知識梳理
考點1:化學平衡的建立、特征和標志
1.可逆反應
在相同條件下同時向正、反兩個方向進行的反應稱為可逆反應。
2.化學平衡的建立
在一定條件下可逆反應進行到一定程度時,反應物和生成物的濃度不再隨時間的延長而發(fā)生變化,正反應速率和逆反應速率相等,這種狀態(tài)稱為化學平衡狀態(tài),簡稱化學平衡。
注意:化學平衡狀態(tài)是指①一定條件下的可逆反應里,②正反應速率=逆反應速率,③反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。正、逆反應速率相等是“因”,體系中各組分濃度不變是“果”。
速率時間圖象:
3.化學平衡的特征
①“逆”:研究對象為可逆反應。
②“等”:可逆反應達到平衡時,υ正=υ逆。
第一層含義:用同種物質表示反應速率時,該物質的生成速率=消耗速率,即υA+=υA-
第二層含義:用不同物質表示反應速率時,A的正反應速率:B的逆反應速率=化學計量數(shù)之比,即υA+:υB-=m:n(m、n為化學方程式中A、B前面的系數(shù))。
③“定”:平衡混合物中各組分含量(質量、物質的量、質量分數(shù)、氣體體積分數(shù)、物質的量濃度、反應物轉化率、體積、體系壓強、體系溫度等多種物理量)不隨時間變化。
④“動”:正、逆反應都在進行,只是υ正=υ逆,體系處于動態(tài)平衡。
⑤“變”:化學平衡狀態(tài)是有條件的、暫時的、改變影響平衡的外界條件,平衡會發(fā)生移動,達到新的平衡。
⑥“同”:只要外界條件相同,同一可逆反應達到的化學平衡狀態(tài)就相同。它的建立與途徑無關,從反應物開始或從生成物開始,或從反應物、生成物同時開始,都可建立平衡狀態(tài)。
4.化學平衡的標志
(1)任何情況下均可作為標志的:
①υ正=υ逆(同一種物質) 對于某一可逆反應來說,正反應消耗掉某反應物的速率等于逆反應生成該反應物的速率。
②各組分濃度(百分含量、物質的量、質量)不隨時間變化
③體系中某反應物的轉化率或某生成物的產率達到最大值且不再隨時間而變化。
(2)在一定條件下可作為標志的是:
①對于有色物質參加或生成的可逆反應體系,顏色不再變化。例如2NO2(g)N2O4(g)
②對于有氣態(tài)物質參加或生成的可逆反應體系,若反應前后氣體的物質的量變化不為0,則混合氣體平均相對分子質量M和反應總壓P不變(恒溫恒容)。例如2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
③對同一物質而言,斷裂化學鍵的物質的量與形成化學鍵的物質的量相等。
(3)不能作為判斷標志的是
①各物質的物質的量或濃度變化或反應速率之比=化學計量數(shù)之比。
②有氣態(tài)物質參加或生成的反應,若反應前后氣體的體積變化為0,則混合氣體平均相對分子質量M和反應總壓P不變(恒溫恒容),如:2HI(g)I2(g)+H2(g)。
③對于均為氣體參加或生成的體系,恒容時密度不發(fā)生變化。
考點2:化學平衡的移動
1.定義:可逆反應中舊的化學平衡被破壞、新的化學平衡建立的過程就是化學平衡的移動。
注意:化學平衡移動的根本原因是正、逆反應速率不相等,移動的結果使二者相等。
2. 化學平衡移動原因:v正≠ v逆
v正> v逆 正向 v正.
考點3:反應條件對化學平衡的影響
1.溫度的影響:
升高溫度,化學平衡向吸熱方向移動;
降低溫度,化學平衡向放熱方向移動。
2.濃度的影響:
增大反應物濃度或減小生成物濃度,化學平衡向正反應方向移動;
減小反應物濃度或增大生成物濃度,化學平衡向逆反應方向移動。
3.壓強的影響:
增大壓強,化學平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動;
減小壓強,化學平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動。
4.催化劑:
加入催化劑,化學平衡不移動。
以N2 + 3H22NH3為例:
MicrosoftInternetExplorer402DocumentNotSpecified7.8 磅Normal0
條件
反應速率
N2轉化率
N2的平衡濃度
NH3的體積分數(shù)
V不變
充N2
↗
↘
↗
↗
充He
不變
不變
不變
不變
P不變
充He
↘
↘
↘
↘
減小容器體積
↗
↗
↘
↗
升高溫度
↗
↘
↗
↘
考點4:平衡移動原理(勒夏特列原理)
如果改變影響平衡的一個條件,平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。
注意:平衡向減弱外界條件變化的方向移動,但不能抵消外界條件的變化。
三、例題精析
【例題1】在一定條件下,可逆反應2A2(g)+2B2(g) 3C2(g)+D2(g)在容積不變的容器中進行。達到平衡的標志是( )
A.單位時間內生成2n mol B2,同時消耗3n mol C2
B.容器內壓強不隨時間變化
C.混合氣的密度不隨時間變化
D.混合氣的平均摩爾質量不隨時間變化
E.單位時間內斷裂2 mol A-A鍵,同時斷裂3 mol C-C鍵
【答案】E
【解析】在任何時刻,單位時間內生成2n mol B2的同時必然消耗3n mol C2,兩個速率的指向相同,不能作為到達平衡的標志,所以A選項錯;該反應的特征是反應前后氣體體積不變,恒溫恒容時在任何時刻氣體物質的量均不變,壓強均不變,又因為密閉體系質量守恒,所以平均摩爾質量不變;又因為恒容,所以密度不變,所以B、C、D不能作為判斷標志;消耗2 mol A的同時必生成3 mol C,則C的生成速率等于C的消耗速率,所以E可以作為到達平衡的標志。
【例題2】下列敘述中可以證明2HI(g) H2(g)+I2(g)已達平衡狀態(tài)的是( )
① 單位時間內生成n mol H2的同時生成n mol HI
② 一個H-H鍵斷裂的同時有兩個H-I鍵斷裂
③ 百分組成HI%=I2%
④ 反應速率υ(H2)=υ(I2)=0.5υ(HI)
⑤ C(HI)=C(H2)=C(I2)=2:1:1
⑥ 溫度和體積一定時,某一生成物濃度不再變化
⑦ 溫度和體積一定時,容器內壓強不再變化
⑧ 條件一定,混合氣體的平均相對分子質量不再變化
⑨ 溫度和體積一定時混合氣體的顏色不再變化
⑩ 溫度和壓強一定時混合氣體密度不再變化
【答案】②⑥⑨
【解析】① 表示不同方向的反應,但生成H2與生成HI的物質的量之比應等于相應化學計量數(shù)之比;
② 表示不同方向的反應且等于化學計量系數(shù)之比,正確;
③ 毫無根據,只在極特殊情況下成立;
④ 任何情況下均成立;
⑤ 只是某種特殊情況;
⑥ 濃度不變,說明已達平衡,正確;
⑦ 此反應前后氣體體積不變,恒溫恒容條件下任何時候容器內壓強均不變;
⑧ 此反應前后氣體物質的量不變,總質量不變條件下任何時候氣體平均相對分子質量均不變;
⑨ 顏色不變說明濃度不變,正確;
⑩ 此反應前后氣體體物質的量不變,恒溫恒壓條件下體積不變,任何時候氣體密度均不變。
【例題3】對于可逆反應H2(g)+I2(g) 2HI(g),在溫度一定下由H2(g)和I2(g)開始反應,下列說法正確的是( )
A.H2(g)的消耗速率與HI(g)的生成速率之比為2:1
B.反應進行的凈速率是正、逆反應速率之差
C.正、逆反應速率的比值是恒定的
D.達到平衡時,正、逆反應速率相等
【答案】BD源
【解析】化學平衡狀態(tài)的特點。A選項中,速率之比等于計量數(shù)之比,應為1:2;B選項出現(xiàn)的凈速率在中學沒出現(xiàn)過,但根據平均速率的求算,為反應物的凈減少量,該項正確;C項明顯錯誤,反應過程中,正反應速率是減小的過程,而逆反應速率是增大的過程;D選項是平衡定義中來,正確。這類題就只有幾個考點:①平均速率的比等于計量數(shù)的比;平均速率的計算;③反應過程中即時速率變化;④平衡中的速率問題。
四、課堂練習
【基礎】
1. 在一定溫度下,向a L密閉容器中加入1 mol X氣體和2 mol Y氣體,發(fā)生如下反應:X(g)+2Y(g)2Z(g)此反應達到平衡的標志是( )
A.容器內壓強不隨時間變化
B.容器內各物質的濃度不隨時間變化
C.容器內X、Y、Z的濃度之比為1∶2∶2
D.單位時間消耗0.1 mol X同時生成0.2 mol Z
【答案】AB
【解析】考察化學平衡狀態(tài)的特點。正反應是氣體物質的量減小的反應,容器內壓強不隨時間變化時,即氣體的物質的量不再變化,各物質的濃度也不再變化,表明該反應達到了平衡狀態(tài)。
2. 已知反應:2A(g)+ B(g)3C(g)(正反應為放熱反應),下列條件能充分說明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是( )
A.單位時間內消耗n mol B的同時,生成3n mol C
B.反應進行到容器內溫度不再變化的狀態(tài)
C.反應過程中,容器內壓強不再變化
D.ν(A)=2ν(C)/3
【答案】 B
【解析】B、C選項可先假設反應不平衡,再進行判斷。
【鞏固】
3. 反應:A(氣)+3B(氣)2C(氣)+Q達平衡后,將氣體混合物的溫度降低,下列敘述中正確的是( )
A.正反應速率加大,逆反應速率變小,平衡向正反應方向移動
B.正反應速率變小,逆反應速率加大,平衡向逆反應方向移動
C.正反應速率和逆反應速率都變小,平衡向正反應方向移動
D.正反應速率和逆反應速率都變小,平衡向逆反應方向移動
【答案】C
【解析】考察化學平衡移動的方向。溫度降低,正反應速率和逆反應速率都減??;因正反應是放熱反應,降低溫度,平衡向放熱反應方向移動。
4. 下列敘述中能判斷某化學平衡發(fā)生移動的是( )
A.混合物中各組分的濃度改變 B.正、逆反應速率改變
C.混合物中各組分的含量改變 D.混合體系的壓強發(fā)生改變
【答案】C
【解析】對應H2O(g)+CO(g)H2(g)+CO2(g)加壓,各組分的濃度均增大、反應速率均加快,平衡不移動,所以只有C選項可判斷。
【拔高】
1. 對于可逆反應2SO2+O22SO3,在混合氣體中充入一定量的18O2,足夠長的時間后,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】 可逆反應能同時向正逆兩個方向進行。
2. 可逆反應N2 + 3H2 2NH3的正逆反應速率關系能說明反應達到平衡狀態(tài)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】化學平衡狀態(tài)的標志。達到平衡,正逆反應速率相等,速率之比等于系數(shù)之比。為便于觀察,可將等式改為比例形式。
3.一定條件下存在反應:2SO2(g)+O2?(g)═2SO3(g),其正反應放熱.現(xiàn)有三個體積相同的密閉容器 I、Ⅱ、Ⅲ,按如圖所示投料,并在400℃條件下開始反應.達到平衡時,下列說法正確的是( )
A.容器I、Ⅲ中平衡常數(shù)相同
B.容器Ⅱ、Ⅲ中正反應速率相同
C.容器Ⅱ、Ⅲ中的反應達平衡時,SO3的體積分數(shù):Ⅱ>Ⅲ
D.容器 I中SO2的轉化率與容器 II中SO3的轉化率之和小于1
【答案】CD
【解析】A、容器Ⅰ是絕熱容器,反應過程中溫度升高,平衡逆向進行,平衡常數(shù)減小,容器Ⅰ、Ⅲ中平衡常數(shù)不相同,故A錯誤;
B、容器Ⅲ是恒壓容器,反應過程中壓強大于容器Ⅰ,反應速率大,容器Ⅱ、Ⅲ中正反應速率不相同,故B錯誤;
C、容器Ⅱ是恒溫恒容,Ⅲ是恒溫恒壓,隨著反應的進行,容器Ⅱ中壓強大于容器Ⅲ,平衡正向進行,三氧化硫含量增大,SO3的體積分數(shù):Ⅱ>Ⅲ,故C正確;
D、若容器Ⅱ恒溫恒容,容器Ⅰ也是恒溫恒容時,達到相同平衡狀態(tài),二氧化硫轉化率和三氧化硫轉化率之和為1,但實際容器Ⅰ是絕熱恒容,隨反應進行溫度升高,平衡逆向進行,二氧化硫轉化率減小,因此容器Ⅰ中SO2的轉化率與容器Ⅱ中SO3的轉化率之和小于1,故D正確;故選CD。
五、課后作業(yè)
【基礎】
1. 當反應達到平衡時,下列措施:①升溫 ②恒容通入惰性氣體 ③增加CO的濃度 ④減壓 ⑤加催化劑 ⑥恒壓通入惰性氣體,能提高COCl2轉化率的是( )
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑥ D.③⑤⑥
2.下列各關系中能說明反應N2+3H22NH3已達到平衡狀態(tài)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.可逆反應2HI(g) H2(g)+I2(g)在密閉容器中進行,下列能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是( )
A.容器內壓強不隨時間變化而變化
B.混合氣體總分子數(shù)不隨時間變化而變化
C.混合氣體的顏色不再改變
D.c(H2)與c(I2)保持相等
【鞏固】
1.一定條件下,將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發(fā)生反應:NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8 kJ/mol,下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是( )
A.體系壓強保持不變
B.混合氣體顏色保持不變
C.SO3和NO的體積比保持不變
D.每消耗1 mol SO3的同時生成1 mol NO2
2.在容器中進行如下反應:X2(g)+Y2(g) 2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L,在一定條件下,當反應達到平衡時,各物質的濃度有可能是( )
A.Z為0.3 mol/L
B.Y2為0.4 mol/L
C.X2為0.2 mol/L
D.Z為0.4 mol/L
3.反應NH4HS(s) NH3(g)+H2S(g)在某一溫度下達到平衡,下列各種情況中,能使化學平衡正向移動的是( )
A.加入NH4HS固體
B.壓強、溫度不變,充入少量氬氣
C.容積、溫度一定,充入氦氣
D.溫度、容積一定,充入H2S氣體
【提高】
1.某溫度下,密閉容器中發(fā)生反應aX(g) bY(g)+cZ(g),達到平衡后,保持溫度不變,將容器的容積壓縮到原來容積的一半,當達到新平衡時,物質Y和Z的濃度均是原來的1.8倍。則下列敘述正確的是( )
A.可逆反應的化學方程式中化學計量數(shù):a>b+c
B.壓縮容器的容積時,v正增大,v逆減小
C.達到新平衡時,物質X的轉化率減小
D.達至新平衡時,混合物中Z的質量分數(shù)增大
2.合成氨所需的氫氣可用煤和水作原料制取,其中一步的反應為CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,反應達到平衡后,為了提高CO的轉化率,下列措施中正確的是( )
A.增大壓強 B.降低溫度
C.增大CO的濃度 D.更換催化劑
3.某密閉容器中發(fā)生如下反應:X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH
圖L2-3-7
下列說法中正確的是( )
A.t2時加入了催化劑
B.t3時降低了溫度
C.t5時增大了壓強
D.t4~t5時間內轉化率最低
【答案】
【基礎】B C C
【鞏固】B A B
【提高】C B A
高二化學教案:《化學平衡學案》教學設計
本文題目:高二化學教案:化學平衡學案
第三節(jié) 化學平衡學案
學習目標:
①理解化學反應的可逆性;
②掌握化學平衡的涵義,理解化學平衡和化學反應速率之間的內在聯(lián)系;
③理解勒夏特列原理的涵義,掌握濃度、壓強、溫度等條件對化學反應速率的影響;
④掌握化學平衡常數(shù)的含義及其簡單計算;
⑤掌握化學平衡的有關計算,如平衡濃度轉化率、反應前后氣體壓強變化,平衡混合氣體的平均相對分子質量等。
學習重點:化學平衡的特征
濃度、壓強和溫度對化學平衡的影響
學習難點:化學平衡的建立
平衡移動原理的應用
學習過程:
一、 可逆反應與不可逆反應
結合初中你學過的溶解平衡問題,說一說日常生活中你遇到的平衡現(xiàn)象。
通過對以上平衡現(xiàn)象待分析,你能否為可逆反應下一定義:
可逆反應:
練習:在一密閉容器中通入2molSO2和1mol18O2(加入V2O5并加熱),若隔一段時間后做同位素示蹤檢測18O原子,在哪些物質中存在18O原子?經過足夠長的時間,最終能否得到2mol SO3?
二、 化學平衡狀態(tài)
討論1:可逆反應CO+H2O(g) CO2+H2,在1L密閉容器中進行,已知起始時,CO和H2O(g)的物質的量均為0.05mol,請你畫出反應物濃度和生成物濃度隨時間變化的圖形(c—t圖)及反應速率(v正、v逆)隨時間變化的圖形(v—t圖)并總結規(guī)律。
由以上分析,總結什么是化學平衡狀態(tài)。
化學平衡狀態(tài)是指:
化學平衡狀態(tài)研究的對象是:
討論2、(1)當一個可逆反應達到平衡時,各物質的濃度保持不變,這時反應是否停止了?(強調v正=v逆≠0;平衡是動態(tài)的,而不是靜止的)
(2)為什么達到平衡狀態(tài)時反應混合物中各物質的濃度保持不變?(強調動和靜以及現(xiàn)象與本質的關系)
(3)化學平衡狀態(tài)是不是永恒不變的?(強調化學平衡是有條件的、暫時的、相對的平衡,強調內因和外因的關系)
練習:在一定條件下,密閉容器中進行如下的可逆反應:N2+3H2 2NH3請判斷下列情況是否說明該反應已經達到化學平衡狀態(tài):
(1) 反應物濃度等于生成物濃度;
(2) 容器中N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2;
(3) 單位時間內生成nmolN2同時生成3nmolH2;
(4) 反應物混合體系的壓強不隨時間段的變化而變化;
(5) H2的生成速率等于NH3的生成速率;
(6) 容器內混合其體的密度不再變化。
探究:外界條件對化學平衡的影響
1、 濃度對化學平衡的影響
仔細觀察教材[實驗2—5]和[實驗2—6]可以得出什么結論?
結論:增大反應物濃度,正反應速率 ,平衡向 移動;
增大生成物濃度,逆反應速率 ,平衡向 移動;
減小反應物濃度,正反應速率 ,平衡向 移動;
減小生成物濃度,逆反應速率 ,平衡向 移動。
討論:在v—t圖中表示出增加FeCl3和增加NaOH溶液后,正、逆反應速率的變化情況。
練習:畫出以下幾種情況的速率—時間圖
減小生成物濃度 減小反應物濃度 增大生成物濃度 增大反應物濃度
分組討論:以上平衡移動的v—t圖有何特點?
(討論后每組選出一個代表回答)
a、 改變反應物濃度,只能使正反應速率瞬間增大或減小;改變生成物濃度,只能使逆反應速率瞬間增大或減小。
b、 只要正反應速率在上面,逆反應速率在下面,即v正>v逆化學平衡一定向正反應方向移動;反之向逆反應方向移動。
c、 只要是增大濃度,不論增大的是反應物濃度,還是生成物濃度,新平衡狀態(tài)下的反應速率一定大于原平衡狀態(tài);減小濃度,新平衡條件下的速率一定小于原平衡狀態(tài)。
練習:可逆反應C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一定條件下達到平衡狀態(tài),改變下列條件,能否引起平衡的移動?CO濃度有何變化?
①增大水蒸氣濃度 ②加入更多的碳 ③增加氫氣濃度
2、壓強對化學平衡的影響
下表是450℃時,N2和H2反應生成NH3(N2+3 H2 2 NH3)的實驗數(shù)據。
壓強 /Mpa 1 5 10 30 60 100
NH3 /% 2.0 9.2 16.4 35.5 53.6 69.4
分析上述數(shù)據,你可以得出什么結論:
在其他條件不變的情況下,增大壓強,平衡向 移動,減小壓強,平衡向 移動。
討論:1、對于H2(g)+I2(g) 2HI反應,若改變壓強,平衡有何變化?為什么?
2、對于平衡混合物都是固體或液體的反應,改變壓強,平衡怎樣移動?
練習:下列反應達到化學平衡時,增大壓強,平衡是否移動?向哪個方向移動?
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、溫度對化學平衡的影響
觀察[實驗2—7]
NO2為 色氣體,N2O4為 色氣體
對于反應2 NO2(g) N2O4(g) △H=—56.9KJ/mol,升高溫度,混合氣體的顏色 ,
降低溫度,混合氣體顏色 。
升高溫度,化學平衡向 方向移動
降低溫度,化學平衡向 方向移動
練習:對于可逆反應2SO2+O2 2SO3,正反應為放熱反應。升高溫度產生的影響是( )
A、v(正)增大,v(逆)減小 B、v(正)、v(逆)不同程度增大
C、v(正)減小,v(逆)增大 D、v(正)、v(逆)同等程度增大
4、催化劑對平衡無影響
討論:催化劑對化學平衡有沒有影響?工業(yè)生產往往采用催化劑,其目的是什么?
根據以上外界條件對化學平衡的影響可發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?
勒夏特列原理:如果改變影響化學平衡的條件之一(如溫度、壓強以及參加反應的化學物質的濃度),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。
三、 化學平衡常數(shù)
閱讀教材28—29頁,分析29頁表可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?
化學平衡常數(shù)是指:
對于一般的可逆反應:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) K=
K值越大,說明平衡體系中 越大,它向正反應進行的 越大,即該反應進行的越完全, 越大。
討論:K受什么因素影響?
閱讀教材例1、例2完成練習。
【練習】高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應之一如下:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)(正反應為吸熱反應),其平衡常數(shù)可表示為K=c(CO2)/c(CO),已知1100℃時K=0.263。
(1)溫度升高,化學平衡移動后達到新的平衡,高爐內CO2和CO的體積比值 ,平衡常數(shù)K值 。(均填增大、減小或不變)
(2)1100℃時測得高爐中c(CO2)=0.025mol/L c(CO)=0.1mol/L在這種情況下,該反應是否處于化學平衡狀態(tài) (填是或否),此時化學反應速率是v正 v逆,其原因是:此時c(CO2)/c(CO) v逆.
當堂達標:
1、對可逆反應4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),下列敘述正確的是
A.達到化學平衡時,4υ正(O2)=5υ逆(NO )
B.若單位時間內生成x mol NO的同時,消耗x mol NH3 ,則反應達到平衡狀態(tài)
C.達到化學平衡時,若增加容器體積,則正反應速率減少,逆反應速率增大
D.化學反應速率關系是:2υ正(NH3)=3υ正(H2O)
2、在一定體積的密閉容器中,進行如下化學反應:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據是
A.容器中壓強不變 B.混合氣體中 c(CO)不變
C.υ正(H2)=υ逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)
3、反應2A(g)+B(g) 2C(g);△H>0。下列的反應條件有利于生成C的是
A.低溫、低壓 B.低溫、高壓
C.高溫、高壓 D.高溫、低壓
4、已知反應mX(g)+nY(g) qZ(g)的△Hq,在恒容密閉容器中反應達到平衡時,下列說法正確的是
A.通入稀有氣體使壓強增大,平衡將正向移動
B.X的正反應速率是Y的逆反應速率的m/n倍
C.降低溫度,混合氣體的平均相對分子質量變小
D.增加X的物質的量,Y的轉化率降低
5、某溫度下,體積一定的密閉容器中進行如下可逆反應:
X(g)+Y(g) Z(g)+W(s);△H>0
下列敘述正確的是
A.加入少量W,逆反應速率增大 B.當容器中氣體壓強不變時,反應達到平衡
C.升高溫度,平衡逆向移動 D.平衡后加入X,上述反應的△H增大
6、.在一定體積的密閉容器中,進行如下化學反應:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化學平衡常數(shù) K 和溫度 t的關系如下表:
t℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列問題:
(1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式為 K = 。
(2)該反應為 反應(選填吸熱、放熱)。
(3)能判斷該反應是否達到化學平衡狀態(tài)的依據是 。
(a)容器中壓強不變 (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),試判斷此時的溫度為 ℃ 。
答案:1、AD 2、C 3、C 4、B 5、B
6、(1)K =c(CO)?c(H2O)/c(CO2)?c(H2);(2)吸熱;(3)b、c;(4)830
(1)根據化學平衡常數(shù)的表達式書寫要求,即可寫出 K 的表達式。
(2)從表中可知,K 的值隨著溫度的升高而逐漸增大,說明正反應是吸熱反應
(3)化學平衡狀態(tài)的特征是正、逆反應速率相等,各組分的濃度保持不變,以此作為依據可判斷反應是否達到平衡狀態(tài)。應注意的是不能用容器內的壓強不變作為平衡與否的判斷依據,因為有的反應若是氣體體積不變的,則反應過程中容器的壓強始終保持不變。
(4)根據 c(CO2)?c(H2)= c(CO)?c(H2O),變形得 K =c(CO)?c(H2O)/c(CO2)?c(H2O)= 1.0,查表 K = 1.0時溫度 830℃