高三化學(xué)教案:《化學(xué)平衡狀態(tài)》教學(xué)設(shè)計(jì)
來(lái)源:精品學(xué)習(xí)網(wǎng) 2018-11-12 17:13:39
本文題目:高三化學(xué)教案:化學(xué)平衡狀態(tài)
【歸納與整理】
一、可逆反應(yīng)
1.概念:在 條件下,既能向 方向進(jìn)行,同時(shí)又能向 方向進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。
2.表示:采用“ ”表示,如:Cl2 + H2O H+ +Cl- + HClO
3.特點(diǎn):可逆反應(yīng)在同一體系中同時(shí)進(jìn)行。可逆反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后,一定會(huì)達(dá)到 狀態(tài)
二、化學(xué)平衡狀態(tài)
在 下的 反應(yīng)里,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的 (溶液中表現(xiàn)為 )保持恒定的狀態(tài)。
在平衡時(shí),反應(yīng)物和生成物均處于 中,反應(yīng)條件不變,反應(yīng)混合物的所有反應(yīng)物和生成物的 或 保持不變
三、化學(xué)平衡的特征
1.逆:研究對(duì)象必須是 反應(yīng)
2.動(dòng):化學(xué)平衡是 平衡,即當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),正反應(yīng)和逆反應(yīng)仍都在進(jìn)行(可通過(guò)
證明)
3.等:正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率>0
4.定:反應(yīng)混合物中,各組分的 或 保持一定
5.變:化學(xué)平衡狀態(tài)是有條件的、相對(duì)的、暫時(shí)的,改變影響平衡的條件,平衡會(huì)被破壞,直至達(dá)到新的平衡。
6.同:在恒溫恒容時(shí),根據(jù)化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系,采用極限思維的方法,換算成反應(yīng)物或生成物后,若對(duì)應(yīng)各物質(zhì)的物質(zhì)的量相同時(shí),達(dá)到平衡后平衡狀態(tài)相同。無(wú)論投料從反應(yīng)物開(kāi)始、從生成物開(kāi)始、還是從反應(yīng)物和生成物同時(shí)開(kāi)始。
四、化學(xué)平衡的標(biāo)志
1.本質(zhì)標(biāo)志
對(duì)給定的反應(yīng):mA + nB pC + qD(A、B、C、D均為氣體),當(dāng)v正 = v逆時(shí),有:
即:
2.等價(jià)標(biāo)志
(1)可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率不再隨時(shí)間發(fā)生變化。
(2)體系中各組成的物質(zhì)的量濃度或體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持不變。
(3)對(duì)同一物質(zhì),單位時(shí)間內(nèi)該物質(zhì)所代表的正反應(yīng)的轉(zhuǎn)化濃度和所代表的逆反應(yīng)的轉(zhuǎn)化濃度相等。
(4)對(duì)同一反應(yīng)而言,一種物質(zhì)所代表的正反應(yīng)速率,和另一物質(zhì)所代表的逆反應(yīng)速率的比值等于它們的化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
3.特殊標(biāo)志
“特殊標(biāo)志”是指在特定環(huán)境、特定反應(yīng)中,能間接衡量某一可逆反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志。離開(kāi)上述界定,它們不能作為一般反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡的判斷依據(jù)。
(1)壓強(qiáng)
、 對(duì)于反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)有變化的可逆反應(yīng),當(dāng)體系總壓強(qiáng)不變時(shí),可逆反應(yīng) 處于化學(xué)平衡狀態(tài)。如:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)、2NO2(g) N2O4(g)、2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)、C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)等。
、 對(duì)于化學(xué)反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)沒(méi)有變化的可逆反應(yīng),當(dāng)體系總壓強(qiáng)不變時(shí),可逆反應(yīng) 處于化學(xué)平衡狀態(tài)。如:H2(g)+I2(g) 2HI(g)、CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)等。
(2)氣體平均摩爾質(zhì)量
數(shù)學(xué)表達(dá)式:
、 均為氣體參與的可逆反應(yīng):
當(dāng)△n(g)≠0, 一定時(shí),可逆反應(yīng) 處于化學(xué)平衡. 如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)、
2NO2(g) N2O4(g)、2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
當(dāng)△n(g)=0, 為一定時(shí),可逆反應(yīng) 處于化學(xué)平衡。如:
H2(g)+I2(g) 2HI(g)、CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
、 有非氣體參與的可逆反應(yīng),需具體問(wèn)題具體分析:
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 根據(jù)①進(jìn)行判斷
CaO(s)+CO2(g) CaCO3(s) 根據(jù)①進(jìn)行判斷
2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)
(3)氣體密度
數(shù)學(xué)表達(dá)式:
恒容: 總為恒值,不能作平衡標(biāo)志
、俑鹘M分均為氣體 △n(g)=0. 總為恒值,不能作平衡標(biāo)志
△n(g)≠0. 為一定值時(shí),則可作為標(biāo)志
恒容: 為一定值時(shí),一般可作標(biāo)志
恒壓:△n(g)=0. 為一定值時(shí),一般可作標(biāo)志
(4)體系中氣體的顏色
有色氣體參加反應(yīng)的平衡體系的顏色觀察,往往與觀察的角度和具體的操作方法有關(guān)。
〖例1〗如右圖所示,針筒中充有50mLNO2
(2NO2 N2O4),并建立了相應(yīng)的平衡。
、女(dāng)迅速地將針筒里的氣體壓縮至25mL,
此時(shí)從a方向觀察到的混合體系的顏色
變化是 ;若從b方向觀察
到的顏色變化是 。試通過(guò)
分析,說(shuō)明從a、b不同角度觀察到的
顏色變化表征了何種物理量在此加壓
過(guò)程中的變化特點(diǎn):
a方向 ,b方向 。
⑵若緩緩將針筒里的氣體壓縮至25mL,則從a方向觀察到的顏色變化是 。
⑶若在⑴操作條件下所得平衡體系的平均相對(duì)分子質(zhì)量為 1;⑵的操作條件下的平衡體系的平均相對(duì)分子質(zhì)量為 2,則 1和 2的關(guān)系是 1 2。
〖例2〗在一定溫度下,在固定體積的密閉容器中進(jìn)行可逆反應(yīng):N2+3H2 2NH3。該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是________________
A.3v(H2,正)=2v(NH3,逆)
B.單位時(shí)間生成m mol N2的同時(shí)生成3m mol H2
C.N2、H2、NH3各物質(zhì)濃度不再隨時(shí)間而變化
D.容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不再隨時(shí)間而變化
E.混合氣體的密度不再隨時(shí)間變化
F.單位時(shí)間內(nèi)N-H鍵的形成和斷開(kāi)的數(shù)目相等
G.N2、H2、NH3的分子數(shù)之比為1∶3∶2
H.2c(N2)=c(NH3)
〖例3〗下列方法中可以證明2HI H2+I2(g)已達(dá)平衡的是________________
A.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolH2的同時(shí)生成nmolHI
B.一個(gè)H-H鍵斷裂的同時(shí)有兩個(gè)H-I鍵斷裂
C.分子組成HI%=I2%
C.速率v(H2)=v(I2)=v(HI)/2
E.c(HI)∶c(H2) ∶c(I2)=2 ∶1 ∶1
F.溫度和體積一定時(shí),某一生成物濃度不再變化
G.條件一定,混合氣體的平均分子質(zhì)量不再發(fā)生變化
H.溫度和體積一定時(shí),混合氣體的顏色不再變化
I.溫度和壓強(qiáng)一定時(shí),混合氣體的密度不再變化
〖例4〗下列說(shuō)法中能說(shuō)明2NO2 N2O4已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________
A.溫度和體積一定時(shí),容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化
B.溫度和體積一定時(shí),某一生成物濃度不再變化
C.條件一定,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化
D.溫度和體積一定時(shí),混合氣體的顏色不再變化
E.溫度和壓強(qiáng)一定時(shí),混合氣體的密度不再變化
【基本練習(xí)】
1.當(dāng)反應(yīng)2SO2 + O2 2SO3達(dá)到平衡后,向容器中加入一定量的18O2,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后18O存在于
A.SO3中 B.剩余的O2中 C.剩余的SO2中 D.SO2、SO3、O2中都有
2.(2000年春,20)在一定溫度下,反應(yīng)A2(g)十B2(g) 2AB(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是:( )
A.單位時(shí)間生成n mol的A2同時(shí)生成n mol的AB
B.容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化
C.單位時(shí)間生成2n mol的AB同時(shí)生成n mol的B2
D.單位時(shí)間生成n mol的A2同時(shí)生成n mol的B2
3.可逆反應(yīng):2NO2 2NO+O2 在密閉容器中反應(yīng),達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是
①單位時(shí)間內(nèi)生成n molO2的同時(shí)生成2n molNO2
、趩挝粫r(shí)間內(nèi)生成n molO2 的同時(shí),生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2 的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為2 : 2 : 1的狀態(tài)
④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)
、莼旌蠚怏w的密度不再改變的狀態(tài)
、 混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)
A. ①④⑥ B.②③⑤ C.①③④ D. ①②③④⑤⑥
3.在等溫等容的條件下,能說(shuō)明A(s)+ 2B(g) C(g)+ D(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是
A.體系的總壓 B.混合氣體的平均分子量
C.反應(yīng)物B的濃度 D.混合氣體的總物質(zhì)的量
4.可逆反應(yīng)2SO2 + O2 2SO3,正反應(yīng)速度分別用 、 、 [mol?L-1?min-1]表示,逆反應(yīng)速度分別用 、 、 [mol?L-1?min-1]表示。當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)正確的關(guān)系是
A. = B. = C. = D. =2
5.恒溫、恒壓下,n molA和1molB在一個(gè)容積可變的容器中發(fā)生如下反應(yīng):A(g) + 2B(g) 2C(g) 一段時(shí)間后達(dá)到平衡,生成amolC。則下列說(shuō)法中正確的是:
A.物質(zhì)A、B的轉(zhuǎn)化率之比為1 : 2
B.當(dāng)v正A.=2v逆(C) 時(shí),可斷定反應(yīng)達(dá)到平衡
C.若起始時(shí)放入3nmolA和3molB,則達(dá)平衡時(shí)生成3amolC
D.起始時(shí)刻和達(dá)平衡后容器中的壓強(qiáng)比為(1+n):(1+n- )
6.有可逆反應(yīng)C(g) + H2O H2(g) + CO(g) 處于平衡狀態(tài),當(dāng)平衡向左移動(dòng)時(shí),混和氣體相對(duì)平均分子量變化正確的是下列選項(xiàng)中的
A.增大 B.減小 C.不變 D.前三種均有可能
7.反應(yīng):NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)已達(dá)平衡。若增大壓強(qiáng),平衡移動(dòng),但混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變。下列說(shuō)法正確的是
A.原混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為30
B.原混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為28
C.起始時(shí),NH3與CO2的體積比為13:14
D.起始時(shí),NH3與CO2的體積比為14:15
參考答案
1【解析】C
2【解析】A
3【解析】BC
4【解析】A
5【解析】C,
6【解析】D
7【解析】A
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