化学必修2第二章 化学反应与能量第三节 化学反应的速率和限度教案及反思
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学生姓名
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年级
初三
学科
化学
授课教师
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年 月 日
第( )次课
共( )次课
课时:2课时
教学课题
人教版高一化学必修2 第二章第三节 化学反应速率与限度 同步教案
教学目标
1.掌握化学反应速率和反应限度的概念
2.了解影响化学反应速率和反应限度的因素
3.掌握判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据
教学重点与难点
化学反应速率的计算和比较,化学反应速率和平衡状态的影响因素,判断平衡状态
教学过程
知识梳理
知识点1: 化学反应速率(υ)
1.定义:用来衡量化学反应的快慢,单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化
2表示方法:单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示
3. 计算公式:υ=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间)单位:mol/(L·s)
注意:①无论是用某一反应物还是某一生成物表示,其化学反应速率都取正值,且是某一段时间内的平均速率。
②同一反应,不同物质表示的化学反应速率一般不同,但各物质的速率之比等于方程式计量数之比。
③比较反应速率大小时,要把化学反应速率转化成用同一种物质表示,才能比较。
4.影响因素:
(1) 决定因素(内因):反应物的性质(决定因素)
(2) 条件因素(外因):反应所处的条件
①浓度:其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大活化分子总数,从而加快化学反应速率。
(注:固态物质和纯液态物质的浓度可视为常数。)
②压强:对于气体而言,压缩气体体积,可以增大浓度,从而加快化学反应速率。
(注:如果增大气体的压强时,不能改变反应气体的浓度,则不影响化学反应速率。)
③温度:其他条件不变时,升高温度,能提高反应分子的能量,增加活化分子百分数,从而加快化学反应速率。
④催化剂:使用催化剂能等同的改变可逆反应的正逆化学反应速率。
⑤其他条件:如固体反应物的表面积(颗粒大小)、光照、不同溶剂、超声波。
知识点2:可逆反应与化学平衡
1.化学平衡状态:在一定条件下,当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时,反应物和生成物的浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡状态”,这就是这个反应所能达到的限度。
可逆反应:在相同的条件下同时向正、逆两个反应方向进行的反应叫做可逆反应。
在任何可逆反应中,正方应进行的同时,逆反应也在进行,且可逆反应不能进行到底。
2.化学平衡状态的特征:逆、动、等、定、变。
①逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。
②动:动态平衡,达到平衡状态时,正逆反应仍在不断进行。
③等:达到平衡状态时,正方应速率和逆反应速率相等,但不等于0。即v正=v逆≠0。
④定:达到平衡状态时,各组分的浓度保持不变,各组成成分的含量保持一定。
⑤变:当条件变化时,原平衡被破坏,在新的条件下会重新建立新的平衡。
3.判断化学平衡状态的标志:
① VA(正方向)=VA(逆方向)或nA(消耗)=nA(生成)(不同方向同一物质比较)
②各组分浓度保持不变或百分含量不变
③借助颜色不变判断(有一种物质是有颜色的)
④总物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变(前提:反应前后气体的总物质的量不相等的反应适用,即如对于反应xA+yBzC,x+y≠z )
4.化学反应平衡状态的影响因素:
①浓度:增加反应物浓度,平衡右移
②压强:加压,平衡向气体体积减小方向移动
③温度:升温,平衡向吸热方向移动
④催化剂:(加快反应速率,但对平衡无影响)
判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据
例举反应
mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
混合物体系中
各成分的含量
①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定
平衡
②各物质的质量或各物质质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总体积、总压力、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应
速率的关系
①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA,即V(正)=V(逆)
平衡
②在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p molC,则V(正)=V(逆)
平衡
③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于V(逆)
不一定平衡
④在单位时间内生成n molB,同时消耗了q molD,因均指V(逆)
不一定平衡
压强
①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定)
平衡
②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定)
不一定平衡
混合气体平均相对分子质量Mr
①Mr一定时,只有当m+n≠p+q时
平衡
②Mr一定时,但m+n=p+q时
不一定平衡
温度
任何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时(其他不变)
平衡
体系的密度
密度一定
不一定平衡
其他
如体系颜色不再变化等
平衡
例题精讲
【例1】已知4NH3+5O2 4NO+6H2O(g)在5L容器中进行,半分钟后,NO的物质的量增加了0.3mol,则此反应的速率ν(x)为( )
A. ν(O2)=0.01 mol/(L·s) B. ν(NO)=.008 mol/(L·s)
C. ν(H2O)=0.003 mol/(L·s) D. ν(NH3)=0.004 mol/(L·s)
【例2】在2A(g)+B(g) 3C(g)+4D(g)中,表示该反应最快的是 ( )
A.ν(A)=0.5mol/(L·s) B.ν(B)=0.3 mol/(L·s)
C.ν(C)=0.8 mol/(L·s) D.ν(D)1 mol/(L·s)
【例3】在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如右图所示,下列叙述中正确的是( )
A.反应的化学方程式为2MN B.t2时,正逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率 D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍
【例4】反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 ( )
A.增加H2O(g)的量 B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入氮气使体系压强增大 D.保持压强不变,充入氮气使容器体积增大
【例5】一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g) 2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.08 mol/L,则下列判断正确的是( )
A.c1∶c2=3∶1 B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3
C.X、Y的转化率相等 D.c1的取值范围为0.04 mol/L
A.在5 min内该反应用C的浓度变化表示的反应速率为0.02 mol·L-1·min-1
B.5 min 时,容器内D的浓度为0.2 mol·L-1
C.当容器内压强保持恒定时,该可逆反应达到平衡状态
D.5 min时容器内气体总的物质的量为3 mol
【例7】已知反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。某温度下,将2 mol SO2和1 mol O2置于10 L密闭容器中,反应达平衡后,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是( )
A.由图甲知,A点SO2的平衡浓度为0.4 mol·L-1
B.由图甲知,B点SO2、O2、SO3的平衡浓度之比为2∶1∶2
C.达平衡后,缩小容器容积,则反应速率变化图象可以用图乙表示
D.压强为0.50 MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如丙图,则T2>T1
【例8】600 ℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);ΔH>0。反应过程中SO2、O2、SO3物质的量的变化如右图所示,下列说法中不正确的是( )
A.反应从0 min 开始,到第一次平衡时,二氧化硫的转化率为40%
B.反应进行到10 min至15 min时,曲线发生变化可能是因为升高了温度
C.反应进行至20 min时,曲线发生变化是因为通入了氧气
D.在15 min~20min、25 min~30 min内时反应处于平衡状态
巩固训练
1.在2L密闭容器中,在一定条件下发生A+3B2C,在10秒内反应物A的浓度由1mol/L降到0.6mol/L,则ν(C)为( )
A.0.04mol/(L.s) B.0.08mol/(L.s) C.0.4mol/(L.s) D.0.8mol/(L.s)
2.反应:A 2B中,A.B的浓度变化如图所示。
则2min以内的平均反应的速率为( )
A. = 9 mol/(L·min)
B. = 4.5 mol/(L·min)
C. = 18 mol/(L·min)
D.= 4.5mol/(L·min)
3.反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10 L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45 mol,则此反应的平均反应速率v(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为( )
A.v(O2)=0.001 mol·L-1·s-1 B.v(NH3)=0.01 mol·L-1·s-1
C.v(NO)=0.001 mol·L-1·s-1 D.v(H2O)=0.045 mol·L-1·s-1
4.可逆反应N2+3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示,下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )
A.v正(N2)=v正(H2) B.v正(N2)=v逆(NH3)
C.2v正(H2)=3v逆(NH3) D.v正(N2)=3v逆(H2)
5.在下列影响化学反应速率的外界因素中,肯定能使化学反应速率加快的方法是( )
①升高温度 ②加入正催化剂 ③增大反应物浓度 ④将固体块状反应物磨成末⑤增大压强
A.①②③⑤ D.①②④⑤ C.①③④⑤ D.①②③④
6.在一定温度下,可逆反应:A2(g)+B2(g)2AB(g),达到平衡的标志是( )
A.容器的总压强不随时间而变化 B.单位时间内有nmolA2生成的同时有nmolB2生成
C.单位时间内有nmolB2消耗的同时有nmolAB分解 D.单位时间内生成nmolA2同时就有2nmolAB生成
7. 可以证明可逆反应N2 + 3H22NH3已达到平衡状态的是( )
①一个N≡N断裂的同时,有3个H-H键断裂 ②一个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂③其它条件不变时,混合气体平均式量不再改变 ④保持其它条件不变时,体系压强不再改变⑤NH3%、N2%、H2%都不再改变 ⑥恒温恒容时,密度保持不变 ⑦正反应速率v(H2)=0.6mol/L·min,逆反应速率v(NH3)=0.4mol/L·min
A.全部 B.只有①③④⑤ C.②③④⑤⑦ D.只有①③⑤⑥⑦
8.一定条件下,在密闭容器中,能表示反应X(g)+2Y(g) 2Z(g) 一定达到化学平衡状态的是( )
① X、Y、Z的物质的量之比为1︰2︰2 ② X、Y、Z的浓度不再发生变化
③ 容器中的压强不再发生变化 ④ 单位时间内生成n mol Z,同时生成2n mol Y
A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④
9.在一定条件下,发生反应:2NO2N2O4,该反应达到化学平衡后,降低温度,混合物的颜色变浅,下列有关说法正确的是( )
A.正反应为放热反应 B.正反应为吸热反应
C.降温后NO2的浓度增大 D.降温后各物质的浓度不变
10.反应3Fe(S)+4H2O Fe3O4(s)+4H2(g),在一可变的容积的密闭容器中进行,试回答:
①增加Fe的量,其正反应速率的变化是 (填增大、不变、减小,以下相同)
②将容器的体积缩小一半,其正反应速率 ,逆反应速率 。
③保持体积不变,充入N2使体系压强增大,其正反应速率 ,逆反应速率 。
④保持压强不变,充入N2使容器的体积增大,其正反应速率 ,逆反应速率 。
课后作业
1.对于反应N2+O2 2NO在密闭容器中进行,下列哪些条件能加快反应的速率
A. 缩小体积使压强增大 B. 体积不变充入N2使压强增大
C. 体积不变充入H2使压强增大 D. 压强不变充入N2使体积增大
2.在一定温度下,固定体积的密闭容器内,反应2HI(g) H2(g)+I2(g)达到平衡状态的标志是( )
A.I2的百分含量不再变化 B.生成 1mol H2 同时消耗 1mol I2
C.容器内压强不再变化 D.生成 2mol HI同时消耗 1mol H2
2.在2L密闭容器中发生2A(g)+B(g) 2C(g)的反应,若最初加入A和B都是4mol,A的平均反应速率是0.12 mol/(L·s),则10秒钟后容器中B的浓度为
A.2.8mol/L B.1.4 mol/L C.3.2 mol/L D.3.6 mol/L
3.对于可逆反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是( )
A.反应达到平衡时,若两种反应物的转化率相等,则起始投入的n(NH3)∶n(O2)=4∶5
B.反应达到平衡时,对体系充入稀有气体并加压,平衡总是向逆反应方向移动
C.反应达到平衡时,若向压强固定的密闭容器中充入稀有气体,平衡不移动
D.当v正(NH3)∶v正(NO)=1∶1时,说明该化学反应已经达到平衡
4.在其它条件不变时,10℃时以某物质表示的反应速率为3 mol/(L· s ) ,已知温度每升高10℃反应速率是原来的2倍,则温度为50℃时,该反应的速率为
A.48 mol/(L·s) B.36mol/(L· s)
C.24 mol/(L ·s) D.12 mol/(L· s)
5.设C+CO2 2CO(反应吸热)反应速率为v1 ,N2+3H2 2NH3(反应放热)反应速率为v2 对于上述反应,当温度升高时,v1和v2的变化情况
A.同时增大 B.同时减小 C.v1增大,v2减小 D.v1减小,v2增大
6.把0.6molX气体和0.4molY气体混合于容积为2L的容器中,使其发生如下反应:3X(g)+Y(g) nZ(g)+2W(g)。5min末生成0.2molW,若测知以Z浓度变化表示的平均反应速率为0.01mol/( L· min),则n的值为
A.4 B.3 C.2 D.1
7.某密闭容器中放入一定量的NO2,发生反应2NO2(g) N2O4(g);ΔH<0,在达到平衡后,若分别单独改变下列条件,重新达到平衡后,能使平衡混合气体平均相对分子质量减小的是( )
A.通入NO2 B.通入N2 C.通入N2O4 D.降低温度
8.可逆反应∶2NO22NO+O2在密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是:( )
①单位时间内生成n molO2的同时生成2n molNO2
②单位时间内生成n molO2 的同时,生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2 的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2 : 2 : 1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥ 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A. ①④⑥ B.②③⑤ C. ①③④ D. ①②③④⑤⑥
9.可逆反应:A(气)+3B(气) == 2C (气)在一定条件下,能判断达到平衡状态的标志是:( )
①C生成的速率与C分解的速率相等。
②单位时间内生成C的物质的量与C分解的物质的量相等。
③单位时间内生成n mol A,同时生成2n mol C;或单位时间内生成3n mol B,同时生成2n mol C。
④A、B、C三种物质的浓度不再变化。
⑤A、B、C三种物质的物质的量之比不再变化。
⑥单位时间内生成n mol A,同时生成3n mol B;
A.①②④ B.①③④ C.②③④ D.②⑤⑥
10.某温度时,在2L的容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化曲线如右图所示,由图中数据分析:
(1) 该反应的化学方程式
反应开始至2min,Z的平均反应速率为
高中人教版 (新课标)第三节 化学反应的速率和限度教案设计: 这是一份高中人教版 (新课标)第三节 化学反应的速率和限度教案设计,共3页。教案主要包含了学习目标,学习重难点,学习过程,思考与讨论,实验探究,思考与交流,学生活动,学生自学等内容,欢迎下载使用。
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2020-2021学年第三节 化学反应的速率和限度教案及反思: 这是一份2020-2021学年第三节 化学反应的速率和限度教案及反思,共13页。