化学平衡 学案共五课时.docx
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化学平衡 学案共五课时.docx
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化学平衡学案共五课时
第二章第三节化学平衡(第1课时)—学案
班次姓名
学习目标:
教
学
目
的
知识
与
技能
1、理解化学平衡状态等基本概念。
2、理解化学平衡状态形成的条件、适用范围、特征。
过程
与
方法
1、用化学平衡状态的特征判断可逆反应是否达到化学平衡状态,从而提高判断平衡状态、非平衡状态的能力。
2、利用化学平衡的动态特征,渗透对立统一的辩证唯物主义思想教育。
3、加强新知识的运用,找到新旧知识的连接处是掌握新知识的关键,培养学生严谨的学习态度和思维习惯。
情感
态度
价值观
通过从日常生活、基本化学反应事实中归纳化学状态等,提高学生的归纳和总结能力;通过溶解平衡、化学平衡、可逆反应
之间的联系,提高知识的总结归纳能力。
重点
化学平衡的概念及特征
难点
化学平衡状态的判断
阅读教材:
P27-33
知识要点:
一、可逆反应和不可逆反应
1、可逆反应:
2、不可逆反应:
可逆反应的特征:
二、化学平衡的建立过程
(一)溶解平衡的建立(蔗糖溶于水实验)
①开始时,v溶解,v结晶=
②然后,v溶解,v结晶
③最后,平衡时v(溶解)v(结晶)
结论:
溶解平衡是一种平衡
(二)化学平衡的建立
在反应CO+H2OCO2+H2中,将0.01molCO和0.01molH2O(g)通入
1L密闭容器中,反应一段时间后,各物质浓度不变
1、反应刚开始时:
反应物浓度___________,正反应速率____________
生成物浓度为_________,逆反应速率为__________
2、反应过程中:
反应物浓度___________,正反应速率___________
生成物浓度____________,逆反应速率___________
3、一定时间后,必然出现_________________________
4、t1时刻后,v正=v逆即正反应消耗的量与逆反应生成的量相等,反应物和生物的浓度不再发生变化——化学平衡
三、化学平衡
1、概念:
在外界条件不变的条件下,____________进行到一定的程度时__________________相等,化学反应进行到最大限度,反应物和生成物的______不再发生变化,反应混合物处于化学平衡状态,简称______________
2、化学平衡的性质:
⑴、反应条件:
_________、_________、_________等不变,——条件不变是基础
⑵、研究对象:
可逆反应;不可逆反应一般不会出现平衡状态——可逆反应是前提
⑶、本质:
_____________即同一物质消耗速率与生成速率相等——________相等是实质
⑷、现象:
反应混合物组成成分的________保持不变——_________不变是标志
3、化学平衡的特征:
__、___、____、____、____、______
4、达到化学平衡的标志:
正逆反应速率相等和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的两大主要标志
⑴、直接标志:
①、速率关系:
正逆反应速率相等。
即V正=V逆
以反应mA(g)+nB(g)pC(g)为例达到平衡的标志为:
异边同向,同边异向,比例计量
A的消耗速率与A的生成速率——————;
A的消耗速率与C的速率之比等于;
B的生成速率与C的速率之比等于;
A的生成速率与B的速率之比等于。
例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nmolA2同时生成nmolABB、单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2C、单位时间内生成nmolA2同时生成nmolB2D、单位时间内生成nmolA2同时消耗nmolB2
注意:
在判断化学平衡时,要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系,同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。
例2、一定条件下,反应N2+3H22NH3达到平衡的标志是
A、一个N≡N键断裂的同时,有三个H-H键形成
B、一个N≡N键断裂的同时,有三个H-H键断裂
C、一个N≡N键断裂的同时,有六个N-H键断裂
D、一个N≡N键断裂的同时,有六个N-H键形成
②、含量关系:
反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的量、摩尔分数、体积分数、分子数之比保持不变
⑵、间接标志:
以反应mA(g)+nB(g)pC(g)为例
①、混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而_______________________,(适用于____________________________)
②、混合气体的平均相对分子质量、密度不随时间改变而___________________________,(适用于—————————————)
③、各气体体积、气体分压、各物质的物质的量不随时间改变
⑶、特殊标志:
①、对于有色物质参加反应,如果体系颜色不变,反应达到平衡
②、对于吸热或放热反应,如果体系温度不变,反应达到平衡
⑷、在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是:
气体的总压、气体的总的物质的量、混合气体的平均相对分子质量、混合气体的密度、反应混合物平衡时物质的量之比
例3、在一定温度下,向aL密闭容器中加入1molX气体和2molY气体
发生如下反应:
X(g)+2Y(g)2Z(g),此反应达到平衡的标志是
A、容器内压强不随时间变化B、容器内各物质的浓度不随时间变化
C、容器内X、Y、Z的浓度之比为1:
2:
2D、单位时间消耗0.1molX的同时生成0.2molZ
练习:
【1】在一定温度下,可逆反应
A(气)+3B(气)2C(气)达到平衡的标志是 ( )
A. C的生成速率与C分解的速率相等B. 单位时间内生成nmolA,同时生3nmolB
C. A、B、C的浓度不再变化D. A、B、C的分子数比为1:
3:
2
【2】下列说法中可以充分说明反应:
P(气)+Q(气)R(气)+S(气),在恒温下已达平衡状态的是( )
A.反应容器内压强不随时间变化B. P和S的生成速率相等
C. 反应容器内P、Q、R、S四者共存D. 反应容器内总物质的量不随时间而变化
【3】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:
A(固)+3B(气)2C(气)+D(气)已达平衡状态的是()
A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度D.气体的总物质的量
【4】在一定温度下,下列叙述不是可逆反应
A(气)+3B(气)2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是()
①C的生成速率与C的分解速率相等②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB
③A、B、C的浓度不再变化④A、B、C的分压强不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化⑥混合气体的物质的量不再变化
⑦单位时间内消耗amolA,同时生成3amolB⑧A、B、C、D的分子数之比为1:
3:
2:
2
A.②⑧B.②⑤⑧
C.①③④⑦D.②⑤⑥⑧
课后反思
1.查漏知识点:
2.主要错题:
第二章第三节化学平衡(第2课时)—学案
班次姓名
学习目标
教
学
目
的
知识
与
技能
理解化学平衡的概念,使学生理解浓度、压强对化学平衡的影响
过程
与
方法
1、通过浓度实验,逐步探究平衡移动的原理及其探究的方法,引起学生在学习过程中主动探索化学实验方法,
2、通过讨论、分析、对比的方法,培养学生的观察能力和实验探究能力
情感
态度
价值观
激发学生的学习兴趣,培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度,树立透过现象看本质的唯物主义观点
重点
浓度、压强、温度、催化剂对化学平衡的影响
难点
平衡移动的原理分析及应用
一、化学平衡的移动
1、定义:
化学上把这种的过程叫做化学平衡的移动。
2、化学平衡移动方向的速率判断:
⑴若外界条件变化引起v正>v逆:
平衡向方向移动
⑵若外界条件变化引起v正<v逆:
平衡向方向移动
⑶若外界条件变化引起v正=v逆:
旧平衡未被破坏,平衡移动
二、化学平衡移动的影响因素
1、浓度对化学平衡的影响
浓度的变化
v正v逆的变化
结果
平衡移动
平衡移动结果
增大反应物浓度
减少反应物浓度
增大生成物浓度
减少生成物浓度
结论:
2、压强对化学平衡的影响
1、其他条件不变时,增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动,减小压强;平衡向气体体积增大的方向移动。
2、如反应前后气体体积没有变化的反应,改变压强不会使平衡移动。
讨论:
在N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)密闭反应体系中,充入He气体:
⑴容积不变时,反应物质浓度—————,反应速率————,化学平衡——————;
⑵气体压强不变时,容器的体积________,各气体的浓度_____,反应速率—————,化学平衡向——————方向移动
3、温度对化学平衡的影响
升高温度化学平衡向—————————移动,
降低温度化学平衡向—————————移动,
4、化学平衡移动原理——勒夏特列原原理:
如果改变影响平衡的一个条件(浓度、温度、压强等),化学平衡就向减弱这种改变的方向移动。
注意:
①此原理只适用于已达平衡的体系
②平衡移动方向与条件改变方向相反。
③移动的结果只能是减弱外界条件的该变量,但不能抵消。
讨论:
反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0,达到化学平衡,改变下列条件,根据反应体系中的变化填空:
①若N2的平衡浓度为amol/L,其他条件不变时,充入N2使其浓度增大到bmol/L后平衡向——————方向移动,达到新平衡后,N2的浓度为cmol/L,则a、b、c的大小为———————;
②若平衡体系的压强为P1,之后缩小反应体系体积使压强增大到P2,此时平衡向——————方向移动,达到新平衡后体系的压强为P3,则P1、P2、P3的大小为——————————;
③若平衡体系的温度为T1,之后将温度升高到T2,此时平衡向——————方向移动,达到新平衡后体系的温度为T3,则T1、T2、T3的大小为——————————。
5、催化剂对化学平衡的影响
结论:
催化剂能同等倍数改变v正和v逆,不能使化学平衡发生移动;不能改变反应混合物的百分含量;但可以改变达到平衡的时间。
第二章第三节化学平衡(第3课时)—学案
班次姓名
三、化学平衡常数
1.定义:
在一定温度下,可逆反应达到平衡时,生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数,这个常数叫做该反应的化学平衡常数,简称平衡常数,用符号K表示。
2.表达式对于任意反应:
mA+nB
pC+qDK=
3、书写平衡常数表达式时,要注意:
(1)化学平衡常数只与有关,与反应物或生成物的无关。
(2)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时,
(2)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关,化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
若反应方向改变,则平衡常数。
若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小,尽管是同一个反应,平衡常数也会。
4.化学平衡常数的意义:
K只受温度影响,K越大,反应进行的程度越,反应的转化率也越;反之K越小,表示反应进行的程度越,反应物的转化率也越。
5、化学平衡常数的应用
(1)平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。
K值越大,表示反应进行得越,反应物转化率越;
K值越小,表示反应进行得越,反应物转化率越。
(2)判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行:
对于可逆反应:
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),在一定的温度下的任意时刻,反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系:
Qc=Cp(C)·Cq(D)/Cm(A)·Cn(B),叫该反应的浓度商。
Qc<K,V正V逆,反应向反应方向进行
Qc=K,V正V逆,反应处于状态
Qc>K,V正V逆,反应向反应方向进行
(3)利用K可判断反应的热效应
若升高温度,K值增大,则正反应为反应(填“吸热”或“放热”)。
若升高温度,K值减小,则正反应为反应(填“吸热”或“放热”)。
四、有关化学平衡的计算:
在反应aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g)中,计算关系为:
⑴、物质浓度的变化关系:
①、反应物:
平衡浓度=————————————————
②、生成物:
平衡浓度=————————————————
③、各物质的变化浓度之比=————————————————
⑵、反应物的转化率:
反应物转化为生成物的百分率
例1、将6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中,发生下列反应:
3A(g)+B(g)
2C(g)+xD(g),经过5min达到化学平衡,此时生成C为2mol,测得D的反应速率为0.1mol/L·min,计算:
①、x的值;②、平衡时B的转化率;③、A的平衡浓度。
例2、加热N2O5时,发生下列两个分解反应:
N2O5
N2O3+O2,N2O3
N2O+O2;在1L密闭容器中加热4molN2O5达到化学平衡时O2的浓度为4.50mol/L,N2O3的浓度为1.62mol/L,求其他各物质的平衡浓度。
解析:
这是一个连续平衡的计算,计算思路:
第一个反应的平衡量作为第二个反应的起始量
例3、在密闭容器中,用等物质的量的A和B发生下列反应:
A(g)+2B(g)
2C(g)反应达到平衡时,若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等,求B的转化率
解题的一般步骤:
气体反应计算时经常使用的推论:
第二章第三节化学平衡(第4课时)学案
班次姓名
一、等效平衡
1、定义:
同一可逆反应在相同条件下,无论从正反应开始,还是从相应的可逆反应开始,或从中间某一时刻开始,经过足够长时间,反应都能达到平衡状态,且化学平衡状态完全相同,此即等效平衡。
2、等效平衡的解法—极值转换法
无论平衡从哪个方向建立,在判断时都可根据题给条件和反应计量系数把生成物全部推算为反应物或把反应物全部推算成生成物再与原平衡加入的物质的量相比较,若物质的量“相当”,则为等效平衡。
二、等效平衡的分类
①恒温、恒容时,只要反应物和生成物的量相当(反应物换算成生成物或生成物换算成反应物后与原起始量完全一样)则为等效平衡。
两次平衡时,各组分均相同
例1、在一定温度下,将2molN2和6molH2充入固定容积的密闭容器中,发生反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),达到化学平衡后,若保持温度不变,令a、b、c分别为N2、H2、NH3的物质的量,重新建立平衡,混合物中个物质的量仍和上述平衡相同,填空
⑴、若a=0,b=0,则c=———
⑵、若a=1,c=2,则b=————
⑶、若a、b、c取值必须满足的一般条件为(用两个式子表示,一个只含a和c,一个只含b和c————————、————————
例2、在一个固定容积的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生
2A(g)+B(g)
3C(g)+D(g),达到化学平衡时,C的浓度为wmol/L。
若保持温度容积不变,改变起始物质的用量,达到平衡后,C的浓度仍为wmol/L的是:
A.4molA+2molBB.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
C.3molC+1molD+1molBD.3molC+1molD
②恒温、恒容时,反应前后气体体积不变(等计量系数)的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量比例与起始状态相等,则二平衡等效。
两次平衡时各组分相同,同比例变化。
③恒温、恒压时,改变起始加入量,只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的量之比与原状态相同,则二平衡等效。
两次平衡时各组分相同,同比例变化
例3、温度压强不变时,将1molN2和4molH2充入一个装有催化剂容积可变的密闭容器中,发生N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),达到化学平衡后生成amol的NH3,在相同温度和压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变,填表:
已知
编号
起始物质的量(mol)
平衡时NH3的量mol
N2
H2
NH3
1
4
0
a
①
1.5
6
0
②
1
0.5a
③
m
n(n≥4m)
练习:
1.在一定温度下,把1molCO和2molH2O通入一个密闭容器中,发生如下反应:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),一定时间后达到平衡,此时,CO的含量为p%,若维持温度不变,改变起始加入物质的物质的量,平衡时CO的含量仍为p%的是( )
A.1molCO2、2molH2
B.0.2molCO2、0.2molH2、
0.8molCO、1.8molH2O
C.1molCO2、1molH2O
D.1molCO2、1molH2、1molH2O
2.将2molSO2气体和2molSO3气体混合于固定体积的密闭容器中,在一定条件下发生反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)。
达到平衡时SO3为nmol。
在相同温度下,分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质,平衡时SO3等于nmol的是()
A.1.6molSO2+0.3molO2+0.4molSO3B.4molSO2+1molO2
C.2molSO2+1molO2+2molSO3D.3molSO2+1molO2+1molSO3
3:
如图所示,在一定温度下,把2体积N2和6体积H2通入一个带有活塞的容积可变的容器中,活塞的一端与大气相通,容器中发生以下反应:
(正反应放热),若反应达到平衡后,测得混合气体的体积为7体积。
据此回答下列问题:
保持上述反应温度不变,设a、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3的体积,如果反应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相同,那么:
若a=1,c=2,则b=_______。
在此情况下,反应起始时将向____(填“正”或“逆”)反应方向进行。
解析:
b=3、平衡逆向移动
4:
恒温、恒压下,在一个容积可变的容器中发生如下反应:
(1)若开始时放入1molA和1molB,达到平衡后,生成amolC,这时A的物质的量为________mol。
(2)若开始时放入3molA和3molB,达到平衡后,生成C的物质的量为_________mol。
(3)若开始时放入xmolA、2molB和1molC,达到平衡后,A和C的物质的量分别为ymol和3amol,则x=________,y=________。
平衡时,B的物质的量_____(填编号)。
(甲)大于2mol(乙)等于2mol(丙)小于2mol(丁)可能大于、等于或小于2mol
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次达到平衡后,C的物质的量分数是___________。
解析:
1-amol;3amol;23-3a丁;3a/(6-3a)
5:
如图所示,温度不变下某容器分隔成A、B两部分,A容器固定不变,B有可移动的活塞,现在A中充入2molSO2和1molO2,在B中充入2molSO3和1molN2,在相同条件下发生可逆反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),根据下列要求填空:
(1)固定活塞位置在3处不动,达到平衡后,设A中压强为PA,B中压强为PB,则PA与PB的压强是PAPB(填“<”、“>”、“=”)。
(2)若要使A中与B中平衡状态相同,可移动活塞的位置应在处。
(3)若活塞右移到5处,达到平衡后,B中SO3为xmol,A中SO3为ymol,则xy的(填“<”、“>”、“=”),理由是。
解析:
<;3;<活塞在3处时A与B平衡状态相同,移到5处相当于减压,平衡左移。
第二章第三节化学平衡(第5课时)学案
班次姓名
考纲要求
1、了解平衡图像类型
2、掌握平衡图像解题思路、方法与技巧
解题思路
(1)、看懂图像
面:
图像形状,横、纵坐标的含义
线:
走向,变化趋势
点:
起点、终点、交点、拐点
是否需作辅助线(等温线、等压线)
定量图像中有关量的多少
(2)、联想规律,作出判断
_______浓度增加反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向
_______压强速率增大平衡移动反应方向移动
_______温度增大压强,向_____________的方向移动
加________升高温度,向________方向移动
1、浓度-时间图:
0.3
0.2
0.1
1)写出化学反应方程式:
2)求A的转化率:
2、速率-时间图:
【例2】下列平衡的改变是由什么条件引起的?
v逆
【练2】对于mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),
如右图引起平衡移动的因素可能是:
【练3】对于反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
t1时的改变因素可能是
3、某物质的转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强)图:
说明:
解这类题的关键是:
①看清起点、拐点、终点;
②先拐先平。
例如,在转化率-时间图上,先出现拐点的曲线先达到平衡,此
时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。
③遵循“定一议二”原则。
④分析引起平衡移动的因素,判断反应是吸热还是放热,反应前后气体体积的变化;以及条件改变时对反应物的转化率(百分含量)的影响。
例4.对于mA(g)+nB(g)
pC(g)△H=QKJ·mol-1 有如下图所示的变化,
则:
①P1与P2的关系是 ;
②m+n与p的关系是 ;
③T1与T2的关系是 ;
④Q与0的关系是 。
解析:
本题解答时应遵循两个原则:
“先拐先平”“定一议二”原则。
在温度均为T1时,P2达到平衡需要的时间短,因此P2>P1;压强越大,C的百分含量越大,说明正反应是体积增大的反应,即m+n>p;在P2保持不变时,T1达到平衡需要的时间短,因此T1>T2,温度越高,C的百分含量越小,而升高温度平衡向吸热反应方向移动,说明正反应是放热反应,即Q小于0。
答案:
P2>P1;m+n>p;T1>T2;Q小于
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