高二化学教案系列8-2.3影响化学平衡的条件[上学期]

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高二化学教案系列8-2.3影响化学平衡的条件[上学期]

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2-3-1 影响化学平衡的条件(第一课时)
[教学目标]
1.知识目标
(1)懂得有哪些因素对化学平衡有影响。理解浓度、压强、温度等条件对化学平衡的影响。
(2)理解化学平衡移动原理。
2.能力和方法目标
(1)通过从浓度、压强、温度对化学平衡影响总结出化学平衡移动原理,培养和训练抽象概括能力。
(2)通过有关化学实验的观察和分析,提高对实验现象的观察能力和分析实验现象能力。
3.重点和难点
重点和难点是化学平衡移动原理。
[教学过程]
见ppt文件。
[课堂补充练习]
1.氙和氟单质按一定比例混合,在一定条件下反应达到如下平衡:
Xe(气)+2F2(气) XeF4(气)+ 218kJ
下列措施中既能加快反应速率,又能使平衡向正反应方向移动的是( )。
(A)升温 (B)加压 (C)减压 (D)降温
2.乙酸蒸气能形成二聚分子:2CH3COOH(气) (CH3COOH)2(气)+Q。
现欲测定乙酸的分子量,应采用的条件为( )。
(A)高温 、低压 (B)低温、高压 (C)低温、低压 (D)高温、高压
3.已知真空炼铷的原理如下:2RbCl+Mg = MgCl2+2Rb(气)。
对于此反应的进行能给予正确解释的是( )。
(A)铷的金属活动性不如镁强,镁可置换出铷
(B)铷的沸点比镁低,把铷蒸气抽出时,平衡向右移
(C)铷的单质状态较化合态更稳定
(D)MgCl2的热稳定性不如RbCl强
4.在可逆反应:A2(气)+B(气) 2AB(气)+Q 。达到平衡时,下列曲线中符
合勒沙特列原理的是( )
5.当下列反应达到平衡时保持温度不变,向容器中通入Ar,化学平衡一定不移动的是
( )
(A)PCl5(气) PCl3(气)+Cl2(气) (B)N2(气)+3H2(气) 2NH3(气)
(C)2HI(气) H2(气)+I2(气) (D)C2H4(气)+H2 (气)C2H6(气)
6.下列事实不能用勒沙特列原理来解释的是( )。
(A)向氢硫酸溶液中加入少量稀硫酸,S2-离子浓度会降低
(B)温度不变时,敞口置于空气中的饱和硝酸钾溶液会有硝酸钾晶体析出
(C)合成氨工业中使用较高的反应温度有利于提高氨的产量
(D)酯在碱性条件下水解的程度较为完全
7.在碳酸钙悬浊液中存在着如下平衡:CaCO3(固) Ca2++CO32-。欲使悬浊液中固体
的量减少,可采取的措施是( )。
(A)加碳酸钠溶液 (B)通入二氧化碳气体
(C)加碳酸氢钙溶液 (D)加氯水
8.二氧化碳与赤热的焦炭的反应是吸热反应。在密闭容器中当上述反应达到平衡后,
下列说法正确的是( )。
(A)降低压强,升高温度有利于平衡向右移动
(B)增加二氧化碳或者增加焦炭都能使平衡向右移动
(C)增大压强,降低温度有利于平衡向右移动
(D)压强变化对平衡没有影响
9.我国某地生产的磷块岩中有两种形态的磷酸钙:态和态,前者在高温时稳定,且较易被植物根系的分泌物所分解和吸收,后者则相反。在下列几种处理方法中,使磷块岩肥效较高的做法是( )。
(A)粉碎后直接使用
(B)加热至高温(1200℃)后,用水冷却,粉碎使用
(C)加热至高温(1200℃)后,自然冷却,粉碎使用
(D)加热至高温(1200℃)后,自然冷却,粉碎,并和草木灰混和后使用
10.在100℃时,将0.1mol的四氧化二氮气体充入1L抽空的密闭容器中,隔一定时间
对该容器内的物质进行分析,得到如下表格:
时间(s)浓度(mol·L-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
试填空:
(1)该反应的化学方程式____________________________________________________;达到平衡时四氧化二氮的转化率为___________________。表中c2_______c3_____a______b(选填“>”、“<”、“=”)。
(2)20s时四氧化二氮的浓度c1=____________mol·L-1 ,在0s~20s内四氧化二氮的平均反应速率为______________mol·(L·s)-1。
(3)若在相同情况下最初向该容器充入的是二氧化氮气体,要达到上述同样的平衡状态,二氧化氮的起始浓度是____________ mol·L-1。
1B,2A,3B,4AB,5C,6C,7BD,8A,9B。
10.(1)N2O42NO2;60%。c2>c3 = a = b。
(2)0.07,0.001500。
(3)0.200。
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2—3—2 影响化学平衡的条件(第二课时)
[教学目标]
1.知识目标
(1)运用化学平衡原理知识解决一些实际问题。
(2)能解决一些比较简单的等效平衡问题。
2.能力和方法目标
(1)通过化学平衡移动原理的应用等,提高知识的综合应用能力。
(2)通过解决等效平衡等化学平衡问题,提高抽象分析能力。
(3)通过化学平衡、化学反应速率的联系和比较,加深对化学平衡和化学反应速率等基本理论的认识,同时提高分析比较能力。
3.重点和难点
化学平衡移动原理的应用。
[教学过程]
见ppt文件
[课堂补充练习]
1.已知氟化氢气体中存在下列平衡:2(HF)3 3(HF)2 , (HF)2 2HF 。
若平衡时气体的平均摩尔质量为42g/mol,则(HF)3的体积分数为( )
(A)<10% (B)=10% (C)>10% (D)≥10%
2.相同容积的四个密闭容器中进行同样的可逆反应:
2A(气)+B(气)3C(气)+2D(气)
起始时四个容器所盛A、B的物质的量分别为
甲 乙 丙 丁
A/mol 2 1 2 1
B/mol 1 1 2 2
在相同温度下建立平衡时,A或B的转化率大小关系正确的是( )。
(A)αA:甲<丙<乙<丁 (B)αA:甲<乙<丙<丁
(C)αB:甲<丙<乙<丁 (D)αB:丁<乙<丙<甲
3.将N2和H2在一定条件下的密闭容器中反应并达到平衡时,其压强为P1,氮气的浓度与氨气的浓度均为cmol/L,保持温度不变,将容器的体积压缩为原来的1/2,当达到新的平衡时,下列说法中不正确的是( )。
(A)新的平衡体系中,N2的浓度小于2c mol·L-1大于c mol·L-1
(B)新的平衡体系中,NH3的浓度小于2c mol·L-1大于c mol·L-1
(C)新的平衡体系中,压强小于2P1 大于2P1
(D)新的平衡体系中,气体密度是原平衡体系的2倍
4.一定量的混合气体,在密闭容器中发生如下反应: xA(气)+yB(气) zC(气)
达到平衡后,测得A的浓度为0.5 mol·L-1;在恒温下将密闭容器的体积扩大为平衡时
的两倍,再达到平衡时,测得A的浓度为0.3 mol·L-1。则下列的叙述正确的是( )。
(A)x+y>z (B)平衡向左移动
(C)B的转化率提高 (D)C的百分含量增大
5.在地壳内,深度每增加1km,压强大约增加25250~30300kPa,在这样的压强下,对
固体物质的相互转化会发生较大影响。如:
CaAl2Si2O8+ Mg2SiO4 = CaMg2Al2Si3O12
(钙长石) (镁橄榄石) (钙镁)石榴子石
摩尔质量(g/mol) 278 140.6 413.6
密度(g/cm3) 2.70 3.22 3.50
在地壳区域变质的高压条件下,有利于 ( )。
(A)钙长石生成 (B)镁橄榄石生成
(C)钙长石和镁橄榄石共存 (D)(钙镁)石榴子石生成
6.在密闭容器中存在下列平衡:,CO2的平衡浓度为C1mol·L-1,现再充入CO2使其浓度达到2C1 mol·L-1,重新达到平衡后, CO2的浓度为C2 mol·L-1 (设温度不变),则C1和C2的关系是( )。
(A)C1 C2 (D)无法确定
7.为了除去工业废气中的二氧化硫,查得一份将SO2转化为硫酸铵的资料,摘录如下:“一个典型实例:初步处理后的废气含0.2%的二氧化硫和10%的氧气(体积含量),在400℃时废气以5m3/h的速率通过五氧化二矾催化剂层与20L/h速率的氨气混合,再喷水,此时气体温度由400℃降到200℃,在热的结晶装置中得到硫酸铵晶体”(气体体积均已折算为标准状况)仔细阅读上文,回答下列问题:
(1)按反应中的理论值,二氧化硫和氧气的物质的量之比为2:1,该资料的这个比值是
多少?为什么?
(2)通过计算说明为什么废气以5m3/h的速率与20L/h速率的氨气混合?
(3)若每天某厂排放1000m3这种废气,按上述方法每月(按30天计算)可得硫酸铵
多少吨?消耗氨气多少吨?
8.将等物质的量A、B、C、D四种物质混合,发生如下反应:
aA+bB cC(固)+dD
当反应进行一定时间后,测得A减少了n mol,B减少了0.5n mol,C增加了1.5n mol,
D增加了n mol,此时达到化学平衡。
(1) 该化学方程式中各物质的系数为a =____,b=___,c=___,d=___。
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,该反应中各物质的聚集
状态:A___,B___,D___。
(3)若升高温度,反应一段时间后,测知四种物质其物质的量又达到相等,则该反应
为___反应(填放热或吸热)。
9.在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下进行反应:
A(g)+2B(g) 3C(g),已知加入1molA和3molB且达平衡后生成a molC,问:
(1) 平衡时C在反应混合气体中的体积分数是_______(用字母a表示)。
(2)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2molA和6molB,达平衡后,C的物质的量为______mol(用字母a表示)。此时C在反应混合气中的体积分数___(填增大、减少或不变)。
(3)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2molA和8molB,若要求平衡后C
在反应混合气中的体积分数不变,则还应加入C_____mol。
(4)在同一容器中加入n molA和3n molB,在平衡时C的物质的量为mmol,若改变实验条件,可以使C的物质的量在m~2m之间变化,那么n与m的关系应是_____(用字母m、n表示)。
课堂补充练习
1C,2A,3B,4AB,5D,6B。
7.(1)1:50 ,增大O2的量,平衡正向移动,提高SO2转化率。(2)保证NH3:SO2=2:1。 (3)3.54t,0.912t。
8.(1)a = 2,b=1,c=3,d=2。(2)A为气态,B为固态或液态,D为气态。
(3)放热反应。
9.(1)。(2)2a ,不变。(3)6。(4)n>。
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- 1 -(共16张PPT)
第三节
影响化学平衡的条件
(第一课时)
阅读课本42-44页,思考:
1、什么叫化学平衡的移动?化学平衡移动研究的对象,导致化学平衡移动的直接原因是什么?
2、影响化学平衡移动的外界条件有哪些?它们是怎么影响化学平衡移动的?
1、化学平衡移动研究的对象
可逆化学反应的化学平衡状态
化学平衡是有条件的动态平衡,当影响化学平衡的条件改变时,原来的平衡被破坏,进而在新的条件下逐渐建立新的平衡,这个原平衡向新平衡的转化过程叫做化学平衡的移动
举例:已知氯水中存在如下平衡:
Cl2+H2O HCl+HClO。常温下,在一个体积为50ml的针筒内吸入40mL氯气后,再吸入10mL的水。写出针筒中可能观察到的现象。若将此针筒长时间放置,又可以看到何种变化?试用平衡的观点加以解释。
一、浓度对化学平衡的影响
实验2-3,请观察实验现象,总结实验结论
结论:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,都可以使化学平衡向正反应方向移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动。请解释原因。
注意:固体物质和纯液体无所谓浓度,其量改变,不影响平衡。
练习 Fe(NO3)2溶液呈浅绿色,其中存在着下列平衡:
Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+
往该溶液中滴加盐酸,发生的变化是
(A) 平衡向逆反应方向移动
(B) 平衡向正反应方向移动
(C) 溶液由浅绿色变成黄色
(D) 溶液由浅绿色变为深绿色
二、压强对化学平衡移动的影响。
对于有气体参加的可逆反应来说,气体的压强改变,也能引起化学平衡的移动。
问题1:压强变化对正、逆反应的速率有什么影响?增大或减小压强平衡怎么移动?
问题2:无气体参加的反应或反应前后气态物质的分子数相等的反应,改变压强,平衡能否发生移动?
练习 在一定的温度和压强下,合成氨反应 3H2+N2 2NH3达到平衡时,下列操作平衡不发生移动的是( )
(A) 恒温恒压充入氨气
(B) 恒温恒压充入氮气
(C) 恒温恒容充入氦气
(D) 恒温恒压充入氦气
注意3:加入惰性气体后平衡体系是否发生移动,取决于平衡体系所占据的体积是否发生变化。若在恒容的条件下加入惰性气体,它并不能引起体系中其它物质的浓度改变,所以平衡不移动;若在恒压情况下加入惰性气体,必然引起平衡体系占据的体积增大,体系中其它物质的浓度发生变化,使平衡发生移动。
复习:
对平衡N2+3H2 2NH3 ,如果在恒温恒容下加入氮气,平衡向——移动。
(2)如果在恒温恒容下加入氨气呢?加入氩气又怎么样呢?
(3)如果需要增加氢气的转化率,可以有什么办法?
(4)如果增大压强,正反应速率——,逆反应速率——,氮气的转化率——。
三、温度对化学平衡的影响
任何反应都伴随着能量的变化,通常表现为放热或吸热;所以温度对化学平衡移动也有影响。
演示实验2-4
说明升高温度,平衡向吸热反应的方向移动;降低温度平衡向放热反应的方向移动。请思考原因
这是因为在升温时,吸热反应比放热反应速率增加的多,降温时吸热反应比放热反应速率减小的多的缘故。
练习:可逆反应2A+B 2C,
在不同压强及温度下达成平衡时
,c的百分含量情况如图所示。回答
600℃
400℃
200℃
压强
C%
(1)该反应的正反应是————热反应,逆反应是气体体积————的反应。
(2)若c是气态,则A为——态,B为——态。
(3)若B为固态,则A为——态,c为——态。
(4)若A、C都是固态,则B为——态。
浓度、压强、温度对化学平衡的影响可以概括为平衡移动的原理,也叫勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如温度、压强或浓度),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
思考:加催化剂能否使化学平衡发生移动?为什么?
四、化学平衡移动的应用。
1、判断物态---由于压强的改变,根据平衡移动的方向,可以判断反应物或生成物的状态。
2、判断系数----由压强的改变,根据平衡移动的方向,可以判断方程式中反应物和生成物之间的计量系数的大小关系。
3、判断反应热----由温度的改变,根据平衡移动的方向,可以判断正反应或逆反应是放热还是吸热。
4、判断转化率----根据条件改变对化学平衡的影响,可以判断达到新的平衡时某反应物转化率的提高或降低以及平衡体系中某组分百分含量的变化。
催化剂能够同等程度的改变正逆反应的速率,所以使用催化剂不能使平衡发生移动,但是可以改变达到平衡所需要的时间。
练习 1、能引起化学平衡移动的是( )
A、化学反应速率发生了变化。
B、有气态物质参加的反应达到平衡后,改变了压强。
C、由于某一条件的改变,使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的变化。
D、可逆反应达到平衡后,使用催化剂。
2、在密闭容器中,反应2HI == H2+I2(正反应吸热),当达到平衡时,欲使混合气体颜色加深,可采取的措施有( )
A减小容器体积 B降低温度
C加入催化剂 D恒容下充入HI气体
3、等物质的量的A B C D四种物质混合,发生如下反应:
aA( )+bB( ) cC(s)+dD( )
当反应进行到一定时间后,测的A减少nmol ,B减少n/2mol,C增加3n/2mol,D增加nmol,此时达到了平衡状态。
(1)该反应的各系数a —— b —— c—— d——
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,则A——态,B——态,C——态。
(3)若只升高温度,反应一段时间后,测知四种物质的量又达到相等,则该反应是——反应。(共10张PPT)
第二节
影响化学平衡的条件
第二课时(等效平衡问题)
1、在一个恒容密闭容器里充入1mol氮气和3mol氢气,使之在一定条件下发生反应达到平衡状态,发现容器内压强变为开始时的0.9倍。
(1)试求平衡时各组分的含量?
(2)若开始往容器里加入0.8mol氮气,2.4mol的氢气和0.4mol的氨气,在相同情况下达到平衡后发现容器里的压强和第一种情况相同,请解释原因。
等效平衡的问题:
在一定的条件下, 对于同一个可逆反应的同一个平衡状态(即任何相同组分的分数都相同),是可以由不同的途径达到的,我们把由不同途径到达的同一个平衡状态互称等效平衡。
1、定温、定容下的等效平衡:
① 对一般可逆反应来说,在T、V一定的情况下,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一物质的物质的量相同,则为等效平衡。
举例:将2molSO2和2molSO3气体混合于固定容积的密闭容器中,在一定条件下发生反应 2SO2 +O2 2 SO3,平衡时,SO3为nmol,相同条件下,分别按下列配比放入起始物质,平衡时SO3的量大于n mol的是( )
(A)2molSO2+1molO2
(B) 4molSO2+1molO2
(C)2molSO2+1molO2+2molSO3
(D) 3 molSO2+1molO2+1molSO3
练习题:在一定的温度下,把2mol的SO2和1mol的氧气通入一密闭容器中,发生如下反应:2SO2+O2 2SO3,当此反应进行到一定程度时,反应混合物处于平衡状态。现在该容器的温度和体积不变,令a,b,c分别代表初始加入的SO2,O2和SO3的物质的量(mol),如果a、b、c取不同的值,必须满足一定的关系才可以保证在达到平衡时,反应混合物中三种气体的体积分数仍和上述平衡时的完全相同。请填空:
1、若a=0,b=0,则c=——;
2、若a=0.5,则b=——,c=——。
3、a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c).
  ②在一定T、V下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要“原子数比相等” ,就可达到“等效平衡”。为什么?
  例如 H2+I2 2HI的反应,只要把各物质的量还原成反应物或生成物时,其比例关系一样,那么它们就是等效平衡。
第一次往容积固定的密闭容器中加1mol氢气和1mol碘蒸气,达到平衡时氢气的转化率为25%。那如果现在往里面加4mol的HI,它的转化率变为多少?
已知
编号 起始状态物质的量n/mol 平衡时HBr的mol数
H2 Br2 HBr
1 2 0 a
① 3 6 0
② 1 0.5a
③ m g(g>2m)
3a
0
0.5
2(g-2m)
(g-m)a
要求在相同条件下达到平衡时各个组分的体积分数不变,请完成下列表格
 2、定T、P下的等效平衡,可以和上面第二种情况一样处理。只要把各物质还原成反应物或生成物时,其比例关系相同就可以了。(为什么?)
 举例:还是以SO2和O2的反应为例,在相同压强和温度下,保持平衡时各组分的体积分数不变,填写下面的表格。
已知

编号

起始状态物质的量n/mol
平衡时SO3的物质的量n/mol
SO2
O2
SO3
3
1
0
a
1
4.5
1.5
0

2

1
0.5a
3
m
g(g>4m)

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2—3—3 合成氨条件的选择
[教学目标]
1.知识目标
(1)使学生理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理,选择合成氨的适宜条件。
(2)了解合成氨生产的一般流程和反应原理、反应条件等。
2.能力和方法目标
(1)通过合成氨生产条件的分析和选择,使学生了解应化学原理选择化工生产条件的思路和方法。
(2)通过用化学反应速率理论、化学平衡理论选择合成氨反应条件,培养知识的综合应用和归纳能力。
(3)通过合成氨对工业、农业等领域的重要作用的教育,让学生理解化学对于改善人类生活的重要意义。
[教学过程]
课堂练习:
1.在现代无机化工、有机化工、生物化工等生产中,大多数产品的合成往往需要使用
的主要化学反应条件是( )。
(A)高温 (B)高压 (C)催化剂 (D)高温、高压、催化剂
2.将V1L的H2和V2L的N2在一定条件下发生反应,达到平衡后,混合气体总体积为
V3L(气体体积均在相同条件下测定),则生成NH3的体积是( )。
(A)(V1+V2-V3)L (B)(V1+V2+V3)L
(C)(V1+V2-2V3)L (D)[V3-(V1+V2)]L
3.在某合成氨厂合成氨的反应中,测得合成塔入口处气体N2、H2、NH3的体积比为6:18:1,
出口处气体N2、H2、NH3的体积比为9:27:8,则氮的转化率为( )。
(A)5% (B)50% (C)25% (D)20%
4.下面是合成氨的简要流程示意图(如图2-4-1):
沿x路线回去的物质的是( )。
(A)N2和H2 (B)催化剂 (C)N2 (D)H2
5.工业上用氨和二氧化碳反应合成尿素。已知下列物质在一定条件下均能与水反应产生H2和CO2,H2是合成氨的原料,CO2供合成尿素用。若从充分利用原料的角度考虑,选用____物质作原料较好。
(A)CO (B)石油脑(C5H12、C6H14) (C)CH4 (D)焦炭
6.在一定条件下,合成氨反应达到平衡后,混合气体中NH3的体积分数为25%。若反应前后条件保持不变,则反应后缩小的气体体积与原反应物体积之比是( )。
(A)1:5 (B)1:4 (C)1:3 (D)1:2
7.在3H2 + N2 2NH3反应中,使用催化剂的理由是( )。
(A)使平衡向正反应方向移动 (B)没有催化剂该反应不能发生
(C)使化学反应速率增大 (D)遏止逆反应的发生
8.总压强为3.0×107Pa时,氮氢混合气体(体积比为1:3)通入合成塔,反应达平衡时的压强降为2.5×107Pa。则平衡时混合气体中氨的体积分数为( )。
(A)35% (B)30% (C)25% (D)20%
9.将2LN2和6 LH2充入密闭容器里反应,达到平衡时,混合气体的体积为7.2L,计算:
(1)平衡时,混合气体里各气体物质的质量分数。
(2)N2转化为NH3的转化率。
(3)混合气体中NH3全部被0.005L水吸收,所得氨水的物质的量浓度是多少?(氨水
的密度为0.96g/mL,气体在标况下)质量分数是多少?
10.某温度下,1L密闭容器中加入1molN2和3molH2,使合成氨反应达平衡,平衡混合物中N2、H2和NH3的物质的量分别用m、n、g mol表示,如果温度不变,只改变初始物质的加入量,而要求m、n、g的值不变,如果用x、y、z表示所加入的N2、H2和NH3的量,那么x、y、z应满足:
(1)若x=0,y=0,则z = ____mol。
(2)若x=0.75mol,则y=____mol,z = ____mol。
(3)x、y、z应满足的一般条件是:________________(用x、y、z的代数式表示)。
1D,2A,3C,4A,5B,6A,7C,8D。
9.(1)H214.11%;N265.79%;NH320.06%;(2)20%;(3)7.2 mol。L-1;12.8%。
10.(1)2;(2)2.25,0.5;(3)x+=1,2y+3z =6。
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