第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度教學(xué)案

1、第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度教學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】知識(shí)與技能：1、理解可逆反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)平衡的概念，知道可逆反應(yīng)存在限度。2、知道達(dá)到化學(xué)反應(yīng)限度的特征。3、了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中的作用，認(rèn)識(shí)提高燃料的燃燒效率的重要性和方法。過(guò)程與方法：1、通過(guò)煉鐵高爐尾氣之謎以此作為課堂知識(shí)載體，建立起可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡的概念。2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)限度的存在，了解化學(xué)反應(yīng)限度的概念和產(chǎn)生原因。情感、態(tài)度與價(jià)值觀：1、感受化學(xué)理論在化工生產(chǎn)中，優(yōu)化化工生產(chǎn)條件的指導(dǎo)作用。2、體驗(yàn)研究問(wèn)題的過(guò)程和方法。【教學(xué)重點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)限度概念及化學(xué)平衡的標(biāo)志；【教學(xué)難點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)限度的本質(zhì)?！窘虒W(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】【新課引

2、入】在學(xué)習(xí)二氧化硫的性質(zhì)時(shí)有兩個(gè)重要的反應(yīng)，體現(xiàn)二氧化硫的還原性和氧化性：2SO2 + O2 2SO3 ， SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O 。為什么一個(gè)式子用“”，一個(gè)式子用“”號(hào)？說(shuō)明什么？ 有些化學(xué)反應(yīng)不能進(jìn)行完全，即反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物。這與化學(xué)反應(yīng)的限度有關(guān)?！景鍟O(shè)計(jì)】 二、化學(xué)反應(yīng)的限度：1.可逆反應(yīng)：定義：在同一條件下，能同時(shí)向正、反兩個(gè)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)特征：同一條件，正逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行；反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物。【學(xué)生思考】氫氣和氧氣在一定條件下能反應(yīng)生成水，水在一定條件下又能分解為氫氣和氧氣，水的分解反應(yīng)是可逆反應(yīng)嗎？還有哪些反應(yīng)是可逆反應(yīng)？

3、【歸納小結(jié)】 可逆反應(yīng)的正向和逆向反應(yīng)必須在同一條件下進(jìn)行 絕大多數(shù)的反應(yīng)都有一定的可逆性【問(wèn)題探究】常溫下，在100g水中加入100g氯化鈉固體，能否溶解完全（氯化鈉的溶解度小于100g）？在一定溫度下的氯化鈉的飽和溶液中加入氯化鈉固體能否溶解？【歸納小結(jié)】常溫下，在100g水中溶解的氯化鈉是一定的。一定溫度下的氯化鈉的飽和溶液中加入氯化鈉的固體，固體會(huì)溶解同時(shí)溶液中的溶質(zhì)又會(huì)析出，但溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量并沒(méi)有變化，只是溶解的速率與結(jié)晶的速率相同，而達(dá)到溶解結(jié)晶平衡。平衡時(shí)溶解和結(jié)晶的過(guò)程并沒(méi)有停止，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡?！締?wèn)題探究】一定條件下的可逆反應(yīng)能否出現(xiàn)正、逆反應(yīng)速率相等？請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫出反應(yīng)

4、A(g) + B(g) C(g) + D(g)的反應(yīng)速率和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系圖。【歸納小結(jié)】由圖可知一定條件下，從反應(yīng)物開始建立的可逆反應(yīng)，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大，一段時(shí)間后，正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)速率不再隨時(shí)間的變化而變化，反應(yīng)達(dá)到平衡。2、化學(xué)反應(yīng)限度：化學(xué)平衡狀態(tài)的定義：化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持不變的狀態(tài)?；瘜W(xué)反應(yīng)限度是指在一定條件下可逆反應(yīng)正反應(yīng)進(jìn)行的最大程度?；瘜W(xué)平衡的特征：逆：化學(xué)平衡研究的是可逆反應(yīng)動(dòng)：化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡等：V正 = V逆 0定：外界條件一定，各組成的百分含量一定（不是相等）

5、變：外界條件改變，平衡被破壞、發(fā)生移動(dòng)而建立新的平衡【歸納小結(jié)】判斷化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志 V(正)= V(逆) 正逆反應(yīng)的描述：同一物質(zhì)消耗和生成，反應(yīng)物和生成物消耗或生成速率相等：同一物質(zhì)速率的數(shù)值相等，不同物質(zhì)速率的數(shù)值與系數(shù)成正比即相等混合氣體中各組分的體積百分含量不變（或某物質(zhì)的物質(zhì)的量不變）反應(yīng)前后氣體的體積不等時(shí)，壓強(qiáng)不變或平均分子量不變或密度不變同種物質(zhì)化學(xué)鍵的斷裂與化學(xué)鍵的形成的物質(zhì)的量等，體系中含有色物質(zhì)時(shí)，顏色不隨時(shí)間的變化而變化【知識(shí)拓展】影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素內(nèi)因：化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)外因：濃度：在其它條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物（或減小生成物）濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。壓強(qiáng)：

6、在其它條件不變時(shí)，增大（或減?。簭?qiáng)，平衡向氣體體積縮?。ɑ驍U(kuò)大）的方向移動(dòng)溫度：在其它條件不變時(shí)，升高（或降低）溫度，平衡向吸熱（或放熱）方向移動(dòng)催化劑：對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)無(wú)影響【歸納小結(jié)】通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，我們從一個(gè)全新的角度去認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)，即反應(yīng)的快慢和反應(yīng)的限度。一個(gè)反應(yīng)的快慢和限度與反應(yīng)物的性質(zhì)有關(guān)，但外界條件的變化對(duì)反應(yīng)的快慢和限度會(huì)產(chǎn)生影響，因此研究一個(gè)反應(yīng)我們應(yīng)選擇有利的反應(yīng)條件。如硫酸工業(yè)的反應(yīng)條件的選擇，合成氨工業(yè)的反應(yīng)條件的選擇。【實(shí)例分析】例1、對(duì)于可逆反應(yīng)MNQ達(dá)到平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ C ） A.M、N、Q三種物質(zhì)的濃度一定相等 B.M、N全部變成了QC.反應(yīng)物和生

7、成物的濃度都保持不變 D.反應(yīng)已經(jīng)停止例2、在一定條件下，某容器中充入N2和H2合成NH3,以下敘述錯(cuò)誤的是（ B ）A.開始反應(yīng)時(shí)，正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為零B.隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后減小為零C.隨著反應(yīng)的進(jìn)行逆反應(yīng)速率逐漸增大，后保持恒定D.隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后與逆反應(yīng)速率相等且都保持恒定三、化學(xué)反應(yīng)條件的控制：現(xiàn)在，假設(shè)你是一名工程師，你要使到你工廠的煤盡可能的完全燃燒，提高煤的燃燒效率，你認(rèn)為應(yīng)該從哪些方面進(jìn)行分析？【問(wèn)題探究】怎樣提高煤的燃燒效率？煤的狀態(tài)與燃燒的速率有何關(guān)系？與煤的充分燃燒有何關(guān)系？空氣的用量對(duì)煤的充分燃燒有什么影響？原因是

8、什么？應(yīng)選用什么樣的爐膛材料？如何充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量？【歸納小結(jié)】提高煤燃燒效率的方法：使燃料充分燃燒（提高能量轉(zhuǎn)化率）：用煤粉（增加固體的表面積）、空氣或氧氣適當(dāng)過(guò)量（增加反應(yīng)物濃度）充分利用釋放的能量（提高能量利用率）爐膛采用保溫材料、廢氣用以燒水取暖等等?！疽徽n一練】1、 一定溫度下，反應(yīng)N2（g）+3H2(g)2NH3(g)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是 （ ）AN2，H2和NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變 Bc(N2)c(H2)c(NH3)132 CN2與H2的物質(zhì)的量之和是NH3的物質(zhì)的量2倍D單位時(shí)間里每增加1molN2，同時(shí)增加3molH22、在密閉容器中充入SO2和18O2，在

9、一定條件下開始反應(yīng)，在達(dá)到平衡時(shí)，18O存在于( ）A. 只存在于氧氣中 B. 只存在于O2和SO3中C. 只存在于SO2和SO3中 D. SO2、SO3、O2中都有可能存在3、在一定溫度下在某體積不變的容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：X2（氣）Y2（氣）2XY（氣），達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是 （）A容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化BX2的物質(zhì)的量濃度不隨時(shí)間變化CX2、Y2、XY 的物質(zhì)的量濃度之比為1：1：2D單位時(shí)間內(nèi)生成nmolX2,同時(shí)生成nmolY24、下列措施可以提高燃料燃燒效率的是 （ ）提高燃料的著火點(diǎn) 降低燃料的著火點(diǎn) 將固體燃料粉碎 將液體燃料霧化 將煤氣化處理 通入適量空氣A. B. C.

10、D. 5、可逆反應(yīng)2SO2 + O2 2SO3達(dá)到平衡的標(biāo)志是 （ ） 消耗2 mol SO2的同時(shí)生成2 mol SO3 SO2、O2與SO3的物質(zhì)的量之比為212 反應(yīng)混合物中，SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變 A B C只有 D只有6、工業(yè)煉鐵是在高爐中進(jìn)行的，高爐煉鐵的主要反應(yīng)是： 2C（焦炭）O2（空氣）2CO； Fe2O33CO2Fe3CO該煉鐵工藝中，對(duì)焦炭的實(shí)際使用量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于按照化學(xué)方程式計(jì)算所需其主要原因是 （ ）A、CO過(guò)量 B、CO與鐵礦石接觸不充分C、煉鐵高爐的高度不夠 D、CO與Fe2O3的反應(yīng)有一定限度7、在一個(gè)密閉容器中，盛有N2和H2，它們的起始濃度分別是1.8 mo

11、l·L-1和5.4 mol·L-1，在一定的條件下發(fā)生反應(yīng)N2+3H22NH3，10 min后測(cè)得N2的濃度是0.8 mol·L-1，則在這10 min內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率是 ( )A、0.2 mol·L-1·min- B、0.3 mol·L-1·min-1C、0.1 mol·L-1·min-1 1 D、0.6 mol·L-1·min-18、一定的條件下, 可逆反應(yīng): X(氣) + 3Y(氣) 2Z(氣) 進(jìn)行一段時(shí)間后, 測(cè)得Y 的轉(zhuǎn)化率為 37.5%, X的轉(zhuǎn)化率為 25%, 則反

12、應(yīng)開始時(shí), 充入容器中的X和Y的物質(zhì)的量之比為( ) A1 : 3 B3 : 1 C 1 : 1 D1 : 29、一定溫度下，可逆反應(yīng)3X(g)+Y(g) 2Z(g)達(dá)到限度的標(biāo)志是 （ ）A.單位時(shí)間內(nèi)生成3n mol X，同時(shí)消耗n mol YB.X的生成速率與Z的生成速率相等C.X、Y、Z的濃度相等D.X、Y、Z的分子個(gè)數(shù)比為3:1:210、某課外小組做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)，將2g鋁粉和3g碘粉小心混合均勻，分成相等三份，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)記錄列表如下：第一組加入0.5g水很快產(chǎn)生火花第二組加入1g膽礬約30s產(chǎn)生火花第三組加入1g無(wú)水硫酸銅1min內(nèi)沒(méi)有明顯現(xiàn)象根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)，作出的

13、推斷錯(cuò)誤的是 （ ）A水能加快鋁和碘的反應(yīng) B第一組實(shí)驗(yàn)中鋁和碘發(fā)生反應(yīng)生成了AlI3C第一組和第二組實(shí)驗(yàn)中均放出熱量 D第三組鋁和硫酸銅發(fā)生了置換反應(yīng)11、在一定溫度下，容器內(nèi)某一反應(yīng)中M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線如右圖，下列表述中正確的是 （ ）A、反應(yīng)的化學(xué)方程式為： N 2MB、t2時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡C、t3時(shí)，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率D、t1時(shí)，N的濃度是M濃度的2倍12、在一定溫度下的恒容容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí),表明反應(yīng)下列反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是 （ ） A(固)+3B(氣) 2C(氣)+D(氣)A、 混合氣體的壓強(qiáng) B、混合氣體的密度 C、 C和D的

14、生成速率相等 D、氣體的總物質(zhì)的量13、已知某反應(yīng)的各物質(zhì)濃度數(shù)據(jù)如下： 起始濃度（）： 2s末濃度（）： 據(jù)此可推算出上述方程式中各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比是 （ ）A.9：3：4B. 3：1：2 C. 2：1：3D. 3：2：114、下列各項(xiàng)中，可以說(shuō)明2HIH2+I2(g)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 （ ） A. 單位時(shí)間內(nèi)，生成n mol H2的同時(shí)生成n mol HI B. 一個(gè)HH鍵斷裂的同時(shí)，有2個(gè)HI鍵斷裂 C. 溫度和體積一定時(shí)，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化 D. 溫度和體積一定時(shí)，某一生成物濃度不再變化 E. 溫度和體積一定時(shí)，混合氣體的顏色不再變化 F. 條件一定，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再

15、變化15、鐵是工業(yè)生產(chǎn)的重要物資，也是地殼中的有限資源，自然界中鐵礦石主要有赤鐵礦（Fe2O3）和磁鐵礦(Fe3O4)等，金屬鐵是在高爐中冶煉的，高爐煉鐵除了加入鐵礦石外，還需加入焦炭和生成爐渣的石灰石。（1）請(qǐng)寫出下列高爐煉鐵中發(fā)生的化學(xué)方程式： 磁鐵礦被焦炭還原成鐵： ； 部分焦炭在高爐中生成CO： ； 赤鐵礦被CO還原成鐵： ；（2）煉鐵高爐的增加高度后，鐵礦石與CO接觸更充分了，但高爐尾氣的CO比例并沒(méi)有減少，原因是： 。高溫答案：（1） Fe3O44C3Fe4CO CO2CO2，CO2C2CO；或2C+O2=2CO Fe2O33CO2Fe3CO2（2）該反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)（或該反應(yīng)不能進(jìn)行到底，或該反應(yīng)進(jìn)程達(dá)到了最大限度）16、在2L密閉容器中，放