2019-2020年高二化学教案等效平衡原理及规律 人教版.doc
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2019-2020年高二化学教案等效平衡原理及规律 人教版教学目标1.知识目标:建立等效平衡的观点,理解等效平衡的特征。2.能力目标:培养学生分析、归纳与综合计算能力。3.情感目标:结合平衡是相对的、有条件的、动态的等特点对学生进行辩证唯物主义教育,培养学生严谨的学习态度和思维习惯。重点和难点等效平衡的建立和特征教学过程一、等效平衡原理及规律相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,只要按反应方程式中的化学计量之比投入反应物或生成物,建立起新的平衡状态都有是相同的,这就是所谓等效平衡原理。由于化学平衡状态与条件有关,而建立平衡的途径无关。因而,同一可逆反应,从不同的状态开始,只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强)完全相同,则可形成等效平衡。如:常温常压下,可逆反应;2SO2 + O2 2SO3 2mol 1mol 0mol 0mol 0mol 2mol 0.5mol 0.25mol 1.5mol从正反应开始,从逆反应开始,从正逆反应同时开始,由于、三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物,对应各组分的物质的量均相等如将、折算为,因此三者为等效平衡。二、等效平衡规律在定温、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时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等效。在定温、定容情况下,对于反应前后气体分子数的改变的可逆反应,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。在定温、定压下、改变起始时加入物质的量,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。典型例题例1、在一定的温度下,把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器中里发生如下反应:2SO2 +O2 2SO3 当此应进行到一定程度时,反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变,令a、 b、 c、 分别代表初始里加入SO2、O2、和SO3 的物质的量,如a、 b、 c、取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡完全相同,请填写下列空白:若a=0,b=0时,则c= 若a=0.5,则 b= 和c= a、 b、 c必须满足的一般条件(请用两个方程式表示,其中一个只含a和c另一个只含b和c): 。例2、在一个固定体积的密闭容器中,保持一定温度进行以下反应:H2(g)+Br2(g)2HBr(g)已知加入1mo H2和2mol Br2 时,达到平衡后生成amolHBr(见下表已知项)在相同的条件下,且保持平衡时各组分体积分数不变,对下列编号的状态,填写表中空白: 已知编号起始状态/mol平衡时HBr物质的量n/molH2Br2HBr120a24010.5amg (g2m) 例3、在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中保持一定温度和压强,进行以下反应N3+3H2 2NH3,已知加入1molN2和4mol H2达到平衡后生成amolNH3。在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变。对下列的状态填号表中的空白。 已知编号起始状态/mol平衡时NH3物质的量n/molN2H2NH3140a156010.5amg (g4m)三、化学平衡常数、为了研究平衡混合物中各物质的浓度之间的关系。人们做了大量实验(如教科书上的实验)。大量实验证明,在一定温度下,某个可逆反应达到平衡时产物浓度的化学计量数次方的乘积与反应物浓度化学计量数次方的乘积之比是个常数。这个常数就是化学平衡常数(用K来表示)。对任一个可逆反应nA+nBpC+qD其中m、n、p、q分别表示化学方程式中各反应物和生成物的化学计量数,在一定温度下达化学平衡,这个反应的平衡的常数可以表示为: K= c(C)pc(D)qc(A)pc(B)q反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数为K=c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)平衡常数的意义是:1、 平衡常数的大小不随反应物或生成物的浓度的改变而改变,只随温度的改变而改变。2、 通过平衡常数可以推断反应进行的程度。因为K值越大,生成物浓度就越大,反应物浓度就越小,该反应进行的程度就越大。一般来说K值有个人为规定的大致界限(10+7或10-7)。如果K10+7,正反应程度就越大,通常认为反应是向正反应方向进行的不可逆反应;如K10-7,正反应程度小,逆反应程度大,通常认为反应是向逆反应进行的不可逆反应;而10-710+7的反应,是典型的可逆反应。、化学平衡常数1、 如果在反应中有固体和纯液体参加,它们的浓度不应写在平衡关系式中,因为它们的浓度是常数。例如:CaCO3(S)CaO(S)+CO2(g) C(S)+H2O(g)CO+H2(g)K=K = c(CO2) c(CO)c(H2) c(H2O) 注:水煤气的反应中H2O是气态2、 稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度也不必写在平衡关系式中。例如:Cl2+H2OHCl+HClOc(HCl)c(HClO)K = c(Cl2)3、同一可逆反应,可以用不同的化学的方程式表示。每个化学方程式都有自己的平衡关系式及相应的平衡常数。例如:100时,N2O4和NO2组成的平衡状态。 N2O4(g)2NO2(g)K= =0.36c(NO2)2 c(N2O4)2NO2(g) N2O4(g) K= =2.78c(N2O4) c(NO2)2 K1 = 1/ K2例1、 将5molSO2和3molO2注入1L盛有催化剂的密闭容器中,当反应2 SO2(g)+O2(g)2 SO3(g)达平衡后,测得容器内共有生成。(1)求该温度下的K值的和SO2的转化率。(2)求该温度下,要使用权SO2的转化率达到98%,起始O2的加自变量 。例2、 在一定条件下,将N2和H2按体积比1:3混合充入某密闭容器,发生反应N2+ H22NH3当反应达平衡时,恢复到原温、原压测得的体积分数为40%。求平衡混合气中N2的体积分数。例3、 在一个定容的密闭容器中进行如下反应2 SO2(g)+O2(g)2 SO3(g)。已知反应过程中的某一时间SO2 SO3和O2的 浓度分别为0.1mol/L,0.3mol/L和0.05mol/L。当反应达到平衡时可能存在的数据是( ) A c(SO2)= 0.25mol/L B c(O2)= 0.2mol/L C c(SO2)+ c(SO3)= 0.15mol/L D c(SO2)+ c(O2)= 0.3mol/L例4、在一定条件下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是( )A、 单位时间生成n mol A2,,同时生成n mol ABB、 容器的压强不随时间的改变而改变C、 单位时间生成2n mol AB,同时生成n mol A2,,D、 单位时间生成n mol A2, 同时生成n mol B2课堂反馈1、450时,反应H2+I22HI的化学平衡常数为50。由此推知450时,反应2HIH2+I2的化学平衡常数为( ) A、50 B、0。02 C、100 D、无法确定2、X、Y和Z是三种气体,把amolX和bmolY充入一密闭容器中,发生反应X+2Y2Z。经过一段时间,反应达到平衡,若它们的物质的量满足nX+nYnZ则Y的转化率为A、(a+b)/5100% B、2(a+b)/5b100%C、2(a+b)/5100% D、(a+b)/5a100%3、在一定温度下可,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是( )A、 C的生成速率和A的生成速率相等B、 A、B、C、的浓度不再变化C、 单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolBD、 A、B、C、的分子个数比等于1:3:24、一定条件下,可逆反应X(g)+2Y(g)2Z(g)达到平衡时,X的转化率与Y的转化率之比为1:2,则反应起充入容器中的X和Y的物质的量之比为( )A、1:1 B、1:3 C、2:3 D、3:25、可逆反应C+CO22CO在一定温度下的平衡常驻数为K。下列条件的变化中,能使K发生改变的是( )A、将炭的表面积增大 B、对体系加压C、升高温度计 D、使用催化剂6、已知:2 SO2(g)+O2(g)2 SO3(g)+396。28KJ。测知4mo SO2l参加反应放热317KJ,则SO2的转化率为( )A、40% B、5 0% C、 80% D、100%二、填空题7、05molCu和足量的浓硝酸反应,生成NO2,收集到的气体干燥后,测知某密度为25mol/L,则其体积为 L,简述得到这一数据的原因_。8、把 3mol 气体A和 25mol气体B混合于体积固定为2L的密闭容器中,使它们在一定条件下发生反应3A+BXC+2D,经过5min反应达到平衡,测得生成1molD,生成C的速率为 01mol/Lmin ,由此可得A的转化率为_。X的值为_。 反应平衡时混合气的平均相对分子量为M。则平衡混合气起始时混合气的密度之比为 。- 配套讲稿:
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