44.反应速率和化学平衡教材教法

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1、高二化学第二章（反应速率 化学平衡）教材教法北京十一学校 孙京高考要求(1) 了解化学反应速率的概念，反应速率的表示方法，外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率的影响。(2) 了解化学反应的可逆性。理解化学平衡的涵义。掌握化学平衡与反应速率之间的内在联系。(3) 理解勒沙特列原理的涵义。掌握浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动的影响。知识网络 表示方法 化学反应速率 物质的性质 (反应快慢) 影响因素 温度 反应条件 浓度 压强 催化剂 选择合成氨的适宜条件 化学反应 可逆反应 化学平衡的概念 概念要点：等、定、动、变、同 温度 化学平衡 影响因素 压强 (进行程度) 浓度 化学平衡

2、移动原理(勒沙特列原理)教材对比知识点旧教材新教材（必+选）新教材（必修）1反应速率的概念及表示方法2浓度对反应速率的影响S2O32-+H+大理石+盐酸大理石+盐酸3压强对反应速率的影响4温度对反应速率的影响S2O32-+H+大理石+盐酸大理石+盐酸5催化剂对反应速率的影响H2O2分解H2O2分解H2O2分解6碰撞理论、有效碰撞简介7活化分子8有关速率问题实际应用冰箱保存食物冰箱保存食物9化学平衡的概念10浓度对化学平衡移动的影响Fe3+ + SCN-Fe3+ + SCNFe3+ + SCN-11压强对化学平衡移动的影响NO2化合没有实验没有实验12温度对化学平衡移动的影响NO2平衡球NO2平

3、衡球NO2平衡球13勒沙特列原理的涵义14有关化学平衡的实际应用吃糖对牙齿的影响；CO中毒的抢救15合成氨反应 教法建议1化学反应速率：表示化学反应进行的快慢概念通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。表示气体或溶液：vC/t 单位：molL-1min-1 或 molL-1s-1固体或纯液体：vn/t 单位：molmin-1 或 mols-1注意在中学阶段，化学反应速率一般是单位时间内的平均速率，而不是瞬时速率。反应速率都取正值，C(反应物)C0Ct C(生成物)CtC0在同一个反应中, 反应速率可用不同的反应物、生成物表示，其数值往往不同，意义相同，不同反应物或生成物表示的

4、反应速率之比方程式中的系数比。例：对反应 mA + nB pC + qD，v(A) : v(B) : v(C) : v(D) = m : n : p : q影响因素内因反应物的性质，反应物的性质又是由其结构所决定的。外因影响反应速率的外界条件 浓度：c增大，v增大；压强：p增大，v增大（只对有气体参加的反应有效）；温度：T增大，v增大；催化剂：使用合适的正催化剂，v增大；表面积：增大固体的表面积，v增大； 2化学平衡：表示可逆反应进行的程度达平衡原因v(正) = v(逆)达平衡标志能反映出v(正) = v(逆)的一切变量，如：浓度、百分含量、颜色、密度等概念要点“等”达到化学平衡时，正反应速率

5、等于逆反应速率；v(正) = v(逆)“定”达到化学平衡时，反应混合体系中各成分的百分含量是确定不变的；“动”化学平衡为动态平衡，化学反应仍在进行，正、逆反应速率均大于零；“变”化学平衡是有条件的相对静止状态。当外界条件改变时，原有的化学平衡就要被破坏，并在新的条件下达到新的平衡，这一过程叫化学平衡的移动；“同”可逆反应在一定条件下最终均可达到化学平衡状态。对于同一可逆反应，在恒温、恒容的条件下，无论反应是从正反应开始进行，还是从逆反应开始进行，或是正、逆反应同时开始进行，只要起始所投入原料中各元素的总质量相等（或各原子的总数相等），就可达到具有相同平衡特征的化学平衡状态，称为等效平衡。化学平

6、衡移动概念平衡条件改变 不平衡新条件下 新的平衡v(正) = v(逆) v(正) v(逆) v(正) = v(逆)原因条件的改变使 v(正) v(逆) 若条件改变，但v(正) = v(逆)，化学平衡不移动；方向在平衡移动的过程中：若v(正) v(逆)，则化学平衡向正反应方向移动；若v(正) v(逆)，则化学平衡向逆反应方向移动； 3化学平衡移动原理(勒沙特列原理): 浓度、温度、压强的改变，一般会使化学平衡发生移动。且平衡将向减弱这种改变的方向移动。 注意: 勒沙特列原理只用于说明化学平衡移动的规律,与化学平衡移动无关的速率等问题不能用它来解释。要点: “增谁减谁，减谁补谁，凡增必增，凡减必减

7、，果不抵因”增谁减谁例(1): 增加反应物浓度，平衡就向减小反应物浓度的方向(正方向)移动.例(2): 升高温度，平衡就向降低体系温度的吸热反应方向移动。减谁补谁例(3): 减小反应物浓度，平衡就向增大反应物浓度的方向(逆方向)移动.例(4): 减压，平衡就向增大体系压强的气体分子数多的移动。凡增必增例(5): 增加反应物浓度，达新平衡后反应物的浓度一定比原来要大.例(6): 升高温度，达新平衡后体系的温度一定比原来要高凡减必减例(7): 减小反应物浓度，达新平衡后反应物的浓度一定比原来要小.例(8): 减压，达新平衡后体系压强一定比要小.果不抵因平衡移动作用是有限的, 只能削弱条件的改变,

8、不能完全抵消条件的变化.4合成氨工业反应特点可逆、放热、气体分子数减少实际生产条件200500大气压、500 左右、用铁触媒作催化剂、不断分离出液氨、氮气和氢气循环使用。反应原理N2 + 3H2 2NH3 + 92.7 kJ氢气的制备C + H2O（气） CO + H2 CO + H2O（气） CO2 + H25常用计算公式反应速率v(molL-1)(s)平衡浓度反应物: C(平衡)C0C 生成物: C(平衡)C0C转化率(CC0)100 = (n/n0)100%气体方程p同温同压下, V1/V2=n1/n2 同温同体积时, p1/p2=n1/n2气体分子量 同温同压下, 气体的分子量之比密度

9、之比 标况下，气体摩尔质量气体标况的密度(gL-1)22.4 Lmol-1 混合气的平均式量混合气体的总质量总物质的量典型例题例1 合成氨反应: N2 + 3H2 2NH3, 其反应速率分别用v(N2)、v(H2)和v(NH3)表示，下列关系式正确的是 ( D ) A. v(H2)= v(N2)= v(NH3) B. v(N2)= 3v(H2) C. v(NH3)= 1.5v(H2) D. v(NH3)= 2v(N2)例2 一定温度下，在一固定容积的密闭容器中某反应中的X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 （ AD ）A. 该反应的化学方程式为：3X + Y

10、2Z B. 1min时，正反应速率小于逆反应速率C. 2min时，Z的浓度是Y浓度的2倍D. 4min时，反应体系处于平衡状态 例3 在一定温度下，反应 A2(气) + B2(气) 2AB(气) 达到平衡的标志是 （ C ）A. 单位时间生成 n mol A2 同时生成 n mol ABB. 容器内的总压不随时间变化C. 单位时间生成 2n mol AB 同时生成 n mol B2D. 单位时间生成 n mol A2 同时生成 n mol B2 例4 在反应2SO2 + O2 2SO3 的平衡体系中，加入少量18O2，再达到新的平衡时，下列说法正确的是 （ D ） A只有O2中含有18O B只

11、有SO3中含有18OC只有O2和SO3中含有18O D三种物质中均含有18O例5 某温度下，反应 N2O4（气） 2NO2（气）- Q 在密闭容器中达到平衡，下列说法中不正确的是 （ B ）A加压时，体积变小，将使正、逆反应速率均增大B保持体积不变，加入少许 NO2，将使正反应速率减小，因此平衡向左移动。C保持体积不变，加入少许 N2O4 ，再达平衡时颜色变深D保持体积不变，升高温度，再达平衡时颜色变深例6 1 mol N2 和3 mol H2 在一定条件下进行反应 N2 + 3H2 2NH3，达平衡时混合气体的平均式量为10，下列正确的是 （ B ）A. 平衡混合气中，N2 的体积分数为 1

12、2.5 B. N2 的转化率为 30C. 平衡混合气中，H2 为 2.7 molD. 平衡混合气中, N2、H2、NH3的物质的量之比为132例7 在一定温度下，将 1 mol 一氧化碳和 1 mol 水蒸气放入一固定容积的密闭容器中，发生如下反应：CO + H2O(气) CO2 + H2；反应达平衡后，得到 0.5 mol 二氧化碳，再加入 3 mol 水蒸气并在相同条件下达新平衡后，下列叙述正确的是 （ AD ）A. CO的转化率增大，H2O的转化率降低.B. CO和H2O的转化率均增大C. 平衡向正反应方向移动，CO2在平衡混合气中的物质的量分数增大D. 平衡向正反应方向移动，CO2的平

13、衡浓度增大 小结：恒容体系中两种物质反应达平衡后, 增大反应物A的浓度, 平衡向正反应方向移动, A的转化率降低、平衡浓度增大、体积分数增大；另一反应物B的转化率升高、平衡浓度减小、体积分数减小；生成物的浓度增大、体积分数减小。例8 在恒容密闭容器中, 增大下列反应物的起始浓度, 转化率将增大的是 （ B ）A 2SO3 2SO2 + O2 B 2NO2 N2O4 C 2HI H2 + I2 D 2NH3 3H2 + N2例9 体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充入1mol的下列反应物, 在反应过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变. 下列说法正确的是 （ AB ）选项反应物反应转化率

14、ASO32SO3 2SO2 + O2甲乙BNO22NO2 N2O4甲乙CHI2HI H2 + I2甲 T2 B. 压强: P1 P2 C. 该正反应是吸热反应 D. x的取值是: x=1答案: AD例14 在一个容积固定的反应器中, 有一个可在左右滑动的密封隔板,两侧分别进行如下图所示的可逆反应。各物质的起始加入量如下: A、B、C均为4.0mol, D为6.5mol、F为2.0mol，设E为x mol。当 X在一定范围内变化时,均可通过调节反应的温度,使两侧反应都达平衡且隔板恰好处于反应器的正中位置。 请填写以下空白: (1)若x=4.5, 则右侧反应在起始时向_(填“正反应”或“逆反应”)方向进行，欲使起始反应维持向该方向进行,则X的取值范围是:_； (2)若x分别为4.5和5.0,则在这两种情况下,当反应达平衡时, A的物质的量是否相等? _(相等/不等/无法确定)；理由是: _；答案: (1)正反应；3.5x7.0; (2)不相等; 两种平衡态的温度不同, 所以A的物质的量不同;6