专题2 第一单元 第2课时 化学反应的限度
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第⼆节化学反应的限度教案第⼆节化学反应的限度知识与技能:1.了解化学平衡常数的含义,能利⽤平衡常数计算反应物的平衡转化率;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?如何判断⼀个反应能否⾃发进⾏?【教师】我们利⽤△H-T△S来判断⼀个反应的⾃发性时,如果它⼩于0,我们只能说这个反应有反应的可能性,有反应的趋势。
在实际上到底能不能进⾏反应,还要看有多少反应物发⽣反应转变成了⽣成物,另外还要看反应的速率。
如果反应物只有很少的量转变成⽣成物或反应的速率很⼩很⼩,那么我们只能说这个反应虽有⾃发进⾏的趋势,但仍然没有发⽣反应。
所以要研究⼀个反应,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,最后看反应速率的问题。
好,这节我们就来看看反应限度的问题。
【板书】第2节化学反应的限度【提问】那么如何来表⽰化学反应的限度呢?或⽤什么来反映反应的限度呢?【学⽣】思考,预习【教师】化学反应的限度是指有多少反应物转变为⽣成物的,所以最好⽤⽣成物与反应物的物质的量或浓度的⽐值来反应。
那么我们来看下⾯这个表。
【学⽣】观察,计算:交流研讨: 已知反应H 2(g)+I2(g) 2HI (g) ,△H< 0。
现在698.6K和798.6K时分别⽤不同起始浓度的H2、I2(g)、HI进⾏反应,平衡后得到以下实验数据。
化学反应的限度(第二课时)学案编撰人:许师审核人:王修琴黄涛教学目标1.知道在实际生产中,常使用平衡转化率来定量表示化学反应的限度2.了解平衡转化率德尔含义3.能够根据有关物质的平衡浓度计算平衡转化率自主学习1、平衡转化率用来表示可逆反应的限度,对于反应:aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) ,A的转化率α(A)。
α(A)= ×100% ,其中c0(A)表示,[A]表示如果反应前后容器(溶液)的体积变化,常直接运用物质的量进行α(A)的计算,计算关系式为:α(B) =2、对于反应aA(g)+bB(g) 在某一平衡转化率的基础上保持温度、体积等不变,欲增大B的转化率,可使B的转化率提高。
3、在维持反应平衡的条件改变之后,化学平衡状态发生改变,如果改变导致平衡混合物的各组分的含量发生变化,称为化学平衡的移动。
至少使一种反应物的转化率提高的移动,叫做化学平衡向使反应物转化率降低的移动称为_____________________4、运用浓度商、压强商判断反应是否达平衡状态。
当Q≠K时,表明反应没有达平衡状态,若Qc<K,反应将向进行而趋向平衡,此时,反应物含量,生成物的含量。
若Qc>K,反应将向进行而趋向平衡,此时,反应物含量,生成物含量。
课堂教学【情境导入】同学们知道除了平衡常数来表示化学反应的限度还有什么能够表示吗?【学导结合】一、如何计算反应的平衡转化率?例1、在557℃密闭容器中进行反应CO(g) +H2O(g)CO2(g)+H2(g),若CO的起始浓度为2mol·L-1,水蒸气的起始浓度为2mol·L-1,达平衡后,测得CO2的浓度为1.2mol·L-1。
(1)求该温度下反应的平衡常数及此状态下的CO的平衡转化率;(2)当起始投料c0(CO)= 2mol·L-1,c0(H2O)=3mol·L-1时CO的转化率;【探究深化】二、如何判断平衡移动的方向?例2在密闭容器中某温度下反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),Kc=5.6×105L2·mol-2,维持容器的体积为10L,向容器中充入10molN2、30molH2、20molNH3。
《化学反应的限度》教学设计教材分析:本节是选修模块基本概念、基本理论学习的中间环节,承担着对前面知识的回顾、总结以及深化和提升学生认识化学研究及应用价值的双重任务;为培养学生分析、处理实验数据以及从数据中获得信息、总结规律的能力奠定了基础。
同时,化学反应的限度是认识化学反应的一个必不可少的维度,在本章中起着承上启下的作用。
学情分析:学生在高一《必修2》中已经学习了可逆反应、化学平衡状态等相关知识,只从定性角度研究一个可逆反应达到平衡状态时的特征。
定量分析对学生而言是个难点,因此本节课采用循序渐进的方法,教师引导学生探究将一个个数据最终转化成学生能够理解的规律和概念。
设计思路:“化学平衡常数”是纯理论课,比较抽象,为帮助学生理解掌握化学平衡常数,清楚引入化学平衡常数的意义,设计中突出了问题探究等活动,旨在将枯燥的只是变得有趣。
1. 引导学生回顾高一《必修2》所学的可逆反应、化学平衡状态,引出本节课的主题----化学平衡常数。
2.[多媒体投影]课本41页交流.研讨,分组探究将计算结果填入表格中,分析计算所得数据,寻找其中的规律,自然过渡到平衡常数的概念。
3.[多媒体投影]课本43页交流.研讨,通过学生比较观察找出化学平衡常数表达式书写的规律和注意事项。
4. [针对性练习]----通过练习深化对平衡常数概念的理解。
5. 前呼后应得出化学平衡常数的应用6. 引导学生总结本节课的内容学习目标【知识与技能】:1.掌握化学平衡常数的含义会求算某化学反应的平衡常数2.理解化学平衡常数的概念及其应用【过程与方法】:通过对“化学平衡常数”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。
重难点:1、化学平衡常数概念的理解2、化学平衡常数的注意事项和应用教学过程设计〖引入〗复习化学反应方向的判据引出化学反应的限度及影响条件。
高中化学反应的限度教案教学目标:1. 了解化学反应的限度概念和计算方法;2. 理解化学反应中限度反应物和多余反应物的概念;3. 掌握化学反应的平衡态和反应物的转化率计算方法。
导入:通过实验演示或图像展示引出化学反应的限度概念,并引发学生对限度反应物和多余反应物的讨论。
教学内容:1. 化学反应中的限度:- 定义:限度反应物是一个反应物中最先用完的反应物;多余反应物是在反应结束后仍有剩余的反应物。
- 计算方法:通过反应方程式和物质的量之间的关系,确定反应物的数量比较。
2. 化学反应的平衡态:- 定义:当反应物和生成物的浓度达到一定比例时,反应达到平衡态。
- 反应物的转化率:反应物的转化率表示反应物被转化为生成物的比例。
- 计算方法:通过实验数据或平衡式中的系数,计算反应物的转化率。
实例练习:1. 对于反应式2H2 + O2 -> 2H2O,如果有3mol H2和2mol O2参与反应,求限度反应物和多余反应物。
2. 对于反应式N2 + 3H2 -> 2NH3,如果有4mol N2和8mol H2参与反应,求反应的平衡态下N2的转化率。
实践应用:让学生通过实验或模拟实验,验证化学反应的限度概念,并计算反应物的转化率。
检测评价:布置相关练习题,检测学生对化学反应限度概念和计算方法的掌握程度。
拓展延伸:引导学生思考在实际生活和工业生产中化学反应的限度如何影响反应过程和产物得率。
课堂总结:总结化学反应的限度概念和计算方法,强化学生对本节课内容的理解和记忆。
教学反思:根据学生反馈和实际教学效果,及时调整教学内容和方法,以提高学生的学习效果和兴趣。
化学反应的限度教案教案主题:化学反应的限度教学目标:1. 了解化学反应的限度概念。
2. 掌握如何计算化学反应的限度。
3. 理解化学反应限度对反应速率与产物数量的影响。
教学准备:1. 板书或投影仪。
2. 化学反应公式和反应速率方程的例子。
3. 实验装置和化学试剂。
教学过程:引入活动:1. 学生观察一种化学反应的示范实验,例如放一块锌片进入盛满盐酸的试管中,观察产生气体的现象。
2. 引导学生思考:这个反应是否可以一直进行下去?反应会到达一个什么样的“限度”?理论讲解:1. 板书或投影仪上给出化学反应公式,例如:Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2。
2. 解释反应公式中的化学符号和数字的含义。
3. 引导学生思考,化学反应是否永远进行下去?4. 引导学生理解化学反应的限度,即反应物的数量限制了反应的进行。
5. 进一步解释化学反应的限度对反应速率和产物数量的影响。
例如,当反应物A的数量达到反应的限度时,反应速率会减慢,产物的生成量也会减少。
计算练习:1. 给出一个化学反应的反应速率方程,例如:rate = k[A]。
2. 引导学生计算反应速率随反应物浓度变化的关系。
3. 引导学生思考,当反应物的浓度达到一定数值时,反应速率是否会变化?为什么?实验探究:1. 设计一个实验,例如,利用导线连接一片锌片和一块铜片,浸泡在盛满铜离子溶液的两个杯子中。
2. 观察实验过程中铜在锌片上的生成情况。
当铜生成一定量后,观察反应是否停止,引导学生思考为什么会停止。
讨论和总结:1. 引导学生讨论实验结果和观察到的现象。
2. 总结化学反应的限度对反应速率和产物数量的影响。
3. 引导学生思考,除了反应物的数量,还有哪些因素可能影响化学反应的限度。
拓展活动:1. 学生可选取其他化学反应进行实验探究,观察并记录反应过程中的限度现象。
2. 小组讨论不同反应的限度条件可能出现的原因。
作业:要求学生总结化学反应的限度概念,并选择一个化学反应进行研究报告。
第2课时化学反应的限度[学习目标定位] 1.认识可逆反应的特征。
2.通过实验认识化学反应的限度。
3.知道化学平衡的含义及其特征,会判断可逆反应的平衡状态。
一、化学反应限度1.Cl2与H2O的反应Cl2+H2O HCl+HClO2.FeCl3溶液与KI溶液的反应离子方程式2Fe3++2I-2Fe2++I2反应特点I-过量条件下,反应物Fe3+不能完全转化为生成物,即可逆反应具有一定的限度3.可逆反应(1)概念:在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。
(2)特点:在一定条件下,可逆反应有一定的限度,反应物不能完全转化为生成物。
(3)表示:在可逆反应的化学方程式中,用“”号代替“===”号。
1.化学反应限度是在给定的条件下,可逆反应所能达到或完成的程度。
化学反应限度的意义在于决定了反应的最大转化率。
2.不同的可逆反应在给定条件下的化学反应限度不同;同一可逆反应在不同条件(如温度、浓度、压强等)下,其反应限度不同。
1.对于化学反应限度的叙述,错误的是()A.任何可逆反应都有一定的限度B.化学反应达到限度时,正、逆反应速率相等C.化学反应的限度与时间的长短无关D.化学反应的限度是不可改变的答案D解析任何可逆反应都有一定的限度,当反应达到限度时,此时v正=v逆,对同一可逆反应,当外界条件不变时,反应的限度不变,与时间长短无关,但当外界条件发生改变时,化学反应的限度也会发生改变。
2SO3(g),已知反应过程中某一时刻2.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)催化剂△SO2、O2和SO3浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1。
当反应达到平衡时,可能存在的数据是()A.SO2为0.4 mol·L-1、O2为0.2 mol·L-1B.SO2为0.25 mol·L-1C.SO3为0.4 mol·L-1D.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1答案B解析假设SO2、O2完全转化为SO3,则c(SO2)=c(O2)=0,c(SO3)=0.4 mol·L-1;假设SO3完全转化为SO2和O2,则c(SO2)=0.4 mol·L-1,c(O2)=0.2 mol·L-1,c(SO3)=0,而可逆反应的特点是反应不能进行到底,故A、C错误,B正确;又因为反应物SO2和生成物SO3不可能同时减小,故D错误。
二、化学平衡状态1.化学平衡的建立2SO3,在一定温度下,将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通(1)对于可逆反应2SO2+O2催化剂△入一定体积的密闭容器中,其化学反应速率与时间关系如图所示。
分析回答下列问题:①反应开始时,正反应速率最大,原因是反应物浓度最大;逆反应速率为0,原因是生成物浓度为0;②反应进行中,正反应速率的变化是逐渐减小,原因是反应物浓度逐渐减小;逆反应速率的变化是逐渐增大,原因是生成物浓度逐渐增大;③反应一段时间(t1)后,正反应速率和逆反应速率的关系是大小相等,反应物的浓度不再改变,生成物的浓度不再改变。
(2)化学平衡状态也可从逆反应开始建立。
如图:2.化学平衡状态(1)化学平衡状态的概念:如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变,当可逆反应进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度与生成物的浓度不再改变,达到一种表面静止的状态,称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。
化学平衡研究的对象是可逆反应。
(2)化学平衡状态的特征:3.影响化学反应的限度的因素(1)决定因素:化学反应的限度首先决定于反应物的化学性质。
不同的可逆反应在给定条件下的化学反应限度不同,反应物的最大转化率不同。
(2)外界因素:化学反应的限度受温度、浓度、压强等条件的影响。
改变其中的一个条件,可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。
要注意的是,压强只影响有气体物质参与或生成的可逆反应的限度。
化学平衡状态的判断方法可逆反应达到平衡状态时主要有以下两个特征:①v正=v逆;②混合物中各组分的百分含量不变(除百分含量外其他在反应过程中变化的量,达到平衡后均不再发生变化,即“变化量”达“定量”)。
以上两个特征可作为判断可逆反应达平衡的标志。
归纳如下:1.直接标志①v正=v逆a.同一种物质的生成速率等于消耗速率;b.在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比;c.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。
②各组分的浓度保持一定a.各组分的浓度不随时间的改变而改变;b.各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。
2.间接标志(1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。
(2)对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应,若体系中颜色不再改变,则反应达到平衡状态。
(3)全是气体参加的反应前后化学计量数改变的可逆反应,平均相对分子质量保持不变。
(4)对同一物质而言,断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。
3.某可逆反应达到平衡状态时,下列说法正确的是()①正反应和逆反应同时进行,两者的速率完全相等②反应物和生成物同时存在,两者的浓度相同③混合物的组成比例不会因时间而改变A.只有①B.①③C.只有②D.①②③答案B解析可逆反应达到平衡状态时,v正=v逆≠0,且各组分的含量保持不变,故①③正确;反应物和生成物浓度相同,只是反应达到的某一特殊状态,并不一定达到平衡。
4.可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是()①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.①④⑥⑦B.②③⑤⑦C.①③④⑤D.全部答案A解析①中单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2,知v正=v逆,所以①能说明达到平衡状态;②所描述的都是指正反应方向的速率,无法判断;③无论达到平衡与否,物质的反应速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比;④有色气体的颜色不变能够说明达到了化学平衡;因容器体积固定,密度是一个常数,所以⑤不能说明达到平衡状态;该反应是一个反应前后气体体积不等的反应,容器的体积又固定,所以⑥⑦均能说明达到平衡。
1.下列不属于可逆反应的是()A.N2+3H2催化剂2NH3高温高压B.CO2+H2O H2CO3C.2NO2N2O4D.Pb+PbO2+2H2SO4放电2PbSO4+2H2O充电答案D解析可逆反应必须在同一条件下同时进行,D中两个方向反应条件不同且不是同时进行,故不属于可逆反应。
2.下列关于化学反应限度的说法中正确的是()A.一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度B.当一个可逆反应达到平衡状态时,正向反应速率和逆向反应速率相等且等于零C.平衡状态时,各物质的浓度保持相等D.化学反应的限度不可以通过改变条件而改变答案A解析平衡状态就是一个可逆反应在该条件下所能达到的最大限度,A正确;反应达到平衡时v正=v逆≠0,各物质浓度保持不变但不一定相等,且当外界条件发生改变时,这种状态可能会发生改变,B、C、D错误。
3.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是()A.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)B.若单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH3,则反应达到平衡状态C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大D .化学反应速率关系是2v 正(NH 3)=3v 正(H 2O) 答案 A解析 NO 的生成与NH 3的消耗同时表示正反应,在任意时刻都相等,B 项不正确。
达到平衡时,增加容器体积,反应物、生成物浓度同时减小,正、逆反应速率同时减小,C 项不正确。
在反应的任意状态总有v 正(NH 3)∶v 正(H 2O)=4∶6,即3v 正(NH 3)=2v 正(H 2O),D 项不正确。
4.X 、Y 、Z 为三种气体,把a mol X 和b mol Y 充入一密闭容器中,发生反应X +2Y 2Z 。
达到平衡时,若它们的物质的量满足:n (X)+n (Y)=n (Z),则Y 的转化率为( ) A.a +b 5×100%B.2(a +b )5b ×100%C.2(a +b )5×100%D.a +b 5a×100% 答案 B解析 设反应达平衡时消耗Y 的物质的量为x 。
则:X + 2Y2Z起始量/mol a b 0 转化量/mol x2 x x平衡量/mol a -x2 b -x x依题意可得:⎝⎛⎭⎫a -x2+(b -x )=x 解得x =2(a +b )5mol则Y 的转化率为2(a +b )5b ×100%=2(a +b )5b ×100%,选B 。
5.一定温度下,在容积为V L 的密闭容器中进行反应:a N(g)b M(g),M 、N 的物质的量随时间的变化曲线如下图所示:(1)此反应的化学方程式中ab=________。
(2)t 1到t 2时刻,以M 的浓度变化表示的平均反应速率为________。
(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是____________________________。
A .反应中M 与N 的物质的量之比为1∶1 B .混合气体的总质量不随时间的变化而变化 C .混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化 D .单位时间内消耗a mol N ,同时生成b mol M E .混合气体的压强不随时间的变化而变化 答案 (1)2 (2)1(t 2-t 1)×V mol·L -1·min -1(3)CE解析 (1)化学计量数之比等于物质的物质的量的变化量之比,所以a ∶b =(8 mol -2 mol)∶ (5 mol -2 mol)=2∶1,该反应的化学方程式为2N(g)M(g)。
(2)v (M)= 4 mol -3 mol(t 2-t 1) min ×V L =1(t 2-t 1)×Vmol·L -1·min -1。
(3)达到平衡状态时,各组分的浓度不再发生变化,M 与N 的物质的量之比为1∶1时,不能说明达到平衡状态,A 选项错误;该反应的反应物和生成物都是气体,根据质量守恒定律,反应前后混合气体的质量始终不变,B 选项错误;该反应为气体体积减小的反应,若反应没有达到平衡状态,反应过程中气体的总物质的量和压强始终在减小,当该量不再发生变化时,则说明反应达到了平衡状态,C 和E 选项正确;消耗a mol N 和生成b mol M 都表示的是正反应速率,没有体现逆反应速率的大小,不能说明反应达到了平衡状态,D 选项错误。