化学平衡教案
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2-3 化学平衡【教学目标】知识与技能1、了解可逆反应和不可逆反应的概念2、描述化学平衡建立的过程,建立起化学平衡的概念3、通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响4、掌握平衡移动原理(勒夏特列原理)并能运用其解决平衡问题【教学目标】过程与方法1、从学生已有的关于饱和溶液的溶解平衡,导入化学平衡,通过对溶液节平衡的理解和迁移,让学生建立起化学平衡是个动态平衡的概念2、通过边讲边实验的形式引导学生认真观察实验现象,启发学生充分讨论。
师生共同归纳出平衡移动原理,达到既激发学生兴趣又启发思维的目的【教学目标】情感态度与价值观1、化学平衡是宇宙中各种平衡的一个小小分支,它和日常生活中的溶解、环境、生态等平衡问题都与生活息息相关;27中“生命元素”在人体中为此着平衡,其含量由生命活动需要而定,既不可多,也不可少,否则就会破坏平衡,影响人体健康——化学与生命息息相关【教学重点】⎩⎪⎨⎪⎧1、化学平衡概念的建立2、温度、浓度、压强对化学平衡的影响3、化学平衡移动原理的应用【教学难点】⎩⎪⎨⎪⎧1、化学平衡概念的建立2、温度、浓度、压强对化学平衡的影响3、化学平衡移动原理的应用【教学方法】实验探究、推理、讨论【课时安排】7课时【教学过程】第一课时【知识回顾】什么是可逆反应?可逆反应有什么特点?一、可逆反应1、定义:在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应2、表示方法:用“”表示。
如:H 2 + I 22HI【讲解】可逆反应中所谓的正反应、逆反应是相对的,一般把向右进行的反应叫做正反应,向左进行的反应叫做逆反应。
【学与问】反应2H 2 + O 2 2H 2O 与2H 2O 2H 2↑ + O 2↑是否是可逆反应?【讲解】可逆反应是在同一个条件下,同时向两个方向发生的反应才叫可逆反应。
这两个反应是在不同条件下进行的反应,因此不是可逆反应【讲解】由于可逆反应同时向两个方向发生反应,因此无论反应多长时间,都不能向任何一个方向进行到底,如3H 2+ 2N 2 催化剂高温高压 2NH 3 ,只能尽可能多地将氮气和氢气转化为氨气,反应最终能进行到什么程度,这就是我们今天要研究的问题——化学平衡3、特点:①同条件,同时进行 ②参加反应的物质不能完全转化即各反应物和生成物同时存在 ③能量转化类型相反,若正反应放热,则逆反应吸热二、化学平衡1、化学平衡状态的建立⑴溶解平衡的建立点燃 电解【实验探究】将CuSO 4粉末逐渐加入到20 mL 水的烧杯中到烧杯底部有适量晶体出现⎩⎪⎨⎪⎧起始:υ(溶)最大 υ(析) =0中间:υ(溶)逐渐减小,υ(析) 逐渐增大,但υ(溶)>υ(析) 最终:υ(溶) =υ(析) >0,即达到溶解平衡状态 【讲解】若不改变条件,υ(溶)=υ(析)>0将一直进行下去,也即溶解平衡是一个动态平衡。
比如将晶形不完整的晶体放入到其饱和溶液中一段时间后,晶体会变得完整、有规则,但晶体的质量并不发生变化溶解平衡图像 化学平衡图像:从反应物达到平衡⑵化学平衡的状态建立【讲解】以可逆反应CO(g) + H 2O(g) 催化剂加热 CO 2(g) + H 2(g)为例,若反应开始时只有CO 和H 2O ,没有CO 2和H 2 ,此时c(CO)、c(H 2O)最大,因此υ(正)最大,c(CO 2) =c(H 2)=0 mol/L ,因此υ(逆)错误!未找到引用源。
0。
随着反应的进行,反应物不断减少,生成物逐渐增加,υ(正)逐渐减小,υ(逆)逐渐增大,当反应进行到某一时刻,υ(正)错误!未找到引用源。
υ(逆),此时,反应达到了其“限度”,反应体系中各物质的物质的量、浓度等都不再发生变化,但反应仍然在进行着,只是υ(正)错误!未找到引用源。
υ(逆),我们把这样的状态叫作化学平衡状态,简称化学平衡⑶定义:在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态,就叫做化学平衡状态,简称化学平衡【练习】1.在密闭容器中充入SO 2和由O 18原子组成的氧气,在一定条件下开始反应,在达到平衡前,O 18存在于( )A 、只存在于氧气中B 、只存在于和SO 3中C 、只存在于SO 2和SO 3中D 、SO 2 、SO 3 、O 2中都有可能存在。
2.在一定条件下,某容器内充入N 2和H 2合成氨,以下叙述中错误的是( )A 、开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零。
B 、随着反应的进行,正反应速率减小,最后降为零。
C 、随着反应的进行,正反应速率减小,逆反应速率增大,最后相等。
D 、在反应过程中,正反应速率的减小等于逆反应速率的增加。
【思考与交流】根据前面的分析,请大家思考:化学平衡研究的对象是什么?2、化学平衡的特征⑴逆:化学平衡研究的对象是可逆反应【思考与交流】当反应达到平衡时,有什么特点?⑵等:化学反应处于化学平衡状态时,正反应速率等于逆反应速率,但都不等于零,即:υ(正)=υ(逆)>0【思考与交流】反应是否还在进行?为什么?⑶动:化学平衡是动态平衡,反应处于平衡状态时,化学反应仍在进行,反应并没有停【思考与交流】平衡状态下的反应体系中各成分的量是否发生变化?⑷定:化学反应处于化学平衡状态时,反应化合物中各组分的浓度保持一定,体积分数保持一定【思考与交流】平衡能否一直保持不变?⑸变:化学平衡是有条件的平衡状态,当外界条件变化,原有的化学平衡被破坏,直到建立新的化学平衡。
(6)同:相同条件下,同一可逆反应可有不同途径(不同的起始量)达到同一个平衡状态(等效平衡)3、化学平衡的标志⑴微观标志:υ(A正)=υ(A逆) >0 ——实质【讲解】υ(正)=υ(逆) 指的是同一物质的正反应速率与逆反应速率相等⑵宏观标志:反应混合物中个组分的浓度、质量和体积分数、质量分数等保持不变在一定温度下,反应A2(g) + B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是(C )A.单位时间内生成n molA2同时生成n molAB B.容器内总压不随时间变化C.单位时间内生成2n molAB同时生成n molB2D.单位时间内生成n molA2同时生成n molB2第二课时化学平衡的判断标志一.直接标志Ⅰ、速率:两个方向、同种物质数值相等,不同种物质数值之比等于化学计量数之比v(正)= v(逆)。
对相同物质:v(生成)= v(消耗)≠0;对不同物质:反应方向相反,大小符合其化学计量数之比。
Ⅱ、各种物质的质量、物质的量、浓度保持不变反应物的浓度与生成物的浓度不再改变(固体的浓度不变不能作为标志)。
以下情形可体现浓度不再改变:各物质的物质的量(或断键与成键的物质的量)、质量;转化率(或产率);物质的量分数;体积百分数;质量分数不再改变或有色物质(Br2、I2、NO2等)颜色不再改变。
.III:绝热的恒容反应体系中的温度保持不变:任何化学反应都伴随有能量变化,当体系温度一定时(其他条件不变),则平衡。
练习:1.一定条件下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是A、单位时间内生成n mol A2同时生成n molABB、单位时间内生成2n mol AB 同时生成n mol B2C、单位时间内生成n mol A2同时生成n mol B2D、单位时间内生成n mol A2同时消耗n mol B22.可逆反应N2+3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示,下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是 ( )A、v正(N2)=v逆(N2)B、v正(N2)=v逆(NH3)C、2v正(H2)=3v逆(NH3)D、v正(N2)=3v逆(H2)3.在2NO2N2O4的可逆反应中,下列状态一定属于平衡状态的是()A.N2O4和NO2的分子数比为1:2B.N2O4和NO2的浓度相等C.平衡体系的颜色一定不再改变D.单位时间有1 mol N2O4变为NO2的同时,有2 mol NO2变为N2O4二.间接标志:指所表述的内容并不能表明所有反应均已达到平衡状态,只是在某些特定的情况下才能表示反应已经达到化学平衡状态在一固定容积(恒温).........的容器中发生下表中的化学反应,下列能否说明反应达到化学第三课时 化学平衡的移动【问题探究】当外界条件改变时,已经建立的化学平衡会不会发生什么变化?【讲解】我们知道,化学平衡是有条件的平衡,在一定条件下才能保持平衡状态,当平衡的条件发生改变时,原平衡就会被破坏,反应混合物里各组分的含量会随之改变,然后在新的条件下重新建立平衡,我们把这样的过程叫作化学平衡的移动一、化学平衡的移动1、定义:可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动2、化学平衡移动的原因化学平衡移动的原因是反应条件的改变引起反应速率的变化,使υ(正)≠υ(逆),平衡混合物中各组分的含量也发生相应的变化3、化学平衡移动的标志(结果)⑴微观:外界条件的改变使原平衡体系υ(正)=υ(逆)的关系被破坏,使υ(正)≠υ(逆),然后在新的条件下,重新建立υ(正)=υ(逆)的关系,才能表明化学平衡发生了移动【学与问】如果外界条件的改变使得υ(正)、υ(逆)同等程度地改变,平衡是否发生移动?【讲解】如果外界条件的改变使υ(正)、υ(逆)变化的倍数相同,那么对反应中任何一种物质而言:消耗了多少就会生成多少,因此体系中各物质的浓度不发生改变,所有此时平衡不移动⑵宏观:反应混合物中各组分的浓度、质量、体积分数发生了改变,才能说明化学平衡发生了移动【思考与交流】那么,外界条件的改变化学平衡将向哪个方向移动呢?这节课我们就来具体研究外界条件对化学平衡的影响二、外界条件对化学平衡的影响1、浓度【实验探究】演示实验2-5【现象】1号试管橙红色变深,2号试管黄色变深【【思考与交流】1.上述两个实验中,化学平衡状态是否发生了移动?你是如何判断的?【 结论】⎩⎨⎧增大产物浓度时平衡向逆反应方向移动减小产物浓度时平衡向正反应方向移动【结论】⎩⎨⎧增大反应物浓度时平衡向正反应方向移动减小反应物浓度时平衡向逆反应方向移动2.为什么改变反应物的浓度会引起化学平衡的移动?而且改变浓度平衡向哪个方向移动有什么规律呢?【讲解】当增大反应物浓度时,正反应速率增大,随之生成物浓度也逐渐增大,逆反应速率也增大,但逆反应速率增大量不及正反应速率增大量,所以平衡向正反应方向(右)移动,如图⑴。
若减少生成物浓度,则逆反应速率减小,随之反应物浓度降低,正反应速率也减小,但正反应速率减小的程度不及逆反应速率减小程度,所以平衡向正反应方向(右)移动,如图⑵。
反之亦然,如图⑶⑷①增大反应物浓度 ②减少生成物浓度③增大生成物浓度 ④减少反应物浓度 【思考与交流】是否增加反应物或减少生成物的量都能使平衡向正反应方向移动;增加生成物或减少反应物的量都能使平衡向逆反应方向移动?【结论】否。