1、化学平衡高二化学教案【课 题】二、化学平衡状态【教学目标】1、明确化学平衡的研究对象2、可逆反应的再认识3、可逆反应的速率表示问题4、化学平衡的标志(正向思维逆向思维)【教学重点】化学平衡的概念【教学难点】化学平衡状态的判断【教学过程】知识链接:在19世纪后期,人们发现炼铁高炉所排出的高炉气中含有相当量的CO,有的工程师认为,这是由于CO和铁矿石的接触时间不够长造成的,于是在英国耗费了大量资金建成了一个高大的炼铁,以增加CO和铁矿石的接触时间。可是后来发现,用这个高炉炼铁所排出的高炉气中的CO的含量并没有减少。这种从道理上看是可行的方案为什么不能达到目的?【引入】经过上一节课的学习,我们知道一
2、个化学反应的反应速率是可以通过改变外部条件来增大或减慢的。显然,对于所发生的化学反应来说,我们不仅期望速率的快慢,还会关注化学反应的进行程度。若按反应程度而论,化学反应可以分成“完全反应、可逆反应”两类。如果是“完全反应”的化学反应,我们只需按化学方程式的计量数关系进行用量作用,就可以获得最佳的转化率和产率。但如果是“可逆反应”,我们必须考虑反应物的最大转化情况,因此本节课我们将学习这一类反应可逆反应的转化情况,称为“化学平衡”。板书:一、可逆反应与不可逆反应阅读:27页“资料“讲述溶解平衡1、写出我们已经学习过的可逆反应(1)Cl2与水的反应 (2)H2S的生成与分解 (3)SO3的生成与分
3、解2、可逆反应的特点(1)定义:同条件下,反应向生成物方向(正向)进行的同时,也在往反方向(逆向)进行(方程式中用可逆符号来体现)。(2)可逆反应一发生,任何物质(反应物、生成物)的量均大于0。例如:在某密闭容器中进行的可逆反应:X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知起始时X2、Y2、Z各物质浓度分别为0.1mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L,反应在一定条件下进行到某程度时,下列各物质的浓度不可能的是( )A.c(Z)=0.3 mol/L B.c(Y2)=0.35 mol/L C.c(Y2)=0.2 mol/L D.c(Z)=0.4 mol/L3、某一可逆反应的速率表示情况由于
4、可逆反应有两个方向,在表示可逆反应的速率时,必然要明确到底是体现哪一方向,因此规定:往正向反应时用v(正),往逆向时用v(逆)表示。又因为表示一个反应的速率时,需用具体物质的速率来表示,且用各物质表示时还涉及到计量数的比例关系,所以可逆反应的速率表示将比较麻烦。我们利用下例来加以认识:对合成NH3的反应,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。某时刻的速率表示是:V(正)可以是:N2的消耗、H2的消耗、NH3的生成(而且有速率比等于计量数比)V(逆)可以是:N2的生成、H2的生成、NH3的消耗(而且有速率比等于计量数比)4、某一可逆反应发生过程中的速率变化情况如上例中,若开始时只有N2和H2,
5、则V(正)(即N2或H2的消耗或NH3的生成)最大;而V(逆)(即N2或H2的生成或NH3的消耗)最小。随着反应的进行,V(正)(即N2或H2的消耗或NH3的生成)将逐渐减小,而V(逆)(即N2或H2的生成或NH3的消耗)将逐渐增大。在外部条件不变时,反应将达到N2、H2的最大转化程度,显然,此时反应物的消耗速率将与生成物的消耗速率相等(或者说,反应物的生成速率与生成物的生成速率相等)。我们将该状态称为可逆反应的平衡状态(简称为平衡状态)。我们可以用数学图象表示如下:v(正)相等时间速率v(逆)显然,在该状态下,反应体系中应该有以下的特征: (1)V(正)=V(逆) (2)反应中各物质的含量(
6、或质量百分数)保持不变。板书二、可逆反应达到的平衡状态与特征(正向思维逆向思维)1、定义:在一定条件下,可逆反应中正反应速率与逆反应速率相等,反应混合物中各组成成分的含量保持不变的状态,叫做化学平衡状态。动:化学平衡是一种动态平衡v(正)=v(逆)。定:条件不变时,各组分浓度保持不变。变:条件改变时,化学平衡发生移动。2、本质特征:(1)V(正)=V(逆) (2)反应中各物质的含量(或质量百分数)保持不变。3、其他特征 密度?、压强?、质量?、平均分子量?、总物质的量?等分析例题:在一定温度下,某体积不变的密闭容器中进行下列可逆反应:N2+3H22NH3,请判断下列各情况能说明该反应已经达到化
7、学平衡状态的是( )A、反应物浓度等于生成物浓度B、容器中N2、H2、NH3浓度之比为1:3:2C、v(N2正)= v(H2正)D、V(N2正):V(NH3正)=1:2E、V(N2正):V(H2逆)=3:1F、V(H2正):V(NH3逆)=2:3G、单位时间内生成1mol的N2时,同时生成3 mol的H2H、反应混合体系的压强不随时间的变化而变化I、容器内气体的密度不再变化老师小结:板书设计:巩固练习:见附页化学平衡练习:1.在一定温度下的定容密闭容器中,当下列物理量不再变化时,表明反应:A(固)2B(气) C(气)D(气)已达平衡的是( )(A)混合气体的压强 (B)混合气体的密度 (C)B
8、的物质的量浓度 (D)气体总物质的量2.达到化学平衡的条件是( )(A)逆反应停止进行 (B)反应物与生成物的浓度相等(C)正反应与逆反应停止进行 (D)正反应和逆反应的速率相等。3一定条件下,AL密闭容器中加入1molN2和3molH2发生N2+3H2 2NH3的反应,下列叙述中能说明该反应已达到化学平衡状态的是( )Ac(N2) c(H2) c(NH3) =132B3v(H2) = v(N2) C单位时间内有1个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂D单位时间内有0.3molH2消耗的同时,生成0.2molNH34.在一定温度下,可逆反应:A2(气)B2(气)2AB(气),达到平衡的标志是(
9、)(A)容器的总压强不随时间而变化(B)单位时间内有nmolA2生成的同时有nmolB2生成(C)单位时间内有nmolB2发生反应的同时有nmolAB分解(D)单位时间内生成nmolA2同时就有2nmolAB生成5.在一定温度下,可逆反应A(g)3B(g)2C(g)达到平衡的标志是( )(A)C的生成速率 与C的分解速率相等(B)单位时间生成n mol A,同时生成3n mol B(C)A、B、C的浓度不再变化(D)A、B、C的分子数比为1:3:26.下列反应在密闭容器中进行,aA(g)bB(g)mC(g)nD(g),表示其已达到平衡状态的叙述中正确的是( )(A)平衡时的压强与反应起始的压强
10、之比为mn/ab(B)用物质A表示的反应速度与物质C表示的反应速度之比为a/m(C)物质B的浓度不随时间而改变(D)单位时间内x mol B参加反应同时有x mol B生成 7.在一定条件下,可逆反应2A B3C在下列4种状态中,处于平衡状态的是(A) 正反应速度 vA=2mol/(Lmin)逆反应速度vB=2 mol/(Lmin)(B) 正反应速度 vA=2mol/(Lmin)逆反应速度vC=2 mol/(Lmin)(C) 正反应速度 vA=1mol/(Lmin)逆反应速度vB=1.5 mol/(Lmin)(D) 正反应速度 vA=1mol/(Lmin)逆反应速度vC=1.5mol/(Lmi
11、n) 8.在一定温度下反应A2(气)B2(气) 2AB(气)达到平衡的标志是( )(A)单位时间内生成nmolA2的同时,生成nmolB2(B)单位时间内生成2nmolAB的同时,生成nmolB2(C)单位时间内生成了nmolB2的同时,减少了nmolA2(D)单位时间生成nmolA2,同时生成nmolAB(E)单位时间内消耗了nmolA2,同时消耗了2nmolAB9在一定温度时,将1mol A和2mol B放入容积为5L的某密闭容器中发生如下反应: A(s)+2B(g)C(g)+2D(g),经5min后,测得容器内B的浓度减少了0.2mol/L。下列叙述不正确的是( )A在5min内该反应用
12、C的浓度变化表示的反应速率为0.02mol/(Lmin)B5min时,容器内D的浓度为0.2mol/LC当容器内压强保持恒定时,该可逆反应达到平衡状态D5min时容器内气体总的物质的量为3mol10.在恒温、恒容下,当反应容器内总压强不随时间变化时,下列可逆反应一定达到平衡的是( )( A )A(气)B(气)C(气) ( B )A(气)2B(气)3C(气)( C )A(气)B(气)C(气)D(气) ( D )以上都达到平衡11.能够充分说明在恒温下的密闭容器中反应:2SO2O22SO3,已经达到平衡的标志是( )(A)容器中SO2、O2、SO3共存(B)容器中SO2和SO3的浓度相同(C)容器
13、中SO2、O2、SO3的物质的量为2:1:2(D)容器中压强不随时间的变化而改变12.在2NO2 N2O4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1:2(B)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 13在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物 质的量随反应时间变化的曲线如图,下列表述中正确 的是 ( ) A反应的化学方程式为.2MN Bt2时,正逆反应速率相等,达到平衡 Ct3时,正反应速率大于逆反应速率 Dt1时,N的浓度是M浓度的2倍参考答案1、BC 2、D 3、C 4、D 5、AC 6、CD7、D 8、BCE 9、D 10、A 11、D 12、CD 13、D