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1、化学平衡 教学目标知识技能：复习和强化对化学平衡状态标志的认识、对同一平衡状态的判断；勒沙特列原理的广泛应用，以及化学平衡计算知识。能力培养：培养学生应用化学平衡的概念、平衡移动的原理解决实际问题的能力，以及在化学计算中的另类思维能力。科学思想：通过对化学平衡概念的深刻讨论，使学生建立平衡思想，并能广泛应用于一定条件下的可逆过程中。科学品质：通过化学平衡例题的讨论，培养学生认真的审题习惯，多方位的或换位的思维方式，严谨的科学态度。科学方法：通过对化学平衡理论的复习，培养学生学会讨论问题的科学方法。重点、难点化学平衡概念的深刻剖析和化学平衡移动原理的应用。 教学过程设计 教师活动一、建立化学平衡
2、状态的标志【提问】我们根据什么可以来判断，在一定条件下，一任意可逆反应： mA+nB pC+qD，是否达到了化学平衡状态？学生活动回答：一定条件下。正逆反应速率相等；平衡混合气中各组分的体积分数不变。【过渡】还有哪些衍生出的因素也可以是建立化学平衡状态的标志？讨论题：例1 在恒温下，密闭容器中的可逆反应：2SO3（气） 2SO2（气）+O2（气）可用来确定该反应已经达到平衡状态的是 A反应容器内，压强不随时间改变B单位时间消耗1molSO3同时生成1molSO2C单位时间消耗1molSO3同时消耗1molSO2D容器内混合气体的总质量不发生变化例2 在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发
3、生变化时，不能表明可逆反应A（固）+2B（气） C（气）+D（气）+Q已达到平衡状态的是 A混合气体的压强B混合气体的密度CB的物质的量浓度D反应放出的热量【讨论引导】从化学平衡概念的本质及它的外延去讨论和判断，但需注意题中可逆反应的特征、物质的状态。讨论：回答 例1中可逆反应在反应前后气体的体积不相等，故可以通过容器内压强不再改变来确定反应达到了平衡状态，A正确；B选项只描述了正反应速率，C正确。回答：例1未指明密闭容器的体积固定，对于体积可变容器，达平衡与否，容器内压强均不会改变，A不正确。回答：例2中容器的体积虽然固定，但可逆反应在反应前后气体的体积相等，混合气体的总体积不变，达平衡与否
4、，容器内压强均不会改变，A选项不正确。由质量守恒定律来分析，B选项也不正确。回答：反应物A为固体，达平衡前后气体质量不相等，B选项正确。回答：密闭容器的体积固定，虽然混合气体的总物质的量不变，但反应过程中成分气体的物质的量在改变，浓度在改变，所以C选项正确；正反应为放热反应，D选项也正确。【评价】例1中的A、B、D三个选项均不正确，只有C正确。例2中只有A选项不能表明可逆反应达到平衡状态。【小结】化学平衡的判断（标志）1从反应速率：v正=v逆来判断。正逆反应的描述：同一物质 消耗和生成反应物和生成物 消耗或生成速率相等：同一物质 速率的数值相等不同物质 速率的数值与系数成正比即相等2从混合气体
5、中成分气体的体积分数或物质的量浓度不变来判断。3从容器内压强、混合气体平均分子量、混合气体的平均密度、反应的热效应不变等来判断，与可逆反应中m+n和p+q是否相等，容器的体积是否可变，物质的状态、反应过程中有无明显的热效应等因素有关，应具体情况具体分析。二、同一平衡状态【提问】从化学平衡的概念出发，化学平衡的建立与哪些条件有关？回答：反应温度、压强、物质的量浓度。【过渡】对于同一可逆反应，如果反应的起始态不同，所达到的平衡状态，是否相同呢？讨论题：例1 可逆反应3H2+N2 2NH3，在一固定容积的容器内，500Fe为催化剂，三种不同的初始态：3molH2、1molN2，2mol NH3，1.
6、5 mol H2、0.5 mol N2、1mol NH3，发生反应达到平衡时，混合气体中NH3的体积分数是否相同？例2 在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行反应：A（气）+B（气） 2C（气）。已知加入1mol A和2mol B达到平衡后，生成amol C，此时在平衡混合气体中C的摩尔分数为R。若在相同的条件下，向同一容器中加入2mol A和4mol B，达平衡后的C物质的量为多少？此时C在平衡混合气体中的摩尔分数与R的关系？【讨论引导】注意例1、例2中相关可逆反应的特征。在讨论例2时，可将浓度的改变转化为容器体积的改变，从而由平衡移动的角度分析。讨论：回答：例1，温度相
7、同，容器的体积相同（即压强相同），虽然起始态不同，将转换后与中反应物的初始浓度相同，所以对同一个可逆反应，在相同的条件下，所达到的平衡状态是同一平衡状态。即三种不同的起始态的平衡混合体系中NH3的体积分数相同。回答：例2，由于可逆反应的反应前后气体体积不变，在固定体积的容器中充入2molA和4molB，就相当于把第一个起始态容器的体积减小到原来的一半，但由于压强不影响该反应平衡状态，所以，达平衡时C的物质的量为2a mol，C在平衡混合气体中的摩尔分数与R相等。【评价】例1的答案正确。对同一可逆反应的三种不同的起始态，在同一温度和压强下达到平衡，平衡混合体系中NH3的体积分数相同。例2答案正确
8、。【小结】1可逆反应的平衡状态只与反应的条件有关，与反应的过程无关。2在相同温度和相同体积的容器中，同一可逆反应：mA+nB pC+qD当m+np+q，由不同的起始态均转换为从正反应开始的起始态，若反应物的浓度完全相同，则达到平衡时，为同一平衡状态；当m+n=p+q，由不同的起始态均转换为从正反应开始的起始态，若反应物的浓度比完全相同，达到平衡时，则为同一平衡状态。三、勒沙特列原理的应用【讨论引导】什么是勒沙特列原理，在化学平衡中的具体体现有哪些？回答（略）。【复习讨论】讨论题：在密闭容器中有可逆反应：nA（气）+mB（气） pC（气）Q处于平衡状态（已知n+ mp，Q0），则下列说法正确的是
9、 升温，B/C的比值变小降温时体系内混合气体平均分子量变小加入B，A的转化率增大加入催化剂，气体总的物质的量不变加压使容器体积减小，A或B的浓度一定降低若A的反应速率为vA，则B的反应速率为vAn/mA B C D【讨论引导】注意可逆反应的特点，改变条件后的平衡移动方向，以及题中涉及的化学量的概念。讨论：回答：此可逆反应的正反应是气体体积的缩小反应，是吸热反应。升高温度，使平衡向正反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，平均分子量变大；B的浓度变小，C的浓度增大。增大压强，使容器的体积变小，各物质的浓度应增大，但由于平衡向正反应方向移动，反应物气体A、B的物质的量变小，生成物气体C的物质的量增
10、大。正确答案为B。【评价】讨论的结论正确。不仅应会判断平衡移动的方向也应会判断平衡移动后的结果。【过渡】对于其他平衡体系，如：电离平衡、水解平衡、溶解平衡等，勒沙特列原理是否适用呢？例题 一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在下列平衡：Ca（OH）2 Ca2+2OH-，当向悬浊夜中加入少量的生石灰时，下列说法正确的是 A溶液中Ca2+数目减少BCa2+浓度增大C溶液pH保持不变D溶液pH增大【讲解】难溶物在水中存在着溶解和沉淀的可逆过程，在一定条件下，当溶解的速率等于沉淀的速率，就达到了平衡状态，称为溶解平衡。同化学平衡一样，改变条件，平衡被破坏而发生移动。应用勒沙特列原理来分析例题中的问
11、题。【提问】在一定条件下，石灰乳悬浊液存在着平衡状态，那么对于溶液而言，是否处于饱和状态？加入生石灰会发生什么反应？对溶解平衡有什么影响？倾听。思考并议论。回答：是饱和状态。生石灰与溶剂水反应，虽然由于溶剂的减少，平衡会发生移动，但温度不变，Ca（OH）2的溶解度不变，所以溶液的浓度不变，只是溶质和溶剂的量改变。A、C正确。【评价】回答正确。【结论】凡是存在可逆过程的变化，均会在一定条件下建立平衡状态，均可应用勒沙特列原理来分析解决平衡移动问题，但不能脱离该问题所涉及的概念。四、化学平衡的有关计算【引入】在复习化学平衡的计算时，除了常规的计算方法，还应具备一些常用的数学思想，以及常用的解题方法
12、。倾听。1极值思想例题：在一定条件下，将物质的量相同的NO和O2混合，发生如下反应：2NO+O2 2NO2，2NO2 N2O4，所得混合气体中NO2的体积分数为40，则混合气体的平均分子量是 A49.6B41.3C62D31【分析】首先确定混合气体的组成，用常规方法解题。【引导】由于第二个反应是可逆反应，故可以采用化学计算中常用的方法极端假设法。【启示】极端假设法常用在混合物的组成的计算中，同样也可以应用在可逆反应的有关计算中。解题：混合气体是由O2、NO2、N2O4组成的。（解题过程略）思考：回答：假设混合气体只是由1molO2和2mol NO2组成的，其平均分子量为41.3；假设混合气体只
13、是由1molO2和1 molN2O4组成的，其平均分子量为62。但实际上混合气体是由O2、NO2、N2O4组成的，所以平均分子量应在二者之间。A正确。2代换思维例题：在一真空的一定体积的密闭容器中盛有1molPCl5，加热到200时发生如下反应：PCl5（气） PCl3（气）+Cl2（气），反应达平衡时，PCl5所占体积分数为M。若在同一温度和容器中，最初投入的PCl5是2 mol，反应达平衡时，PCl5所占体积分数为N，则M和N的正确关系是 AMN BMN CM=N D无法比较【分析】在同一容器中投入不同量的反应物，即反应物的浓度不同，因此，我们可以把两个独立的平衡体系看成是在第一个平衡体系
14、的基础上的平衡移动问题。所以思考时应注意浓度的改变对平衡的影响；平衡混合气体的总体积数也在改变。思考：提问：平衡移动时PCl5减少的量与投入的PCl5增加的量，哪一个大？思考讨论：回答：在同一容器中投入2molPCl5可相当于容器的体积减小一半，相当于对第一个平衡体系增大压强，使平衡向左移动，PCl5的量增大，B正确。【引导】为了回避这样的问题，我们可以进行思维代换，把浓度的改变代换为体积的改变，然后再代换为压强的改变。【启示】当需要比较两个相同的可逆反应的不同平衡状态时，即可采用这样的代换思维方法：转换为平衡移动问题；3差量方法例题：在一定条件下，合成氨反应达到平衡，混合气中NH3的体积分数为25，若反应条件不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值是 A1/5 B1/4C1/3 D1/2【分析】根据平衡时混合气中NH3的体积分数为25，可按常规计算方法列出方
