人教版高二年级选修四 第二章 第三节 化学平衡导学案.docx

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人教版高二年级选修四第二章第三节化学平衡导学案

高二化学选修四第二章导学案

课时一

（第三节化学平衡）

第一课时

学习目标

1、理解化学平衡状态等基本概念。

2、理解化学平衡状态形成的条件、适用范围、特征。

重点、难点

1、化学平衡的概念及特征；2、化学平衡状态的判断。

自主学习

1.可逆反应与不可逆反应

1．溶解平衡：

当温度一定时，饱和溶液中的固体溶质溶解和溶液中的溶质分子回到固体溶质表面的结晶过程两种过程的速率___，于是饱和溶液的浓度和固体溶质的质量都___。

我们把这类过程称作__。

表述这类过程时，采用¡°”来代替反应式中原来用的¡°====”号，把从左向右的过程称作___；由右向左的反应称作_。

溶解、结晶过程可表示为：

固体溶质

溶液中的溶质

2．可逆反应：

在同一条件下，既能向进行，同时又能向向进行的反应，叫做可逆反应。

绝大部分的反应都存在可逆性，一些反应在一般条件下并非可逆反应，只不过可逆程度小而将其忽略了而已。

3．不可逆反应：

能进行到底的反应。

如：

H2的燃烧、酸碱中和、生成沉淀的发应、生成气体的反应、一些氧化还原反应。

二、化学平衡状态

化学平衡状态的定义：

在一定条件下的可逆反应里，和相等，反应混合物中各组分的保持不变的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。

合作探究

1.

探究化学平衡状态

1.探究问题:

当蔗糖不再溶解时，我们说它形成了饱和溶液。

这是大家对蔗糖的宏观认识，那微观世界有时一个怎样的过程呢？

分析:

一方面蔗糖分子不停的脱离蔗糖晶体表面溶解浸入水中;另一方面，溶解进入水中的蔗糖分子又不停地聚集在蔗糖晶体的表面。

开始时：

v（溶解）v（结晶）＝0;

过程中：

v（溶解）逐渐减小，v（结晶）逐渐增大;

形成饱和溶液后:

v（溶解）v（结晶）。

2.通过蔗糖溶解平衡的规律总结化学平衡的特征：

（1）动：

，达平衡后，正逆反应仍在进行（v（正）=v（逆）≠0）

（2）等：

（注意是同一物质的正逆反应速率）

（3）定：

反应混合物中各组分的，各组分的。

（4）变：

条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。

3.化学平衡状态的建立

以可逆反应mA（g）+nB（g）

pC（g）为例，若开始只有反应物，

没有生成物，此时A和B的浓度最大，因而，____最大；

而C起始浓度为零，因而______为零。

随着反应的进行，

反应物不断减少，生成物不断增多，v（正）越来越小，v（逆）越来

越大，反应进行到某一时刻，v（正）＝v（逆），这时就达到了化学平衡，

请画出化学平衡状态的建立的速率—时间图：

2、探究化学平衡状态的标志

某可逆反应是否处于化学平衡状态的标志：

可以通过化学平衡状态的本质特征（即v正=v逆）和宏观表现（即各组分浓度保持不变）来进行衡量，以N2＋3H2

2NH3为例，反应在一恒容密闭容器中进行，请各举三例：

1.v正=v逆，它是判断化学平衡状态的主要标志【提示：

从同一物质、不同物质和断键数目方面考虑】:

2.反应混合物中各组分的浓度保持不变，是判断化学平衡状态的另一个主要标志【提示：

从物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、颜色（若有颜色物质的反应）、压强、平均摩尔质量以及混合气体的密度等方面考虑】：

巩固提高

1．化学平衡主要研究下列哪一类反应的规律（）。

A.可逆反应B.任何反应C.部分反应D.气体反应

2．在已达到平衡的可逆反应2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g），充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在下列物质中的（　　）

A．多余的氧气中B．生成的三氧化硫中

C．氧气和二氧化硫中D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中

3．下列有关可逆反应的说法不正确的是（　　）

A．可逆反应是指在同一条件下能同时向正逆两个方向进行的反应

B．2HI

H2＋I2是可逆反应

C．2H2＋O2,2H2O与2H2O,2H2↑＋O2↑互为可逆反应

D．只有可逆反应才存在化学平衡

4.下列哪个说法可以证明反应N2+3H2

2NH3已达到平衡状态（）。

A.1个N≡N键断裂的同时，有3个H-H键形成

B.1个N≡N键断裂的同时，有3个H-H键断裂

C.1个N≡N键断裂的同时，有6个N-H键形成

D.1个N≡N键断裂的同时，有6个H-H键形成

5.在2NO2

N2O4的可逆反应中，下列状态属于平衡状态的是（）。

A.υ（NO2消耗）=υ（N2O4生成）¡Ù0时的状态B.NO2全部转变成N2O4的状态

C.c（NO2）=c（N2O4）的状态D.体系的颜色不再发生变化的状态

6.一定温度下，可逆反应2NO2（g）

2NO（g）＋O2（g）在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是（　　）

¢Ù单位时间内生成nmolO2，同时生成2nmolNO2

¢Ú单位时间内生成nmolO2，同时生成2nmolNO

¢Û用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1

¢Ü混合气体的压强不再改变

¢Ý混合气体的颜色不再改变

¢Þ混合气体的平均相对分子质量不再改变　　　　　　　　　　　　　　　

A．¢Ù¢Ü¢Ý¢ÞB．¢Ù¢Ú¢Û¢ÝC．¢Ú¢Û¢Ü¢ÞD．以上全部

7．在一定条件下，使NO和O2在一密闭容器中进行反应，下列说法中不正确的是（　　）

A．反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零

B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零

C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变

D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变

8.在一定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量不再发生变化时，表明反应

A（s）＋2B（g）

C（g）＋D（g）已达平衡状态的是（　　）

A．混合气体的密度　　　　　　B．混合气体的总物质的量

C．混合气体的压强D．混合气体的总体积

9．一定条件下密闭容器中，可逆反应2A（g）

B（g）＋3C（g）在下列四种状态中处于平衡状态的是（　）

速率mol/（L·min）

A

B

C

D

v正

v（A）＝2

v（A）＝1

v（A）＝1

v（B）＝3

v逆

v（B）＝2

v（B）＝1.5

v（C）＝1.5

v（C）＝1

10．在2升的密闭容器中，发生以下反应：

2A（g）＋B（g）

2C（g）＋D（g）。

若最初加入的A和B都是4mol，在前10秒钟A的平均反应速率为0.12mol/（L·s），则10秒钟时，容器中B的物质的量是（　　）

A．1.6molB．2.8molC．2.4molD．1.2mol

11.在200℃时，将amolH2（g）和bmolI2（g）充入到体积为VL的密闭容器中，发生反应：

I2（g）＋H2（g）

2HI（g）。

（1）反应刚开始时，由于c（H2）＝mol/L，c（I2）＝mol/L，而c（HI）＝，所以化学反应速率____________最大，而________最小（为零）；

（2）随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c（H2），c（I2）________，而c（HI）__________，从而化学反应速率v正____________，而v逆________；

（3）当反应进行到v正与v逆________时，此可逆反应就达到了平衡，若保持外界条件不变时，反应混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强（或各组分的分压）都将________。

12.将等物质的量A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应：

3A（g）+B（g）

xC（g）+2D（g），经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，c（A）:

c（B）=3:

5，C的平均反应速率是0.1mol/（L·min）。

求：

（1）此时A的浓度及反应开始前放入容器中A、B物质的量。

（2）B的平均反应速率。

（3）x值是多少？

课时二

（第三节化学平衡）

第二课时

学习目标

1、正确理解浓度、温度对化学平衡的影响，并能利用勒夏特列原理加以解释。

重点、难点

1、理解浓度、温度、压强和催化剂对化学平衡的影响。

2、理解运用勒夏特列原理。

自主学习

1、复习回顾：

1.平衡状态的特征（用五个字概括）：

其中"变"指的是条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。

2.影响化学反应速率的外界因素（或外界条件）有哪些？

等

二、化学平衡的移动

1.化学平衡移动的定义

定义：

把这种可逆反应中的破坏、建立的过程叫做化学平衡的移动。

总结：

化学平衡的研究对象是，化学平衡是有条件限制的平衡，只有在条件一定时才能保持平衡，当外界条件（浓度、温度、压强）改变时，化学平衡会被，反应混合物里各组分的含量不断，由于条件变化对正逆反应速率的影响不同，致使v正v逆，然后在新条件下建立。

2.化学平衡的移动方向的速率判断：

¢Å若外界条件变化引起v（正）＞v（逆）：

平衡向移动;

¢Æ若外界条件变化引起v（正）＜v（逆）：

平衡向移动;

¢Ç若外界条件变化引起v（正）＝v（逆）：

旧平衡未被破坏，平衡

合作探究

1、浓度对化学平衡的影响

学生分组实验2-5、实验2-6，将现象和结论填入课本27页得表格。

实验2-5：

当加入3—10滴浓硫酸时，溶液颜色____；加入10—20滴6mol·L-1NaOH时，溶液颜色______。

实验2-6：

当反应体系中加入饱和FeCl3溶液和1mol·L-1KSCN溶液时，溶液颜色____；当反应体系中加入0.01mol·L-1NaOH溶液时试管___。

结论：

以上两个实验中，化学平衡状态都发生了移动。

增大反应物浓度，__加快，平衡向__移动；增大生成物浓度，__加快，平衡_移动。

2、

温度对化学平衡的影响

1.学生分组实验2-7：

NO2浸泡在冰水、热水中，观察颜色变化。

有关方程式：

2NO2

N2O4ΔH=－56.9kJ·mol-1

分析：

气体颜色NO2：

；N2O4：

。

该反应为反应（填放热、吸热）。

2.实验现象：

常温下的NO2呈，在冰水中颜色，在热水中的颜色。

3.现象解释：

温度升高，NO2颜色，说明平衡向__移动；温度降低，NO2颜色，说明平衡向__移动。

4.结论：

温度升高，平衡移动；温度降低，平衡___移动。

三、勒沙特列原理（化学平衡移动原理）：

如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）平衡就向能够这种改变的方向移动。

试用勒沙特列原理来解释浓度、温度对化学平衡的影响（解释一个方面即可）：

浓度：

。

温度：

。

四、压强对化学平衡的影响

以可逆反应N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）为例，用勒沙特列原理来解释压强对化学平衡的影响；增大压强（使体系体积减小），要减弱压强的增大，要想物质的量减小的方向移动，即向

移动；反之亦然。

结论：

增大压强平衡向气体体积的方向移动；减小压强，平衡向气体体积的方向移动。

注意：

1.固态、液态物质的体积受压强影响很小，压强不使平衡移动。

2.对于有气体参加或有气体生成的可逆反应来说，压强对于平衡状态的影响是通过改变浓度来实现的。

压强改变，浓度不变时，则____不变，平衡不发生移动。

3.不特别指明的情况下，体系压强改变，就是通过改变体积来实现的。

5、催化剂对化学平衡的影响

使用催化剂只是同等的改变正、逆反应速率不影响化学平衡的移动。

巩固提高

1．可确认发生了化学平衡移动的是（　　）

A．化学反应速率发生了改变

B．有气态物质参加的可逆反应达到平衡后，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改变

D．可逆反应达到平衡后，使用催化剂

2．对于平衡C

O2（g）

CO2（aq）；¦¤H＝－19.75kJ/mol，为增大二氧化碳气体在水中的溶解度，应采用的方法是（　　）　　　　　　　　　　　　　　　　

A．升温增压B．降温减压C．升温减压D．降温增压

3.在反应2SO2+O2

2SO3建立的平衡体系里，加入催化剂，效果是（）

A.正反应速率加快，逆反应速率减慢，使平衡向正反应方向移动

B.正反应速率加快，逆反应速率加快,但正逆反应速率加快的倍数不同。

C.可以缩短到达平衡的时间

D.使SO2转化率提高

4．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　）

A．光照新制的氯水时，溶液的pH逐渐减小

B．在合成氨的工业生产中，温度采用500℃，因此温度越高越有利于提高产量。

C．往醋酸溶液中加入盐酸，c（CH3COO-）降低

D．增大压强，有利于SO2与O2反应生成SO3

5．下列反应达到化学平衡后，加压或降温都能使化学平衡向逆反应方向移动的是（　　）

A．2NO2（g）

N2O4（g）　¦¤H＜0B．C（s）＋CO2（g）

2CO（g）　¦¤H＞0

C．N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）　¦¤H＜0D．H2S（g）

H2（g）＋S（s）　¦¤H＞0

6．对于反应：

2X＋Y

2Z（正反应为放热反应），若升高温度则能使（　　）

A．反应速率不变，Z的产量减少B．反应速率增大，Z的产量增大

C．反应速率增大，Y的转化率降低D．反应速率减小，Z的产量增大

7．有三支试管，分别加入下列物质后

甲：

10mL0.01mol/LFeCl3溶液和10mL0.01mol/LKSCN溶液

乙：

5mL水、10mL0.01mol/LFeCl3溶液5mL0.01mol/LKSCN溶液

丙：

10mL0.1mol/LFeCl3溶液和10mL0.1mol/LKSCN溶液

观察这三支试管的颜色，其中颜色最浅的是（　　）　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．甲试管B．乙试管C．丙试管D．无法判断

8.对于密闭容器中的可逆反应：

mX（g）＋nY（s）

pZ（g）　¦¤H＜0，达化学平衡后，改变条件，下列表述不正确的是（　　）

A．增大压强，化学平衡不一定发生移动

B．通入氦气，化学平衡不一定发生移动

C．增加X或Y的物质的量，化学平衡一定发生移动

D．其它条件不变，升高温度，化学平衡一定发生移动

9．在密闭容器中发生下列反应aA（g）

cC（g）＋dD（g），反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.8倍，下列叙述正确的是（　　）

A．平衡向正反应方向移动B．a＜c＋d

C．D的体积分数变大D．A的转化率变大

10.在CuCl2水溶液中存在如下平衡：

[Cu（H2O）4]2+（蓝）+4Cl-

[CuCl4]2-（黄绿）+4H2O能使黄绿色CuCl2溶液向蓝色转化的操作是

A、蒸发浓缩B、加压C、加入AgNO3D、加入食盐晶体

11.在密闭容器中进行下列反应CO2（g）+C（s）

2CO（g）ΔH>0达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：

（1）增加C，平衡_________，c（CO）_________。

（2）减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡__________，c（CO2）__________。

（3）通入N2，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡__________，c（CO2）__________。

（4）保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡__________，c（CO）__________。

12．某化学反应2A

B+D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度（mol·L-1）随反应时间（min）的变化情况如下表所示。

根据上述数据，完成下列填空：

（1）在实验1中，反应在10—20min时间内平均反应速率为________mol·L-1·min-1。

（2）在实验2中，A的初始浓度c2=________mol·L-1，反应经20min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是____________________________。

（3）设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3____v1（填¡°＞¡±¡°=”或¡°＜¡±），且c3____1.0mol·L-1（填¡°＞¡±¡°=”或¡°＜¡±）。

（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是_______（填¡°吸热¡±或¡°放热¡±）反应。

理由是____________。

课时三

（第三节影响化学平衡的因素导学案）

学习目标：

1.化学平衡移动的意义。

2.描述浓度、压强、温度等条件对化学平衡的影响

3.理解勒沙特列原理的涵义

学习重点：

2.描述浓度、压强、温度等条件对化学平衡的影响

3.理解勒沙特列原理的涵义

学习难点：

3.理解勒沙特列原理的涵义

自主学习

一、浓度对平衡的影响

观察试验2-5：

结论是，在其他条件不变的情况下：

增大反应物浓度，增大正反应速率，v（正）﹥v（逆）。

化学平衡向移动。

减小生成物浓度，减小逆反应速率，v（正）﹥v（逆）。

化学平衡移动。

增大生成物浓度，增大逆反应速率，v（逆）﹥v（正）。

化学平衡向移动。

减小反应物浓度，减小正反应速率，v（逆）﹥v（正）。

化学平衡移动。

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1FeCl2溶液呈浅绿色，其中存在着下列平衡：

Fe2++2H2O

Fe（OH）2+2H+往该溶液中滴加浓盐酸,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、压强对平衡的影响

压强对平衡的影响等同于浓度对平衡的影响，因为对有气体参加或生成的反应，增大容器的压强，相当于减小气体的体积即增大气体的浓度；减小容器的压强，相当于增大气体的体积即减小气体的浓度。

¢Å对反应前后气体总体积发生变化的化学反应，在其他条件不变的情况下：

增大压强，相当于增大反应物、生成物的浓度，正逆反应速率都增大，会使化学平衡向着气体的总物质的量减小的方向移动。

减小压强，相当于减小反应物、生成物的浓度，正逆反应速率都减小，会使化学平衡向着气体总物质的量增大的方向移动。

¢Æ对于有些可逆反应里，反应前后气态物质的总体积没有发生变化，如2HI（g）

H2（g）+I2（g）在这种情况下，增大压强v（正）、v（逆）同等程度增大，即v（正）=v（逆），减小压强v（正）、v（逆）同等程度减小，v（正）=v（逆）。

因而都不能使化学平衡移动。

¢Ç固态物质或液态物质的体积，受压强的影响很小，可以忽略不计。

因此，如果平衡混合物都是固体或液体，可以认为改变压强不能使化学平衡移动。

¢È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，速率不变所以平衡不移动；

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，相当于减小压强平衡向气体总物质的量增大的方向移动。

练习2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）恒温恒容充入氮气

（C）恒温恒容充入氦气

（D）恒温恒压充入氦气

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。

大家观察试验2-7，得出结论：

如果升高温度，v（正）、v（逆）都增大，平衡向的方向移动；

如果降低温度，v（正）、v（逆）都减小，平衡向的方向移动。

四、催化剂能够同等程度的改变正逆反应的速率，v（正）=v（逆）。

所以使用催化剂使平衡发生移动，但是可以改变达到平衡所需要的。

关于图像的几点说明：

¢Ù只要增大浓度、增大压强、升高温度，新平衡都在原平衡的上方，v′正=v′逆>v正=v逆；只要减小浓度、降低压强、降低温度，新平衡都在原平衡下方，v″正＝v″逆

¢Ú只要是浓度改变，一个速率一定是在原平衡的基础上改变；两个速率同时增大或减小（中间断开）一定是压强或温度改变。

¢Û加入催化剂能同等程度地增大正、逆反应速率，平衡不移动。

可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫化学平衡的移动。

影响化学平衡的因素可归纳为勒沙特列原理，即可用勒沙特列原理来进行来解释。

勒沙特列原理：

条件变化

速率变化

移动方向

移动结果

增大c（反）

v（正）增大v（正）>v（逆）

正反应方向

c（反）、c（生）均增大

减小c（生）

v（逆）减小，v（正）>v（逆）

c（反）、c（生）均减小

减小c（反）

v（正）减小，

v（正）＜v（逆）

逆反应方向

c（反）、c（生）均减小

增大c（生）

v（逆）增大

v（正）＜v（逆）

c（反）、c（生）均增大

增大压强

v（减）、v（增）均增大，v（减）＞v（增）

气体体积减小的方向

体系压强减小但比原来大

减小压强

v（减）、v（增）均增大，v（碱）＜v（增）

气体体积增大的方向

体系压强增大但比原来小

升高温度

v（吸）、v（放）均增大，v（吸）＞v（放）

吸热反应方向

体系温度降低但比原来高

降低温度

v（吸）、v（放）均减小，v（吸）＜v（放）

放热反应方向

体系温度升高但比原来低

充入稀有气体

体积不变时v（正）、v（逆）不变

不移动，但气体的体积分数减小（稀有气体计入了总体积）

压强不变时，v（正）、v（逆）均减小，相当于减小压强

气体体积增大的方向

与减小压强相同

加催化剂

v（正）、v（逆）均加快，v（正）＝v（逆）

不移动，缩短达到平衡的时间

合作探究

1．在已达到平衡的可逆反应2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g），充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在下列物质中的（　　）

A．多余的氧气中B．生成的三氧化硫中

C．氧气和二氧化硫中D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中

2．可逆反应N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g），在一定条件下于10L的密闭容器中发生，若开始时加入2molN2、2molH2、0molNH3，反应达到平衡时NH3的浓度不可能达到的值是（　　）　　　　　　　　　　　　　　　　

A．0.1mol/LB．0.02mol/LC．0.05mol/LD．0.15mol/L

3、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？

增大水蒸气浓度

加入更多的碳

增加氢气浓度

4、在密闭容器中，反应2HI（g）

H2（g）+I2（g）⊿H=-akj/mol（a﹥0），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

5．对于反应2A（气）＋xB（气）

4C（气）达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L，当其它条件不变，把体积扩大1倍时，测得C的浓度为0.7mol/