化学平衡教案(高一化学化学反应速率和限度教学设计)
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高一化学化学反应速率和限度教学设计
【 #高一# 导语】进入高中后,很多新生有这样的心理落差,比自己成绩优秀的大有人在,很少有人注意到自己的存在,心理因此失衡,这是正常心理,但是应尽快进入学习状态。 高一频道为正在努力学习的你整理了《高一化学化学反应速率和限度教学设计》,希望对你有帮助! 【篇一】 知识与技能:
1、使学生深化对化学反应的本质认识;
2、使学生理解浓度、压强等外界条件对化学反应速率的影响;
过程与方法:
1、重视培养学生科学探究的基本方法,提高科学探究的能力
2、通过探究实验认识化学平衡与反应限度,并用得到的结论去指导分析和解决时间问题。
情感态度价值观:
有参与化学科技活动的热情,有将化学知识应用于生产、生活时间的意识,能够对与化学有关的社会和生活问题作出合理的判断。
教学难点:
浓度对化学反应速率的影响的原因
教学过程:
从物质结构(化学键)的角度看,化学反应的本质是什么?
)
化学反应的过程就是反应物组成微粒重新组合形成新物质的过程。也就是说,就是旧键断裂、新键形成的过程。
例如,在2HBr+Cl2=2HCl+Br2反应中,H—Br、Cl—Cl断裂,形成H—Cl、Br—Br。
二、化学反应的实质及条件:
1、化学反应就是旧键断裂、新键形成的过程。
上述反应中,H—Br、Cl—Cl的断裂是否是自发产生的呢?
分子中化学键并不会自发断裂的。只有分子间相互碰撞,化学键才可能断裂,反应才能发生。
2、反应物微粒间的碰撞是发生反应的先决条件。
是否所有的的碰撞都能使化学键断裂、化学反应得以发生呢?请同学们阅读课本相关,回答上述问题。
分子间的碰撞与打篮球相似。正如图2-2所示。图(1)表示能量不够;图(2)表示虽能量足够,但是没有合适的取向;图(3)则表示有足够的能量和合适的取向,于是发生有效碰撞。
3、必须是有效碰撞才能发生反映。有效碰撞的条件是:
1)微粒要有足够的能量;
2)有合适的取向。
4、发生有效碰撞的分子叫做活化分子,具有较高的能量。
由于活化分子发生有效碰撞时,化学反应才能发生。因此,改变反应体系中的活化分子数目,就能改变化学反应的速率。接下来一起研究外界条件改变如何影响化学反应速率以及引起速率改变的原因。
三、外界条件对化学反应速率的影响
加入1mol/L盐酸的试管中有大量的气泡产生;而加入0.1mol/L盐酸的试管气泡很慢。
根据这一现象,同学们可以得出什么结论?
浓度大的盐酸与大理石反应的速率比浓度小的盐酸与大理石反应的速率大。因此,由此实验推知,反应物的浓度越大,反应速率越大。
该结论是否适合所有的化学反应?请同学们继续完成下列实验。
补充实验:往装有1ml的0.05mol/LNa2S2O3溶液的两支试管中分别加入1ml0.10mol/L、0.50mol/L的H2SO4(尽量做到同时加入)
浓度大的硫酸与Na2S2O3混合后先有沉淀产生;而浓度小的硫酸与Na2S2O3混合时产生沉淀的现象要来得慢。由此可以证明,反应物的浓度越大,反应速率越大。
1、在其他条件不变时,反应物的浓度越大,反应速率越大。
为什么增大反应物浓度可以加快反应速率?
原因:浓度增大,单位体积内活化分子数目增多,有效碰撞次数增加,反应速率加快。
某一密闭反应体系中有如下反应:N2+3H2==2NH3。现往体系中再充入一定量的N2、H2,该反应的速率将有何变化?
(内容略)
如果对上述反应体系进行压缩,反应速率是否回改变?为什么?
压缩体积,使得反应体系内的压强增大。这一过程如图2-4所示。压强增大一倍,其体积将缩小至原来的一半,而体系内分子的数目保持不变,因此其结构也就使得单位体积中的分子数增加一倍,换句话说,就是各物质的浓度增大一倍。浓度增大,反应速度也就增大。
2、在其他条件不变时,增大压强,反应速率增大。
实质:压强改变,引起浓度的改变。
适用范围:仅适用与体系中有气体物质的反应。
往上述反应体系中充入适量的He,体系的压强如何改变?反应速率是否改变?为什么?
充入He,体系的压强增加。但是,体系压强的改变并未引起各物质浓度的改变,因此反应速率将不会发生改变。请同学们特别要注意:对于压强的改变,只有引起反应体系中物质浓度的变化才对反应速率产生影响。
1、在一固定体积的密闭体系中发生反应:N2+3H2==2NH3。现采取下列措施:(1)往体系中充入一定的氢气;(2)往体系中充入一定量的氮气;(3)往体系中充入一定量的He;(4)压缩容器使体积变小。哪些措施能够使反应速度增大?为什么?
2、讨论:乙炔在空气中燃烧时火焰的温度较在氧气中燃烧时火焰的温度更低,原因是什么?
1、复习本节内容;
2、预习下节课内容。
【篇二】
知识与技能:
1、使学生了解化学反应速率的概念及表示方法;
2、掌握化学反应速率的计算;
3、明确研究化学反应速率的意义。
过程与方法:
1、重视培养学生科学探究的基本方法,提高科学探究的能力
2、通过实验探究分析影响化学反应速率的外界条件
情感态度价值观:
有参与化学科技活动的热情,有将化学知识应用于生产、生活时间的意识,能够对与化学有关的社会和生活问题作出合理的判断。
教学重点:
1、了解化学反应速率的概念及表示方法;
2、掌握化学反应速率的计算;
教学难点:
掌握化学反应速率的计算
教学过程
假设你是某合成氨工厂的技术人员,请从化学的角度出发,如何提高工厂的生产效益?
要考虑的问题很多方面,但应该研究解决的关键是:
1)改变条件,加快合成氨反应的速率;
2)改变条件,提高氨的产率。
如何解决这一关键问题呢?这就要研究有关化学反应的速率和化学平衡。
第二章化学反应速率和化学平衡
初中物理学习了有关物体运动的知识。我们知道,不同的物体的运动快慢是不同的,有的物体运动相当快,而有的物体运动则相当慢。
用什么物理量表示不同物体运动的快慢?这一物理量是如何定义的?常用的单位是什么?
运动速率:单位时间内物体移动的距离;单位:m/s
同学们想一想,不同的化学反应快慢是否一样?
实验2-1。观察放出气泡的量。
由实验可知,碳酸钙与盐酸反应产生气泡要明显比碳酸钙与醋酸的快。也就是说,不同物质在反应时有快慢之分。在化学中用化学反应速率来表示反应的快慢。
第一节化学反应速率
化学反应速率这一物理量是如何定义的?常用的单位是什么?
请阅读课本有关内容,回答上述问题。
一、化学反应速率
1、定义:单位时间内反应物减少或生成物增加的量(浓度)
2、表示:v=△C/△t;单位:mol/L.min或mol/L.s
请指出下列说法所表示的含义:某物质在某一化学反应中的反应速率为0.50mol/L.min。
该说法表示该物质在参与反应时,1分钟内物质的量浓度减少(或增加)了为0.50mol/L.
在A+2B==C的反应中,已知其始时A的浓度为2mol/L,经过2分钟后,其浓度变为1mol/L,求该物质在2分钟内的反应速率。
(内容略)
在某一反应中,用不同物质表示该反应的速率时,其数值是否相同?
合成氨的反应为:N2+3H2==2NH3。现往某2L的容器中充入2mol的N2和5mol的H2,反应5分钟后,容器中N2的物质的量减少为1mol。试求:
(1)5分钟后容器中H2、NH3的物质的量。
(2)5分钟内三者的反应速率各是多少?
(3)三者速率是否相等?它们之间有何关系?
(1)H2和NH3的物质的量依次为2mol、2mol
(2)三者的速率依次为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L
(3)不相等;三者之间的关系为V(N2):V(H2):V(NH3)=1:3:2
3、用不同反应物表示同一反应的反应速率时,其数值不一定相等;它们之间之比等于化学方程式的计量数之比。
对于化学反应速率,同学们还应注意;它用反应物浓度减小或生成物浓度增加来表示,不取负值;而且根据公式可知,所求得的值是指定时间内的平均值。还需注意的是,由于不同物质表示反应速率时,其数值会不同,因此必须指明是那种物质。
4、(1)反应速率不取负值,且表示指定时间内的平均值。
(2)必须指明所对应的物质。
请同学们谈谈研究化学反应速率的意义。
由于有的反应速率很慢,现实生产生活中要加快,如钢铁冶炼、合成橡胶;而有的反应速率很快,现实生产生活中要减慢,如钢铁生锈、橡胶老化。这对提高生产效益、减少浪费等都有现实意义。研究它们,就可以采用适当的方法来实现加快或减慢的目的,因此很有意义。
本节学习了化学反应速率的概念、表示方法及研究反应速率的意义。学习时,要重点掌握以下几点:
(1)反应速率是表示反应快慢的物理量,用单位时间内浓度变化表示,单位为mol/L.s或mol/L.min;
(2)用不同反应物表示反应速率时,其数值可能不相等;但数值之比等于化学方程式的计量数之比;
(3)反应速率是一个平均值。
1、课本习题:1,2
2、合成氨的反应为:N2+3H2==2NH3。现有3个合成反应的速率值:(1)V(N2)=0.06mol/L.min;(2)V(H2)=1.5mol/L.min;(3)V(NH3)=1.1mol/L.min。试比较三者所表示反应的快慢顺序。
3、往一容积为5L的密闭容器中充入2molN2、4molH2进行合成氨反应。该合成反应5分钟内的速率V(NH3)=0.02mol/L.min。试求反应进行5分钟时,容器中各物质的物质的量是多少。
高中二年级上册化学影响化学平衡的条件教案第二课时
1.知识目标 (1)运用化学平衡原理知识解决一些实际问题,影响化学平衡的条件(第二课时)。 (2)能解决一些比较简单的等效平衡问题。 2.能力和方法目标 (1)通过化学平衡移动原理的应用等,提高知识的综合应用能力。 (2)通过解决等效平衡等化学平衡问题,提高抽象分析能力。 (3)通过化学平衡、化学反应速率的联系和比较,加深对化学平衡和化学反应速率等基本理论的认识,同时提高分析比较能力。 3.重点和难点 化学平衡移动原理的应用。 见ppt文件 1.已知氟化氢气体中存在下列平衡:2(HF)3 3(HF)2 , (HF)2 2HF 。 若平衡时气体的平均摩尔质量为42g/mol,则(HF)3的体积分数为( ) (A)《10%》10% (D)≥10% 2.相同容积的四个密闭容器中进行同样的可逆反应: 2A(气)+B(气) 3C(气)+2D(气) 起始时四个容器所盛A、B的物质的量分别为 甲 乙 丙 丁 A/mol 2 1 2 1 B/mol 1 1 2 2 在相同温度下建立平衡时,A或B的转化率大小关系正确的是( )。 (A)αA:甲《丙《乙《丁 (B)αA:甲《乙《丙《丁 (C)αB:甲《丙《乙《丁 (D)αB:丁《乙《丙《甲 3.将N2和H2在一定条件下的密闭容器中反应并达到平衡时,其压强为P1,氮气的浓度与氨气的浓度均为cmol/L,保持温度不变,将容器的体积压缩为原来的1/2,当达到新的平衡时,下列说法中不正确的是( )。 (A)新的平衡体系中,N2的浓度小于2c mol·L-1大于c mol·L-1 (B)新的平衡体系中,NH3的浓度小于2c mol·L-1大于c mol·L-1 (C)新的平衡体系中,压强小于2P1 大于2P1 (D)新的平衡体系中,气体密度是原平衡体系的2倍 4.一定量的混合气体,在密闭容器中发生如下反应: xA(气)+yB(气) zC(气) 达到平衡后,测得A的浓度为0.5 mol·L-1;在恒温下将密闭容器的体积扩大为平衡时的两倍,再达到平衡时,测得A的浓度为0.3 mol·L-1。则下列的叙述正确的是( )。 (A)x+y》z (B)平衡向左移动 (C)B的转化率提高 (D)C的`百分含量增大 5.在地壳内,深度每增加1km,压强大约增加25250~30300kPa,在这样的压强下,对固体物质的相互转化会发生较大影响,化学教案《影响化学平衡的条件(第二课时)》。如: CaAl2Si2O8+ Mg2SiO4 =CaMg2Al2Si3O12 (钙长石) (镁橄榄石) (钙镁)石榴子石 摩尔质量(g/mol) 278 140.6 413.6 密度(g/cm3) 2.70 3.22 3.50 在地壳区域变质的高压条件下,有利于 ( )。 (A)钙长石生成 (B)镁橄榄石生成 (C)钙长石和镁橄榄石共存 (D)(钙镁)石榴子石生成 6.在密闭容器中存在下列平衡: ,CO2的平衡浓度为C1mol·L-1,现再充入CO2使其浓度达到2C1 mol·L-1,重新达到平衡后, CO2的浓度为C2 mol·L-1 (设温度不变),则C1和C2的关系是( )。 (A)C1C2 (D)无法确定 7.为了除去工业废气中的二氧化硫,查得一份将SO2转化为硫酸铵的资料,摘录如下:“一个典型实例:初步处理后的废气含0.2%的二氧化硫和10%的氧气(体积含量),在400℃时废气以5m3/h的速率通过五氧化二矾催化剂层与20L/h速率的氨气混合,再喷水,此时气体温度由400℃降到200℃,在热的结晶装置中得到硫酸铵晶体”(气体体积均已折算为标准状况)仔细阅读上文,回答下列问题: (1)按反应中的理论值,二氧化硫和氧气的物质的量之比为2:1,该资料的这个比值是多少?为什么? (2)通过计算说明为什么废气以5m3/h的速率与20L/h速率的氨气混合? (3)若每天某厂排放1000m3这种废气,按上述方法每月(按30天计算)可得硫酸铵多少吨?消耗氨气多少吨? 8.将等物质的量A、B、C、D四种物质混合,发生如下反应: aA+bB cC(固)+dD 当反应进行一定时间后,测得A减少了n mol,B减少了0.5n mol,C增加了1.5n mol,D增加了n mol,此时达到化学平衡。 (1)该化学方程式中各物质的系数为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,该反应中各物质的聚集状态:A___,B___,D___。 (3)若升高温度,反应一段时间后,测知四种物质其物质的量又达到相等,则该反应为___反应(填放热或吸热)。 9.在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下进行反应: A(g)+2B(g) 3C(g),已知加入1molA和3molB且达平衡后生成a molC,问: (1)平衡时C在反应混合气体中的体积分数是_______(用字母a表示)。 (2)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2molA和6molB,达平衡后,C的物质的量为______mol(用字母a表示)。此时C在反应混合气中的体积分数___(填增大、减少或不变)。 (3)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2molA和8molB,若要求平衡后C在反应混合气中的体积分数不变,则还应加入C_____mol。 (4)在同一容器中加入n molA和3n molB,在平衡时C的物质的量为mmol,若改变实验条件,可以使C的物质的量在m~2m之间变化,那么n与m的关系应是_____(用字母m、n表示)。 课堂补充练习 1C,2A,3B,4AB,5D,6B。 7.(1)1:50 ,增大O2的量,平衡正向移动,提高SO2转化率。(2)保证NH3:SO2=2:1。 (3)3.54t,0.912t。 8.(1)a =2,b=1,c=3,d=2。(2)A为气态,B为固态或液态,D为气态。(3)放热反应。
电离平衡高二化学教案
1.知识目标
(1)电解质与非电解质定义与实例,电离平衡(第一课时)。
(2)强电解质和弱电解质概念。从分类标准角度电解质和非电解质、强电解质和弱电解质跟共价化合物、离子化合物等不同分类之间的关系。
(3)理解电离度、电离平衡等含义。
2.能力和方法目标
(1)通过电解质、非电解质、强电解质、弱电解质等分类关系的认识,理解分类方法在化学学习中的作用,掌握用不同分类标准对同一对象进行分类的方法。
(2)通过有关实验,提高从化学实验探究化学本质的能力。
3.情感和价值观目标
由弱电解质的电离、阴阳离子共存等特征,体会矛盾体双方相附相存的对立统一关系。通过电离平衡中电解质分子的电离、离子间的结合这种动态平衡关系,进一步体验化学平衡的“动”、“定”、“变”等特征。
本课时的重点是电解质、非电解质的概念,强电解质和弱电解质的概念。
本课时的难点是弄清化合物不同分类之间的关系。
见ppt文件。
课堂练习:
1.下列各组物质全部是弱电解质的是( )。
(A)H2O、NH3·H2O、H3PO4、HF (B)Cu(OH)2、 CH3COOH、C2H5OH、CH3COONa
(C)H2SO3、Ba(OH)2、BaSO4 (D)H2SiO3、H2S、CO2
2.下列物质的水溶液中,除水分子外,不存在其它分子的是( )。
(A)NaF (B)NaHS (C)HNO3 (D)HClO
3.医院里用HgCl2的稀溶液作手术刀的消毒剂,HgCl2熔融时不导电,熔点低。HgS难溶于水,易溶于氯化钠饱和溶液中。关于HgCl2的描述合理的是( )。
(A)是难溶的共价化合物 (B)是离子化合物
(C)是一种强电解质 (D)是一种弱电解质
4.下列物质中,导电性能最差的是( )
(A)熔融氢氧化钠 (B)石墨棒 (C)盐酸溶液 (D)固体氯化钠
5.下列物质容易导电的是( ),化学教案《电离平衡(第一课时)》。
(A)熔融的氯化钠 (B)硝酸钾溶液 (C)硫酸铜晶体 (D)无水乙醇
6.将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液稀释10倍,下列微粒浓度减小得最多的是( )。
(A)CH3COO- (B)OH- (C)H+ (D)CH3COOH
7.浓度与体积都相同的盐酸和醋酸,在相同条件下分别与足量的碳酸钙固体(颗粒大小均相同)反应,下列说法中正确的是( )。
(A)盐酸的反应速率大于醋酸的反应速率
(B)盐酸的反应速率等于醋酸的反应速率
(C)盐酸产生的二氧化碳气体比醋酸更多
(D)盐酸与醋酸产生的二氧化碳气体一样多
8.关于强电解质和弱电解质的区别,正确的叙述是( )。
(A)强电解质溶液的导电性强于弱电解质溶液的导电性
(B)强电解质在溶液中的电离度大于弱电解质在溶液中的电离度
(C)强电解质在任何浓度的溶液中都100%以离子的形态存在,而弱电解质则大多数以分子的形态存在于溶液中
(D)在一般的浓度下,强电解质的一级电离是不可逆的,而弱电解质的电离是可逆的
9.在一定温度下,在冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力(I)随着加入水的体积V变化的曲线如图所示。请回答:
(1)“O”点导电能力为0的理由_________________;
(2)a、b、c三点处,溶液的c(H+)由小到大的顺序为__________;
(3)a、b、c三点处,电离度最大的是_______;
(4)若要使c点溶液中c(Ac-)增大,溶液的c(H+)减小,可采取的措施是_______、________、_________。
10.试用简单的实验证明,在醋酸溶液中存在着:CH3COOH H++CH3COO-的电离平衡。要求从促进和抑制CH3COOH电离两个方面写出简要操作、现象及实验所能说明的问题或结论。
课堂练习答案
1A,2C,3D,4D,5AB,6D,7AD。8D。
9.(1)在“O”点处还未加水,是纯醋酸,纯醋酸中醋酸分子没有电离,无自由移动的离子,所以导电能力为0。 (2)c《a《b。(3)c点。(4)加入氢氧化钠固体;加入碳酸钠固体;加入镁或锌等金属。
10.(1)在醋酸溶液中滴入紫色石蕊试液,变红色;(2)将上述溶液加热,发现溶液红色明显加深,因为弱电解质的电离过程是吸热反应,升温使电离程度增大,H+浓度增大,故溶液红色加深,说明在醋酸溶液中存在着电离平衡。(3)向(1)中加入醋酸铵固体,振荡后溶液红色明显变浅,是由于醋酸铵溶解后,CH3COO-增大,平衡向左移动,即电离程度减小,H+减小,故溶液红色变浅。说明在醋酸溶液中存在着电离平衡。
高中化学教学设计 化学平衡常数
化学平衡常数
本节教材在研究了“如何判断化学反应能否向某方向自发进行”这一问题后,引领学生从“化学反应向某方向进行的限度”这一角度继续深入了解化学反应,即研究化学反应的限度。化学反应的限度是认识化学反应的一个必不可少的维度,在本章中起着承上启下的作用。
学生通过必修第二册的学习已经知道可逆反应进行到一定程度后即达到化学平衡状态,但不知道如何定量描述化学反应进行的限度。本课时仅仅抓住平衡常数概念,将平衡常数作为讨论有关平衡问题的总线索,用平衡常数来定量描述平衡状态,依据平衡常数来分析平衡移动。对于平衡移动问题的讨论,在建立起浓度商Q概念的基础上,提出普遍适用的Q与K的比较判据。
变化观念与平衡思想:通过对平衡常数概念的理解和应用,以及化学平衡常数的有关计算,提升学生思考问题、解决问题的能力。
化学平衡常数的含义及有关计算
学生复习必修第二册有关于化学平衡状态的知识,预习本课内容;教师准备多媒体课件。
【引入】 我们利用△H-T△S来判断一个反应的自发性时,如果它小于0,我们只能说这个反应有反应的可能性,有反应的趋势。在实际上到底能不能进行反应,还要看有多少反应物发生反应转变成了生成物,另外还要看反应的速率。如果反应物只有很少的量转变成生成物或反应的速率很小很小,那么我们只能说这个反应虽有自发进行的趋势,但仍然没有发生反应。所以要研究一个反应,首先要研究它的自发性问题,接下来就要看它进行的程度,也就是限度的问题,最后看反应速率的问题。好,这节我们就来看看反应限度的问题。
【联想质疑】 在工业生产和实验室中,人们会遇到各种各样的可逆反应,如合成氨的反应。该反应在一定条件下不可能进行完全,即存在一定的限度。反应限度对人类的生产活动和日常生活有着重要影响。因此,对化学反应来说,仅研究化学反应的方向是远远不够的,还需要关注化学反应的限度问题。那么,怎样才能定量地描述化学反应的限度呢?
【讲解】 研究表明,可逆反应在适当条件下进行一段时间后一定会达到化学平衡状态。此时,平衡混合物的组成不再随时间的延续而变化,反应达到一定的限度。在研究了大量实验的基础上,人们发现可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度。
【过渡】 那么什么是化学平衡常数?该如何表示?如何计算?怎么用它来比较反应的限度大小呢?
序号
初始浓度×10-2 mol/L
平衡浓度×10-2 mol/L
c始(H2)
c始(I2)
c始(HI)
c平(H2)
c平(I2)
c平(HI)
1
1.067
1.196
0
0.183
0.313
1.767
2
1.135
0.904
0
0.356
0.125
1.559
3
1.134
0.751
0
0.457
0.074
1.354
4
0
0
1.069
0.114
0.114
0.841
5
0
0
0.449
0.048
0.048
0.353
根据表中数据计算平衡时
【学生活动】 计算,思考寻找规律。
【交流研讨】 再对比反应I2(g) +H2(g) ⇌2HI(g)在730.6K时各物质的初始浓度和平衡浓度所获得的数据,寻找其中的规律。
序号
初始浓度×10-2 mol/L
平衡浓度×10-2 mol/L
c始(H2)
c始(I2)
c始(HI)
c平(H2)
c平(I2)
c平(HI)
1
1.197
0.694
0
0.561
0.059
1.270
48.38
2
1.228
0.996
0
0.384
0.152
1.687
48.61
3
1.201
0.840
0
0.458
0.097
1.486
49.54
4
0
0
1.520
0.169
0.169
1.181
48.48
5
0
0
1.287
0.143
0.143
1.000
48.71
6
0
0
3.777
0.421
0.421
2.934
48.81
【学生活动】 比较,思考寻找规律。
【思考交流】 分析实验数据,思考下列问题:
(1)相同温度,达到化学平衡状态时
(2)这个常数与反应的起始浓度大小有关吗?
(3)这个常数与正向建立还是逆向建立平衡有关系吗?
【学生活动】 思考并回答问题。
(1)相同,是个常数。
(2)无关。
(3)无关。即与平衡建立的过程无关。
【讲解】 一定温度下,当可逆反应aA(g)+bB(g) ⇌cC(g)+dD(g)达到平衡状态时,生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数,这个常数称为化学平衡常数,简称平衡常数。
【板书】 一、化学平衡常数
aA(g)+bB(g) ⇌cC(g)+dD(g)
【讲解】 化学平衡常数的意义:反映了化学反应可能进行的程度,平衡常数的数值越大,说明反应进行得越完全。
【交流研讨】 写出下表中各反应的平衡常数表达式和单位。
序号
反应
K
单位
①
1/2N2(g)+3/2H2 (g)⇌ NH3(g)
(mol·L-1)-1
②
N2(g)+3H2 (g) ⇌2NH3 (g)
(mol·L-1)-2
③
2NH3(g) ⇌ N2(g)+3H2 (g)
(mol·L-1)2
④
NH3•H2O(aq) ⇌NH4+(aq)+OH—(aq)
mol·L-1
⑤
FeO(s)+CO(g) ⇌Fe(s)+CO2(g)
1
⑥
AgCl(s) ⇌Ag+(aq)+Cl—(aq)
(mol·L-1)2
【学生活动】 填写上述表格。
【 思考交流 】
1.对于一化学反应,K的表达式是唯一吗?平衡常数的表达式与哪些因素有关?
2.对于一可逆反应,其正反应和逆反应的K有什么关系?
3.如果浓度的单位是mol•L—1,将浓度单位代入化学平衡常数表达式,可得到K的单位。由上述结果分析K的单位与反应的化学方程式存在什么关系?
【学生活动】 思考并回答问题。
1.不唯一。化学平衡常数的表达式取决于化学方程式的系数,对于确定反应还与温度有关。
2.互为倒数,单位不同。
3.K的单位与化学方程式的书写方式相对应。
【强调】 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变,则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小,尽管是同一个反应,平衡常数也会改变。
多重平衡规则:若干化学方程式相加(减),则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘(除)
例如: 2NO(g) + O2(g) ⇌2NO2(g) K1
2NO2(g) ⇌N2O4 (g) K2
2NO(g) +O2(g) ⇌N2O4 (g) K 3
K 3 = K1×K2
【牛刀小试】
练习:已知 N2+3H2 ⇌ 2NH3(ΔH《0)在400℃达到平衡时,c(N2)=1mol·L-1,c(H2)=2 mol·L-1,c(NH3)=4 mol·L-1,
(1)则400℃时此反应的平衡常数是 。
(2)其逆反应的平衡常数是 。
(3)若保持温度不变,将容器体积缩小一半,则平衡常数为 。
【学生活动】 计算填空。
(1)2 L-2 ·mol2 (2)0.5 mol2·L-2 (3)2 L-2 ·mol2
【板书】 二、K的应用
【讲解】
1.比较同一可逆反应在不同条件下进行的程度。
K的数值越大,反应程度越大。
2.判断化学反应可能进行的程度。
K>105或106时 ,反应进行的较完全;
10-5《K《105或10-6《K《106时,反应可逆;
K>10-5或10-6时,反应很难正向进行。
3. 判断可逆反应是否达到平衡状态。
对于可逆反应aA(g)+bB(g) ⇌ cC(g)+dD(g)
在某温度下,用浓度商Q与K比较大小来判断是否达到平衡。
Q = K 反应状态:平衡状态。
Q 《 K 反应状态:反应正向进行。
Q 》 K 反应状态:反应逆向进行。
4.判断可逆反应平衡移动的方向
练习:已知一定条件下,A(g) ⇌ 2B(g)达到平衡,再加入一定量的A,平衡向 反应方向移动。
5.利用K可判断反应的热效应
根据某反应的平衡常数K随温度变化的情况,可判断该反应是放热反应还是吸热反应。
①若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;
②若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。
【牛刀小试】 已知某化学反应的平衡常数表达式为K=()()()()c平CO·c平H2O(c平CO2·c平H2),在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示:
t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
下列有关叙述不正确的是( )
A.该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g)
B.上述反应的正反应是放热反应
C.若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol,5 min后温度升高到830 ℃,此时测得CO为0.4 mol,则该反应达到平衡状态
D.若平衡浓度符合下列关系式:()()3c平CO(c平CO2)=()()5c平H2(c平H2O),则此时的温度为1 000 ℃
【课堂小结】
aA(g)+bB(g) ⇌ cC(g)+dD(g)
化学平衡常数 K=
1.能反映化学反应可能进行的程度,平衡常数的数值越大,说明反应进行得越完全。
2.对于确定反应的平衡常数数值大小只与温度有关。
3.升高温度,吸热反应的K 增大,放热反应的K 减小。
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