河北省石家庄市高考化学 平衡理论中等效平衡及图像类题型的归纳总结教案.docx

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河北省石家庄市高考化学平衡理论中等效平衡及图像类题型的归纳总结教案

化学平衡理论中等效平衡及图像类题型的归纳总结

适用学科

高中化学

适用年级

高中三年级

适用区域

通用

课时时长（分钟）

120

知识点

1、化学反应速率的概念及其影响因素

2、化学平衡的概念及其影响因素

3、化学平衡常数公式及其计算

4、勒夏特列原理的含义

教学目标

使学生掌握化学反应速率、化学平衡、化学平衡常数及勒夏特列原理的含义

教学重点

化学反应速率、化学平衡的影响因素

教学难点

勒夏特列原理的含义

教学过程

课堂导入

我们都知道汽车尾气排放中含有NO合CO，这两种气体严重污染环境。

从理论讲NO与CO反应可以生成N2与CO2，但是为什么气体排放的尾气中依然含有NO和CO？

（因为该反应在没有催化剂时，反应速率相当慢。

）再如工业上由N2与H2合成NH3，需要在高温，高压，催化剂存在的条件下进行，所以研究化学反应的条件对日常生活、工农业合材料学研究都具有重要意义。

研究化学反应的条件应从连方面着手：

一个是反应的快慢，即化学反应速率问题，一个是化学反应的程度，即化学平衡问题。

今天，我们一起来学习化学平衡中的化学反应速率、化学平衡的概念及其影响因素，以及勒夏特列原理的含义。

二、复习预习

复习一个实验，并回答实验现象。

在2支装有少量大理石的试管里，分别加入10mL1mol/L盐酸和10mL1mol/L醋酸。

观察现象。

可以看到，在加入盐酸的试管中，大理石与盐酸迅速反应，有大量气泡产生。

而在加入醋酸的试管里，反应则比较缓慢，只有少量气泡产生。

我们都知道爆炸反应瞬间就能完成，而一般的塑料降解，需要几年才能完成。

这个实验说明了什么问题？

三、知识讲解

考点/易错点1反应速率的定义及影响因素

意义：

表示化学反应进行快慢的量。

定性：

根据反应物消耗，生成物产生的快慢（用气体、沉淀等可见现象）来粗略比较

定量：

用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增大来表示。

①、单位：

mol/（L·min）或mol/（L·s）

速率定义

②、同一反应，速率用不同物质浓度变化表示时，数值可能不同，但数值之比等于方程式中各

物质的化学计量数比。

如：

说明

③、一般不能用固体和纯液体物质表示浓度（因为ρ不变）

④、对于没有达到化学平衡状态的可逆反应：

v正≠v逆

内因（主要因素）：

参加反应物质的性质。

①、结论：

在其它条件不变时，增大浓度，反应速率加快，反之则慢。

浓度：

②、说明：

只对气体参加的反应或溶液中发生的反应速率产生影响；与反应物总量无关。

①、结论：

对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率加快，反之则慢

速率影响因素压强：

②、说明：

当改变容器内压强而有关反应的气体浓度无变化时，则反应速率

不变；如：

向密闭容器中通入惰性气体。

①、结论：

其它条件不变时，升高温度反应速率加快，反之则慢。

温度：

a、对任何反应都产生影响，无论是放热还是吸热反应；

外因：

②、说明b、对于可逆反应能同时改变正逆反应速率但程度不同；

c、一般温度每升高10℃，反应速率增大2～4倍,有些反应只有在一定温度范围内升温才能加快。

①、结论：

使用催化剂能改变化学反应速率。

催化剂

a、具有选择性；

②、说明：

b、对于可逆反应，使用催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率；

c、使用正催化剂，反应速率加快，使用负催化剂，反应速率减慢。

原因：

碰撞理论（有效碰撞、碰撞的取向及活化分子等）

考点/易错点2化学平衡

化学平衡状态：

　指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合中各组分的百分含量保持不变的状态。

逆：

研究的对象是可逆反应

动：

是指动态平衡，反应达到平衡状态时，反应没有停止。

平衡状态特征：

等：

平衡时正反应速率等于逆反应速率，但不等于零。

定：

反应混合物中各组分的百分含量保持一个定值。

变：

外界条件改变，原平衡破坏，建立新的平衡。

①、定义：

mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）

②、意义：

表示可逆反应的反应进行的程度。

③、影响因素：

温度（正反应吸热时，温度升高，K增大；正反应放热时，

化学平衡常数：

温度升高，K减小），而与反应物或生成物浓度无关。

用化学平衡常数判断化学平衡状态。

④、用途：

a、Q=K时，处于平衡状态，v正=v逆；

b、Q>K时，处于未达平衡状态；v正

c、Qv逆向正向进行。

原因：

反应条件改变引起：

v正≠v逆

结果：

速率、各组分百分含量与原平衡比较均发生变化。

化学平衡移动：

v（正）>v（逆）　　向右（正向）移

方向：

v（正）=v（逆）　　平衡不移动

v（正）

注意：

其它条件不变，只改变影响平衡的一个条件才能使用。

①、浓度：

增大反应物浓度或减少生成物浓度，平衡向正反应方向移动；反之向逆反应方向移动

结论：

增大压强，平衡向缩小体积方向移动；减小压强，平衡向扩大

体积的方向移动。

②、压强：

Ⅰ、反应前后气态物质总体积没有变化的反应，压强改变不能

影响化学平衡移动的因素：

改变化学平衡状态

说明：

Ⅱ、压强的改变对浓度无影响时，不能改变化学平衡状态，

如向密闭容器中充入惰性气体。

Ⅲ、对没有气体参加的反应无影响。

③、温度：

升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动。

勒沙特列原理：

如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度等）平衡就向能减弱这种改变的方向移动。

四、例题精析

【例题1】

【题干】已知：

4NH3（g）＋5O2（g）

4NO（g）＋6H2O（g）　ΔH＝－1025kJ·mol－1，该反应是一个可逆反应。

若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是（　　）

【答案】C

【解析】从题给的可逆反应方程式看：

温度升高平衡向逆反应方向移动，使NO含量降低而不是升高。

压强增大平衡逆向移动，NO含量降低，达平衡所需时间短。

使用催化剂可加快反应速率，所以达到平衡所需时间短。

答案：

C

【例题2】

【题干】一定条件下，在体积为3L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu2O/ZnO）：

（1）反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝_______________________________，

升高温度，K值________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）500°C时，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）＝________用（nB、tB表示）。

（3）在其他条件不变的情况下，将处于E点的体系的体积压缩到原来的1/2，下列有关该体系的说法正确的是________。

a．氢气的浓度减小b．正反应速率加快，逆反应速率也加快

c．甲醇的物质的量增加d．重新平衡时n（H2）/n（CH3OH）增大

（4）据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，原因是：

________________（用化学方程式表示）。

【答案】

（1）

　减小　

（2）

mol·L－1·min－1　（3）bc　（4）Cu2O＋CO

2Cu＋CO2

【解析】

（1）根据温度升高，甲醇的量减小，说明升高温度平衡左移，K值减小。

（2）v（CH3OH）∶v（H2）＝1∶2⇒v（H2）＝

＝

mol·L－1·min－1。

（3）增大压强，平衡正向移动，且v正、v逆都增大。

（4）CO2可抑制CO与Cu2O反应。

【例题3】

【题干】把镁条投入到盛有盐酸的敞口的容器里，产生氢气的速率变化如右图所示，在下列因素中，影响反应速率的因素是（　　）

①盐酸的浓度　②镁条的表面积　③溶液的温度　④Cl－的浓度

A．①④B．③④

C．①②③D．②③

【答案】C

【解析】镁条和盐酸反应产生氢气的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，是镁与酸中的H＋间的置换反应，与Cl－无关，故④不是影响该反应速率的因素。

在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸接触面积不断增大，则产生氢气的速率会加快。

溶液的温度对该反应也有影响，温度越高，产生氢气的速率越快。

【例题4】

【题干】合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。

对于密闭容器中的反应：

N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）（正反

应为放热反应）,673K、30MPa下，n（NH3）和n（H2）随时间t变化的关系示意图如图所示。

下列叙述中正确的是（　　）

A．c点处正反应速率和逆反应速率相等

B．a点处正反应速率比b点处的大

C．d点（t1时刻）和e点（t2时刻）处n（N2）不同

D．t2点时刻，正反应速率大于逆反应速率

【答案】B

【解析】图象中c点尚未建立平衡，反应继续向生成NH3的方向进行，正反应速率大于逆反应速率，A项错误；反应物H2的浓度a点大于b点，反应物的浓度越大，反应速率越大，B项正确；d、e两点为同一平衡状态，N2的物质的量相同，不再随时间的变化而改变，此时正、逆反应速率相等，因此C、D错误。

课程小结

本堂课主要讲了以下内容，课下需要及时复习巩固：

1、化学反应速率的概念及其影响因素

2、化学平衡的概念及其影响因素

3、化学平衡常数公式及其计算

4、勒夏特列原理的含义

特别是反应速率和化学平衡的影响因素，要格外注意多做练习。