内容正文:
第4课时 化学平衡图像
第二章 化学反应速率
第二节 化学平衡
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
认识常见化学平衡图像,掌握图像中点、线、面的信息提取方法。(证据推理与模型认知)
能结合勒夏特列原理,根据图像判断条件改变、平衡移动方向、反应热效应、气体分子数变化。(变化观念与平衡思想)
建立平衡图像解题思维模型:看坐标轴→抓关键点→定变化趋势,规范图像类题目的分析思路。(证据推理与模型认知)
能利用平衡图像解释化工条件选择问题,感受图像作为化学定量表征工具的价值。(科学态度与社会责任)
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
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课程标准:
出处:《普通高中化学课程标准(2017 年版 2020 年修订)》选择性必修 主题 2 化学反应的方向、限度与速率
内容要求
能结合实验数据、图像等,分析浓度、温度、压强对化学反应速率和化学平衡的影响;能运用勒夏特列原理,对化学平衡移动问题进行解释与推断。
学业要求
能识别化学反应速率、化学平衡相关图像,提取图像中的关键信息,结合速率理论、平衡移动规律进行推理;能基于证据对平衡移动方向、反应热、气体计量数关系等作出判断,构建分析平衡问题的思维模型。
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
将一定量氨基甲酸铵(NH2COONH4)加入密闭容器中,在一定条件下发生下列反应:NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数(-lgK)值随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法错误的是 ( )
A. C点对应状态的平衡常数
K(C)=10-3.638
B.该反应的△H>0
C. NH3的体积分数不变时,该反应
一定达到平衡状态
D. 30℃时,B点对应状态的 v正<v逆
C
学习目标
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教学进程
知识建构
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化学平衡图像
环节一: 化学平衡图像题的解题方法
1.一看轴,即横坐标和纵坐标的意义。
2.二看点,即一些特殊点如起点、拐点、交点、终点、最高点的意义。
3.三看线即弄清图像中线的走向和变化趋势。
4.四看辅助线弄清图像斜率的大小。
5.五看量的变化如浓度、温度、转化率、物质的量斜率的变化等。
看图像
考法:① (已知反应)判断引起平衡移动的因素
② 已知引起平衡移动的因素,判断反应是吸热或放热,反应前后气体体积的变化
学习目标
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情境导入
教学进程
知识建构
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化学平衡图像
环节二: 解析速率—时间图像
判断下列图像改变的条件
曲线是连续的,
曲线是断点的,
新平衡的曲线是平的
改变的是浓度。
改变的是压强或温度
加入催化剂
或等体积反应改变压强
学习目标
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教学进程
知识建构
检测反馈
化学平衡图像
环节二: 解析速率—时间图像
容积可变的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,
反应速率与时间的关系如图所示,回答下列问题:
三步分析法:
1、看突变、渐变;
2、看速率大小;
3、看平衡移动方向。
下列时刻所改变的外界条件是
t1 ;
t3 ;
t4 。
升高温度
加入催化剂
减小压强
学习目标
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知识建构
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化学平衡图像
环节二: 解析速率—时间图像
图像 分析 结论
t1时v′正突然增大,v′逆逐渐增大;v′正>v′逆,平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变,增大反应物的浓度
t1时v′正突然减小,v′逆逐渐减小;v′逆>v′正,平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变,减小反应物的浓度
“渐变”类v-t图像
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
化学平衡图像
环节二: 解析速率—时间图像
图像 分析 结论
t1时v′逆突然增大,v′正逐渐增大;v′逆>v′正,平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变,增大生成物的浓度
“渐变”类v-t图像
t1时v′逆突然减小,v′正逐渐减小;v′正>v′逆,平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变,减小生成物的浓度
学习目标
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教学进程
知识建构
检测反馈
化学平衡图像
环节二: 解析速率—时间图像
“断点”类vt图像:
图像 分析 结论
t1时v′正、v′逆均突然增大,且v′正>v′逆;平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变,增大反应体系的压强且m+n>p+q(正反应为体积减小的反应)
t1时其他条件不变,升高温度且Q>0(吸热反应)
学习目标
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教学进程
知识建构
检测反馈
化学平衡图像
环节二: 解析速率—时间图像
“断点”类vt图像:
图像 分析 结论
t1时v′正、v′逆均突然增大,且v′逆>v′正;平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变,增大反应体系的压强且m+n<p+q(正反应为体积增大的反应)
t1时其他条件不变,升高温度且Q<0(放热反应)
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
化学平衡图像
环节二: 解析速率—时间图像
“断点”类vt图像:
图像 分析 结论
t1时v′正、v′逆均突然减小,且v′正>v′逆;平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且m+n<p+q(正反应为体积增大的反应)
t1时其他条件不变,降低温度且Q<0(放热反应)
学习目标
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教学进程
知识建构
检测反馈
化学平衡图像
环节二: 解析速率—时间图像
“断点”类vt图像:
图像 分析 结论
t1时v′逆、v′正均突然减小,且v′逆>v′正;平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且m+n>p+q(正反应为体积减小的反应)
t1时其他条件不变,降低温度且Q>0(吸热反应)
学习目标
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化学平衡图像
环节二: 解析速率—时间图像
“平台”类vt图像
图像 分析 结论
t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正=v′逆,平衡不移动 t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)
学习目标
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化学平衡图像
环节三: 解析百分含量(或转化率)—时间图像
T1 T2
T1 T2
T ↑,
正反应是 反应
>
放热
mA(g)+nB(g) pC(g) ΔH
t
T1
T2
α (A反应物)
ΔH<0
T ↑,
正反应是 反应
<
吸热
ΔH>0
拐点:先拐先平数值大
C%↓,←
α(A)↑,→
学习目标
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知识建构
检测反馈
化学平衡图像
环节三: 解析百分含量(或转化率)—时间图像
拐点:先拐先平数值大
t
P1
P2
A%
mA(g)+nB(g) pC(g)
P1 P2
>
P ↑,
m+n p
<
C%
t
a
b
C%不变,平衡不移动
a 使用了催化剂
或改变压强 m+n p
=
α(A)↓,←
学习目标
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情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
化学平衡图像
环节三: 解析百分含量(或转化率)—时间图像
P2<P1,m+n>p+q P2<P1,m+n<p+q P2<P1,m+n<p+q P2<P1,m+n>p+q a曲线—使用催化剂
常见图像:以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH为例,其中C%指生成物的百分含量,B%指反应物的百分含量。
学习目标
课程标准
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教学进程
知识建构
检测反馈
化学平衡图像
环节三: 解析百分含量(或转化率)—时间图像
T2>T1,ΔH>0 T2>T1,ΔH>0 T2>T1,ΔH<0 T2>T1,ΔH<0 a曲线—使用催化剂
常见图像:以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH为例,其中C%指生成物的百分含量,B%指反应物的百分含量。
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
化学平衡图像
环节四: 解析百分含量(或转化率)—温度或压强图像
m+n p+q
P
C%
500℃
400℃
正反应是 反应
等压线:T ↑,C%↓,←
等温线:P ↑,C%↓,←
放热
<
等压线
认准一根线,定一议二
等温线
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知识建构
检测反馈
化学平衡图像
环节四: 解析百分含量(或转化率)—温度或压强图像
m+n p+q
正反应是 反应
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH
T
107 Pa
105 Pa
C%
等压线:T ↑,C%↓,←
等温线
等压线
等温线:P ↑,C%↑,→
放热
>
认准一根线,定一议二
学习目标
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教学进程
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化学平衡图像
环节四: 解析百分含量(或转化率)—温度或压强图像
常见图像:以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例,其中A%指反应物的百分含量。①恒压线图像
m+n___p+q,
ΔH___0 m+n___p+q,ΔH___0
m+n___p+q,ΔH___0 m+n___p+q,ΔH___0
②恒温线图像
>
>
>
<
>
>
>
<
学习目标
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情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
化学平衡图像
环节五: 解析速率—温度或压强图像
m+n p+q
T
v
v逆
v正
平衡点
T ↑,v正 v逆
<
←
正反应是 反应
放热
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH ?
P
v
v逆
v正
平衡点
P ↑,v正 v逆
<
←
<
交点(v正 =v逆)代表平衡状态
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
化学平衡图像
环节五: 解析速率—温度或压强图像
(1)解题方法:曲线的意义是外界条件(温度、压强)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态,压强增大(或温度升高)后正反应速率增大得快,平衡正向移动。
v-T图像:交点即为平衡状态,当温度升高,v正>v逆,表明平衡正向移动,正反应为吸热反应
v-P图像:交点即为平衡状态,当压强增大,v正>v逆,表明平衡正向移动,正反应为气体体积减小的反应
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
化学平衡图像
环节六: 解析特殊图像:平衡点与非平衡点
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) ΔH
M点前,表示化学反应从反应开始到建立平衡的过程,则v正 v逆,M点为 ,M点后为平衡受温度的影响情况。
>
平衡点
平衡点
T↑,A%↑,←
ΔH<0
最高点、最低点都是平衡点
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
化学平衡图像
环节六: 解析特殊图像:平衡点与非平衡点
线上为平衡点
线外未平衡点
反应物的平衡转化率与温度的关系曲线
表示v正>v逆的是点 ,
表示v正<v逆的是点 ,
表示v正=v逆的是点 。
3
1
2和4
A
点3比点A的反应物转化率低,提高反应物转化率才达平衡,反应正向进行
点1比点4的反应物转化率高,减小反应物转化率才达平衡,反应逆向进行
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
化学平衡图像
环节七: 解析物质的量或浓度—时间图像
看坐标,定意义;零起点,定投料;
线变化,定方向;量变化,定计量。
在2 L密闭容器中,某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量
变化如图所示。
①该反应的化学方程式是 ;
②在反应到达2 min时,正反应速率与逆反应速率之间的关系: ;
③若用A物质的量浓度的变化表示反应达到平衡(2 min)时的正反应速率是__________________
学习目标
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教学进程
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化学平衡图像
环节七: 化学平衡图像题的解题方法
1.分析已达平衡的可逆反应的特点(1)反应物和生成物的物质状态(2)反应前后气体的总物质的量是增大还是减小(3)反应是吸热,还是放热
2.看图像
(1)一看面——即横坐标和纵坐标的意义
(2)二看线——即看线的走向、变化的趋势
学习目标
课程标准
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教学进程
知识建构
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化学平衡图像
环节七: 化学平衡图像题的解题方法
(3)三看点——即看线是否通过原点,两条线的交点及线的原点、折点、终点(4)四看辅助线——即要不要作辅助线,如等温线、等压线、平衡线等(5)五看量的变化——即如浓度的变化、温度的变化
3.想规律:联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律,将图像语言转化为文字语言,再与化学平衡条件比较
4.做判断:根据图像中表现的关系与所学规律想对比,作出符合题目要求的判断
学习目标
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知识建构
学习目标
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D
A.t2时可能使用了催化剂B.t3时可能采取减小反应体系压强的措施C.t5时采取升温的措施D.反应在t6时刻,HI体积分数最大
1.对于H2(g)+I2(g) 2HI(g),ΔH<0,根据下图,下列说法错误的是( )
学习目标
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2.mM(s)+ nN(g) ⇌ pQ(g) △H<0 。在一定温度下平衡时N%与压强的关系如图,下列有关叙述正确的是
A、A点时混合物的V(正)> V(逆)
B、A点比B点反应速率快
C、n>p
D、m+n>p
N%
压强
.B
A.
A
学习目标
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检测反馈
B
500 ℃
t
0
700 ℃
C%
(A)
0
v
P
v
正
逆
v
(B)
0
T
v
v
正
逆
v
(C)
0
P
10 ℃
100℃
A
转
化
率
(D)
3.可表示为可逆反应2A(g)+B(g) ⇌ 2C(g) △H < 0的图象是( )
学习目标
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4.下列反应中符合图像的是 ( )
A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1(Q1>0)
B.2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) ΔH=+Q2 kJ·mol-1(Q2>0)
C.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-Q3 kJ·mol-1(Q3>0)
D.H2(g)+CO(g) C(s)+H2O(g) ΔH=+Q4 kJ·mol-1(Q4>0)
B
学习目标
课程标准
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教学进程
知识建构
检测反馈
5.如图是温度和压强对反应X+Y ⇌ 2Z影响的示意图。图中纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是( )
A.X、Y、Z均为气态
B.恒容时,混合气体的密度可作为
此反应是否达到化学平衡状态的判断依据
C.升高温度时正反应速率增大,
逆反应速率减小,平衡向右移动
D.使用催化剂Z的产率提高
B
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
6.图1表示mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH =-Q,在不同温度下经过一定时间混合体系中C的质量分数与温度T的关系;图2表示在一定条件下达到平衡后t时刻(温度不变)改变影响平衡的另一个条件重新建立新平衡的反应过程,下列判断正确的是( )
A.m+n>p+q Q>0
B.m+n>p+q Q<0 C.m+n<p+q Q>0
D.m+n<p+q Q<0
A
感谢您的观看
Thank you
$