高中化学 第三节化学平衡学案 新人教版选修4.docx

高中化学 第三节化学平衡学案 新人教版选修4.docx

《高中化学 第三节化学平衡学案 新人教版选修4.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 第三节化学平衡学案 新人教版选修4.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高中化学第三节化学平衡学案新人教版选修4

第三节　　　化学平衡（第一课时学案）

[教学目标]

1．知识目标

（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。

（3）常识性了解化学平衡常数的意义。

2．能力和方法目标

（1）用化学平衡状态的特征判断可逆反应是否达到化学平衡状态，从而提高判断平衡状态、非平衡状态的能力。

（2）通过从日常生活、基本化学反应事实中归纳化学状态等，提高学生的归纳和总结能力；通过溶解平衡、化学平衡、可逆反应之间的联系，提高知识的总结归纳能力。

（3）利用化学平衡的动态特征，渗透对立统一的辩证唯物主义思想教育。

3．重点和难点

重点是化学平衡状态的特征；难点是化学平衡状态判断。

教学过程：

一.可逆反应与不可逆反应

正反应：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，逆反应：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

可逆反应：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

可逆反应的特征：

“两同”是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

请判断水的分解和氢气在氧气中燃烧生成水，是否是可逆反应？

可逆反应的重要特征是转化率永远不可能达到100%，也就是反应一旦开始，那么，就不可能只存在反应物，或只存在生成物。

二.化学平衡

化学平衡：

在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，称为化学平衡状态，简称化学平衡。

　　　　　它的建立与反应途径无关，从正反应或逆反应开始都可以建立化学平衡状态。

化学平衡的前提：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

　　　实质：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

　　　标志：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

例题：

在密闭容器中充入SO2和由O18原子组成的氧气，在一定条件下开始反应，在达到平衡前，O18存在于（）

　　　　A、只存在于氧气中　　　　B、只存在于和SO3中

　　　　C、只存在于SO2和SO3中　　　D、SO2、SO3、O2中都有可能存在。

例题：

在一定条件下，某容器内充入N2和H2合成氨，以下叙述中错误的是（）

A、开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零。

B、随着反应的进行，正反应速率减小，最后降为零。

C、随着反应的进行，正反应速率减小，逆反应速率增大，最后相等。

D、在反应过程中，正反应速率的减小等于逆反应速率的增加。

三.化学平衡状态的特征：

1.逆：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

2.等：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

3.定：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

4.动：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

　　　＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

5.变：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

6.同：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

四、化学平衡状态的标志

某可逆反应是否处于化学平衡状态，它们的标志可以通过化学平衡状态的本质特征来进行衡量

（1）V正=V逆，它是判断化学平衡状态的主要标志。

正、逆反应速率相等是针对反应体系中的同一反应物或同一生成物而言。

由于该物质的生成速率与消耗速率相等，才使这种物质的浓度保持不变，说明可逆反应己达到化学平衡状态。

（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。

如果反应混合物中某一种物质的量浓度，质量分数，体积分数（对气体而言）等保持一定，都说明可逆反应已达到平衡状态。

（3）从其它角度也可以判断某可逆反应是否达到化学平衡状态，但要具体问题具体分析。

例如对于反应前后气体分子数不相等的可逆反应，可以通过以下几种情况来判断：

1当体系中物质的总物质的量不随时间变化时，说明反应已达到平衡状态.

2当恒温恒容时，体系的总压强有发生变化或当恒温恒压时，体系的总体积不发生变化　都可以说明反应已达到平衡状态。

3混合气体的平均含量不发生变化，也可以说明反应已达平衡状态.

4对于反应前后气体分子数相等的反应，无论反应是否达到平衡，体系中物质的总物质的量，总压强，总体积或混合气体的平均含量都不发生变化，不能确定反应是否中达到平衡状态.

课堂练习：

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2NO2

N2O4的可逆反应中，下列状态属于平衡状态的是（）。

（A）υ正=υ逆≠0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

3．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键断裂

（D）1个N≡N键断裂的同时，有6个H-H键形成

第三节　　　化学平衡（第2课时学案）

教学目标：

1.了解等效平衡的含义及其分类.

　　　　　2.知道化学平衡常数的表达式及其表示的意义

　　　　　3.知道转化率的表达式，并能进行简单的计算

教学重点：

1.了解等效平衡的含义及其分类.

　　　　　2.知道化学平衡常数的表达式及其表示的意义

　　　　　3.知道转化率的表达式，并能进行简单的计算

教学难点：

1.了解等效平衡的含义及其分类.

2.知道化学平衡常数的表达式及其表示的意义

教学过程：

一.等效平衡及其分类：

1.等效平衡原理：

　在相同条件下，同一可逆反应体系，不管从正反应开始，还是从逆反应开始都可以建立同一平衡状态，也就是等效平衡，还可以从中间状态（既有反应物也有生成物）开始，平衡时各物质的浓度对应相等。

由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关，因而，同一可逆反应，从不同状态开始，只要达到平衡时条件（温度，浓度，压强等）完全相同，则可形成等效平衡。

　　　　2.等效平衡规律：

等效平衡的广泛定义：

只因投料情况的不同，达到平衡后，各组分的物质的量（或能转化为物质的量）分数相等的平衡状态，互为等效平衡状态。

1在定温，定容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。

简言之，定温，定容下，归零后，等量即为等效平衡

2在定温，定容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量的比值与原平衡相同，两平衡等效。

简言之，定温，定容下，归零后，等比例即为等效平衡

③在定温，定压下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数，换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效.简言之，定温，定容下，归零后，等比例即为等效平衡

跟踪练习：

1.在一个固定容积的密闭中，加入mmolA、nmolB，发生如下反应：

mA（气）+nB（气）

PC（气）。

平衡时，C的浓度为Wmol／L。

若容器的容积和温度不变，起始时加入amolA、bmolB、cmolC，使平衡后C的浓度仍为Wmol／L，则a、b、c必须满足的关系是

A.a:

b:

c=m:

n:

pB.a:

b=m:

nap/m+c=p

C.mc/p+a=m,nc/p+b=nD.a=m/3，b=n/3，c=2p/3

2..在一个体积恒定的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应：

2A（气）+B（气）

3C（气）+D（气），达平衡时，C的浓度为Wmol/l若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达平衡后，C的浓度仍为Wmol/L的是

A.4molA+2molBB.2molA+1molB+3molC+1molD

C.3molC+1molB+1molBD.3molC+1molD

3.在恒温、恒压的条件下，向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB，发生如下反应：

3A（气）+2B（气）

xC（气）+yD（气）达到平衡时，C的体积分数为m％。

若维持温度、压强不变，将0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时C的体积分数仍为m％，则x、y的值分别为

A.x=3y=lB.x=4y=1

C.x=5y=1D.x=2y=3

二.化学平衡常数：

1、化学平衡常数的表示方法

对于一般的可逆反应：

mA+nB

pC+qD。

其中m、n、p、q分别表示化学方程式中个反应物和生成物的化学计量数。

当在一定温度下达到化学平衡时，这个反应的平衡常数可以表示为：

k=

在一定温度下，可逆反应达到化学平衡时，生成物的浓度，反应物的浓度的关系依上述规律，其常数（用K表示）叫该反应的化学平衡常数

2、化学平衡常数的意义

（1）、平衡常数的大小不随反应物或生成物的改变而改变，只随温度的改变而改变。

即，K=f（T）。

平衡常数表示的意义：

可以推断反应进行的程度。

　　　　　　　　　K很大，反应进行的程度很大，转化率大

　　K的意义　　K居中，典型的可逆反应，改变条件反应的方向变化。

　　　　　　　　　K很小，反应进行的程度小，转化率小

［跟踪练习］1.对反应2N02（气）

N204（气），在温度不变时

=K是个常数数；称为化学平衡常数，在弱电解质溶液中也是如此。

欲使

比值增大，在温度不变时应采取

A.体积不变，增加N02物质的量

B.体积不变，增加N204物质的量

C.使体积缩小到原来的一半

D.使压强不变充入N2

2.对于一般的可逆反应mA+nB

pC+qD，在一定温度下达平衡时反应物及生成物浓度满足下面关系：

=K，式中K为常数，在密闭容器中给CO和水蒸气的混合物加热到800℃时，有下列平衡：

CO+H20C02+H2且K=1，若用2molCO和10molH20（气）相互混合并加热到800℃，达平衡时CO的转化率约为

A.16.7％B.50％

C.66.7％D.83％

3.已知可逆反应2NO（g）N2（g）+02（g）。

该反应的平衡常数表达式为。

若在某温度下达到平衡时c（N2）=0.05mol·L-1，C（O2）=0.05mol·L-1，c（NO）=0.00055mol·L-1该反应的平衡常数为_____________。

保持温度不变，将容器体积缩小一半，则平衡常数为_________；

三.转化率

若定义某反应物M在可逆反应中的转化率为：

M的转化率=反应中已消耗的M的量×100%

反应开始时加入M的量

那么如果M的转化率不再随时间而改变，也证明可逆反应已达到平衡状态。

［跟踪练习］1.x、y、z都是气体，反应前x、y的物质的量之比是1:

2，在一定条件下可逆反应x+2y

2z达到平衡时，测得反应物总的物质的量等于生成物总的物质的量，则平衡时x的转化率

A.80％B.20％

C.40％D.60％

2：

已知在450℃时，反应

H2（g）+I2（g）

2HI（g）的K为50，由此推断出在450℃时，反应

2HI（g）

H2（g）+I2（g）的化学平衡常数为

A、50B、0.02C100D无法确定

3：

在2升的密闭容器中2molSO2和一定量的氧气，发生反应，当反应进行到4min时，测得此时SO2为0.4mol，问在反应进行到2min时，密闭容器中SO2的物质的量是（）

A1.6molB　　1.2molC大于1.6mol　小于1.2mol

第三节　　　化学平衡（第3课时）学案

教学目标：

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

教学重点：

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

教学难点：

3.理解勒沙特列原理的涵义

教学过程：

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

一.浓度对化学平衡的影响

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，或减小生成物浓度。

化学平衡向＿＿＿＿＿＿移动。

减小反应物浓度，或增大生成物浓度。

化学平衡向＿＿＿＿＿＿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。

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。

练习FeCl2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

思想：

由FeCl2改为Fe（NO3）2,将发生什么变化呢？

（答案：

C）

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。

对于3H2（g）+N2（g）

2NH3（g）在反应中1体积的N2与3体积的H2反应生成2体积的NH3，即反应前后气态物质的总体积发生了变化，反应后气体总体积减少了。

下表列入的是450℃时，N2与H2反应生成NH3的实验数据。

压强/MPa

1

5

10

30

60

100

NH3/%

2.0

9.2

16.4

35.5

53.6

69.4

由上表实验数据可以算出：

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，会使化学平衡向着＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿移动。

减小压强，会使化学平衡向着＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿移动。

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，增大或减小压强都不能使化学平衡移动。

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。

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。

大家观察试验2-7，得出结论：

如果升高温度，平衡向＿＿＿＿＿的方向移动；降低温度平衡向＿＿＿＿＿的方向移动。

练习：

可逆反应2A+B

2C，C%

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

（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。

答案：

（1）吸，扩大，

（2）气，气（3）气，固态或液态

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：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿.

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ABCD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，D——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。

答案：

（1）2，1，3，2　

（2）气，固态或液态，气　（3）放

巩固练习：

1．某温度下,反应H2（g）+I2（g）

2HI（g）；△H>0（正反应为吸热反应）。

在一带有活塞的密

闭容器中达到平衡，下列说法中不正确的是（）

A．恒温，压缩体积，平衡不移动，混合气体颜色加深

B．恒压，充入HI（g），开始时正反应速率减小，

C．恒容，升高温度，正反应速率减小

D．恒容，充入H2，I2（g）的体积分数降低

2．在HNO2溶液中存在如下平衡：

HNO2H++NO2-，向该溶液中加入少量的下列物质

后，能使电离平衡向右移动的是（）

A．NaOH溶液B．硫酸溶液C．NaNO2溶液D．NaHSO4溶液

3．在一个容积为VL的密闭容器中放入2LA（g）和1LB（g），在一定条件下发生下列反应

3A（g）十B（g）

nC（g）+2D（g）达到平衡后，A物质的量浓度减小1/2，混合气体的平均

摩尔质量增大1/8，则该反应的化学方程式中n的值是（）

A．1B．2C．3D．4

根据以下叙述回答①和②题。

把0.6molX气体和0.4molY气体混合于2L容器中，使它们发生如下反应：

3X（g）+Y（g）=nZ（g）+2W（g），5min末已生成0.2molW，若测知以Z浓度变化来表示的反应平均速率为0.01mol·L-1·min-1，则

4．①上述反应中Z气体的化学计量数n的值是（）

A．1B．2C．3D．4

5．②上述反应在5min末时，已作用去的Y值占原来量的物质的量分数（）

A．20%B．25%C．33%D．50%

6．1molX气体跟amolY气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：

X（g）+aY（g）

bZ（g）反应达到平衡后，测得X的转化率为50%。

而且在同温同

压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3/4，则a和b的数值可能是

A．a=1，b=1B．a=2，b=1C．a=2，b=2D．a=3，b=2

7．下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是（）

A．在强碱存在的条件下，酯在水中的溶解度增大

B．加催化剂，使氮气和氢气在一定条件下转化为氨气

C．可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气

D．500℃左右比室温更有利于合成氨反应

8．往一真空密闭容器中通入一定量的气体A，在一定条件下，发生如下反应：

2A（g）B（g）+xC（g），反应达平衡时，测得容器内压强增大了p%，若此时A的转化率

为a%，下列关系正确的是（）

A．若x=1，则p>aB．若x=2，则p

C．若x=3，则p=aD．若x=4，则p≥a

9．对于某一已达化学水平衡状态的可逆反应，如果改变某种条件，结果使某生成物的浓度增

大，则（）

A．平衡一定向正反应方向移动B．平衡一定向逆反应方向移动

C．反应物的浓度相应减小　　　　　　D．平衡可能移动也可能不移动

10．在密闭容器中发生反应2SO2+O2

2SO2（气），起始时SO2和O2分别为20mol和10mol，达到平衡时，SO2的转化率为80%，若从SO3开始进行反应，在相同的条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率分别为（）

A．10mol和10%B．20mol和20%C．20mol和40%D．30mol和80%

11．对于任何一个平衡体系，采用以下措施，一定会平衡移动的是（）

A．加入一种反应物B．升高温度

C．对平衡体系增加压强D．使用催化剂

12．对于mA（气）+nB（气）

pC（气）+qD（气）的平衡体系，当L高温度时体系的平均分子量从16.5变成16.9，则下列说法正确的是（）

A．m+n>p+q，正反应是放热反应。

B．m+n

C．m+n>p+q，正反应是吸热反应。

D．m+n

13．在一定条件下，可逆反应：

mA+nB

pC达到平衡，若：

（1）A、B、C都是气体，减少压强，平衡向正反应方向移动，则m+n和p的关系是。

（2）A、C是气体，增加B的量，平衡不移动，则B为态。

（3）A、C是气体，而且m+n=p，增大压强可使平衡发生移动，则平衡移动的方向是。

（4）加热后，可使C的质量增加，则正反应是反应（放热或吸热）。

答案：

（1）m+n

（2）固态或液态　　（3）逆　　（4）吸