2019-2020年高中化學(xué)（大綱版）第二冊(cè) 第二章 化學(xué)平衡 第二節(jié)化學(xué)平衡(第二課時(shí)).doc

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2019-2020年高中化學(xué)（大綱版）第二冊(cè) 第二章 化學(xué)平衡 第二節(jié)化學(xué)平衡(第二課時(shí)) ［復(fù)習(xí)提問(wèn)］什么叫化學(xué)平衡？化學(xué)平衡的特征有哪些？ ［回答］化學(xué)平衡是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。其特征有：一定條件下、可逆反應(yīng)、“動(dòng)”、“定”、“等”等。 ［師］盡管就這么幾句話，但真正在學(xué)習(xí)中能否準(zhǔn)確把握和處理好關(guān)于化學(xué)平衡的問(wèn)題，還需大家對(duì)該概念及相關(guān)特征進(jìn)行深入的理解，這里我們先做一個(gè)練習(xí)（鞏固化學(xué)平衡知識(shí)）。 ［投影練習(xí)］1. 在一定溫度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一個(gè)一定容積的密閉容器 催化劑 △ 里，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2+O2 2SO3，當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)混合物就處于化 學(xué)平衡狀態(tài)。現(xiàn)在該容器中，維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量（mol）。如果a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時(shí)完全相同。請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝? （1）若a=0,b=0,則c= 。 （2）若a=0.5,b= 和c= 。 （3）a、b、c取值必須滿足的一般條件是（請(qǐng)用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含a和c，另一個(gè)只含b和c） 。 ［生］運(yùn)用化學(xué)平衡知識(shí)思考、分析、討論 ［解析］本題是對(duì)可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡狀態(tài)的理解以及利用題給信息將化學(xué)問(wèn)題以及內(nèi)在規(guī)律抽象為數(shù)學(xué)問(wèn)題，利用數(shù)學(xué)工具解決化學(xué)問(wèn)題的思維能力的綜合考查。 對(duì)于平衡狀態(tài)的建立，只與條件相關(guān)，即與溫度、壓強(qiáng)（或容器的容積）、反應(yīng)物或生成物的起始量的相對(duì)關(guān)系有關(guān)，而與反應(yīng)進(jìn)行的方向無(wú)關(guān)。因此對(duì)于該條件下的反應(yīng)，初始態(tài)是2 mol SO2和1 mol O2的混合物，或是2 mol純凈的SO3，兩者是等價(jià)的，最終到達(dá)的平衡狀態(tài)完全相同。因此（1）中答案應(yīng)為c=2。而（2）中初始態(tài)包含了三種氣態(tài)物質(zhì)，此時(shí)需要進(jìn)行思維轉(zhuǎn)換，將初始物質(zhì)的加入量轉(zhuǎn)換為相當(dāng)于a=2,b=1,就可以達(dá)到題設(shè)的平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在a=0.5,則b==0.25,此時(shí)與題干所設(shè)初始態(tài)的差別是Δa=2-0.5=1.5,Δb=1-0.25= 0.75，由此SO3的初始加入量c必須轉(zhuǎn)化為等效于a=1.5和b=0.75的量，根據(jù)該反應(yīng)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)比推斷知c=1.5。（3）中要求將具體問(wèn)題抽象為普遍規(guī)律，此時(shí)必須把握“把所有初始物都轉(zhuǎn)換為反應(yīng)物，則必須相當(dāng)于2 mol SO2和1 mol O2的混合物，把所有的初始物轉(zhuǎn)換為生成物，則必須相當(dāng)于2 mol純凈的SO3”。才能得出正確結(jié)論：必須同時(shí)滿足a+c=2和2b+c=2兩個(gè)關(guān)系式。 ［答案］（1）c=2 (2)b=0.25,c=1.5 (3)a+c=2,2b+c=2 ［過(guò)渡］化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，不僅包括上邊大家回答的那些，還有其他方面的特征，這就是今天咱們學(xué)習(xí)和討論的主題——化學(xué)平衡常數(shù)。 ［板書］三、化學(xué)平衡常數(shù) ［引導(dǎo)］請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材P39標(biāo)題二下面的內(nèi)容以及表2—1，分析并驗(yàn)算表中所給的數(shù)據(jù)，最后可以得到什么結(jié)論？并把教材P38中那組數(shù)據(jù)也代入表中進(jìn)行處理。 ［生］閱讀教材和表2—1，對(duì)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察并驗(yàn)證，并把P38中的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入表中進(jìn)行處理： 起始時(shí)各物質(zhì)的濃度/molL-1 平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度/molL-1 平衡時(shí) c(CO) c(H2O) c(CO2) c(H2) c(CO) c(H2O) c(CO2) c(H2) 0 0 0.01 0.01 0.005 0.005 0.005 0.005 1．0 結(jié)論：達(dá)到平衡時(shí) =1.0（常數(shù)） ［問(wèn)］上述系列實(shí)驗(yàn)中是不是都是從正反應(yīng)開始的？ ［回答］不是。有的從正反應(yīng)開始，有的從逆反應(yīng)開始。 ［追問(wèn)］大家可以看到反應(yīng)物的起始濃度并不相等，但結(jié)果經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間都怎么樣了？ ［回答］都達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。 ［問(wèn)］表2—1中是如何處理平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度數(shù)據(jù)的？ ［回答］把平衡混合物中各生成物濃度的乘積作分子，把各反應(yīng)物濃度的乘積作為分母，求其比值。 ［問(wèn)］結(jié)果如何？ ［回答］是一個(gè)常數(shù)，幾乎都等于1.0。 ［小結(jié)］在一定溫度下，可逆反應(yīng)無(wú)論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，又無(wú)論反應(yīng)物起始濃度為多少，最后都能達(dá)到化學(xué)平衡。這時(shí)生成物的濃度乘積除以反應(yīng)物濃度的乘積，所得到的比是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)叫做該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，簡(jiǎn)稱平衡常數(shù)，用符號(hào)K表示。 ［板書］1. 定義：在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成物濃度乘積除以反應(yīng)物濃度乘積所得到的比是一個(gè)常數(shù)，叫化學(xué)平衡常數(shù)，用K表示。 ［啟發(fā)］剛才得出的平衡常數(shù)K是由一個(gè)特殊的反應(yīng)引出的，其K=，但如果對(duì)于任意一個(gè)可逆化學(xué)反應(yīng)：mA+nB pC+qD其平衡常數(shù)K又該如何表示呢？ ［生］閱讀注釋①，理解并回答：平衡常數(shù)實(shí)際上是平衡混合物中各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次方的乘積除以反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次方的乘積。即 K= ［板書］2. 表達(dá)式對(duì)于任意反應(yīng) mA+nB pC+qD K= ［師］化學(xué)平衡常數(shù)實(shí)際上是化學(xué)平衡的又一特征，那么化學(xué)平衡常數(shù)K的大小有什么意義呢？ ［生］自學(xué)，了解K的意義并回答：可以從平衡常數(shù)K的大小推斷反應(yīng)進(jìn)行的程度，K越大，表示化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)生成物濃度對(duì)反應(yīng)物濃度的比越大，也就是反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率也越大；反之K越小，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越小。 ［問(wèn)］什么叫反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率？ ［回答］某指定反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率=100% ［師］這里提醒大家，無(wú)論是化學(xué)平衡常數(shù)K，還是反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率均不要求大家掌握其計(jì)算，只需了解其意義即可。 ［板書］3. 意義：K值的大小，表示一定溫度下，該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度，K值越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。 ［師］化學(xué)平衡常數(shù)還有一個(gè)特點(diǎn)，那就是不隨反應(yīng)或生成物的濃度的改變而改變，只 △ 要溫度不變，K就不變，溫度發(fā)生變化，K也就變化，如H2(g)+I2(g) 2HI(g) △ ［投影顯示］表2—2，不同溫度反應(yīng)：H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常數(shù) 溫度/℃ 350 425 490 平衡常數(shù) 66．9 54．4 45．9 ［師］從表2—2大家可推知：該反應(yīng)溫度高時(shí)反應(yīng)程度大還是低溫時(shí)反應(yīng)程度大？（正向） ［生］根據(jù)平衡常數(shù)K的意義K值越大反應(yīng)正向進(jìn)行程度越大，故該反應(yīng)低溫時(shí)反應(yīng)程度較大。 ［板書］4. 特點(diǎn)：平衡常數(shù)K受溫度制約，溫度一定K一定，溫度變化K變化。 ［師］根據(jù)平衡常數(shù)K的定義和表達(dá)式可知，即使是同一反應(yīng)，若反應(yīng)方程式書寫不同則K的表示方式也不同。再則，這里所謂的濃度指的是氣體或溶液的濃度，對(duì)于固體、純液體的濃度一般規(guī)定為常數(shù)1，可以不寫。 ［投影練習(xí)］2. 寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式 ①PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g) ②2HI(g) H2(g)+I2(g) ③CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) ④Fe3O4(s)+4H2(g) 3Fe(s)+4H2O(g) ［解析］在寫表達(dá)式時(shí)注意③、④中固體物質(zhì)的濃度為1，不寫出。 ［答案］①K=，②K=,③K=c(CO2),④K= ［小結(jié)］本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的知識(shí)，作為化學(xué)平衡的又一特征要求大家對(duì)其定義、表達(dá)式及意義等有一個(gè)常識(shí)性的了解即可，不要求深層次進(jìn)行計(jì)算。 ［布置作業(yè)］P41三 ●板書設(shè)計(jì) 三、化學(xué)平衡常數(shù) 1. 定義：在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物的濃度乘積除以反應(yīng)物濃度的乘積所得到比是一個(gè)常數(shù)，叫化學(xué)平衡常數(shù)，用K表示。 2. 表達(dá)式 對(duì)于任意可逆反應(yīng)： mA+nB pC+qD K= 3. 意義：K值的大小表示在一定溫度下該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度，K值越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大。 4. 特點(diǎn)：平衡常數(shù)K受溫度制約：溫度一定K一定，溫度變化K變化。 ●教學(xué)說(shuō)明 由于化學(xué)平衡知識(shí)既是本節(jié)又是本章的重點(diǎn)，所以本節(jié)課一開始并沒有急于引入化學(xué)平衡常數(shù)，而是通過(guò)一個(gè)典型例題來(lái)鞏固學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡的理解，之后才轉(zhuǎn)入化學(xué)平衡常數(shù)的教學(xué)，教學(xué)中通過(guò)讓學(xué)生自學(xué)、教師引導(dǎo)、設(shè)問(wèn)、啟發(fā)等手段，得出了化學(xué)平衡常數(shù)的定義、表達(dá)式、意義及特點(diǎn)，為把握準(zhǔn)常識(shí)性了解這一認(rèn)知要求，教學(xué)中說(shuō)明了不要求深入計(jì)算，以免使學(xué)生陷入誤區(qū)。 ［參考練習(xí)］ 1．下列說(shuō)法中正確的是（ ） A． 達(dá)到化學(xué)平衡，反應(yīng)物反應(yīng)掉的越多，化學(xué)反應(yīng)速率越快 B． 可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)較快，說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)速率較快 C． 化學(xué)反應(yīng)中，物質(zhì)含有的活化分子數(shù)越多，化學(xué)反應(yīng)速率越快 D． 可逆反應(yīng)維持的時(shí)間越長(zhǎng)，生成物的百分含量必定越高 答案：B 2．已知氟化氫氣體中存在平衡關(guān)系 2H3F3 3H2F2 正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) H2F2 2HF 正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 若平衡體系中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為42gmol-1,則H3F3的體積數(shù)為（ ） A．大于10% B.等于10% C.小于10% D.無(wú)法確定 答案：A