资源简介

§2—3影响化学平衡的条件—3
教学目标
1．使学生理解浓度、温度、压强等条件对化学平衡的影响。
2．使学生理解平衡移动原理，学会利用平衡移动原理判断平衡移动的方向。
3．使学生学会利用速率一时间图来表示平衡移动过程．培养学生识图、析图能力。
教学重点 浓度、压强、温度对化学平衡的影响。
教学难点
1．平衡移动原理的应用。 2．平衡移动过程的速率一时间图。
教学方法
1．通过演示实验，启发学生总结归纳出浓度、温度等条件对化学平衡的影响。
2．通过对外界条件对速率的影响理论的复习，从理论上使学生认识平衡移动规律。
3．通过典型例题和练习，使学生进一步理解并掌握勒夏特列原理。
教具准备
1mol·L—1 的FeCl3溶液、1 mol·L—1 的KSCN溶液、2 mol·L—1 的NaOH溶液、蒸馏水、冰水、热水、NO2气体、大试管(1支)、小试管(3支)、烧杯(2只)、烧瓶(2个)、带夹导管。
教学过程
第三课时
[复习引入新课]前两节课我们学习了外界条件对化学平衡的影响．请同学们想一想哪些条件的改变能引起平衡移动 浓度、温度、压强
[师]还记得这些条件改变时，平衡是如何移动的吗 请同学们根据前两节课我们所学的知识填写下表。
[投影]
影响化学平衡的条件 化学平衡移动方向 平衡移动结果
浓度 增大反应物浓度 向正反应方向移动 使反应物浓度减小使生成物浓度增大
减小生成物浓度 向正反应方向移动
减小反应物浓度 向逆反应方向移动 使反应物浓度增大使生成物浓度减小
增大生成物浓度 向逆反应方向移动
压强 增大压强 向气体体积缩小方向移动 使压强减小使压强增大
减小压强 向气体体积扩大方向移动
温度 升高温度 向吸热反应方向移动 使温度降低使温度升高
降低温度 向放热反应方向移动
[启发]①增大反应物浓度或减小生成物浓度引起平衡移动时，反应物和生成物的浓度如何改变 减小反应物浓度或增大生成物浓度呢 ②增大压强．平衡移动后，体系的压强如何变化 ③升高温度引起平衡移动后，体系温度有何变化
(学生边回答边填写上表，最后得出以下结论)
[师]从上表我们可以看出，增大反应物浓度时，反应体系会通过平衡移动使反应物的浓度减小；减小反应物浓度，会通过平衡移动使反应物的浓度增大；增大压强或升高温度时，会通过平衡移动使体系压强减小或温度降低，而减小压强或降低温度时，反应体系又会通过平衡移动使体系压强增大或温度升高。可见化学平衡有自我调节能力，总是力求保持原状态。大家觉得这种现象和物理上的什么现象有点相似呢 惯性
[师]惯性定理告诉我们，物体有保持原来运动状态的性质，化学反应也可以看作一种特殊物质的运动状态，外界条件改变时，化学平衡也力求保持原状态。
化学平衡移动也有点像生物上讲的“自我调节”作用，炎热的夏天，人体的毛孔扩张，不断出汗散发多余的热量，以维持体温在37℃左右。可见化学、生物、物理这些自然科学之间是有联系的，学好物理和生物，对学好化学很有帮助。法国科学家勒夏特列把化学上的这种“自我调节”作用概括为平衡移动原理。后人为了纪念这位科学家，把这个原理叫做勒夏特列原理。
[板书] 四、勒夏特列原理
[师]请同学们打开书P44，一起读一下勒夏特列原理的内容。
[板书] 如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
[师]勒夏特列原理可以用来判断平衡移动方向，但并非任何与化学平衡有关的问题都能用勒夏特列原理来解释，因此我们必须了解该原理的适用范围及适用条件。
[板书] 1．适用范围
[师]该原理是平衡移动原理，一个反应只有达到化学平衡时，才能谈及平衡移动。如对于一个从反应物刚开始的气体反应来说，增大压强反应总是向正反应方向进行，而不服从勒夏特列原理。因此，该原理的适用范围是已达平衡的可逆反应。
[板书] 已达平衡的可逆反应
[投影练习]
1．可逆反应A(g) + B(g) ?2C(g)在一定体积和压强下开始反应，生成物的体积分数(C％)与温度的关系如右图，回答下列问题：
(1)由T1向T2变化时ν／(正) ＞ ν／(逆)(填“＞”“＜”或“=” )。
(2)由T3向T4变化时ν／(正) ＜ ν／(逆)(填“＞”“＜”或“=”)。
(3)反应在 T3 温度时达到化学平衡状态。
(4)此反应的正反应方向是 放热 反应方向(填“放热”或“吸热”)。
(5)AB段为增函数，BC段为减函数曲线，试从化学反应速率和化学平衡的角度说明理由。
AB段为增函数曲线，BC段为减函数曲线，是因为AB段时，反应未达化学平衡状态，升高温度，速率加快，生成C的量增多，C％增大。B点达化学平衡状态，升高温度，化学平衡逆向移动，使C％降低，所以BC段为减函数曲线。
解析：温度升高过程中，AB段C％增大，BC段C％减小。B点是C％变化的一个转折点，而对于一个反应，升高温度时不可能使化学平衡既向正反应方向移动，又向逆反应方向移动。所以在T3之前，反应一定没有达到平衡状态，T3时达平衡状态，再升高温度，C％降低，说明平衡向逆反应方向移动了，该反应的正反应方向为放热反应。
[提问]对于一个已达平衡的可逆反应，如N2 (g) + 3H2 (g) ? 2NH3(g)(正反应为放热反应)，如果既增大压强，又升高温度，能不能用勒夏特列原理判断出平衡究竟向哪个方向移动 不能
[师]使用催化剂时，能不能用勒夏特列原理得出平衡如何移动 为什么
不能。因为催化剂不能引起平衡移动。
[师]由此可见，在用勒夏特列原理解释平衡移动问题时，还要注意该原理的适用条件。
[板书] 2．适用条件：一个能影响化学平衡的外界条件的变化。
[师]根据勒夏特列原理，平衡移动的方向是向减弱外界条件改变的方向移动。如何理解“减弱”二字呢 我们先回忆一下浓度对化学平衡的影响。我们知道，增大一种反应物的浓度．化学平衡会向正反应方向移动。如对于反应A(g) + B(g) ?C(g)．增大A的浓度，平衡正向移动，此时各反应物和生成物的浓度如何变化
A、B的浓度减小，C的浓度增大。
[师]达到新平衡时，要使平衡常数不变，A的浓度会不会降低到等于或小于原平衡浓度
不会。
[师]同理，如果其他条件不变，把压强增大为原来的2倍，A、B、C的浓度会瞬间增大为原来的2倍，平衡向正反应方向移动，会使C的浓度增大，使A的浓度减小，B的浓度减小。由此可见，平衡移动的结果，仅仅是减弱外界条件的影响，而不能完全抵消外界条件的变化量，更不能“逆转”。
[板书]3．平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不能消除外界条件的影响。
[讲述]对于反应前后气体分子数相等的可逆反应，如I2 (g) + H2 (g) ?2HI(g)，改变压强时，由于正向移动或逆向移动均不能减弱压强的改变，因此压强对它无影响，平衡不移动。
那么下列情况是否能用勒夏特列原理来判断呢
[投影]在FeCl3溶液中存在如下平衡：Fe3+ + 3H2O?Fe(OH)3 + 3H+，加水稀释时，平衡是否移动 为什么
甲种回答：平衡不移动．因为H2O 是纯液体，增大水的用量并没有改变其浓度。
乙种回答：平衡移动，因为加水时，虽然水的浓度没有变，但其他离子或分子的浓度都降低了。
[师]同学们的回答都有道理，但正确的答案只有一个，那就是平衡会移动，而且是正向移动。有些同学一定会问：这符合勒夏特列原理吗 下面我们就来分析一下，该平衡移动的方向是否符合勒夏特列原理。
我们知道，对于气体反应，减小压强时，各种气体的浓度会减小相同的倍数。那么单位体积内气体分子数如何变化 减小相同的倍数。
[师]此时，平衡将向气体总体积增大的方向，即气体总分子数增多的方向移动。对于上述平衡体系加水稀释时，Fe3+、Fe(OH)3、H+的浓度会减小相同的倍数，即单位体积内粒子数减小相同的倍数，平衡会向粒子数增多的方向即正向移动。可见并不违背勒夏特列原理，勒夏特列原理对于所有的动态平衡都适用。勒夏特列原理还广泛用于工业生产，人们根据该原理，选择适宜的条件，使化学反应能获得较高的产量，大大提高了工业生产效益。那么我们在本章第二节书上讲的小故事，工程师试图增加高炉高度，以增加CO和铁矿石的接触时间来减少高炉气中CO的含量的做法符合勒夏特列原理吗
不符合
[师]为什么 因为增加高炉高度并不能引起平衡移动。
[师]下面我们做几道练习题。
[投影练习]
在某温度时．A + B ?2C的反应达到了平衡。
1．平衡时容器中A、B、C的物质的量分别为1 mol、2 mol和3 mol，则开始时，加入的A和B的物质的量分别是 2．5mol 和 3．5mol ，A和B的转化率之比为 7∶5 。
2．若A为气态增加压强，A的平衡浓度增大，则C一定是 气 态；B一定不是 气 态，可能是 固(或液) 态或 液(或固) 态。如果增加或减少B的量，C和A在平衡时质量分数都不发生明显变化，则B应是 固 态。
3．达到平衡后再加入催化剂，则ν(正) 增大 ，ν(逆) 增大 ，ν()(正)和ν(逆)的关系是ν(正) = ν(逆) (填“＞”“=“或“＜”)。
4．升高温度后，C的物质的量减少，则ν(正) 增大 ，ν(逆) 增大 ，ν(正)和ν(逆)的关系是ν(正) ＜ ν(逆) (填“＞”“=”或“＜”＝，这个反应是 放 热反应。
5．如温度保持不变，A和C是气态，体积缩小1／2，浓度增加的物质是 A、C ，平衡向 逆 反应方向移动。达到新平衡后， A 的浓度与原平衡浓度之比大于2，
C 的浓度与原平衡浓度之比介于2和1之间。
6．对于该反应，在其他条件相同的情况下，在一开始就使用催化剂后达到平衡和不使用催化剂达到平衡，两者的主要区别是(1)前者达到平衡所需时间 短 ，(2)前者达到平衡后 反应速率 较大。
[师]我们这节课在前两节的基础上学习了勒夏特列原理。我们可以根据该原理，选择适宜条件使化学反应向对入类有利的方向进行，但该原理也有局限性，它不能预测建立平衡所需的时间。例如对于一个反应，如果降低温度同时减小压强均可使其向反应物转化率增大的方向移动，但此时反应速率一定很慢，达到平衡需要很长时间，这样也是不适用的。如何才能使反应向入们需要的方向进行，又能缩短达到平衡所需时间呢 这是有待同学们将来去研究的问题，希望同学们能总结出比勒夏特列原理更完善的原理。
[布置作业]
P46三、四、五、六
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§2—3影响化学平衡的条件—3——1

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