高中化学-2.3《影响化学平衡的条件》第三课时教案-大纲人教版.doc

高中化学 2.3《影响化学平衡的条件》第三课时教案 大纲人教版
［复习引入新课］前两节课我们学习了外界条件对化学平衡的影响，请同学们想一想哪些条件的改变能引起平衡移动？
［生］浓度、温度、压强。
［师］还记得这些条件改变时，平衡是如何移动的吗？请同学们根据前两节课我们所学的知识填写下表。
［投影］
影响化学平衡的条件
化学平衡移动方向
平衡移动结果
浓度
增大反应物浓度

]
减小生成物浓度

减小反应物浓度

增大生成物浓度

压强
增大压强

减小压强

温度
升高温度

降低温度

［启发］①增大反应物浓度或减小生成物浓度引起平衡移动时，反应物和生成物的浓度如何改变？减小反应物浓度或增大生成物浓度呢？②增大压强平衡移动后，体系的压强如何变化？③升高温度引起平衡移动后，体系温度有何变化？
（学生边回答边填写上表，最后得出以下结论）
［投影］
影响化学平衡的条件
化学平衡移动方向
平衡移动结果
浓度
增大反应物浓度
向正反应方向移动
使反应物浓度减小
使生成物浓度增大
减小生成物浓度
向正反应方向移动
减小反应物浓度
向逆反应方向移动
使反应物浓度增大
使生成物浓度减小
增大生成物浓度
向逆反应方向移动
压强
增大压强
向气体体积缩小方向移动
使压强减小
减小压强
向气体体积扩大方向移动
使压强增大
温度
升高温度
向吸热反应方向移动
使温度降低
降低温度
向放热反应方向移动
使温度升高
［师］从上表我们可以看出，增大反应物浓度时，反应体系会通过平衡移动使反应物的浓度减小；减小反应物浓度，会通过平衡移动使反应物的浓度增大；增大压强或升高温度时，会通过平衡移动使体系压强减小或温度降低；而减小压强或降低温度时，反应体系又会通过平衡移动使体系压强增大或温度升高。可见化学平衡有自我调节能力，总是力求保持原状态。大家觉得这种现象和物理上的什么现象有点相似呢？
［生］惯性。
［师］对。惯性定理告诉我们，物体有保持原来运动状态的性质，化学反应也可以看作一种特殊物质的运动状态，外界条件改变时，化学平衡也力求保持原状态。
化学平衡移动也有点像生物上讲的“自我调节”作用，炎热的夏天，人体的毛孔扩张，不断出汗散发多余的热量，以维持体温在37℃左右。可见化学、生物、物理这些自然科学之间是有联系的，学好物理和生物，对学好化学很有帮助。法国科学家勒沙特列把我们化学上的这种“自我调节”作用概括为平衡移动原理，后人为了纪念这位科学家，把这个原理叫做勒沙特列原理。
［板书］四、勒沙特列原理
［师］请同学们打开书44页，一起读一下勒沙特列原理的内容。
［板书］如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
［师］勒沙特列原理可以用来判断平衡移动方向，但并非任何与化学平衡有关的问题都能用勒沙特列原理来解释，因此我们必须了解该原理的适用范围及适用条件。
［板书］1. 适用范围
［师］该原理是平衡移动原理，一个反应只有达到化学平衡时，才能谈及平衡移动。如对于一个从反应物刚开始的气体反应来说，增大压强反应总是向正反应方向进行，而不服从勒沙特列原理。因此，该原理的适用范围是已达平衡的可逆反应。
［板书］已达平衡的可逆反应
［投影练习］
1. 可逆反应A(g)+B(g) 2C(g)在一定体积和压强下开始反应，生成物的体积分数（C%）与温度的关系如图，回答下列问题：
（1）由T1向T2变化时v（正） v（逆）。（填“＞”“＜”或“=”＝
（2）由T3向T4变化时v（正） v（逆）。（填“＞”“＜”或“=”）
（3）反应在 温度时达到化学平衡状态。
（4）此反应的正反应方向是 热反应方向（填“放热”或“吸热”）
（5）AB段为增函数，BC段为减函数曲线，试从化学反应速率和化学平衡的角度说明理由。
解析：温度升高过程中，AB段C%增大，BC段C%减小，说明T1向T2变化时，
v正＞v逆，T3向T4变化时v正＜v逆。B点是C%变化的一个转折点，而对于一个反应，升高温度时不可能使化学平衡既向正反应方向移动，又向逆反应方向移动，所以在T3之前，反应一定没有达到平衡状态，T3时达平衡状态，再升高温度，C%降低，说明平衡向逆反应方向移动了，该反应的正反应方向为放热反应。
答案：（1）> (2)< (3)T3 (4)放热
（5）AB段为增函数曲线，BC段为减函数曲线，是因为AB段时，反应未达化学平衡状态，升高温度，速率加快，生成C的量增多，C%增大。B点达平衡状态，升高温度，化学平衡逆向移动，使C%降低，所以BC段为减函数曲线。
［提问］对于一个已达平衡的可逆反应，如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)（正反应为放热反应），如果既增大压强，又升高温度，能不能用勒沙特列原理判断出平衡究竟向哪个方向移动？
［生］不能。
［师］使用催化剂时，能不能用勒沙特列原理得出平衡如何移动？为什么？
［生］不能。因为催化剂不能引起平衡移动。
［师］由此可见，在用勒沙特列原理解释平衡移动问题时，还要注意该原理的适用条件。
［板书］2. 适用条件：一个能影响化学平衡的外界条件的变化。
［师］根据勒沙特列原理，平衡移动的方向是向减弱外界条件改变的方向移动。如何理解“减弱”二字呢？我们先回忆一下浓度对化学平衡的影响，我们知道，增大一种反应物的浓度，化学平衡会向正反应方向移动。如对于反应A(g)+B(g) C(g)，增大A的浓度，平衡正向移动，此时各反应物和生成物的浓度如何变化？
［生］A、B的浓度减小，C的浓度增大。
［师］达到新平衡时，要使平衡常数不变，A的浓度会不会降低到等于或小于原平衡浓度？
［生］不会。
［师］同理，如果其他条件不变，把压强增大为原来的2倍，A、B、C的浓度会瞬间增大为原来的2倍，平衡向正反应方向移动会使C的浓度增大，使A的浓度减小，B的浓度减小，由于C的浓度增大了，要使K不变，达新平衡时，A和B的浓度一定大于原平衡浓度而小于原平衡浓度的2倍。由此可见，平衡移动的结果，仅仅是减弱外界条件的影响，而不能完全抵消外界条件的变化量，更不能“逆转”。
［板书］3. 平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不能消除外界条件的影响。
［讲述］对于反应前后气体分子数相等的可逆反应，如I2(g)+H2(g) 2HI(g)，改变压强时，由于正向移动或逆向移动均不能减弱压强的改变，因此压强对它无影响，平衡不移动。那么下列情况是否能用勒沙特列原理来判断呢？
［投影］在FeCl3溶液中存在如下平衡：Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+，加水稀释时，平衡是否移动？为什么？
［生］甲种回答：平衡不移动，因为H2O是纯液体，增大水的用量并没有改变其浓度。
乙种回答：平衡移动，因为加水时，虽然水的浓度没有变，但其他离子或分子的浓度都降低了。
［师］同学们的回答都有道理，但正确的答案只有一个，那就是平衡会移动，而且是正向移动。有些同学一定会问：这符合勒沙特列原理吗？下面我们就来分析一下，该平衡移动的方向是否符合勒沙特列原理。
我们知道，对于气体反应，减小压强时，各种气体的浓度会减小相同的倍数，那么单位体积内气体分子数如何变化？
［生］减小相同的倍数。
［师］此时，平衡将向气体总体积增大的方向，即气体总分子数增多的方向移动。对于上述平衡体系加水稀释时，Fe3+、Fe(OH)3、H+的浓度会减小相同的倍数，即单位体积内粒子数减小相同的倍数，平衡会向粒子数增多的方向即正向移动。可见并不违背勒沙特列原理，勒沙特列原理对于所有的动态平衡都适用。勒沙特列原理还广泛用于工业生产，人们根据该原理，选择适宜的条件，使化学反应能获得较高的产量，大大提高了工业生产效益。那么我们在本章第二节书上讲的小故事，工程师试图增加高炉高度，以增加CO和铁矿石的接触时间来减少高炉气中CO的含量的做法符合勒沙特列原理吗？
［生］不符合。
［师］为什么？
［生］因为增加高炉高度并不能引起平衡移动。
［师］看来大家对勒夏特列原理掌握得不错，下面我们做几道练习题。
［投影练习］
在某温度时，A+B 2C的反应达到了平衡：
1. 平衡时容器中A、B、C的物质的量分别为1 mol、2 mol和3 mol，则开始时，加入的A和B的物质的量分别是 和 ，A和B的转化率之比为 。
答案：2.5 mol 3.5 mol 7∶5
2. 若A为气态，增加压强A的平衡浓度增大，则C一定是 态；B一定不是 态，可能是 态或 态。如果增加或减少B的量，C和A在平衡时质量分数都不发生明显变化，则B应是 态。
答案：气 气 固（或液） 液（或固） 固
3. 达到平衡后再加入催化剂，则v正 ，v逆 ，v正和v逆的关系是v正 v逆。（填“＞”“=”或“＜”）
答案：增大 增大 =
4. 升高温度后，C的物质的量减少，则v正 ，v逆 ，v正和v逆的关系是v正 v逆。（填“＞”“=”或“＜”），这个反应是 热反应。
答案：增大 增大 ＜ 放
5. 如温度保持不变，A和C是气态，体积缩小1/2，浓度增加的物质是 ，平衡向 反应方向移动。达到新平衡后， 的浓度与原平衡浓度之比大于2， 的浓度与原平衡浓度之比介于2和1之间。
答案：A、C 逆 A C
6. 对于该反应，在其他条件相同的情况下，在一开始就使用催化剂后达到平衡和不使用催化剂达到平衡，两者的主要区别是（1）前者达到平衡所需时间 ，（2）前者达到平衡后 较大。
答案：短 反应速率
［师］我们这节课在前两节的基础上学习了勒沙特列原理。我们可以根据该原理，选择适宜条件使化学反应向对人类有利的方向进行，但该原理也有局限性，它不能预测建立平衡所需的时间，例如对于一个反应，如果降低温度同时减小压强均可使其向反应物转化率增大的方向移动，但此时反应速率一定很慢，达到平衡需要很长时间，这样也是不适用的。如何才能使反应向人们需要的方向进行，又能缩短达到平衡所需时间呢？这是有待同学们将来去研究的问题，希望同学们能总结出比勒沙特列原理更完善的原理。
［布置作业］P46 三、四、五、六题
●板书设计
四、勒沙特列原理
如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向减弱这种改变的方向移动。
1. 适用范围：已达平衡的可逆反应。
2. 适用条件：一个能影响化学平衡的外界条件的变化。
3. 平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是消除外界条件的影响。
●教学说明
本节课在总结前两节课所学知识的基础上总结出勒沙特列原理，而深入理解勒沙特列原理是解决有关化学平衡问题的基础。因此我在本节课的教学中，从温度不变平衡常数不变的原理引导学生分析平衡移动过程中浓度、压强的变化，使学生充分认识勒沙特列原理中“减弱”的含义，并通过典型的例题，对勒沙特列原理做了深层剖析，以培养学生运用知识的灵活性，也为以后学习盐类水解时学生理解稀释促进水解的原理打下了基础。
［参考练习］
1．在容积相同的A、B两个容器中，分别充入 2 mol SO2和1 mol O2,使它们在相同温度下发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)并达到平衡，在反应过程中，若A容器的体积不变，B容器的压强不变，A中SO2的转化率为a%，B容器的压强不变，A中SO2的转化率为a%，B容器中SO2的转化率为b%，则a与b的关系为（ ）
A．a>b B.a=b C.a<b D.无法确定
答案：C
2．将3 mol A 和1 mol B 混合于一体积可变的密闭器P中，以此时温度、压强和体积作为起始条件，发生如下反应：3A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)，若反应过程中保持起始温度和压强不变，达到平衡时气体C的浓度为W mol·L-1，回答以下两个小题：
(1)若反应过程中仍保持温度和压强不变，按下列四种方法配比充入容器P，平衡后气体 C的浓度仍为W mol·L-1的是( )
A．6 mol A+2 mol B
B．3 mol A+1 mol B+2 mol C
C．2 mol C+1 mol B+ mol D
D．1 mol C+2 mol D
答案：A
(2)若反应过程中仍保持原起始温度和容器体积不变，且使平衡后气体C的浓度仍为Ⅳmol·L-1,应按下列哪种配比向容器Q中充入有关物质(P和Q起始体积相同)是有可能达到目的的 ( )
A．3 mol A+1 mol B
B．2 mol C+l mol D
C．1.5 mol A+O.5 mol B+l mol C+O.5 mol D
D．4 mol C和2 mol D
答案：D

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