人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡教学课件ppt

课题名

《化学平衡》第五课时

教材分析

本节内容是化学平衡状态的特征的第六个热征：同，也是教材的补充

讲解内容，在高考中有相关习题的考查。在判断平衡移动的方向时可以联合化学平衡常数做出准确判断。

教学目标

宏观辨识与微观探析：掌握等效平衡的概念和类型。

证据推理与模型认知：能用等效平衡理论解决全等平衡和等比平衡等问题。

教学重点

 等效平衡的概念和类型，用等效平衡理论解决全等平衡和等比平衡等问题。

教学难点

 等效平衡的概念和类型，用等效平衡理论解决全等平衡和等比平衡等问题。

教学方法

讲解，举例法

教学准备

教师准备：PPT

学生准备：预习课本

教学过程

一、新课导入

1.化学平衡状态的特征：

教师：(1)逆：可逆反应     研究对象

(2)等：平衡时，正反应速率=逆反应速率

(3)动：动态平衡（平衡时正逆反应仍在进行）

(4)定：反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组分的含量一定。

(5)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。

(6)同：条件相同，某一可逆反应无论是从正反应开始还是从逆反应开始，最终均可达到同一平衡状态。

学生：回顾化学平衡状态的特征：逆、等、动、定、变

[设计意图]回顾化学平衡状态的特征，引入等效平衡的学习。

二、探究新知

1.等效平衡

教师：1、定义：在一定条件（恒温、恒容或恒温、恒压）下，对同一可逆反应，起始时加入物质的种类或物质的量不同，达到平衡时，任何相同物质的百分含量（质量分数、体积分数或物质的量分数等）都相同的化学平衡互称为等效平衡。

    可分为“全等效”平衡和“相似等效”平衡。

所达到的等效平衡状态，反应混合物中各组分的百分含量、浓度、物质的量均相同，类似于几何学上的全等三角形，这种等效平衡状态可称之为全等平衡。

所达到的等效平衡状态，反应混合物中各组分的百分含量相同，但各成分的物质的量与原平衡成比例，类似于几何学上的相似三角形，这种等效平衡状态可称之为相似平衡。

如:恒温、恒容密闭容器中,可逆反应:

   2SO2(g) + O2 (g )         2SO3(g)

①2 mol     1 mol            0 mol

②0 mol     0 mol            2 mol

③0.5 mol   0.25 mol         1.5 mol

①从正反应开始,②从逆反应开始,③从正逆反应同时开始,由于①②③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物,对应各组分的物质的量均相等(如将②③折算为①),因此三者为等效平衡｡

2、分析方法

极值思维法:

     按照化学方程式的化学计量关系,把起始物转化为方程式同一半边的物质,通过对比两种情况对应组分的起始量是相等,还是等比,来判断化学平衡是否等效的一种思维方法｡

3、类型

(1) 恒温､恒容条件下体积可变的反应

例如,一定条件下的可逆反应:

2SO2(g)   +   O2 (g )    2SO3(g)

①2 mol       1 mol           0 mol

②0 mol       0 mol           2 mol

③0.5 mol    0.25 mol         1.5 mol

④a mol        b mol           c mol

a､b､c三者的关系满足：a+c=2,b+c/2=1,即与上述平衡等效｡

规律一

等效条件: 极值等量即等效

(2)恒温、恒容条件下体积不变的反应

例如:H2(g)   +  I2(g)      2HI(g)

    ①  1 mol    2 mol            0 mol

    ②  2 mol    4 mol            0 mol

    ③  2 mol    5 mol            2 mol

    ④  a mol    b mol            c mol

a､b､c三者的关系满足：(a +c/2)∶(b +c/2) = 1∶2

规律二

等效条件: 极值等比即等效

规律二分析：

H2(g)+I2 (g)     2HI (g)

①  1 mol    2 mol       0 mol

②  2 mol    4 mol       0 mol

(3)恒温､恒压条件下体积可变的反应

例如: 2SO2(g)    +   O2 (g )        2SO3(g)

 ①    2 mol         3 mol          0 mol

 ②    1 mol         2.5 mol        1 mol

 ③    1 mol         3.5 mol        2 mol

 ④    1 mol         4.5 mol        3 mol

 ⑤    a mol          b mol         c mol

a､b､c三者关系满足：(a+c):(b+c/2) = 2∶3，即与上述平衡等效

规律三

等效条件: 极值等比即等效

(4)恒温、恒压条件下体积不变的反应

例如:H2(g)  +  I2(g)    2HI(g)

    ①  1 mol    1 mol          0 mol

    ②  2 mol    2 mol          2 mol

    ③  a mol    b mol          c mol

a､b､c三者关系满足：(a +c/2)∶(b +c/2) = 1∶1或

             a∶b = 1∶1,  c≥0

规律四

等效条件: 极值等比即等效

规律三、四分析：

如：在恒温、恒压条件下发生反应：

                    N2 +3H2      2NH3

又如：在恒温、恒压条件下发生反应：

            H2(g) + I2(g)    2HI(g)

规律小结

等效平衡的应用易出错,解答此类试题,关键是要熟悉两类等效平衡的特点及内容:

   一是反应条件(恒温恒容､恒温恒压)

   二是反应特点(反应前后气体分子数相等还是不相等)

     等效转化要注意按照化学计量数进行换算。

例1：在一定温度下，把2mol SO2和1mol O2通入一定容积的密闭容器中，发生如下反应，2SO2+O2 2SO3，当此反应进行到一定程度时反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变，令a、b、c分别代表初始时加入的的物质的量（mol），如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡状态时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。请填空：

（1）若a=0，b=0，则c=___________。

（2）若a=0.5，则b=___________，c=___________。

（3）a、b、c的取值必须满足的一般条件是___________，______________。（请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c）

例2、在一固定容积的密闭容器中,保持一定条件下进行以下反应:X(g)+2Y(g) 3Z(g),已知加入1 mol X和3 molY,达到平衡后,生成a mol Z｡

 (1)达到平衡时,反应混合气体中Z的体积分数是_____｡

 (2)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2 mol X和6 mol Y,达到平衡后,Z的物质的量为____mol｡

(3)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2 mol X和8 mol Y,若要求Z在反应混合气体中体积分数不变,则还需加入Z__________mol｡

(4)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入0.5 mol X,则需加入_______mol Y _______ mol Z,才能使平衡时Z为0.9a mol｡

学生：练习1、在一密闭容器中,发生反应

  A(g)+B(g) C(g)+D(g),若起始时加入1 mol A和2 mol B,反应达平衡后,C的浓度为w mol/L｡若保持温度和体积不变,起始时加入a mol A､b mol B､c mol C和d mol D,要使平衡后C的浓度仍为w mol/L,则a､b､c､d之间应满足的关系是________________｡

练习2、一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：

2A(g)＋B(g) 3C(g)，若反应开始时充入2 mol A和2 mol B，达平衡后A的体积分数为a%，其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是(　　)

A．2 mol C

B．2 mol A,1 mol B和1 mol He(不参加反应)

C．1 mol B和1 mol C

D．2 mol A,3 mol B和3 mol C

练习3、某温度下，向某密闭容器中加入1molN2和3molH2,使之反应合成NH3，平衡后测得NH3的体积分数为w。若T不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH3的体积分数仍为w，若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示应满足：

（1）恒定T、V：

   [1]若X=0，Y=0，则Z=________。

   [2]若X=0.75，Y=___________，Z=_________。

   [3]X、Y、Z应满足的一般条件是___________________________。

（2）恒定T、P：

  [1]若X=0、Y=0，则Z_____。

  [2]若X=0.75,则Y__________，Z____。

  [3]X、Y、Z应满足的一般条件是________________。

练习4、相同温度下，在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ•mol－1。

实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：

下列叙述正确的是 (　　)

A．放出热量关系：a<b ，c＝2a

B．三个容器内反应的平衡常数：③>①>②

C．达平衡时氨气的体积分数：①>③

D．N2的转化率：③>①>②

[设计意图]列举等效平衡的几种类型并用模型进行分析。

板书设计

等效平衡

1、定义：

“全等效”平衡和“相似等效”平衡

2、分析方法：极值思维法

3、类型

(1) 恒温､恒容条件下体积可变的反应

(2)恒温、恒容条件下体积不变的反应

(3)恒温､恒压条件下体积可变的反应

(4)恒温、恒压条件下体积不变的反应

课后作业

练习册上相关习题

教学反思

亮点：详细总结了等效平衡的几种类型，并结合图形给出了理论解释。

课堂教学建议：本节课理论性很强，难度较大。教师应根据学生的情况选择性教学。