第六章化学反应速率化学平衡。
第二节化学平衡(第一课时)
教学目标】建立化学平衡的观点。
教学重点与难点】
化学平衡观点的建立和特征。
教学导入】引言]在化不学研究和化工生产中,只考虑化学反应速率是不够的,还需要考虑化学反应所能达到的最大限度。例如,在合成氨的工业中,除了需要考虑使n2和h2尽可能快地转变为nh3外,还需要考虑使n2和h2尽可能考虑多地转变为nh3,这就涉及到化学反应进行的程度问题---化学平衡。化学平衡主要是研究可逆反应规律的,如反应进行的程度以及各种条件对反应进行程度的影响等。
分析]一定温度下,当把适量蔗糖晶体溶解在水里时,一方面,蔗糖分子不断离开蔗糖表面扩散到水里去;另一方面,溶解在水里的蔗糖分子不断地在未溶液的蔗糖表面聚集为晶体,当这两个相反过程的速率相等时,蔗糖的溶解达到最大限度,形成蔗糖的饱和溶液。此时,我们说达到溶解平衡状态。在溶解平衡状态,溶解和结晶过程并没有停止,只是速率相等罢了,因此,溶解平衡状态是一种动态平衡状态。
教学流程】板书]化学平衡。
分析]800℃下,容积为1l的密闭容器里,在有催化剂存在条件下发生的可逆反应:
板书]co+h2o(g) co2+h2
分析](1)t=0时,v(co)=v(h2o)=最大值,v(co2)=v(h2)=0,随着反应的进行,正反应速率(v(co)或v(h2o))不断减小,逆反应速率(v(co2)或v(h2))不断增大。当反应进行到一定程度,v(co)= v’(co) ≠0;v(h2o)= v’(h2o) ≠0;v(co2)= v’(co2) ≠0;v(h2)= v’(h2)≠0,反应达到平衡状态。此时n(co)= n(h2o)= n(co2)= n(co2)=0.
005mol,反应混合物中co、h2o、co2、h2的物质的量分数均为1/4。
2)t=0时,v(co2)=v(h2) =最大值, v(co)=v(h2o)=0,随着反应的进行,正反应速率(v(co2)或v(h2))不断减小,逆反应速率(v(co)或v(h2o))不断增大。当反应进行到一定程度,v(co)= v’(co) ≠0;v(h2o)= v’(h2o) ≠0;v(co2)= v’(co2) ≠0;v(h2)= v’(h2)≠0,,反应达到平衡状态。此时n(co)= n(h2o)= n(co2)= n(co2)=0.
005mol,反应混合物中co、h2o、co2、h2的物质的量分数也均为1/4。
因为(3)状态下,最终达到平衡时,各物质的物质的量与(1)、(2)一样,所以可认为,(1)、(2)、(3)是等效的,即它们是等效平衡。它们要满足的条件是:反应前后元素的种类不变,原子的物质的量比不变(等温等压条件下,c、h、o原子的物质的量不变。
)平衡状态相同,各组分的浓度保持不变。故有:
3)当0≤x≤0.01时,各物质的起始物质的量有许多种组合,在相同条件下达到平衡时,得到与(1)和(2)相同的平衡,(1)和(2)只不过是(3)的一种特殊情况。
讲解]不论该反应从什么状态开始,要达到相同的平衡状态,起始状态有多种。当反应达到平衡状态时,正反应和逆反应都仍在进行,只是由于在同一瞬间,正反应生成co2和h2分子数和逆反应所消耗的co2和h2的分子数相等,亦即正逆反应速率相等。因此反应混合物中各组分的浓度不变。
由此可见,化学平衡是一种动态平衡。
重点指出]反应物和生成物的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数比,与反应是否达到平衡没有关系。因此,不要把这点做为化学平衡状态的标志!化学平衡状态的标志是:
每一种物质的正反应速率等于它的逆反应速率;反应混合物中各组分的浓度保持不变状态(当然它们的物质的量之比也是不变的)。
板书]化学平衡状态是指一定条件下的可逆反应,正、逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
举例]可逆反应2so2+o2 2so3 达到化学平衡状态时,v(so2)= v’(so2),v(o2)=v’(o2),v(so3)=v’(so3),由这些等式还可变化出许多关系式。但要注意,当v(so2)=2v(o2)时,并不能说明该反应已达化学平衡状态!虽然化学平衡状态时这一等式成立。
讨论]高炉炼铁fe2o3+3co2fe+2co2反应是一个可逆的反应。在19世纪后期,人们发现高炉炼铁所排出的高炉气中含有相当量的co,有的工程师认为,这是由于co和铁矿石的接触时间不够长所造成的,于是在英国耗费了大量资金建造了一个高大的炼铁高炉,以增加co和铁矿石的接触时间。可是后来发现,用这个高炉炼铁,所排出的高炉气中co的含量并没有减少。
试用化学平衡的理论来分析,为什么用增加高炉高度的办法不能减少炼铁高炉co的含量?
在一定条件下的可逆反应达到平衡后,反应混合物中各组分的浓度保持不变,因此,co的浓度不会因高炉的增大增高而发生改变,高炉气中co的含量当然不会减少。)
课后练习]
1.可以说明密闭容器中可逆反应p +q r + s 在恒温下已达平衡的是( b )
a.容器内压强不随时间变化和s生成速率相等。
和s的生成速率相等的物质的量相等。
2.在1大气压390℃时,可逆反应:2no2 2no+o2达到平衡,此时平衡混合气体的密度是相同条件下h2密度的19.6倍,求no2的分解率。(答:34.6%)
课后反思]
化学平衡 第一课时
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化学平衡第一课时
第三节化学平衡 第一课时 学案 教学目标。1 建立化学平衡的观点,并通过分析化学平衡的建立,增强归纳和形象思维能力。2 理解化学平衡的特征,从而树立对立统一的辩证唯物主义观点。一 可逆反应与不可逆反应 阅读教材25页理解可逆反应的概念 1 可逆反应的概念 在相同条件下下,同时向正 逆两个方向进行的化...
化学平衡第一课时说课稿
选修4 第二章第三节化学平衡第一课时说课稿。1 教材。化学反应的限度在化学必修2中地51页已经涉及,本节教材是在更进一步的拓展化学反应的限度 是化学平衡移动及影响化学平衡移动的因素等知识的基础 教材编排的指导思想是从学生熟悉的一个内容出大引领学生进行思考,充分利用学生的 最近发展区 培养学生的理解对...