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2019-2020年新人教版高中化學(xué)選修4第二章第三節(jié) 化學(xué)平衡1 [教學(xué)目標(biāo)] 1．知識目標(biāo) （1）理解化學(xué)平衡狀態(tài)等基本概念。 （2）理解化學(xué)平衡狀態(tài)形成的條件、適用范圍、特征。 （3）常識性了解化學(xué)平衡常數(shù)的意義。 2．能力和方法目標(biāo) （1）用化學(xué)平衡狀態(tài)的特征判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，從而提高判斷平衡狀態(tài)、非平衡狀態(tài)的能力。 （2）通過從日常生活、基本化學(xué)反應(yīng)事實中歸納化學(xué)狀態(tài)等，提高學(xué)生的歸納和總結(jié)能力；通過溶解平衡、化學(xué)平衡、可逆反應(yīng)之間的聯(lián)系，提高知識的總結(jié)歸納能力。 （3）利用化學(xué)平衡的動態(tài)特征，滲透對立統(tǒng)一的辯證唯物主義思想教育。 3．重點和難點 重點是化學(xué)平衡狀態(tài)的特征；難點是化學(xué)平衡狀態(tài)判斷。 教學(xué)過程：一.可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng) 正反應(yīng)：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，逆反應(yīng)：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 可逆反應(yīng)：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_(dá)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 可逆反應(yīng)的特征：“兩同”是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 請判斷水的分解和氫氣在氧氣中燃燒生成水，是否是可逆反應(yīng)？ 可逆反應(yīng)的重要特征是轉(zhuǎn)化率永遠(yuǎn)不可能達(dá)到100%，也就是反應(yīng)一旦開始，那么，就不可能只存在反應(yīng)物，或只存在生成物。 二.化學(xué)平衡 化學(xué)平衡：在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡稱化學(xué)平衡。 　　　　　它的建立與反應(yīng)途徑無關(guān)，從正反應(yīng)或逆反應(yīng)開始都可以建立化學(xué)平衡狀態(tài)。 化學(xué)平衡的前提： ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 　　　實質(zhì)：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_(dá)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 　　　 標(biāo)志：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 例題：在密閉容器中充入SO2和由O18原子組成的氧氣，在一定條件下開始反應(yīng)，在達(dá)到平衡前，O18存在于（ ） 　　　　A、只存在于氧氣中 　　　　 B、只存在于和SO3中 　　　　C、只存在于SO2和SO3中　　　 　D、SO2 、SO3 、O2中都有可能存在。 例題：在一定條件下，某容器內(nèi)充入N2和H2合成氨，以下敘述中錯誤的是( ) A、開始反應(yīng)時，正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為零。 B、隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率減小，最后降為零。 C、隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大，最后相等。 D、在反應(yīng)過程中，正反應(yīng)速率的減小等于逆反應(yīng)速率的增加。 三.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征： 1. 逆：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 2. 等：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 3. 定：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 4. 動：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 　　　＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 5. 變：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 6. 同：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_(dá)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 四、化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志 某可逆反應(yīng)是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)，它們的標(biāo)志可以通過化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征來進(jìn)行衡量 （1）V正=V逆，它是判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的主要標(biāo)志。正、逆反應(yīng)速率相等是針對反應(yīng)體系中的同一反應(yīng)物或同一生成物而言。由于該物質(zhì)的生成速率與消耗速率相等，才使這種物質(zhì)的濃度保持不變，說明可逆反應(yīng)己達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。 （2）反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變，是判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的另一個主要標(biāo)志。如果反應(yīng)混合物中某一種物質(zhì)的量濃度，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，體積分?jǐn)?shù)（對氣體而言）等保持一定，都說明可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。 （3） 從其它角度也可以判斷某可逆反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，但要具體問題具體分析。例如對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等的可逆反應(yīng)，可以通過以下幾種情況來判斷： ① 當(dāng)體系中物質(zhì)的總物質(zhì)的量不隨時間變化時，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài). ② 當(dāng)恒溫恒容時，體系的總壓強(qiáng)有發(fā)生變化或當(dāng)恒溫恒壓時，體系的總體積不發(fā)生變化　都可以說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。 ③ 混合氣體的平均含量不發(fā)生變化，也可以說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài). ④ 對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡，體系中物質(zhì)的總物質(zhì)的量，總壓強(qiáng)，總體積或混合氣體的平均含量都不發(fā)生變化，不能確定反應(yīng)是否中達(dá)到平衡狀態(tài). 課堂練習(xí)：1．化學(xué)平衡主要研究下列哪一類反應(yīng)的規(guī)律（ ）。 （A）可逆反應(yīng) （B）任何反應(yīng) （C）部分反應(yīng) （D）氣體反應(yīng) 2．在2NO2 N2O4的可逆反應(yīng)中，下列狀態(tài)屬于平衡狀態(tài)的是（ ）。 （A）υ正=υ逆 ≠0時的狀態(tài) （B）NO2全部轉(zhuǎn)變成N2O4的狀態(tài) （C）c（NO2）=c（N2O4）的狀態(tài) （D）體系的顏色不再發(fā)生變化的狀態(tài) 　　　3．下列哪個說法可以證明反應(yīng)N2+3H22NH3已達(dá)到平衡狀態(tài)（ ）。 （A）1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H-H鍵形成 （B）1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H-H鍵斷裂 （C）1個N≡N鍵斷裂的同時，有6個N-H鍵斷裂 （D）1個N≡N鍵斷裂的同時，有6個H-H鍵形成 第二課時影響化學(xué)平衡的外界條件 【教學(xué)目標(biāo)】用練習(xí)講評法學(xué)習(xí)平衡移動原理 【教學(xué)重點】平衡移動原理 【教學(xué)難點】平衡移動原理 【教學(xué)過程】 【復(fù)習(xí)】一、化學(xué)平衡狀態(tài)的定義： （1）定義： （2）平衡狀態(tài)概括 逆—— 等—— 動—— 定—— 變—— 例1：在一定溫度下的恒容容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時,表明反應(yīng): A(固)+3B(氣) = 2C(氣)+D(氣)已達(dá)平衡狀態(tài)的是 （ ） A.混合氣體的壓強(qiáng) B.混合氣體的密度 C.B的物質(zhì)的量濃度 D.氣體的總物質(zhì)的量 例2．氙和氟單質(zhì)按一定比例混合，在一定條件下反應(yīng)達(dá)到如下平衡： Xe(氣)+2F2（氣） XeF4(氣)+ 218kJ 下列措施中既能加快反應(yīng)速率，又能使平衡向正反應(yīng)方向移動的是（ ）。 （A）升溫 （B）加壓 （C）減壓 （D）降溫 練習(xí)1、可逆反應(yīng)H2O(g) + C(s)= CO(g) + H2(g)在一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài)，改變下列條件，能否引起平衡移動？CO的濃度有何變化？ ① 增大水蒸氣濃度 ②加入更多的碳 ③增加H2濃度 練習(xí)2、已知氯水中存在如下平衡： Cl2+H2O = HCl+HClO。常溫下，在一個體積為50ml的針筒內(nèi)吸入40mL氯氣后，再吸入10mL的水。寫出針筒中可能觀察到的現(xiàn)象。若將此針筒長時間放置，又可以看到何種變化？試用平衡的觀點加以解釋。 二、影響因素 1、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響 在其它條件不變的情況下：A：增大壓強(qiáng)，會使化學(xué)平衡向著氣體體積縮小的方向移動；B：減小壓強(qiáng)，會使化學(xué)平衡向著氣體體積增大的方向移動。 練習(xí)3：一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)： m A (g) + n B (g) = p C (g) 達(dá)到平衡后，溫度不變，將氣體體積縮小到原來的1/2但達(dá)到平衡時，C的濃度為原來的1.8倍，則下列說法正確的是 （ ） A、m + n > p B、A 的轉(zhuǎn)化率降低 C、平衡向正反應(yīng)方向移動 D、C的體積分?jǐn)?shù)增加 2、溫度對化學(xué)平衡的影響 實驗探究(實驗2－7) 2NO2(氣) = N2O4(氣) △H=-56.9kJ/mol (紅棕色) (無色) 分析溫度對化學(xué)平衡的影響 [討論]A：混和氣體受熱顏色變深，說明① ； ② 。 B：混和氣體遇冷顏色變淺，說明① ； ② 。 練習(xí)4、在高溫下，反應(yīng)2NO2(氣) = N2O4(氣) △H=＋57 kJ/mol (正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)）要使混合氣體顏色加深，可采取的方法是（ ） A、減小壓強(qiáng) B、縮小體積 C、升高溫度 D、增大H2濃度 練習(xí)5、對任何一個平衡體系，采取下列措施一定引起平衡移動的是（ ） A、加入一種反應(yīng)物 B、增加體系的壓強(qiáng) C、升高溫度 D、使用催化劑 3、催化劑對反應(yīng)的影響 練習(xí)6．如圖是表示：2X＋Y Z＋R＋Q的氣體反應(yīng)速率（υ）與時間（t）的關(guān)系，t1時開始改變條件，則所改變的條件符合曲線的是 （ ） v t0 t1 t A．減少Z物質(zhì) B．加大壓強(qiáng) C．升高溫度 D．使用催化劑 練習(xí)7．下列事實中不能用平衡移動原理解釋是( ) A.密閉、低溫是存放氨水的必要條件 B.實驗室常用排飽和食鹽水法收集氯氣 C.硝酸工業(yè)生產(chǎn)中，使用過量空氣以提高NH3利用率 D.合成氨反應(yīng)采用較高溫度和使用催化劑以提高氨氣的產(chǎn)量 練習(xí)8．下列說法正確的是( ) 　　A.可逆反應(yīng)的特征是正反應(yīng)速率總是和逆反應(yīng)速率相等。 　　B.在其它條件不變時，使用催化劑只能改變反應(yīng)速率，而不能改變化學(xué)平衡狀態(tài)。 　　C.在其它條件不變時，升高溫度可以使化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動。 　　D.在其它條件不變時，增大壓強(qiáng)一定會破壞氣體反應(yīng)的平衡狀態(tài)。 練習(xí)9．在100℃時，將0.1mol的四氧化二氮?dú)怏w充入1L抽空的密閉容器中，隔一定時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下表格： 時間（s） 濃度（molL-1） 0 20 40 60 80 100 c(N2O4) 0.100 c1 0.050 c3 a b c(NO2) 0.000 0.060 c2 0.120 0.120 0.120 試填空： （1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________；達(dá)到平衡時四氧化二氮的轉(zhuǎn)化率為___________________。表中c2_______c3_____a______b（選填“>”、“<”、“=”）。 （2）20s時四氧化二氮的濃度c1=____________molL-1 ，在0s~20s內(nèi)四氧化二氮的平均反應(yīng)速率為______________mol(Ls)-1。 （3）若在相同情況下最初向該容器充入的是二氧化氮?dú)怏w，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，二氧化氮的起始濃度是____________ molL-1。 課堂練習(xí)： 1．在現(xiàn)代無機(jī)化工、有機(jī)化工、生物化工等生產(chǎn)中，大多數(shù)產(chǎn)品的合成往往需要使用的主要化學(xué)反應(yīng)條件是（ ）。 （A）高溫 （B）高壓 （C）催化劑 （D）高溫、高壓、催化劑 2．將V1L的H2和V2L的N2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡后，混合氣體總體積為V3L（氣體體積均在相同條件下測定），則生成NH3的體積是（ ）。 （A）（V1+V2-V3）L （B）（V1+V2+V3）L （C）（V1+V2-2V3）L （D）[V3-（V1+V2）]L 3．在某合成氨廠合成氨的反應(yīng)中，測得合成塔入口處氣體N2、H2、NH3的體積比為6:18:1，出口處氣體N2、H2、NH3的體積比為9:27:8，則氮的轉(zhuǎn)化率為（ ）。 （A）5% （B）50% （C）25% （D）20% 4．下面是合成氨的簡要流程示意圖（如圖2-4-1）： 沿x路線回去的物質(zhì)的是（ ）。 （A）N2和H2 （B）催化劑 （C）N2 （D）H2 5．工業(yè)上用氨和二氧化碳反應(yīng)合成尿素。已知下列物質(zhì)在一定條件下均能與水反應(yīng)產(chǎn)生H2和CO2，H2是合成氨的原料，CO2供合成尿素用。若從充分利用原料的角度考慮，選用____物質(zhì)作原料較好。 （A）CO （B）石油腦（C5H12、C6H14） （C）CH4 （D）焦炭 6．在一定條件下，合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后，混合氣體中NH3的體積分?jǐn)?shù)為25%。若反應(yīng)前后條件保持不變，則反應(yīng)后縮小的氣體體積與原反應(yīng)物體積之比是（ ）。 （A）1:5 （B）1:4 （C）1:3 （D）1:2 7．在3H2 + N2 2NH3反應(yīng)中，使用催化劑的理由是（ ）。 （A）使平衡向正反應(yīng)方向移動 （B）沒有催化劑該反應(yīng)不能發(fā)生 （C）使化學(xué)反應(yīng)速率增大 （D）遏止逆反應(yīng)的發(fā)生 8．總壓強(qiáng)為3.0107Pa時，氮?dú)浠旌蠚怏w（體積比為1:3）通入合成塔，反應(yīng)達(dá)平衡時的壓強(qiáng)降為2.5107Pa。則平衡時混合氣體中氨的體積分?jǐn)?shù)為（ ）。 （A）35% （B）30% （C）25% （D）20% 9．將2LN2和6 LH2充入密閉容器里反應(yīng)，達(dá)到平衡時，混合氣體的體積為7.2L，計算： （1）平衡時，混合氣體里各氣體物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 （2）N2轉(zhuǎn)化為NH3的轉(zhuǎn)化率。 （3）混合氣體中NH3全部被0.005L水吸收，所得氨水的物質(zhì)的量濃度是多少？（氨水的密度為0.96g/mL，氣體在標(biāo)況下）質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？ 10．某溫度下，1L密閉容器中加入1molN2和3molH2，使合成氨反應(yīng)達(dá)平衡，平衡混合物中N2、H2和NH3的物質(zhì)的量分別用m、n、g mol表示，如果溫度不變，只改變初始物質(zhì)的加入量，而要求m、n、g的值不變，如果用x、y、z表示所加入的N2、H2和NH3的量，那么x、y、z應(yīng)滿足： （1）若x=0，y=0，則z =____mol。 （2）若x=0.75mol，則y=____mol，z =____mol。 （3）x、y、z應(yīng)滿足的一般條件是：________________（用x、y、z的代數(shù)式表示）。