2-2第二节-化学平衡教案-1.docx

第二节.化学平衡
化学平衡的概念与有关计算（共2课时）
吴志敏
一、教学目标：
1、 知识技能：掌握化学平衡的概念及其特点；掌握化学平衡的有关计算。
常识性的介绍化学平衡常数。
2、能力培养：培养学生分析、归纳，语言表达与综合计算能力。
3、科学思想：结合平衡是相对的、有条件的、动态的等特点对学生进行辩证唯物主义教育。
4、科学方法：加强新知识的运用，找到新旧知识的连接处是掌握新知识的关键。
二、重点、难点：化学平衡的概念及其特点。
三、教学过程设计
教师活动
学生活动
[复习提问]什么是可逆反应？在一定条件下2molSO2与1molO2反应能否得到2molSO3 ？
[引入]得不到2molSO3,能得到多少摩SO3？也就是说反应到底进行到什么程度？这就是化学平衡所研究的问题。
思考并作答：在相同条件下既能向正反方向进行又能向逆向反应方向进行的反应叫做可逆反应。SO2与O2的反应为可逆反应不能进行完全，因此得不到2molSO3。
[分析]在一定条件下，0.01molCO和0.01molH2O通入容积为1L和密闭容器中加热到8000C。最后能得到CO2 和H2多少摩？
阅读课文并思考回答。

CO
+
H2O
=
CO2
+
H2
C始
0.01

0.01

0

0

0．005

0．005

0．005

0．005

V正
V正=V逆
V逆

[板书]一、化学平衡状态
1.定义：见课本第39页
[分析]引导学生从化学平衡研究的范围，达到平衡的原因与结果进行分析、归纳。
归纳：
研究对象：可逆反应
平衡前提：温度、压强、浓度一定
原因：ν正=ν逆（同一种物质）
结果：各组成成分的质量分数保持不变

[提问]化学平衡有什么特点？
[引导]引导学生讨论并和学生一起小结。

讨论并小结。
平衡特点：
逆（可逆反应为研究对象）
等（正逆反应速率相等）
定（浓度反应速率相等）
动（动态平衡）
变（条件改变，平衡发生变化）
讨论题：在一定温度下，反应2NO2==N2O4达平衡的标志是（ ）。
(A)混合气颜色不随时间的变化而变化
(B)数值上υ(NO2生成)=2υ(N2O4消耗)
（C）单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加的分子数
（D）压强不随时间的变化而变化
（E）混合气的平均分子量不变
讨论结果：因为该反应如果达平衡，混合物体系中各组分的浓度与总物质的量均保持不变，即颜色不变，压强、平均分子量也不变。因此可作为达平衡的标志是（A）、（D）、（E）。
[过渡]化学平衡状态代表了化学反应进行达到最大程度，如何定量的表示化学反应进行的程度呢？
2.转化率：在一定条件下可逆反应达化学平衡状态时，某一反应物消耗量占该反应物起始量的质量分数，叫该反应物的转化率。
公式：α=△c/c始×100%

通过讨论明确由于反应可逆，达平衡时反应物的转化率小于100%。
3.平衡的有关计算
（1）起始浓度，变化浓度，平衡浓度。
例1 : 445℃时，将0.1molI2与0.02molH2通入2L密闭容器中，达平衡后有生0.03molHI生成．求：①各物质的起始浓度与平衡浓度。
②平衡混合气中氢气的体积分数。

[小结]A：起始浓度、变化浓度、平衡浓度三者的关系，只有变化浓度才与方程式前面的系数成比例。
B：可逆反应中任一组分的平衡浓度不可能为0。　
（2）转化率的有关计算。
例2：将0.02molCO与0.02mol水蒸气在2L密闭容器里加热至1200℃经达平衡，生成CO2和H2，已知V(CO)=0.003mol/(L•min)，求平衡时各物质的浓度及CO的转化率。
[小结]变化浓度是联系化学方程式，平衡浓度与起始浓度，转化率，化学反应速率的桥梁。因此，抓变化浓度是解题的关键。
（3）综合计算
例3：在一定条件下，在密
闭容器内将N2和H2以体积比为1∶3混合，当反应达平衡时，混合气中氨占25%（体积比），若混合前有100molN2，求平衡后N2、H2、NH3的物质的量及N2的转化率。
[小结]方法一是结合新学的起始量与平衡量之间的关系从每种物质入手来考虑，方法二是根据以前学过的差量从总效应列式，方法二有时更简单。
[课堂小结]今天我们重点学习了化学平衡的概念及有关计算，比较抽象，希望大家加强练习，以便熟练地掌握平衡的概念。
[随堂检测]1.对于一定温度下的密闭容器中，可逆反应H+I==2HI达平衡的标志是（）
(A)压强不随时间的变化而变化
(B)混合气的平均分子量一定
(C)生成nmolH2同时生成2nmolHI
(D)υ（H2）=υ（I2）
2.合成氨生产中，进入塔内的氨气和氢气体积比为1∶3，р=1.52×107Pa（150atn），从合成塔了出来的氨占平衡合气体的16%，求合成塔出来的气体的压强
引导学生分析：

I2
+
H2
==
2HI
C始
0.05

0.01

0
C变
x
x
2x
C平

0.015
0+2x=0.015
x=0.0075mol/L
平衡浓度：
c(I2)平=c(I2)始-△c(I2)
=0.05-0.0075=0.0425mol/L
c(H2)平=0.01-0.0075=0.0025mol/L
c(HI)平=c(HI)始+△c(HI)=0.015mol/L
w(H2)=[0.0025/(0.05+0.01)]×100%=4.2%

思考并分析：

CO
+
H2O
=
CO2
+
H2
C始
0.01

0.01

0

0
C变

C平

∆c(CO)=V（CO）•t
=0.003mol/(L•min)×2min=0.006mol/L
α=△c/c(始)×100%=0.006/0.01×100%
=60%

分析：
方法一：
设反应消耗xmolN2

N2
+
3H2
=
2NH3
n始
100

300

0
n变
x
3x
2x
n平
100-x
300-3x
2x
25%=2x/(100-x+300-3x+2x)×100%
x=40mol
n(N2)平=100–x=100–40
=60mol
n(H2)平=300–3x=180mol
α=40/100×100%=40%
方法二：设有xmolN2反应
N2
+
3H2
=
2NH3
△n
1

3

2
2
x
3x
2x
2x
平衡时NH3的体积分数为：
n(平NH3)/n(平总)×100%
=n(平NH3)/（n始-△n）
=2x/(400-2x)×100%=25%
x=40mol
(以下计算与上面相同)

二、化学平衡常数（学生了解）
一） 化学平衡常数的引入
[阅读课本]P39页

结论：在一定温度下，可逆反应 无论从正反应开始，还是从逆反应开始，无论反应物、生成物浓度的大小，最后都能达到化学平衡。
对于反应mA + nB == pC + qD
达到平衡时有
K =
该常数称为化学平衡常数，简称为平衡常数。
二）平衡常数K的特点
1、K值越大，表示正反应进行得越完全，反应物的转化率也越大。
2、对于某一个可逆反应来讲，K值只与温度有关，与浓度压强催化剂的使用无关。
3、即使同一反应，若反应方程式不同，则K的表达式不同。
4、所谓浓度，指的是气体或溶液的浓度，对于固体、纯液体的浓度定为常数1，可以不写。
总结：
(用K表示)

学生练习：
1、写出下列反应的平衡常数表达式
①PCl5(g) == PCl3(g) + Cl2(g)
②2HI(g) == H2(g) + I2(g)
③Fe3O4(S) + 4H2 == 3Fe(S) + 4H2O(g)

2、在一个6L的密闭容器中，放入3LX（g）和2LY（g）,在一定条件下发生下列反应：
4X(g) + 3Y(g) == 2Q(g) + nR(g) 达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加5%，X的浓度减少1/3，则该反应方程式中的n值是（ ）
A 、3 B、4 C、5 D、6
（分析：由题意知2 + n > 4 + 3 只有n = 6才能满足所给条件。）