资源简介

§2复习课—1
教学目标
1．使学生掌握化学反应速率和化学平衡的有关概念，以及外界因素对它们的影响。
2．使学生进一步了解化学反应速率和化学平衡之间的区别和联系。
3．使学生掌握化学平衡图象题和等效平衡题的解题方法，培养学生思维能力。
教学重点
1．浓度、温度、压强和催化剂等条件对化学反应速率的影响，化学平衡的建立，平衡移动原理，应用化学反应速率和化学平衡原理选择化工生产条件。
2．等效平衡及化学图象题的解题方法。
教学难点
化学平衡状态的标志，等效平衡的概念及有关计算，化学平衡图象题的特点及解法。
教学方法 启发引导、归纳、练习相结合
教具准备 投影仪、胶片
教学过程
[引言]化学反应速率和化学平衡是中学化学的重要理论知识，也是学习化工生产知识必须具备的基础知识，学好本章的知识，首先得深刻理解有关概念。我们这节课复习一下本章的有关概念。
[板书] 复习课 第一课时
[师]本章我们主要学习了哪两个大问题 化学反应速率和化学平衡
[板书] 化学反应速率和化学平衡
[师]下面我们先复习化学反应速率。
[板书] 化学反应速率 表示方法
[师]由数学表达式可以看出，化学反应速率的单位有哪些
[学生回答时教师板书]单位：mol·L—1·S—1、 mol·L—1·min—1 、mol·L—1·h—1
[师]同一化学反应，用不同的物质来表示该反应的速率，其数值是否相同 它们间有何联系
可能相同也可能不同，因为各物质的反应速率比等于方程式中的化学计量数之比。当化学方程式中各物质的化学计量数相等时，在同一时间段内用不同物质表示的该反应的速率数值相同，反之则不同。
[板书] 反应物和生成物速率间关系：速率比＝化学计量数之比。
[师]请同学们做下面的练习题。
[投影显示]
1．反应4NH3 + 5O2 ? 4NO + 6H2O 在2L的密闭容器中进行，0．5分钟后，NO物质的量增加了0．12mol，则此反应的平均速率为………………………………( BD )
A．v(O2)＝0．01 mol·L—1·S—1 B．v (H2O)＝0．003 mol·L—1·S—1
C．v(NO) = 0．008 mol·L—1·S—1 D．v (NH3) = 0．002 mol·L—1·S—1
2．某温度时，在2L的容器中，X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如下图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式和反应开始至2min时，Z的平均速率分别是………………………………………………………………………………………( D )
A．3X + Y ?2Z 0．05 mol·L—1·min—1
B．2X + Y?2Z 0．1 mol·L—1·min—1
C．X + 2Y?Z 0．1 mol·L—1·min—1
D．X + 3Y?2Z 0．05 mol·L—1·min—1
[师]影响化学反应速率的因素有哪些
浓度、温度、压强、催化剂等
[师]同学们所说的实际是影响化学反应速率的外界因素，而实际上影响化学反应速率的因素主要是什么
[学生回答时教师板书] 影响因素
[师]化学反应的实质是什么 旧键断裂，新键形成
[师]要断键，反应物的分子或离子就必须碰撞，是不是每次碰撞都能发生反应 不是
[师]能发生化学反应的碰撞叫什么 有效碰撞
[板书] 有效碰撞
[师]能发生有效碰撞的分子叫什么 ，
[学生回答时教师板书] 活化分子
[师]浓度、温度、压强、催化剂这些因素对化学反应速率有何影响 这些因素对速率的影响规律能不能用有效碰撞和活化分子理论来解释 如何解释
[学生在回答上述问题时，教师板书]
[师]请同学们做下列练习题。
[投影显示]
1．反应2A ?B + 3C，在20℃进行时，νA＝5 mol·L—1·S—1，已知温度每升高10℃，此反应速率增大到原来的2倍，则其他条件不变时，温度升高至50℃，此反应的速率νc是…………………………………………………………………………( C )
A．20 mol·L—1·S—1 B．40 mol·L—1·S—1
C．60 mol·L—1·S—1 D．15 mol·L—1·S—1
解析：一般来说，温度每升高10℃，反应速率增大为原来的2～4倍。若设温度每升高10℃，速率增大到原来的y倍，则升温前后的速率关系为：ν后 = γn·ν前()。
对于本题，n== 3，故νA = 23×5＝40 mol·L—1·S—1。
因为νA∶νC = 2∶3，所以νc＝×40 = 60 mol·L—1·S—1。
2．在恒温、恒容的密闭容器中进行反应A(g) ?B(g) + C(g)。若反应物的浓度由3 mol·L—1 降到1．8 mol·L—1 需30 s，那么反应物浓度由0．8 mol·L—1 降至0．2 mol·L—1 所需反应时间为…………………………………………………………………( B )
A．15 s B．大于15 s C．小于15 s D．无法判断
解析：反应物浓度由3 mol·L—1 降到1．8 mol·L—1 的平均速率ν＝= 0．04 mol·L—1·S—1，因为浓度越小反应速率越慢，所以由0．8 mol·L—1 降至0．2 mol·L—1 ，所需时间大于 = 15 s。
[设问]是不是反应速率越快，生成物产量就越高 不一定
[师]产量的高低取决于什么 正反应进行的程度
[师]反应进行的程度即化学平衡问题。下面我们复习化学平衡。
[板书] 化学平衡
[问]什么叫化学平衡状态
一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
[学生回答时教师板书] 定义
[问]化学平衡有哪些特征 请同学们用几个字概括。
[学生回答时教师板书] 特征：逆、等、动、定、变。
[指定学生分析以上几个宇的含义]
[师]从平衡状态的特征来看，同一反应物的正、逆反应速率相等就说明达到了平衡状态，那么对于不同反应物或生成物，如何从速率间的关系证明反应达到了平衡状态呢 下面我们看一道题。
[投影显示]1．在一定温度下，反应A2(g) + B2(g) ?2AB(g)达到平衡的标志是( C )
A．单位时间内生成n mol A2的同时生成n mol AB
B．容器内的总压强不随时间变化
C．单位时间内生成2n mol AB，同时生成n mol的B2
D．单位时间内生成n mol A2同时生成n mol B2
解析：A．根据生成n mol AB，说明消耗了n mol A2。而已知单位时间生成n mol的A2，说明此可逆反应生成速率不等于消耗速率，未达平衡状态。
B．该可逆反应全是气体且反应前后分子数相等。故不能通过容器内的总压强随时间的变化来判断它是否达到化学平衡状态。
C．根据生成2n mol AB的同时生成n mol B2。“生成2n mol AB”同时说明消耗n mol B2，对于B2气体来说其生成速率等于消耗速率。说明该可逆反应的正、逆反应速率相等。
D．该选项已知条件中未给出消耗A2、B2的物质的量。因此不能说明正反应速率和逆反应速率间的关系。
[师]请同学们自己完成下面的练习题。
2．对于一定条件下的可逆反应：A(g) + 3B(g) ?2C(g)达到平衡的标志是…( AC )
A．A、B、C的浓度不再变化 B．单位时间内生成nmolA，同时生成3nmolB
C．容器内总压强不再改变 D．A、B、C的分子数之比为1∶3∶2
3．在2NO2(g) ?N2O4(g)的可逆反应中，下列不属于平衡状态的是…………( A )
A．反应物的转化率等于生成物的产率 B．NO2在混合气体中体积分数保持不变
C．平衡体系的颜色不再改变
D．单位时间内有1mol N2O4变为NO2的同时，有2mol NO2变为N2O4
[师]请同学们根据以上练习，总结一下化学平衡的标志有哪些。
[学生回答后教师小结并投影显示]
化学平衡状态的标志：
1．对于同一反应物或生成物的正反应速率等于其逆反应速率。
2．一种物质的正反应速率与另一种物质的逆反应速率之比等于方程式化学计量数之比。
3．各组分的浓度或分子数或含量不随时间改变而改变。
4．反应物的转化率或生成物产率不随时间改变而改变。
5．对于反应前后气体体积不相等的反应，容器内总压强或气体总体积不随时间改变而改变。
6．对于反应体系某物质有颜色的反应，体系颜色不随时间改变而改变。也可说明已达平衡状态。
[过渡]那么哪些条件改变可以引起化学平衡的移动呢 浓度、温度、压强
[学生回答时教师板书]
[提问]什么叫化学平衡移动
可逆反应中的旧化学平衡破坏、新化学平衡建立的过程叫化学平衡移动
[师]外界条件改变时，正、逆反应速率如何改变 平衡向哪个方向移动 反应物转化率如何改变呢 请同学们填写下表：
[投影显示] [学生填完后投影显示结果]
方程式 m A(g) + n B(g) ? p C(g) + q D(g)
反应特征 改变条件 改变条件瞬间 达到新平衡前 平衡移动 反应物转化率
ν正 ν逆 ν正与ν逆比较
气体反应或溶液中的反应适用 改变浓度 增大c(A) ↑ 不变 ＞ → A↓B↑
减小c(C) 不变 ↓ ＞ → ↑
增大c(C) 不变 ↑ ＜ ← ↓
减小c(A) ↓ 不变 ＜ ← A↑B↓
增c(A)，减c(C) ↑ ↓ ＞ → A↓B↑
正向放热 改变温度 升高温度 ↑ ↑ ＜ → ↓
降低温度 ↓ ↓ ＞ → ↑
正向吸热 升高温度 ↑ ↑ ＞ ← ↑
降低温度 ↓ ↓ ＜ → ↓
m+n＞p+q 改变压强 增大压强 ↑ ↑ ＞ → ↑
减小压强 ↓ ↓ ＜ ← ↓
m+n＜p+q 增大压强 ↑ ↑ ＜ ← ↓
减小压强 ↓ ↓ ＞ → ↑
m+n=p+q 增大压强 ↑ ↑ = 不移动 不变
减小压强 ↓ ↓ = 不移动 不变
任一反应 催化剂 加催化剂 ↑ ↑ = 不移动 不变
[师]外界条件对化学平衡的影响总结出一条规律叫…… 勒夏特列原理
[师]谁能完整地叙述一下勒夏特列原理的内容
[学生举手回答]如果改变一个能影响化学平衡的外界条件(如浓度、温度、压强)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
[师]在利用该原理解释平衡移动时，应注意哪些问题
甲：必须已达平衡状态。
乙：必须是一个能引起平衡移动的条件的改变。
丙：平衡移动的结果是“减弱”外界条件的改变。
[师]同学们的回答都正确，那么同学们是否能对该原理应用自如呢 请同学们做下列练习题。
[投影显示]
1．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是………………………………………(AC )
A．由H2、I2蒸气、HI组成的平衡体系加压后颜色变深
B．黄绿色的氯水光照后颜色变浅 C．使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率
D．在含有Fe(SCN)2+的红色溶液中加铁粉，振荡静置，溶液颜色变浅或褪去
解析：A．H2 (g) + I2 (g) ?2HI(g)反应前后气体体积不变，加压平衡不移动，但各组分浓度增大，所以颜色加深，不符合勒夏特列原理。B．氯水中存在下列平衡：Cl2 + H2O ?HCl +HClO，光照时，2HCIO 2HCI + O2，使平衡正向移动，Cl2分子浓度减小，氯水颜色变浅。C．催化剂不能引起平衡移动。D．因为Fe(SCN)2+ ?Fe3++ SCN—，加入Fe，2Fe3+ + Fe＝3Fe2+，使平衡正向移动，Fe(SCN)2+浓度减小，溶液颜色变浅。
2．完全相同的两个容器A、B，已知A中装有SO2和O2各1g，B中装有SO2和O2各2 g，在相同温度下，反应达到平衡，设A中SO2转化率为a ％．B中SO2转化率为b ％，则A、B两个容器中SO2 的转化率关系是……………………………( C )
A．a ％＞b ％ B．a ％ = b ％ C．a ％＜b ％ D．无法判断
解析：在相同的两个容器中，B中的物质是A中的2倍，相当于B中的压强是A中的2倍，对于反应2SO2 (g) + O2 (g) ?2SO3 (g)，增大压强平衡正向移动，SO2转化率增大．故b ％＞a ％。
[过渡]熟练地掌握了化学反应速率和化学平衡的知识，就为解决一些实际问题奠定了基础，那么从化学反应速率和化学平衡的理论出发，选择化工生产条件要考虑哪两个问题
一是反应要快，即单位时间内产量要高，二是反应物转化率要尽可能大，即要使平衡尽可能正向移动。
[师]下面我们复习一下根据这两个原理如何选择合成氨的条件。
[板书] 合成氨的适宜条件
[提问]工业上合成氨一般采用多高温度 500℃左右
[学生回答时教师板书] 温度：500℃左右
[师]合成氨是个放热反应，为什么不采取更低的温度，以提高反应物转化率
温度太低，反应速率太慢，单位时间内产量低，且500℃左右为催化剂活化温度。
[师]合成氨使用什么催化剂 铁触媒
[板书] 催化剂：铁触媒
[师]合成氨工业一般采用多大压强 20 M Pa～50 M Pa
[板书] 压强：20mPa～50mPa
[师]在选择压强时，还考虑了什么因素 设备的承受能力和动力的要求
[师]合成氨工业还采取了哪些措施 及时分离出NH3，并不断补充N2和H2
[师]请同学们做下面的练习题。
[投影显示]
金属钾和金属钠的金属性相近，但K比Na略强，当利用金属钠与KCI共熔制金属钾时，发现钾与钠的共熔体难以分离，如调整温度到一定程度，则可利用钠与KCl反应制取K，下面是四种物质的熔、沸点：
K Na KCI NaCI
熔点(℃) 63．6 97．8 770 801
沸点(℃) 774 882．9 1500 1413
根据平衡移动原理，可推知用Na与KCl反应制取金属钾的适宜温度是………( B )
A．低于770℃ B．850℃ C．高于882．9℃ D．1413℃～1500℃
解析：Na + KCI ?K + NaCI，若能使K变为气态分离出来，则可使上述平衡正向移动。在801＜T＜882．9的温度范围内，Na、KCI、NaCI均为液态，只有K为气态，故温度应控制在这个范围内。
[小结]
我们这节课对第二章的全部内容作了总结。学好这一章的内容，就为学好下一章的内容打下了良好的基础。希望同学们能自觉地找一些与本章内容有关的练习题做，以巩固所学内容。
[布置作业]
本章复习题二、三、四题，并将一题答案填在书上。
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§2复习课—1——6

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