1、高中化学导学案选修 4第二章 化学反应速率和化学平衡 29 第二章 化学反应速率和化学平衡第一节 化学反应速率(1 课时)1、了解化学反应速率的涵义。 2、理解化学反应速率的表达式及其简单计算。 (学习重点)3、会设计实验测定某些化学反应的速率。【相关知识点的回顾】在化学必修 2 中,我们已经了解了化学反应速率的概念了,你还能记得化学反应速率是如何表示的吗?其单位是什么?【预学能掌握的内容】一、 化学反应速率1、涵义:化学反应速率是用来衡量化学反应 的物理量,用 来表示。 2、表示方法:在容积不变的反应器中,通常用 来表示。 (1)数学表达式: (2)单位: 、 。3、理解化学反应速率的表示方
2、法时应注意的几个问题:(1)一般来说,化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢。因此,某一段时间内的反应速率,是平均速率,而不是指瞬时速率。(2)无论浓度的变化是增加还是减少,一般都取正值,所以化学反应速率一般为正值。(3)由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。 (4)对于同一个反应来说,用不同的物质来表示该反应的速率时,其数值不同,但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。因此,表示化学反应速率时,必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。高中化学导学案选修 4 30 第二章 化学反 应速率和化学平衡 二、化学反应速率的
3、简单计算完成如下填空:密闭容器中,合成氨反应 N2 + 3H2 2NH3起始浓度(mol/L) 8 20 05min 后(mol/L) 6 浓度变化(mol/L) 则 v(N 2)= = ;tcv(H 2)= = ;v(NH 3)= = 。tc由以上可知 v(N 2): v (H 2 ): v(NH 3)= 。【预学中的疑难问题】一、化学反应速率的表示方法及简单计算交流展示小组成员互查课前预习完成情况,讨论、交流课本 P17“学与问”并积极展示。合 作 探 究 (1)对于反应 A2+3B2=2AB3 来说,下列速率表示该反应最快的是 ,最慢的是 ,快慢程度相同的是 。Av(A 2)=0.6mo
4、l/(Ls) Bv(B 2)=2.6mol/(Lmin)Cv(AB 3)=12mol/(Lmin) D v(A2)=6mol/(Lmin)(2)通过上述探究,你认为比较化学反应速率大小时要注意什么?课 堂 练 习 高中化学导学案选修 4第二章 化学反应速率和化学平衡 31 (1)向 2L 的密闭容器(内有催化剂)充入 2mol 的 SO2 和 1molO2,经 2s,测得容器内有 1mol 的 SO3,则该反应的速率可怎样表示?(2)某温度时,右图中曲线 X,Y,Z 是在 2L 容器中 X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线。由图中数据分析,该反应的化学方程式为 ;反应从开始计时,2
5、分钟内 Z 的平均反应速率为_ 。(3)将等物质的量的 A、B 混合于 2L 的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) = nC(g)+2D(g) ,经 5min 后,测得 D 的浓度为 0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,用 C 表示的平均反应速率为 0.1mol/(Lmin)。试求:此时 A 的浓度及反应开始前容器中 A、B 的物质的量;B 的平均反应速率;n 的值。二、化学反应速率的测定实验探究化学反应的速率是通过实验测定的。合作完成课本 P18“实验 21”,思考、交流如下问题:(1)你能给本实验起个名称吗?(2)观察课本 P18“图 21”,你能列举本实验所需的仪器
6、吗?(3)本实验主要测量的数据是什么?高中化学导学案选修 4 32 第二章 化学反 应速率和化学平衡 (4)你注意到课本 P18 表格中 “反应速率”下的单位了吗?它与我们前面所述化学反应速率的单位一样吗?你如何理解?(5)课本 P18“学与问” :你还可根据反应速率相关量的哪些变化来测定该反应的反应速率?备注:本实验的注射器装置也可用右图量气装置代替。及时总结自主总结本课时主要内容并积极展示。【基础达标】1、温度为 500时,反应 4NH3+5O2= 4NO+6H2O 在 5L 的密闭容器中进行,半分钟后 NO 的物质的量增加了 0.3mol,则此反应的平均速率 v(x)为( )Av(O 2
7、)= 0.01mol/(Ls) Bv(NO )= 0.08mol/ (Ls)Cv(H 2O)= 0.003mol/(Ls ) Dv(NH 3)= 0.002mol/(Ls )2、铝与稀硫酸的反应中,已知 10s 末硫酸的浓度减少了 0.6 mol/L,若不考虑反应过程中溶液体积的变化,则 10s 内生成硫酸铝的平均反应速率是( )A 0.02 mol/(Lmin) B1.8mol/(Lmin) C1.2 mol/(Lmin) D 0.18 mol/(Lmin)【能力提升】*3、如图表示 800 时 A、B、C 三种气体物质的浓度随时间变化的情况。试回答:(1)该反应的反应物是_。(2)该反应的
8、化学方程式为: _。高中化学导学案选修 4第二章 化学反应速率和化学平衡 33 (3)若 t2,用 A 物质表示的平均反应速率为 。第二节 影响化学反应速率的因素(第 1 课时 浓度、压强对反应速率的影响)1、初步理解浓度、压强等条件对化学反应速率的影响,并能运用有效碰撞和活化分子理论来解释浓度、压强等条件对化学反应速率的影响。 (学习重点) 2、体会实验在形成化学结论中的重要作用。 3、学会准确运用知识解决具体问题,培养分析解决问题能力。【相关知识点的回顾】1、一个反应要发生一般要经历如下过程:2、相关化学反应速率与有效碰撞的结论:(1)某一化学反应速率的大小与单位时间内有效碰撞的次数成正比
9、;(2)有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子数多少成正比。3、结合生活实践与已经掌握的知识,你能例举有哪些因素对化学反应速率产生影响?【预学能掌握的内容】在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相当)的下列金属与足量同浓度的盐酸反应,反应速率最快的是( )A铁 B镁 C铝 D钠由此可见,参与反应的物质本性是决定反应速率的主要因素,是内因。而外界条件的改变也可以影响化学反应速率,是外因。一、 浓度对化学反应速率的影响:1、结论:当其它条件不变时,增加反应物的浓度,可以 反应的速率。2、解释:当增加反应物的浓度时,单位体积内分子的数量 ,活化分子百分数 ,有效碰撞的频率 ,导致反应速率增大。普
10、通分子活化分子有效碰撞新分子活化能 合理取向 的碰撞能量高中化学导学案选修 4 34 第二章 化学反 应速率和化学平衡 3、注意事项:(1)一个反应的速率主要取决于 的浓度,与 的浓度关系不大(填“反应物”或“产物” ) 。(2)对于可逆反应 aA +bB cC + dD 来说,正反应的速率只取决于 两种物质的浓度,与 两种物质的浓度关系不大。而逆反应的速率只取决于 两种物质的浓度,与 两种物质的浓度关系不大。增加 A或 B 的浓度只可以使 反应的速率增大,不会影响 反应的速率。(3)固体和纯液体的浓度是一个常数,所以增加这些物质的量,不会影响反应的速率。二、压强对化学反应速率的影响1、结论:
11、对于有气体参加的反应来说,当温度一定时,增大体系的压强,反应速率会 。2、解释:对于有气体参加的反应来说,当温度一定时,体系的压强增大(减少容器体积) ,单位体积内分子的数量 ,活化分子百分数 ,单位体积内活化分子的数量 ,有效碰撞的频率 ,导致反应速率增大。3、注意事项:(1)如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时,由于改变压强对它们的体积改变很小,因而它们的浓度改变也很小,可以认为压强与它们的反应速率无关。(2)压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强对反应速率的影响时,应最终落实到浓度上,将压强问题转化为浓度问题。(3)对于那些反应物和生成物都有气体参加的可逆反
12、应来说,增大体系的压强,反应物和生成物的浓度都增加,所以,正反应的速率和逆反应的速率都增大。 (其中气体分子数减小方向的反应速率受压强影响更大。 )【预学中的疑难问题】一、浓度对反应速率的影响 交流展示 1观察课本 P20“实验 2 2”,说明浓度对化学反应速率是如何影响的?并高中化学导学案选修 4第二章 化学反应速率和化学平衡 35 用有效碰撞模型进行解释?思考交流(1)Fe 和稀硫酸反应制取氢气,为加快反应速率,改用浓硫酸,是否可行?(2)Cu 和稀硝酸反应制取 NO,为加快反应速率,改用浓硝酸,是否可行?(3)与同浓度和同体积的盐酸反应制取氢气,用 4g 锌比用 2g 锌反应就一定快吗?
13、如何理解?合作练习(1)下列四种 X 溶液,分别放入盛有 10mL2mol/LHCl 烧杯中,加水稀释至 50mL,X 和 HCl 缓慢进行反应,其中反应速率最大的是 ( )A20mL3mol/LX 溶液 B20mL2mol/LX 溶液 C10mL4mol/LX 溶液 D10mL2mol/LX 溶液(2) (多选)一定条件下,在 CaCO3(块状)+2HCl=CaCl 2+H2O+CO2 反应中,为了加快反应的速率,下列方法可行的是( )A增加 HCl 的浓度 B加水 C增加同浓度盐酸的量 D改加 CaCO3 粉末 二、压强对反应速率的影响 交流展示 2阅读课本 P21 一、二自然段思考并交流
14、如下问题:(1)一定温度下,一定质量气体的体积与其所受的压强有何关系?(2)增大压强就一定会使化学反应速率加快吗?高中化学导学案选修 4 36 第二章 化学反 应速率和化学平衡 (3)如何理解压强对化学反应速率的影响?交流讨论在密闭容器进行反应:N 2 + 3H2 2NH3 中,当其他外界条件不变时:(1)减小体系压强,该反应的速率怎么变化?为什么?(2)保持体系容积不变,充入 N2,反应的速率怎么变化?为什么? (3)保持体系容积不变,充入 He,反应的速率怎么变化?为什么?(4)保持体系压强不变,充入 He,反应的速率怎么变化?为什么?归纳小结(1)恒压时(即体积可变的容器) ,增大压强体
15、积缩小浓度增大反应速率增大。(2)恒容时,充入气体反应物浓度增大反应速率增大。(3)恒容时,充入稀有气体(或非反应气体)压强增大、体积不变浓度不变反应速率不变。(4)恒压时,充入稀有气体(或非反应气体)体积增大浓度减小反应速率减小。课堂练习(1) (多选)反应 C(s)H 2O(g)=CO(g)H 2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( ) A增加 C 的量B将容器的体积缩小一半C保持体积不变,充入 N2 使体系压强增大D保持压强不变,充入 N2 使容器体积变大(2)(多选)对于反应 N2(g)O 2(g) 2NO(g),在密闭容器中进行,下列哪些条件
16、能加快该反应的速率( )A缩小体积使压强增大 B体积不变充入 N2 使压强增高中化学导学案选修 4第二章 化学反应速率和化学平衡 37 大C体积不变充入 He 气使压强增大 D压强不变充入 N2 使体积增大及时总结自主总结本课时主要内容并积极展示。【基础达标】1、100 mL 6 molL1 的硫酸跟过量锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应速率,但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的( )硫酸钠固体 水 硫酸钾溶液 硝酸钾溶液A B C D2、 在 C(固)+CO 2(气)=2CO(气) 的反应中。现采取下列措施:(1)增大压强 ; (2)增加碳的量;(3)通入 CO2; (4)恒容
17、下充入 N2;(5)恒压下充入 N2 。哪些措施能够使反应速率增大?为什么?第二节 影响化学反应速率的因素(第 2 课时 温度、催化剂对反应速率的影响)1、 理解温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响,并能运用有效碰撞和活化分子理论来解释温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。 (学习重点)2、初步学会设计实验验证有关实验结论。3、提高识图析图能力,培养从图像中挖掘化学信息的能力。高中化学导学案选修 4 38 第二章 化学反 应速率和化学平衡 【预学能掌握的内容】三、温度对化学反应速率的影响 1、结论:当其它条件不变时,升高温度,反应的速率 ;降低温度,反应的速率 。 2、解释:升高温度,活化
18、分子百分数 ,有效碰撞的频率 ,导致反应速率增大。3、注意事项:(1)一般地,温度每升高 10,化学反应速率变成原来的 24 倍。(2)对于可逆反应来说,升高体系的温度,反应物和生成物中的活化分子数都增加,所以,正反应的速率和逆反应的速率都增大。 (其中吸热方向的反应速率受温度影响更大。 )四、催化剂对化学反应速率的影响1、结论:当其它条件不变时,使用应催化剂,反应的速率 。2、解释:当温度和反应物浓度一定时,使用催化剂可使反应途径发生改变,从而 了反应的活化能,使得活化分子的百分比 ,因此活化分子的数目 ,有效碰撞频率 ,故化学反应速率加大。3、注意事项:(1)催化剂改变化学反应速率的原因仅
19、仅是改变始态到终态的途径,不改变反应的结果。(2)对可逆反应,催化剂使正、逆反应速率都加快,且加快的程度相同。归纳总结:温度、固体的表面积(颗粒大小) 、反应物的状态、溶液的浓度、催化剂、压强、光辐照、电磁波、超声波、高速研磨、构成原电池等所有能向反应体系输入能量,增加有效碰撞机会的方法,都可以影响化学反应的速率。人们可以通过这些因素来调控化学反应速率,提高那些对人类有利的反应速率,降低那些对人类反应不利的反应速率。 【预学中的疑难问题】高中化学导学案选修 4第二章 化学反应速率和化学平衡 39 三、温度对反应速率的影响 交流展示 1观察课本 P21“实验 2 3”,说明温度对化学反应速率是如
20、何影响的?并用有效碰撞模型进行解释?合作探究 1结合上述实验讨论,小组合作完成课本 P21“科学探究”表格填写,重点讨论表格中“试剂加入顺序及理由” 。交流讨论右图为将 Zn 投入一定浓度一定体积的 H2SO4中反应速率变化情况(纵坐标为 H2 的生成速率) ,你能解释图象中的反应速率变化原因吗? 四、催化剂对化学反应速率的影响交流展示 2观察课本 P22“实验 2 4”,说明催化剂对化学反应速率是如何影响的?并用有效碰撞模型进行解释?合 作 探 究 2小组合作完成课本 P23“科学探究” ,理解实验结论。归纳总结v(H 2)t1 时间高中化学导学案选修 4 40 第二章 化学反 应速率和化学
21、平衡 活化能单位体积分子总数活化分子百分数单位体积活化分子总数有效碰撞次数反应速率增加反应物的浓度增大压强(V)升高温度使用催化剂相互关系 单位体积活化分子数=单位体积分子总数 活化分子百分数课堂练习(1) 不能使反应 Fe+2HCl=FeCl2+H2 速率加快的是( )A加热 B将铁片改为铁粉 C通入 HCl 气体 D少许 CuSO4 粉末 E将稀盐酸改为浓硫酸(2)下表中是各组反应的反应物和反应温度,反应刚开始时,放出 H2 速率最快的是( )编号 金属(粉末状) (mol) 酸的浓度及体积 反应温度)A Mg,0.1 6 molL-1 硝酸 10mL 60B Mg,0.1 3 molL-
22、1 盐酸 10mL 60C Fe,0.1 3 molL-1L 盐酸 10mL 60D Mg,0.1 3 molL-1 硫酸 10mL 60(3)对于反应 M+NP ,如果温率每升高 10,化学反应速率增加到原来的 3 倍,在 10时,完成反应 10%需 81 分钟,将温率提高到 30,完成反应的 10%,需要的时间为 分钟。【基础达标】1、一般都能使反应速率加快的方法是( ) 升温;改变生成物浓度;增加反应物浓度;加压A B C D 2、NO 和 CO 都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓慢地起反应生成氮气和二变 化结果条 件变 化高中化学导学案选修 4第二章 化学反应速率和化学平衡 41 氧化
23、碳气体:2NO+2CO=N 2+2CO2对此反应,下列叙述正确的是( )A使用催化剂能加快反应速率 B改变压强对反应速率没有影响C冬天气温低,反应速率降低,对人体危害更大D无论外界条件怎样改变,均对此化学反应的速率无影响3、纳米是长度单位,1 纳米等于 1109m,物质的颗粒达到纳米级时,具有特殊的性质。例如将单质铜制成“纳米铜”时,具有非常强的化学活性,在空气中可以燃烧。下列对“纳米铜”的有关叙述正确的是( )A常温下“纳米铜”比铜片的金属性强,反应时反应速率快B常温下 “纳米铜”比铜片更易失电子,反应时反应速率快C常温下 “纳米铜”与铜片的还原性相同D “纳米铜”颗粒更细小,化学反应时接触
24、面大,所以反应速率快。4、把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生 H2 的速 率可由如右图表示,在下列因素中,盐酸的浓度,镁条的表面积, 溶液的温度,氯离子的浓度,影响反应速率的因素是( ) 。A B C D【能力提升】*5、在锌与某浓度的盐酸反应的实验中,一个学生得到下面的结果:锌的质量(g) 锌的形状 温度()溶解于酸花的时间(s )A 2 薄片 5 400B 2 薄片 15 200C 2 薄片 25 100D 2 薄片 35 50E 2 薄片 45 25F 2 粉末 15 5利用从 A 到 F 的结果:(1)画一幅以时间对温度的曲线图(纵轴表示时间,横轴表示温度) 。高中化学导学案选修
25、4 42 第二章 化学反 应速率和化学平衡 (2)利用你所画成的曲线图,你能得出关于温度影响反应速率的什么结论?(3)20时,2g 锌箔溶解于酸中需花多长时间?(4)对比结果 B 与 F,解释结果 F 为什么那么快?*6、l mol MnO2 粉末加入 50mL 过氧化氢的溶液里 (=1 .1gmL1) ,在标准状况下,放出气体的体积 y 和时间 t 的关系曲线如图所示。(1)实验时放出气体总体积是_。(2)放出一半气体所需的时间约为_。(3)A、B、C 、D 各点反应速率快慢的顺序是_。(4)过氧化氢溶液的初始物质的量浓度为_。高中化学导学案选修 4第二章 化学反应速率和化学平衡 43 第三
26、节 化学平衡(第 1 课时 化学平衡建立)1、了解溶解平衡的存在及其特点。2、了解可逆反应及其特点;能描述化学平衡建立的过程,理解化学平衡状态的特征,初步学会正确判断一个反应是否达到平衡。 (学习重点)【相关知识点的回顾】在炼铁高炉中发生的主要反应是: Fe2O3+3CO 2Fe+3CO219 世纪人们就已经注意到高炉尾气中含有大量 CO,曾推测 CO 不被完全利用是 CO 与矿石接触时间不够所致,于是设法把炉子修得更高,然而高炉尾气中的 CO 并未因此而减少。请对此作出合理的解释。【预学能掌握的内容】一、可逆反应与不可逆反应1、概念: 同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进
27、行的化学反应称为可逆反应。 (注意“两同” 。 )正反应:从左向右; 逆反应:由右向左。2、可逆反应的重要特征:反应不能进行完全(存在一定限度) 。思考:在一密闭容器中通入 2mol SO2 和 1mol18O2(加入 V2O5 并加热) ,若隔一段时间后做同位素示踪检测原子,在哪些物质中存在 18O 原子?经过足够长的时间,最终能否得到 2molSO2 ? 3、正反应速率和逆反应速率:对于可逆反应:N 2+3H2 2NH3正反应速率是指 的消耗速率或 的生成速率;逆反应速率是指 的消耗速率或 的生成速率。高中化学导学案选修 4 44 第二章 化学反 应速率和化学平衡 二、化学平衡状态1、化学
28、平衡的概念:在一定条件下,可逆反应进行到一定的程度时,正反应速率与逆反应速率相等,化学反应进行到最大限度,反应物和生成物的浓度不再发生变化,反应混合物处于化学平衡状态,简称化学平衡。(1)化学平衡建立的前提: 。(2)化学平衡建立的实质: 。(3)化学平衡建立的标志: 。2、化学平衡的特征:(1)逆: ;(2)等: ;(3)定: ;(4)动: ;(5)变: ;(6)同: 。【预学中的疑难问题】一、溶解平衡交流展示(1)常温下,将一个 2g 重的缺角不规则蔗糖晶体用细线悬吊在饱和蔗糖溶液中长时间放置,我们可以看到晶体变得规则完整了,将其取出,用滤纸吸干表面水分,称重,发现质量基本不变。此事实说明
29、了什么结论?(2)若想让上述蔗糖晶体质量减轻,你有哪些办法?(3)由此讨论,你对初中学习过的“饱和溶液”有何新的认识?高中化学导学案选修 4第二章 化学反应速率和化学平衡 45 催化剂高温二、化学平衡状态1、化学平衡状态的建立思考交流经科学实验知,将 0.1 mol CO 与 0.1 mol H2O(g)通入容积为 1L 的密闭容器中,在催化剂存在的条件下加热到 800,发生反应: CO+H2O(g) CO2+H2若保持反应条件不变,讨论如下问题:(1)反应刚开始时,反应物和生成物的浓度大小如何?正反应速率和逆反应速率大小如何?(2)反应进行过程中,反应物的浓度如何变化?正反应速率的大小如何变
30、化?生成物的浓度如何变化?逆反应速率的大小如何变化?(3)以 CO 为例,正反应速率和逆反应速率分别指什么?肯定最终有一时刻,正反应速率和逆反应速率会相等,此时,CO 的浓度如何变化?其它物质浓度呢?此状态下,化学反应是否停止了?(4)在直角坐标系中用图像表示出 v(正) 、v (逆)的变化与反应时间变化的关系。(5)假设上述条件下,反应达到平衡时,CO 的转化率为 60%,请计算各物质此时的浓度是多少?反应速率时间0高中化学导学案选修 4 46 第二章 化学反 应速率和化学平衡 (6)如果不是从 CO 和 H2O(g)开始反应,而是各取 0.1 mol CO2 与 0.1 mol H2,以相
31、同的条件进行反应,也能达到上述状态吗?2、化学平衡的特征与判断思考讨论如何判断一个可逆反应是否达到平衡状态?典例解析例 1、下列哪个说法可以证明反应 N2+3H2 2NH3 已达到平衡状态( ) A1 个 NN 键断裂的同时,有 3 个 HH 键断裂 B1 个 NN 键断裂的同时,有 6 个 NH 键断裂CN 2 的生成速率与 H2 的消耗速率相等D单位时间内生成 n molN2 的同时,生成 3n mol3H2例 2、可逆反应 2NO2 2NO+O2 在体积固定的密闭容器中达到平衡状态的标志是( )单位时间内生成 n molO2 同时生成 2n mol NO2单位时间内生成 n molO2
32、同时生成 2n mol NO用 NO2、NO、O 2 表示的反应速率的比为 2:2:1 的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A BC D达到平衡的标志:以 mA(g)+nB(g) pC(g)为例直接标志:速率关系:正反应速率与逆反应速率相等:A 消耗速率与 A 的生成速率相等,A 的消耗速率与 C 的消耗速率之比等于 m :p,B生成速率与 C 的生成速率之比等于 n :p。各物质的百分含量保持不变。间接标志:混合气体的 总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变。(注:m+np)各物质的浓 度不
33、随时间 的改变而改变。各物质 的物质的量不随 时间的改变而改变。各气体的体 积、各气体的分压不随时间的改变而改变。知识拓展高中化学导学案选修 4第二章 化学反应速率和化学平衡 47 课堂练习 (1)下列说法中可以充分说明反应: P(g)+Q(g) R(g)+S(g) ,在恒温下已达平衡状态的是( ) A反应容器内总物质的量不随时间而变化 BP、Q、R、S 的物质的量相等 C反应容器内总压强不随时间而变化 DP 和 S 生成速率相等(2)对于恒容密闭容器中发生的可逆反应 N2(g) 3H2(g) 2NH3(g) H v(逆) ,平衡向正反应方向移动;(2)若 v(正) 0 达平衡后,升高温度降低
34、温度 降低温度 高中化学导学案选修 4第二章 化学反应速率和化学平衡 53 课堂练习已知氨水中存在如下平衡:NH3+H2O NH3H2O NH4+OH,(1)向氨水中加入 MgCl2 固体,平衡如何移动?溶液中 OH和 NH4+ 浓度如何变化?(2)向氨水中加入浓盐酸,平衡如何移动?此时溶液中浓度减小的粒子有哪些?(3)实验室中向浓氨水中加入生石灰为什么能快速制取少量氨气?及时总结自主总结本课时主要内容并积极展示。【基础达标】1、FeCl 2 溶液呈浅绿色,其中存在着下列平衡:Fe2+2H2O Fe(OH)2+2H+ 往该溶液中滴加盐酸,发生的变化是( )A平衡向逆反应方向移动 B平衡向正反应
35、方向移动C溶液由浅绿色变成黄色 D溶液的颜色逐渐变浅 1、2、在 HNO2 溶液中存在如下平衡:HNO 2 H+NO2 ,向该溶液中加入少量的下列物质后,一定能使电离平衡向右移动的是( )ANaOH 溶液 B硫酸溶液CNaNO 2 溶液 DNaHSO 4 溶液【能力提升】3、在密闭玻璃容器中,注满 NO2 气体,存在下列平衡:高中化学导学案选修 4 54 第二章 化学反 应速率和化学平衡 2NO 2(g) N2O4 (g) H0常温下把此容器置于 100沸水中,下列性质不会改变的是( ) 颜色 平均摩尔质量 质量 压强 密度A B C D*4、五氧化二氮是白色固体,熔点为 30,升温时易液化和
36、汽化,并发生以下两个相互联系的反应:N 2O5(g) N2O3(g)+O2(g) N 2O3(g) N2O(g)+O2(g)在 0.5L 密闭容器中,将 2.5 mol N2O5 加热汽化,并按上述 两式分解,在某温度下达到平衡,测得 O2 的平衡浓度为 4.4 molL1,N 2O3 的平衡浓度为 1.6molL1,则下列各项判断正确的是 ( )AN 2O5 的平衡浓度为 3.0 molL1 BN 2O5 的转化率为 80%CN 2O 的平衡浓度为 4.4 molL1 DN 2O 的平衡浓度为 1.4 molL1第三节 化学平衡(第 3 课时 压强和催化剂对化学平衡的影响)1、通过实例分析探
37、究,理解压强、催化剂对化学平衡的影响。 (学习重点)2、归纳影响化学平衡的因素并能利用勒夏特列原理加以解释。 (学习重点)3、 认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。【相关知识点的回顾】高中化学导学案选修 4第二章 化学反应速率和化学平衡 55 对于可逆反应 N2(g)3H 2(g) 2NH3(g) H0,(1)增加体系压强,正反应速率和逆反应速率如何变化?(2)使用催化剂,正反应速率和逆反应速率如何变化?【预学能掌握的内容】四、外界条件对化学平衡的影响3、压强对化学平衡的影响(1)结论:在其他条件不变时,对于气体分子数有变化的可逆反应:增大压强,平衡向气体分
38、子数减少的反应方向移动,减小压强,平衡向气体分子数增加的反应方向移动。(2)注意:压强的改变对化学平衡的影响只针对有气体参加且气体体积在反应前后有变化的平衡体系。增大压强无论平衡如何移动,新平衡状态里的速率一定大于原平衡状态的速率;减小压强无论平衡如何移动,新平衡状态里的速率一定小于原平衡状态的速率。稀有气体或与反应无关的气体加入平衡体系对化学平衡的影响,要具体分析平衡物质的浓度是否变化。如果恒温、恒容时充入稀有气体,平衡_;如果恒温、恒压时充入稀有气体,平衡_。4、催化剂对化学平衡的影响由于催化剂能 地增加正反应速率和逆反应速率,在速率改变过程中,始终保持着 。所以不会使化学平衡移动,但使用
39、催化剂可改变达到平衡所需的 。5、勒夏特列原理:(1)对于浓度、压强、温度对化学平衡的影响, 国化学家勒夏特列概括出一条经验,被称为平衡移动的原理,也叫勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强、温度)平衡就向能够 这种改变的方向移动。(2)理解:只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向;仅使用勒夏特列原理于已达平衡的反应体系,对不可逆过程或未达到平高中化学导学案选修 4 56 第二章 化学反 应速率和化学平衡 衡的过程的可逆反应均不能使用勒夏特列原理;“减弱影响”不等于“消除影响” ;勒夏特列原理不仅适用于化学平衡,也适用于其他平衡体系,如溶解平衡、电离平衡、水解平
40、衡等。但它不能解决反应速率的快慢问题。【预学中的疑难问题】四、外界条件对化学平衡的影响 3、压强对化学平衡的影响阅读思考对于有气体参加的可逆反应来说,气体的压强改变,也能引起化学平衡的移动。对于,在反 应中 3H2(g)+N2(g) 2NH3(g) ,在反应中 1 体积的 N2 与 3 体积的 H2 反应生成 2 体积的 NH3,即反应前后气态物 质的总体积发生了变化,反应后气体总体积减少了。下表列入的是 450时,N 2 与 H2 反应生成 NH3 的实验数据。压强 /MPa 1 5 10 30 60 100NH3/% 2.0 9.2 16.4 35.5 53.6 69.4由上表实验数据可以
41、算出:对反应前后气体总体积发生变化的化学反应,在其他条件不变的情况下,增大 压强,会使化学平衡向着 移动。减小压强,会使化学平衡向着 移动。对于有些可逆反应里,反应前后气态物质的总体积没有发生变化,如:2HI(g) H2(g)+I2(g)在这种情况下,增大或减小压强都不能使化学平衡移动。高中化学导学案选修 4第二章 化学反应速率和化学平衡 57 固态物质或液态物质的体积,受压强的影响很小,可以忽略不计。因此,如果平衡混合物都是固体或液体 ,可以认为改变压强不能使化学平衡移 动。图解规律(1)示例:已知改变压强对气体分子数增多的方向反应速率影响的幅度较大。对于可逆反应 aA (g) + bB(g
42、) cC (g) ,若 a+bc ,即反应前气体体积大于反应后气体体积,用 vt 图表示化学平衡的移动可作图如下:(2)练习:尝试用 vt 图分析:(注意图像的特征)反应 3H2(g)+N2(g) 2NH3(g), 反应 2HI(g) H2(g)+I2(g) ,达平衡后,增大压强 v t 图 达平衡后,减小压强 vt 图合作探究 1对于化学平衡体系 3H2(g)+N2(g) 2NH3(g) H0,(1)如果在恒温恒容下加入 N2,平衡向 移动;如果在恒温恒容下加入氨气呢?加入氩气又怎么样呢?(2)如果恒温恒压充入氦气呢?高中化学导学案选修 4 58 第二章 化学反 应速率和化学平衡 (3)如果
43、需要增加氢气的转化率,可以有哪些办法?(4)如果增大压强,正反应速率 ,逆反应速率 ,氮气的转化率 。课堂练习(1)下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是否移动?向哪个方向移动?2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) H2O(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g) H2O(g) + C(s) CO(g) + H2(g) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) H2S(g) H2(g) + S(s)(2)对于任何一个平衡体系,采用以下措施,一定会使平衡移动的是( )A加入一种反应物 B升高温度C对平衡体系增加压强 D使用催化剂4、催化剂对化学平衡的影响 思 考 交 流 催化剂对化学平衡的影响可用如下图示分析,你能从中得出什么结论?v(正)v(逆)v(正)v(逆)vt