2014年高中化學(xué)選修四教學(xué)案2-3-2 化學(xué)平衡移動(dòng)

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第2課時(shí)　化學(xué)平衡移動(dòng) ●課標(biāo)要求 1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響，并能用相關(guān)理論加以解釋。 2．認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡的調(diào)控在生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域中的重要作用。 ●課標(biāo)解讀 1.理解影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素，加深對(duì)勒夏特列原理的理解。 2．學(xué)會(huì)運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率圖像分析化學(xué)平衡的移動(dòng)方向。 ●教學(xué)地位 本課時(shí)是在第1課時(shí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響來(lái)分析外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響，總結(jié)出勒夏特列原理。這是今后學(xué)習(xí)其他平衡的基礎(chǔ)。 ●新課導(dǎo)入建議 某密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)A(g)＋B(g)2C(g)。 (1)該反應(yīng)達(dá)平衡的基本標(biāo)志是什么？ (2)若改變條件，使化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生變化，化學(xué)平衡是否移動(dòng)？若各成分的百分含量發(fā)生變化，平衡是否移動(dòng)？ 【提示】　(1)v正＝v逆或各組分的濃度不變。 (2)若v正與v逆同時(shí)改變，但v正′＝v逆′，則平衡不移動(dòng)；若v正′≠v逆′，則平衡移動(dòng)；但只要各成分的百分含量變，則平衡一定發(fā)生移動(dòng)。 ●教學(xué)流程設(shè)計(jì) 課前預(yù)習(xí)安排：(1)看教材P26頁(yè)，完成【課前自主導(dǎo)學(xué)】中的“知識(shí)1”，并完成【思考交流1】； (2)看教材P27～28頁(yè)，完成【課前自主導(dǎo)學(xué)】中的“知識(shí)2”，并完成【思考交流2】。?步驟1：導(dǎo)入新課、分析本課時(shí)的教材地位。?步驟2：建議對(duì)【思考交流】多提問(wèn)幾個(gè)學(xué)生，使80%以上的學(xué)生能掌握該內(nèi)容，以利于下一步對(duì)該重點(diǎn)知識(shí)的探究。 ? 步驟5：在老師指導(dǎo)下學(xué)生自主完成【變式訓(xùn)練1】和【當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)】中的1、2、3三題，驗(yàn)證學(xué)生對(duì)“外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響”的掌握情況。?步驟4：教師通過(guò)【例1】和教材P27～P28頁(yè)的講解，對(duì)探究一進(jìn)行總結(jié)。?步驟3：師生互動(dòng)完成“探究1、外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響”可利用【問(wèn)題導(dǎo)思】所設(shè)置的問(wèn)題，由淺入深地進(jìn)行師生互動(dòng)。 步驟6：師生互動(dòng)完成探究2“化學(xué)平衡圖像問(wèn)題的解法”，可利用【問(wèn)題導(dǎo)思】所設(shè)置的問(wèn)題，師生互動(dòng)?？衫谩窘處焸湔n資源】為您提供的例題拓展學(xué)生的思路。?步驟7：教師通過(guò)【例2】的講解對(duì)“探究二”中的“化學(xué)平衡圖像問(wèn)題的解法”進(jìn)行總結(jié)。?步驟8：在老師指導(dǎo)下由學(xué)生自主完成【變式訓(xùn)練2】和【當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)】中的4、5兩題，驗(yàn)證學(xué)生對(duì)探究點(diǎn)的理解掌握情況。 步驟9：先讓學(xué)生自主總結(jié)本課時(shí)學(xué)習(xí)的主要知識(shí)，然后對(duì)照【課堂小結(jié)】以明確掌握已學(xué)的內(nèi)容，并課下完成【課后知能檢測(cè)】。 課　標(biāo)　解　讀 重　點(diǎn)　難　點(diǎn) 1.理解化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素。 2.理解勒夏特列原理。 3.學(xué)會(huì)用圖示的方法表示在可逆反應(yīng)中正逆反應(yīng)速率隨外界條件的變化，并分析平衡移動(dòng)的方向。 1.加深對(duì)勒夏特列原理中“減弱”這種改變的理解。(重點(diǎn)) 2.濃度、溫度、壓強(qiáng)等外界條件如何影響化學(xué)平衡。(難點(diǎn)) 3.運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率圖像，如何推斷化學(xué)平衡的移動(dòng)方向。(重難點(diǎn)) 化學(xué)平衡移動(dòng) 1.含義：當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，如果改變濃度、溫度、壓強(qiáng)等反應(yīng)條件，原來(lái)的平衡狀態(tài)會(huì)被破壞，化學(xué)平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng)，在一段時(shí)間后達(dá)到新的平衡。 2．實(shí)質(zhì)：改變條件后： (1)v正≠v逆。 (2)各組分的百分含量發(fā)生改變。 3．圖示 v(正)> v(逆)v(正)＝ v(逆)v(正)≠ v(逆)v′ (正)＝ v′(逆) 1．某一可逆反應(yīng)，一定條件下達(dá)到了化學(xué)平衡。 (1)若化學(xué)反應(yīng)速率改變，化學(xué)平衡是否發(fā)生移動(dòng)？ (2)若化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，化學(xué)反應(yīng)速率是否一定發(fā)生改變？ 【提示】　(1)若v正、v逆依然相等，則平衡不移動(dòng)，否則移動(dòng)。 (2)只要平衡發(fā)生移動(dòng)，則反應(yīng)速率一定變。 影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素 因素 化學(xué)平衡的移動(dòng) 濃度 增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反之，逆向移動(dòng) 溫度 其他條件不變，升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)， 降溫平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng) 壓強(qiáng) 對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，其他條件不變，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，減小壓強(qiáng)，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng) 催化劑 能同等程度改變正逆反應(yīng)速率，對(duì)平衡移動(dòng)不移動(dòng) 結(jié)論：如果改變影響平衡的條件之一，平衡將向著減弱這種改變的方向移動(dòng)(即勒夏特列原理)。 2．對(duì)一定條件下的化學(xué)平衡狀態(tài)：(1)若改變物質(zhì)的濃度、化學(xué)平衡是否一定發(fā)生移動(dòng)？(2)若改變體系的溫度呢？ 【提示】　(1)改變濃度化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動(dòng)，如H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)，其他條件不變，把容器體積縮小，濃度增大，但平衡不動(dòng)。 (2)若改變溫度，化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)。 外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響 【問(wèn)題導(dǎo)思】　 ①如何根據(jù)v－t圖像判斷平衡移動(dòng)方向？ 【提示】　看改變條件對(duì)v正、v逆的影響，若v正>v逆，正移，反之逆移。 ②增大體系的壓強(qiáng)，平衡一定發(fā)生移動(dòng)嗎？ 【提示】　不一定。 ③催化劑對(duì)化學(xué)平衡有影響嗎？ 【提示】　無(wú)影響。 外界 條件 反應(yīng)速率變化 (v－t圖像) 條件變化 平衡移動(dòng)方向 濃度 增大反應(yīng) 物濃度 減小生成 物濃度 正向移動(dòng) 增大生成 物濃度 減小反應(yīng) 物濃度 逆向移動(dòng) 溫度 升高溫度 向吸熱反應(yīng) 方向移動(dòng) 降低溫度 向放熱反應(yīng) 方向移動(dòng) 壓 強(qiáng) 反應(yīng)前后氣體體積 發(fā)生變化的反應(yīng) 增大壓強(qiáng) 向氣體體積減 小的方向移動(dòng) 減小壓強(qiáng) 向氣體體積增 大的方向移動(dòng) 反應(yīng)前后氣體體 積不變的反應(yīng) 增大壓強(qiáng) 減小壓強(qiáng) 平衡不移動(dòng) 催化劑 使用 催化劑 平衡不移動(dòng) 1．v－t圖中，只有濃度的改變其圖像是連續(xù)的，其他條件都不連續(xù)。 2．升溫、增大壓強(qiáng)，增大濃度若平衡發(fā)生移動(dòng)，則正、逆反應(yīng)速率都增大，只不過(guò)增大的幅度不同。平衡向增大的多的方向移動(dòng)。 　(2012池州實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)某密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)＋3Y(g)2Z(g)　ΔH＜0。下圖表示該反應(yīng)的速率(v)隨時(shí)間(t)變化的關(guān)系，t2、t3、t5時(shí)刻外界條件有所改變，但都沒(méi)有改變各物質(zhì)的初始加入量。下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．t2時(shí)加入了催化劑 B．t3時(shí)降低了溫度 C．t5時(shí)增大了壓強(qiáng) D．t3～t4時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化率最低 【解析】　由圖像知，在t1時(shí)刻化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡，t2～t3化學(xué)平衡沒(méi)有移動(dòng)，可能是加了催化劑或增加壓強(qiáng)，但該反應(yīng)是一個(gè)體積發(fā)生變化的反應(yīng)，壓強(qiáng)的改變是不可能的，只能是加入了催化劑；t3～t4平衡逆向移動(dòng)，并且化學(xué)反應(yīng)速率在減小，是減小了壓強(qiáng)；t5～t6平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率最小，t5時(shí)升高了溫度，不是壓強(qiáng)的影響。 【答案】　A 1．只改變反應(yīng)速率，而不使平衡發(fā)生移動(dòng)的措施： ①使用催化劑。 ②若前后氣體計(jì)量數(shù)相等，可改變壓強(qiáng)。 2．“惰性氣體”對(duì)化學(xué)平衡的影響 ①恒溫、恒容條件： 原平衡體系體系總壓強(qiáng)增大―→體系中各反應(yīng)成分的濃度不變―→平衡不移動(dòng)。 ②恒溫、恒壓條件： 原平衡體系容器容積增大，體系的分壓減小―→各組分的濃度同等倍數(shù)減小。 平衡不移動(dòng)平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng) 1．在容積可變的密閉容器中存在如下反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0，下列分析中不正確的是(　　) A．圖Ⅰ研究的是t0時(shí)升高溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響 B．圖Ⅱ研究的是t0時(shí)增大壓強(qiáng)(縮小容積)或使用催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響 C．圖Ⅲ研究的是催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響，且甲使用了催化劑 D．圖Ⅲ研究的是溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響，且乙的溫度較高 【解析】　本題考查的是化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡圖像的認(rèn)識(shí)，難度一般。由于這是一個(gè)體積可變的放熱反應(yīng)，所以t0時(shí)溫度升高，平衡向左移動(dòng)，此時(shí)逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，A正確；該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，可同等程度地加快正、逆反應(yīng)速率，平衡不移動(dòng)，使用催化劑，不影響平衡，但反應(yīng)速率加快，B正確；如果圖Ⅲ中考慮的是使用催化劑的話，則由圖可知乙條件下先達(dá)平衡，所以應(yīng)該是乙使用了催化劑且平衡時(shí)甲、乙兩條件下的CO轉(zhuǎn)化率應(yīng)相等，C錯(cuò)誤；如果圖Ⅲ研究的是溫度對(duì)平衡的影響，同樣應(yīng)該是乙條件下溫度高于甲條件，那么從甲升溫到乙，平衡向左移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率下降，D正確。 【答案】　C 【教師備課資源】 　對(duì)可逆反應(yīng)2A(s)＋3B(g)C(g)＋2D(g)　ΔH<0。在一定條件下達(dá)到平衡，下列有關(guān)敘述正確的是(　　) ①增加A的量，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)　②升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，v(正)減小　③壓強(qiáng)增大一倍，平衡不移動(dòng)，v(正)、v(逆)不變　④增大B的濃度，v(正)>v(逆)?、菁尤氪呋瘎珺的轉(zhuǎn)化率提高 A．①②　　　　　　　　B．④ C．③ D．④⑤ 【解析】　A是固體，其量的變化對(duì)平衡無(wú)影響；而增大B的濃度，正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，v(正)>v(逆)；升溫，v(正)、v(逆)均應(yīng)增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；壓強(qiáng)增大平衡不移動(dòng)，但v(正)、v(逆)都增大；催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率不變。 【答案】　B 化學(xué)平衡圖像問(wèn)題的解法 【問(wèn)題導(dǎo)思】　 對(duì)于反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，如何根據(jù)下列圖像比較T1、T2的大??？ (Ⅰ)　　　　　　　　　(Ⅱ) 【提示】　在相同時(shí)間內(nèi)先達(dá)平衡，說(shuō)明反應(yīng)速率快，則(Ⅰ)中T1>T2或溫度越高，H2的轉(zhuǎn)化率越高，故T1>T2；(Ⅱ)中在同一壓強(qiáng)下，T2時(shí)NH3%大，則說(shuō)明平衡正移程度大，故T2p1。 (2)“先拐先平，數(shù)值大”原則 對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)平衡圖像中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的反應(yīng)先達(dá)到平衡，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線表示的溫度較高(如圖甲)或表示的壓強(qiáng)較大(如圖乙)。 例如，反應(yīng)：2A(g)＋B(g)2C(g)，C、A的百分含量與溫度(或壓強(qiáng))、時(shí)間的關(guān)系如下： 甲　　　　　　　　　　　　乙 圖甲表示T2>T1，且正反應(yīng)放熱。圖乙表示p1p2 B．p1p＋q D．m＋nt1，說(shuō)明p2時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率快，先達(dá)到平衡，所以壓強(qiáng)p2>p1，從縱坐標(biāo)看，c1>c2，說(shuō)明加壓將使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即p＋q>m＋n。 【答案】　BD 5. 在一定條件下，可逆反應(yīng)A＋BmC變化如右圖所示。已知縱坐標(biāo)表示在不同溫度和壓強(qiáng)下生成物C在混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，p為反應(yīng)在T2溫度時(shí)達(dá)到平衡后增大容器內(nèi)壓強(qiáng)的變化情況，問(wèn)： (1)溫度T1________T2(填“大于”、“等于”或“小于”)，正反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。 (2)如果A、B、C均為氣體，則m ________2(填“大于”、“等于”或“小于”)。 (3)當(dāng)溫度和容積不變時(shí)，如向平衡體系中加入一定量的某稀有氣體，則體系的壓強(qiáng)________，平衡________移動(dòng)。 (4)當(dāng)溫度和壓強(qiáng)不變時(shí)，如向平衡體系中加入一定量的某稀有氣體，平衡________移動(dòng)。 【解析】　(1)由圖像可知，T1>T2，溫度高，w(C)的含量低，所以升溫，平衡左移，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 (2)增大壓強(qiáng)，w(C)含量降低，平衡左移，正反應(yīng)為體積擴(kuò)大的反應(yīng)，m>2。 (3)當(dāng)溫度、容積不變時(shí)，充入“惰”氣，由于各反應(yīng)物、生成物的濃度不變，所以平衡不移動(dòng)。 (4)當(dāng)溫度、壓強(qiáng)不變時(shí)，充入“惰”氣，體積擴(kuò)大，根據(jù)m>2，平衡右移。 【答案】　(1)大于　放熱　(2)大于 (3)增大　不　(4)向正反應(yīng)方向 13