本文题目:高二化学教案:化学平衡学案
第三节 化学平衡学案
学习目标:
①理解化学反应的可逆性;
②掌握化学平衡的涵义,理解化学平衡和化学反应速率之间的内在联系;
③理解勒夏特列原理的涵义,掌握浓度、压强、温度等条件对化学反应速率的影响;
④掌握化学平衡常数的含义及其简单计算;
⑤掌握化学平衡的有关计算,如平衡浓度转化率、反应前后气体压强变化,平衡混合气体的平均相对分子质量等。
学习重点:化学平衡的特征
浓度、压强和温度对化学平衡的影响
学习难点:化学平衡的建立
平衡移动原理的应用
学习过程:
一、 可逆反应与不可逆反应
结合初中你学过的溶解平衡问题,说一说日常生活中你遇到的平衡现象。
通过对以上平衡现象待分析,你能否为可逆反应下一定义:
可逆反应:
练习:在一密闭容器中通入2molSO2和1mol18O2(加入V2O5并加热),若隔一段时间后做同位素示踪检测18O原子,在哪些物质中存在18O原子?经过足够长的时间,最终能否得到2mol SO3?
二、 化学平衡状态
讨论1:可逆反应CO+H2O(g) CO2+H2,在1L密闭容器中进行,已知起始时,CO和H2O(g)的物质的量均为0.05mol,请你画出反应物浓度和生成物浓度随时间变化的图形(c—t图)及反应速率(v正、v逆)随时间变化的图形(v—t图)并总结规律。
由以上分析,总结什么是化学平衡状态。
化学平衡状态是指:
化学平衡状态研究的对象是:
讨论2、(1)当一个可逆反应达到平衡时,各物质的浓度保持不变,这时反应是否停止了?(强调v正=v逆≠0;平衡是动态的,而不是静止的)
(2)为什么达到平衡状态时反应混合物中各物质的浓度保持不变?(强调动和静以及现象与本质的关系)
(3)化学平衡状态是不是永恒不变的?(强调化学平衡是有条件的、暂时的、相对的平衡,强调内因和外因的关系)
练习:在一定条件下,密闭容器中进行如下的可逆反应:N2+3H2 2NH3请判断下列情况是否说明该反应已经达到化学平衡状态:
(1) 反应物浓度等于生成物浓度;
(2) 容器中N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2;
(3) 单位时间内生成nmolN2同时生成3nmolH2;
(4) 反应物混合体系的压强不随时间段的变化而变化;
(5) H2的生成速率等于NH3的生成速率;
(6) 容器内混合其体的密度不再变化。
探究:外界条件对化学平衡的影响
1、 浓度对化学平衡的影响
仔细观察教材[实验2—5]和[实验2—6]可以得出什么结论?
结论:增大反应物浓度,正反应速率 ,平衡向 移动;
增大生成物浓度,逆反应速率 ,平衡向 移动;
减小反应物浓度,正反应速率 ,平衡向 移动;
减小生成物浓度,逆反应速率 ,平衡向 移动。
讨论:在v—t图中表示出增加FeCl3和增加NaOH溶液后,正、逆反应速率的变化情况。
练习:画出以下几种情况的速率—时间图
减小生成物浓度 减小反应物浓度 增大生成物浓度 增大反应物浓度
分组讨论:以上平衡移动的v—t图有何特点?
(讨论后每组选出一个代表回答)
a、 改变反应物浓度,只能使正反应速率瞬间增大或减小;改变生成物浓度,只能使逆反应速率瞬间增大或减小。
b、 只要正反应速率在上面,逆反应速率在下面,即v正>v逆化学平衡一定向正反应方向移动;反之向逆反应方向移动。
c、 只要是增大浓度,不论增大的是反应物浓度,还是生成物浓度,新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态;减小浓度,新平衡条件下的速率一定小于原平衡状态。
练习:可逆反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一定条件下达到平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡的移动?CO浓度有何变化?
①增大水蒸气浓度 ②加入更多的碳 ③增加氢气浓度
2、压强对化学平衡的影响
下表是450℃时,N2和H2反应生成NH3(N2+3 H2 2 NH3)的实验数据。
压强 /Mpa 1 5 10 30 60 100
NH3 /% 2.0 9.2 16.4 35.5 53.6 69.4
分析上述数据,你可以得出什么结论:
在其他条件不变的情况下,增大压强,平衡向 移动,减小压强,平衡向 移动。
讨论:1、对于H2(g)+I2(g) 2HI反应,若改变压强,平衡有何变化?为什么?
2、对于平衡混合物都是固体或液体的反应,改变压强,平衡怎样移动?
练习:下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是否移动?向哪个方向移动?
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、温度对化学平衡的影响
观察[实验2—7]
NO2为 色气体,N2O4为 色气体
对于反应2 NO2(g) N2O4(g) △H=—56.9KJ/mol,升高温度,混合气体的颜色 ,
降低温度,混合气体颜色 。
升高温度,化学平衡向 方向移动
降低温度,化学平衡向 方向移动
练习:对于可逆反应2SO2+O2 2SO3,正反应为放热反应。升高温度产生的影响是( )
A、v(正)增大,v(逆)减小 B、v(正)、v(逆)不同程度增大
C、v(正)减小,v(逆)增大 D、v(正)、v(逆)同等程度增大
4、催化剂对平衡无影响
讨论:催化剂对化学平衡有没有影响?工业生产往往采用催化剂,其目的是什么?
根据以上外界条件对化学平衡的影响可发现什么规律?
勒夏特列原理:如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
三、 化学平衡常数
阅读教材28—29页,分析29页表可以发现什么规律?
化学平衡常数是指:
对于一般的可逆反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) K=
K值越大,说明平衡体系中 越大,它向正反应进行的 越大,即该反应进行的越完全, 越大。
讨论:K受什么因素影响?
阅读教材例1、例2完成练习。
【练习】高炉炼铁中发生的基本反应之一如下:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)(正反应为吸热反应),其平衡常数可表示为K=c(CO2)/c(CO),已知1100℃时K=0.263。
(1)温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比值 ,平衡常数K值 。(均填增大、减小或不变)
(2)1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L c(CO)=0.1mol/L在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态 (填是或否),此时化学反应速率是v正 v逆,其原因是:此时c(CO2)/c(CO) v逆.
当堂达标:
1、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,4υ正(O2)=5υ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,则正反应速率减少,逆反应速率增大
D.化学反应速率关系是:2υ正(NH3)=3υ正(H2O)
2、在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),能判断该反应达到化学平衡状态的依据是
A.容器中压强不变 B.混合气体中 c(CO)不变
C.υ正(H2)=υ逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)
3、反应2A(g)+B(g) 2C(g);△H>0。下列的反应条件有利于生成C的是
A.低温、低压 B.低温、高压
C.高温、高压 D.高温、低压
4、已知反应mX(g)+nY(g) qZ(g)的△Hq,在恒容密闭容器中反应达到平衡时,下列说法正确的是
A.通入稀有气体使压强增大,平衡将正向移动
B.X的正反应速率是Y的逆反应速率的m/n倍
C.降低温度,混合气体的平均相对分子质量变小
D.增加X的物质的量,Y的转化率降低
5、某温度下,体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应:
X(g)+Y(g) Z(g)+W(s);△H>0
下列叙述正确的是
A.加入少量W,逆反应速率增大 B.当容器中气体压强不变时,反应达到平衡
C.升高温度,平衡逆向移动 D.平衡后加入X,上述反应的△H增大
6、.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数 K 和温度 t的关系如下表:
t℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为 K = 。
(2)该反应为 反应(选填吸热、放热)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 。
(a)容器中压强不变 (b)混合气体中 c(CO)不变
(c)v正(H2)= v逆(H2O) (d)c(CO2)= c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)?c(H2)= c(CO)?c(H2O),试判断此时的温度为 ℃ 。
答案:1、AD 2、C 3、C 4、B 5、B
6、(1)K =c(CO)?c(H2O)/c(CO2)?c(H2);(2)吸热;(3)b、c;(4)830
(1)根据化学平衡常数的表达式书写要求,即可写出 K 的表达式。
(2)从表中可知,K 的值随着温度的升高而逐渐增大,说明正反应是吸热反应
(3)化学平衡状态的特征是正、逆反应速率相等,各组分的浓度保持不变,以此作为依据可判断反应是否达到平衡状态。应注意的是不能用容器内的压强不变作为平衡与否的判断依据,因为有的反应若是气体体积不变的,则反应过程中容器的压强始终保持不变。
(4)根据 c(CO2)?c(H2)= c(CO)?c(H2O),变形得 K =c(CO)?c(H2O)/c(CO2)?c(H2O)= 1.0,查表 K = 1.0时温度 830℃
本文题目:高二化学教案:化学反应速率学案
第一节 化学反应速率学案
学习目标:
①掌握化学反应速率的概念;
②学会有关化学反应速率的计算;
③了解有关化学反应速率的测量方法;
④了解研究化学反应速率的意义。
学习重点、难点
化学反应速率的表示方法及计算
学习过程:
思考与归纳:
问题:化学反应速率的快慢如何表示?有什么特点?思考后请完成下列空白:
(1) 化学反应速率的概念:
(2) 化学反应速率的数学表达式: ,单位: 。
(3) 同一反应选取不同反应物表示反应速率时,其数值 但表示的意义
(填“相同”或“不同:)。
(4) 各物质的速率之比等于该反应方程式中的 。在合成氨的过程中,如果在某一时间内氮气消耗的速率为a,则氢气的消耗的速率为 。
例1、向一个容积为1L的密闭容器中放入2molSO2和1molO2,在一定条件下,2s末,测得容器内有0.8mol SO2,求2s内SO2、O2、SO3的反应速率和反应速率之比。
解: 2SO2 + O2 2SO3
起始浓度(mol/L) 2 1 0
变化了的浓度(mol/L) 2—0.8 (2—0.8)/2 2—0.8
所以:v(SO2)= (2 mol/L—0.8 mol/L)/2s==0.6 mol.L—1.S—1
V(O2) = (2 mol/L—0.8 mol/L)/(2×2s)==0.3 mol.L—1.S—1
V(SO3) = (2 mol/L—0.8 mol/L)/2s==0.6 mol.L—1.S—1
反应速率比v(SO2):V(O2):V(SO3)=0.6:0.3:0.6=2:1:2
答:
例2、某物质A在一个2L的密闭容器中与其他物质反应,5min后发现A的物质的量由10mol变为4mol,再过5min还剩余1mol,计算前5min,后5min、10min内的反应速率。
解:前5min:v(A)= (10 mol/L—4mol/L)/(2L×5min)=0.6 mol.L—1.min—1
后5min:v(A)= (4 mol/L—1mol/L)/(2L×5min)=0.3 mol.L—1.min—1
10min内:v(A)= (10 mol/L—1mol/L)/(2L×5min)=0.9 mol.L—1.min—1
思考:通过以上两个例题,可以发现什么规律?
关于化学反应速率应注意的几个问题:
(1)求得的反应速率均为正数,没有负数(只有大小无方向)
(2)求得的反应速率是一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时速率。
(3)对于不同化学反应,用不同的物质表示其化学反应速率其数值不一定相等,但其数值之比等于化学方程式的计量数之比(表示一个反应的反应速率时必须指明所对应的物质)。
练习:1、反应4NH3+O2 4NO+6H2O,在5L的密闭容器中进行,半分钟后,NO的物质的量浓度增加了0.3mol/L则此时的反应速率v(x)为( )
A、 v(O2)=0.01mol/(L.s)
B、 v(NO)=0.08mol/(L.s)
C、 v(H2O)=0.003mol/(L.s)
D、 v(NH3)=0.002mol/(L.s)
2、某温度时,在2L容器中X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如右图所示,由图中数据分析,该反应的化学方程式为
反应开始至2min,Z的平均反应速率为
例3、反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为:
①v(A)=0.15mol/(L.s) ② v(B)=0.6mol/(L.s)
③ v(C)=0.4mol/(L.s) ④ v(D)=0.45mol/(L.s)
该反应进行的快慢顺序为: 。
当堂达标测试:
1、反应2SO2+O2 2SO3经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4mol?L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol?L-1?s-1,则这段时间为
A.0.1s B.2.5s C.5s D.10s
2、已知反应A+3B=2C+D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速度为1mol?L-1?min-1,则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为
A.0.5mol?L-1?min-1 B.1 mol?L-1?min-1
C.2 mol?L-1?min-1 D.3 mol?L-1?min-1
3、反应:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)在10L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率 (X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为
A. (NH3)=0.010mol?L-1?s-1B。 (O2)=0.0010mol?L-1?s-1
C. (NO)=0.0010mol?L-1?s-1D。 (H2O)=0.045mol?L-1?s-1
4、将 4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)=2C(g)若经 2 s(秒)后测得 C 的浓度为 0.6 mol?L-1 ,现有下列几种说法:
① 用物质 A 表示的反应的平均速率为 0.3 mol?L-1?s-1
② 用物质 B 表示的反应的平均速率为 0.6 mol?L-1?s-1
③ 2 s 时物质 A 的转化率为70%
④ 2 s 时物质 B 的浓度为 0.7 mol?L-1
其中正确的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
参考答案:
1、C 2、C 3、C D、B
一. 知识目标:
1. 使学生理解离子键、共价键的概念,能用电子式表示离子化合物和共价化合物的形成。
2. 使学生了解化学键的概念和化学反应的本质。
二. 能力目标:
通过离子键和共价键的教学,培养对微观粒子运动的想象力。
三.情感目标:
1.培养学生用对立统一规律认识问题。
2.培养学生由个别到一般的研究问题方法,从微观到宏观,从现象到本质的认识事物的科学方法。?
四. 教学重点、难点:
1. 重点:离子键、共价键的概念;用电子式表示物质的形成过程。
2. 难点:用电子式表示物质的形成过程;极性键与非极性键的判断。?
五. 知识分析:
写出下列微粒的原子结构示意图:
(一)电子式
在元素符号周围用小黑点(或×)来表示原子的最外层电子的式子叫做电子式。例如:
1. 原子的电子式:常把其最外层电子数用小黑点“·”或小叉“×”来表示。
例如:锂原子 铍原子: 硫原子:
2. 阳离子的电子式:不要求画出离子最外层电子数(除复杂阳离子如等要用中括号外),只要在元素、符号右上角标出“”电荷字样阳离子。
3. 阴离子的电子式:不但要画出最外层电子数,而且还应用于括号“[ ]”括起来,并在右上角标出“”电荷字样。
电子式是用“元素符号+最外层电子”来表示的,一般要求要表明成对的电子与未成对电子,并注意对称。
,,,,,,
(二)离子键
1. 形成过程:
MicrosoftInternetExplorer402DocumentNotSpecified7.8 磅Normal0
原子结构示意图
通过什么途径达到稳定结构
用原子结构示意图表示氯化钠的形成过程
5. 存在物质:离子化合物。如强碱、大多数盐以及典型的金属氧化物等。
注意:离子化合物电子式中的相同离子不得合并讨论:请同学们从原子结构上分析,氢原子是怎样结合成氢分子的?
(三)共价键
1. 形成过程:
请注意比较氢原子与氦原子的结构:
【典型例题】
[例1] 以下叙述中错误的是( )
A. 钠原子与氯气反应生成食盐后,其结构的稳定性增强
B. 在氧化钠中,除氧离子和钠离子的静电吸引作用外,还存在电子与电子,原子核与原子核之间的排斥作用
C. 任何离子键在形成过程中必定有电子的得与失
D. 钠与氧气反应生成氧化钠后,体系的能量降低
精析:钠原子最外层只有一个电子,当它失去1个电子后可以形成8个电子的稳定结构使体系的能量降低,所以A、D项均正确;在离子化合物中除阴阳离子电荷之间的静电引力外,还存在电子与电子,原子核与原子核之间的排斥作用,所以B项正确;一般说来形成离子键有电子的得失,但也有例外如等铵盐的形成。
答案:C
错解分析:
(1)误答B,是因为对静电作用认识片面。
(2)误答A项,是因为不懂得化学反应中的能量关系。
[例2] 推断出由1个原子核与10个电子构成的粒子有 , , ,
;由2个原子核10个电子组成的中性粒子化学式为 ;由3个原子核10个电子组成的共价化合物的电子式为 ;由2个原子核10个电子组成的阴离子的化学式为 。
精析:由1个原子核与10个电子构成的粒子首先从10个电子1个原子核的中性粒子,找出氖,然后再向氖的两侧发散,找出含有10个电子的简单离子:
……这种抓住10个电子为核心的发散思维能力应重视。
由2个原子核组成的10电子粒子,也要抓住10电子这个核心去想。由于是由2个原子核组成,显然不能是通过得失电子形成的简单离子,肯定是通过共用电子对而达到10电子结构的,思维应向共价化合物方向扩散,显然只能选择与原子序数为1的氢形成的共价化合物,推出为氟与氢的化合物,依次类推3核的为,4核的为……等共价化合物。抓住氢化物,还能推出10电子的多核离子;这些氢化物分子中如能电离出氢离子(不带电子),就能形成10电子的多核阴离子,如水电离的;这些氢化物分子中如能结合氢离子,就能形成10电子的多核阳离子,如。依次类推,也可以写出很多单核或多核的18电子粒子;但发散也应注意条件,如有的原子很难得失电子,不能硬写,如写、则错了。还有的物质不是电解质(如)不能电离出氢离子,最好还是别写。
答案:
[例3] M元素的1个原子失去2个电子,该2个电子转移到Y元素的2个原子中去,形成离子化合物Z。下列各说法中,正确的是( )
A. Z的熔点较低 B. Z可以表示为
C. Z一定溶于水中 D. M形成价阳离子
精析:依题意,形成Z的过程可表示为:
故Z的化学式为;又知由离子键形成的化合物熔、沸点一般都很高,且有的型化合物(如)难溶于水。
答案:D
小结:解答本题的难点就在于找到型离子化合物中有没有不溶于水的事例。许多学生熟知的等大多数物质均易溶于水,不溶于水的事例较少,如果找不到这个反例,就会出现错选。
[例4] A、B、C、D四种元素,原子序数依次增大,A原子的最外层上有4个电子;B的阴离子和C的阳离子具有相同的电子层结构,两元素的单质反应,生成一种淡黄色的固体E,D的L层电子数等于K,M两个电子层上电子数之和。
(1)A为 元素,B为 元素,C为 元素。D的质子数和中子数相同,D的原子组成符号为 ,它的最高价为 价。
(2)用电子式表示A、B两元素形成的过程 ,用电子式表示C、D两元素形成化学键的过程 。
(3)写出E和A的最高价氧化物反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目。
精析:B、C离子具有相同电子层结构,且生成淡黄色固体,则B为氧,C为钠。A原子序数小于氧,且最外层4个电子,则A为碳。D为硫。
答案:
(1)碳 氧 钠
(2)
(3)
[例5] 氮化钠()是科学家制备的一种重要的化合物,它与水作用可产生。请回答下列问题:
(1)的电子式 ,该化合物是由 键形成的。
(2)与盐酸作用生成 种盐,其电子式分别是 。
(3)中两种粒子的半径大小关系是 。
(4)与水反应属于 反应。
俗话说,磨刀不误砍柴工。作为教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生更好的消化课堂内容,使教师有一个简单易懂的教学思路。教案的内容要写些什么更好呢?下面的内容是小编为大家整理的高二化学教案:《化学平衡》教学设计,供大家参考,希望能帮助到有需要的朋友。
知识与技能
1、学会描述化学反应速率、以及其表示方法、表达式、单位,学会用化学反应速率进行简单的计算。
2、认识影响化学反应速率的因素,并尝试应用化学反应速率说明生产生活中的实际问题。
过程与方法
1、通过由浅到深、由感性到理性的认知思维学习化学反应速率。
2、通过对影响过氧化氢分解速率的因素的探究培养自己的观察、分析能力设计简单实验的能力。
3、通过运用函数图像观察和描述特定化学反应的速率,了解化学反应速率随时间的变化情况,提高自己的理解能力和表达能力。
情感态度与价值观
1、培养对化学反应研究的兴趣,能够在对化学反应原理的探究过程中找到成功的喜悦,激发学习化学、探究原理的动力。
2、增强合作、创新与求实精神。
教学重点
1、学会应用化学反应速率进行简单的计算
2、认识影响化学反应速率的因素
教学难点:独立设计实验的能力
教学方法:发现探究式教学法
教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
引入:日常生活和生产中我们会遇到很多化学反应,有的反应进行地轰轰烈烈,而有些反应却是在潜移默化中完成的。
展示图片:炸药的爆炸、溶洞的形成、牛奶的变质
提出问题:这几幅图片所描述的化学反应进行的快慢如何?
引导:对前两个反应过程的快慢大家都能迅速作出判断,但对牛奶变质进行快慢产生了分歧,同学们有自己的想法很不错,我们不妨换个思考方式,牛奶变质与溶洞形成相比较它的快慢如何?在和炸药爆炸相比较快慢又如何?
提问:你从比较牛奶变质中对化学变化的快慢有何新的认识?
讲解:不同的化学反应进行的快慢千差万别,“快”与“慢”是相对而言的,在科学研究和实际应用中,需要用一个统一的定量标准来衡量或比较。与物理学中物体的运动快慢用“速度”表示相类似,化学反应过程中进行的快慢用“化学反应速率”来表示。
阅读教材p28第3、4段,回答下列问题:
1、定义:
2、表示方法:
3、表达式:
(用v表示化学反应速率,△c表示浓度的变
化量,△t表示时间的变化量)
4、推断单位:___________________________
投影学生的答案,交流讨论。
应用1 :在体积为2l的容积不变的密闭 容器中充入0.8mol的氮气与1.6mol氢气,一定条件下发生反应。4min后,测得容器内生成的氨气为0.24mol,求:
①用nh3的浓度变化表示的反应速率。
②分别用h2 、 n2 的浓度变化表示的反应速率。
应用2.向一个容积为1l的密闭容器中放入2molso2和1molo2,在一定的条件下,2s末测得容器内有0.8molso2,求2s内so2、o2、so3的平均反应速率和反应速率比
文章来源:http://m.jab88.com/j/112127.html
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