2019-2020年高中化學 2.3《影響化學平衡的條件》第三課時教案 大綱人教版.doc
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2019-2020年高中化學 2.3《影響化學平衡的條件》第三課時教案 大綱人教版 ［復習引入新課］前兩節(jié)課我們學習了外界條件對化學平衡的影響，請同學們想一想哪些條件的改變能引起平衡移動？ ［生］濃度、溫度、壓強。 ［師］還記得這些條件改變時，平衡是如何移動的嗎？請同學們根據前兩節(jié)課我們所學的知識填寫下表。 ［投影］ 影響化學平衡的條件 化學平衡移動方向 平衡移動結果 濃度 增大反應物濃度 ] 減小生成物濃度 減小反應物濃度 增大生成物濃度 壓強 增大壓強 減小壓強 溫度 升高溫度 降低溫度 ［啟發(fā)］①增大反應物濃度或減小生成物濃度引起平衡移動時，反應物和生成物的濃度如何改變？減小反應物濃度或增大生成物濃度呢？②增大壓強平衡移動后，體系的壓強如何變化？③升高溫度引起平衡移動后，體系溫度有何變化？ （學生邊回答邊填寫上表，最后得出以下結論） ［投影］ 影響化學平衡的條件 化學平衡移動方向 平衡移動結果 濃度 增大反應物濃度 向正反應方向移動 使反應物濃度減小 使生成物濃度增大 減小生成物濃度 向正反應方向移動 減小反應物濃度 向逆反應方向移動 使反應物濃度增大 使生成物濃度減小 增大生成物濃度 向逆反應方向移動 壓強 增大壓強 向氣體體積縮小方向移動 使壓強減小 減小壓強 向氣體體積擴大方向移動 使壓強增大 溫度 升高溫度 向吸熱反應方向移動 使溫度降低 降低溫度 向放熱反應方向移動 使溫度升高 ［師］從上表我們可以看出，增大反應物濃度時，反應體系會通過平衡移動使反應物的濃度減小；減小反應物濃度，會通過平衡移動使反應物的濃度增大；增大壓強或升高溫度時，會通過平衡移動使體系壓強減小或溫度降低；而減小壓強或降低溫度時，反應體系又會通過平衡移動使體系壓強增大或溫度升高?？梢娀瘜W平衡有自我調節(jié)能力，總是力求保持原狀態(tài)。大家覺得這種現(xiàn)象和物理上的什么現(xiàn)象有點相似呢？ ［生］慣性。 ［師］對。慣性定理告訴我們，物體有保持原來運動狀態(tài)的性質，化學反應也可以看作一種特殊物質的運動狀態(tài)，外界條件改變時，化學平衡也力求保持原狀態(tài)。 化學平衡移動也有點像生物上講的“自我調節(jié)”作用，炎熱的夏天，人體的毛孔擴張，不斷出汗散發(fā)多余的熱量，以維持體溫在37℃左右?？梢娀瘜W、生物、物理這些自然科學之間是有聯(lián)系的，學好物理和生物，對學好化學很有幫助。法國科學家勒沙特列把我們化學上的這種“自我調節(jié)”作用概括為平衡移動原理，后人為了紀念這位科學家，把這個原理叫做勒沙特列原理。 ［板書］四、勒沙特列原理 ［師］請同學們打開書44頁，一起讀一下勒沙特列原理的內容。 ［板書］如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強或溫度等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。 ［師］勒沙特列原理可以用來判斷平衡移動方向，但并非任何與化學平衡有關的問題都能用勒沙特列原理來解釋，因此我們必須了解該原理的適用范圍及適用條件。 ［板書］1. 適用范圍 ［師］該原理是平衡移動原理，一個反應只有達到化學平衡時，才能談及平衡移動。如對于一個從反應物剛開始的氣體反應來說，增大壓強反應總是向正反應方向進行，而不服從勒沙特列原理。因此，該原理的適用范圍是已達平衡的可逆反應。 ［板書］已達平衡的可逆反應 ［投影練習］ 1. 可逆反應A(g)+B(g) 2C(g)在一定體積和壓強下開始反應，生成物的體積分數(shù)（C%）與溫度的關系如圖，回答下列問題： （1）由T1向T2變化時v（正） v（逆）。（填“＞”“＜”或“=”＝ （2）由T3向T4變化時v（正） v（逆）。（填“＞”“＜”或“=”） （3）反應在 溫度時達到化學平衡狀態(tài)。 （4）此反應的正反應方向是 熱反應方向（填“放熱”或“吸熱”） （5）AB段為增函數(shù)，BC段為減函數(shù)曲線，試從化學反應速率和化學平衡的角度說明理由。 解析：溫度升高過程中，AB段C%增大，BC段C%減小，說明T1向T2變化時， v正＞v逆，T3向T4變化時v正＜v逆。B點是C%變化的一個轉折點，而對于一個反應，升高溫度時不可能使化學平衡既向正反應方向移動，又向逆反應方向移動，所以在T3之前，反應一定沒有達到平衡狀態(tài)，T3時達平衡狀態(tài)，再升高溫度，C%降低，說明平衡向逆反應方向移動了，該反應的正反應方向為放熱反應。 答案：（1）> (2)< (3)T3 (4)放熱 （5）AB段為增函數(shù)曲線，BC段為減函數(shù)曲線，是因為AB段時，反應未達化學平衡狀態(tài)，升高溫度，速率加快，生成C的量增多，C%增大。B點達平衡狀態(tài)，升高溫度，化學平衡逆向移動，使C%降低，所以BC段為減函數(shù)曲線。 ［提問］對于一個已達平衡的可逆反應，如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)（正反應為放熱反應），如果既增大壓強，又升高溫度，能不能用勒沙特列原理判斷出平衡究竟向哪個方向移動？ ［生］不能。 ［師］使用催化劑時，能不能用勒沙特列原理得出平衡如何移動？為什么？ ［生］不能。因為催化劑不能引起平衡移動。 ［師］由此可見，在用勒沙特列原理解釋平衡移動問題時，還要注意該原理的適用條件。 ［板書］2. 適用條件：一個能影響化學平衡的外界條件的變化。 ［師］根據勒沙特列原理，平衡移動的方向是向減弱外界條件改變的方向移動。如何理解“減弱”二字呢？我們先回憶一下濃度對化學平衡的影響，我們知道，增大一種反應物的濃度，化學平衡會向正反應方向移動。如對于反應A(g)+B(g) C(g)，增大A的濃度，平衡正向移動，此時各反應物和生成物的濃度如何變化？ ［生］A、B的濃度減小，C的濃度增大。 ［師］達到新平衡時，要使平衡常數(shù)不變，A的濃度會不會降低到等于或小于原平衡濃度？ ［生］不會。 ［師］同理，如果其他條件不變，把壓強增大為原來的2倍，A、B、C的濃度會瞬間增大為原來的2倍，平衡向正反應方向移動會使C的濃度增大，使A的濃度減小，B的濃度減小，由于C的濃度增大了，要使K不變，達新平衡時，A和B的濃度一定大于原平衡濃度而小于原平衡濃度的2倍。由此可見，平衡移動的結果，僅僅是減弱外界條件的影響，而不能完全抵消外界條件的變化量，更不能“逆轉”。 ［板書］3. 平衡移動的結果是“減弱”外界條件的影響，而不能消除外界條件的影響。 ［講述］對于反應前后氣體分子數(shù)相等的可逆反應，如I2(g)+H2(g) 2HI(g)，改變壓強時，由于正向移動或逆向移動均不能減弱壓強的改變，因此壓強對它無影響，平衡不移動。那么下列情況是否能用勒沙特列原理來判斷呢？ ［投影］在FeCl3溶液中存在如下平衡：Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+，加水稀釋時，平衡是否移動？為什么？ ［生］甲種回答：平衡不移動，因為H2O是純液體，增大水的用量并沒有改變其濃度。 乙種回答：平衡移動，因為加水時，雖然水的濃度沒有變，但其他離子或分子的濃度都降低了。 ［師］同學們的回答都有道理，但正確的答案只有一個，那就是平衡會移動，而且是正向移動。有些同學一定會問：這符合勒沙特列原理嗎？下面我們就來分析一下，該平衡移動的方向是否符合勒沙特列原理。 我們知道，對于氣體反應，減小壓強時，各種氣體的濃度會減小相同的倍數(shù)，那么單位體積內氣體分子數(shù)如何變化？ ［生］減小相同的倍數(shù)。 ［師］此時，平衡將向氣體總體積增大的方向，即氣體總分子數(shù)增多的方向移動。對于上述平衡體系加水稀釋時，F(xiàn)e3+、Fe(OH)3、H+的濃度會減小相同的倍數(shù)，即單位體積內粒子數(shù)減小相同的倍數(shù)，平衡會向粒子數(shù)增多的方向即正向移動?？梢姴⒉贿`背勒沙特列原理，勒沙特列原理對于所有的動態(tài)平衡都適用。勒沙特列原理還廣泛用于工業(yè)生產，人們根據該原理，選擇適宜的條件，使化學反應能獲得較高的產量，大大提高了工業(yè)生產效益。那么我們在本章第二節(jié)書上講的小故事，工程師試圖增加高爐高度，以增加CO和鐵礦石的接觸時間來減少高爐氣中CO的含量的做法符合勒沙特列原理嗎？ ［生］不符合。 ［師］為什么？ ［生］因為增加高爐高度并不能引起平衡移動。 ［師］看來大家對勒夏特列原理掌握得不錯，下面我們做幾道練習題。 ［投影練習］ 在某溫度時，A+B 2C的反應達到了平衡： 1. 平衡時容器中A、B、C的物質的量分別為1 mol、2 mol和3 mol，則開始時，加入的A和B的物質的量分別是 和 ，A和B的轉化率之比為 。 答案：2.5 mol 3.5 mol 7∶5 2. 若A為氣態(tài)，增加壓強A的平衡濃度增大，則C一定是 態(tài)；B一定不是 態(tài)，可能是 態(tài)或 態(tài)。如果增加或減少B的量，C和A在平衡時質量分數(shù)都不發(fā)生明顯變化，則B應是 態(tài)。 答案：氣 氣 固（或液） 液（或固） 固 3. 達到平衡后再加入催化劑，則v正 ，v逆 ，v正和v逆的關系是v正 v逆。（填“＞”“=”或“＜”） 答案：增大 增大 = 4. 升高溫度后，C的物質的量減少，則v正 ，v逆 ，v正和v逆的關系是v正 v逆。（填“＞”“=”或“＜”），這個反應是 熱反應。 答案：增大 增大 ＜ 放 5. 如溫度保持不變，A和C是氣態(tài)，體積縮小1/2，濃度增加的物質是 ，平衡向 反應方向移動。達到新平衡后， 的濃度與原平衡濃度之比大于2， 的濃度與原平衡濃度之比介于2和1之間。 答案：A、C 逆 A C 6. 對于該反應，在其他條件相同的情況下，在一開始就使用催化劑后達到平衡和不使用催化劑達到平衡，兩者的主要區(qū)別是（1）前者達到平衡所需時間 ，（2）前者達到平衡后 較大。 答案：短 反應速率 ［師］我們這節(jié)課在前兩節(jié)的基礎上學習了勒沙特列原理。我們可以根據該原理，選擇適宜條件使化學反應向對人類有利的方向進行，但該原理也有局限性，它不能預測建立平衡所需的時間，例如對于一個反應，如果降低溫度同時減小壓強均可使其向反應物轉化率增大的方向移動，但此時反應速率一定很慢，達到平衡需要很長時間，這樣也是不適用的。如何才能使反應向人們需要的方向進行，又能縮短達到平衡所需時間呢？這是有待同學們將來去研究的問題，希望同學們能總結出比勒沙特列原理更完善的原理。 ［布置作業(yè)］P46 三、四、五、六題 ●板書設計 四、勒沙特列原理 如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強或溫度等），平衡就向減弱這種改變的方向移動。 1. 適用范圍：已達平衡的可逆反應。 2. 適用條件：一個能影響化學平衡的外界條件的變化。 3. 平衡移動的結果是“減弱”外界條件的影響，而不是消除外界條件的影響。 ●教學說明 本節(jié)課在總結前兩節(jié)課所學知識的基礎上總結出勒沙特列原理，而深入理解勒沙特列原理是解決有關化學平衡問題的基礎。因此我在本節(jié)課的教學中，從溫度不變平衡常數(shù)不變的原理引導學生分析平衡移動過程中濃度、壓強的變化，使學生充分認識勒沙特列原理中“減弱”的含義，并通過典型的例題，對勒沙特列原理做了深層剖析，以培養(yǎng)學生運用知識的靈活性，也為以后學習鹽類水解時學生理解稀釋促進水解的原理打下了基礎。 ［參考練習］ 1．在容積相同的A、B兩個容器中，分別充入 2 mol SO2和1 mol O2,使它們在相同溫度下發(fā)生反應：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)并達到平衡，在反應過程中，若A容器的體積不變，B容器的壓強不變，A中SO2的轉化率為a%，B容器的壓強不變，A中SO2的轉化率為a%，B容器中SO2的轉化率為b%，則a與b的關系為（ ） A．a>b B.a=b C.a
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