2019-2020年高中化学 2.2.2《平衡转化率》教学设计 鲁科版选修4

2019-2020 年高中化学 2.2.2《平衡转化率》教学设计 鲁科版选修 4

一、教学目标 1、 通过对平衡移动问题的讨论,建立浓度商 Q 的概念的基础上,了解 Q 与 K 的比较判据。 2、 通过共同分析课本例题,让学生学会平衡转化率的计算。 二、 教学重难点: 平衡转化率的计算 三、教学方法:分析讨论、讲解、总结归纳 四、教学过程 【上节内容复习】 1、平衡常数表达式 2、表达式中注意问题 【导入】平衡常数仍不能直观地表示反应限度,因此在实际应用中,常用平衡转化率来定量 地表示反应限度。 【板书】二、平衡转化率 【投影】平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比。 表达式:反应物 A 的平衡转化率:

? (A)

?

A的初始浓度 ? A的平衡浓度 A的初始浓度

?100%

? c0 ( A) ?[ A] ?100% c0 ( A)

? (A)

?

A初始的物质的量 ? A的平衡物质的量 A初始的物质的量

?100%

? n始 ? n平 ?100% n始

【学生活动】根据概念,计算下题

例:反应 CO+H2O?H2+CO2 在 773K 时平衡常数 K=9,如反应开始时 C(H2O)=C(CO)

=0.020mol·L-1 求 CO 的转化率。

解: CO + H2O H2+CO2

初始 0.02 0.02

00

变化 x

x

x

x

平衡 0.02-x 0.02-x

x

x

K=[x/(0.02-x)]2=9 x/(0.02-x)=3

解得 x=0.015mol·L-1

转化率=(0.015/0.020)×100%=75%

【师】关于平衡常数和平衡转化率的计算主要有以下两种类型

【学生活动】阅读教材 44-45 页例题,且注意解题过程,注意总结解答题目步骤。

【板书】1、已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率

例 1:对于反应 2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ,若在一定温度下,将 0.1mol 的 SO2(g)和 0.06mol

O2(g)注入一体积为 2L 的密闭容器中,当达到平衡状态时,测得容器中有 0.088mol 的 SO3(g)

试求在该温度下

(1)此反应的平衡常数。

(2)求 SO2(g)和 O2(g)的平衡转化率 【师生互动】带领学生分析例题,展示解题过程与格式。小结解题步骤。 【小结】由例 1 可知,一个已标明化学方程式的化学反应,在温度一定时虽然只有一个平衡 常数,但是不同反应物的平衡转化率可能不同。因此,脱离具体的平衡的反应物谈化学平衡 转化率是没有意义的。 【投影】温度一定时,对于一个化学反应,平衡常数虽然一定,但不同的反应物的平衡转化 率可能不同。不能脱离具体的反应物谈平衡转化率。 【对应练习 1】在密闭容器中,将 NO2 加热到某温度时,可进行如下反应: 2NO2 2NO+O2,在平衡时各物质的浓度分别是:[NO2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L, [O2]=0.12mol/L.试求: (1)该温度下反应的平衡常数。1.92 (2)开始时 NO2 的浓度。0.3mol/L (3)NO2 的转化率。80% 【对应练习 2】已知某温度下反应:2NO2 (g) N2O4(g) 若在体积为 2L 的密闭容器中充入 2mol 的 NO2(g),达平衡时 NO2 的转化率为 50%,求
(1)该温度下反应的浓度平衡常数。1 (2)若温度不变,当 NO2 的初始浓度为 2mol/L 时,NO2 的转化率为多少。61.3%

【板书】2、已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数

例 2:反应 SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定温度下,将物质的量浓度均为 2mol/L 的

SO2(g)和 NO2(g)注入一密闭容器中,当达到平衡状态时,测得容器中 SO2(g)的转化率为 60%,

试求:在该温度下。

(1)此反应的浓度平衡常数。

(2)若 SO2(g)的初始浓度增大到 3mol/L,则它们的转化率变为多少?

【板书】3、知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率。

例 3、在 1200℃时测得下列反应达平衡时,k=2.25.

CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g) 。若反应从 CO2(g)和 H2(g)开始,且 CO2(g)和 H2(g)的初始

浓度分别为 A、B、C 三种情况。试计算 A 情况下各物质的平衡浓度及 CO2(g)和 H2(g)平衡转

化率。

A

B

C

Co(H2)mol/L

0.0100

0.0120

0.0080

Co(CO2)mol/L

0.0100

0.0100

0.0100

将根据 B、C 组数据计算各物质的平衡浓度和平衡转化率(α ),分析结果,得出什么结论? 【 对 应 练 习 3 】 在 2L 的 容 器 中 充 入 1mol CO 和 1mol H2O(g), 发 生 反 应 : CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 800℃时反应达平衡,若 k=1。求: (1)CO 的平衡浓度和转化率。 (1) 0.025mol/L、50% (2)若温度不变,上容器中充入 的是 1mol CO 和 2mol H2O(g), CO 和 H2O(g),的平衡浓度 和转化率是多少。 CO: 1/6mol/L、66.7% H2O:2/3、33.3% (3)若温度不变,上容器中充入 的是 1mol CO 和 4mol H2O(g), CO 和 H2O(g),的平衡浓度 和转化率是多少。 CO: 0.1mol/L、80% H2O:1.6、20%

(4)若温度不变,要使 CO 的转化率达到 90%,在题干的条件下还要充入 H2O(g) 物质的量 为多少。(4) 8.9mol 【课堂练习】 1.在某温度下,可逆反应:mA(g)+nB(g) pC(g) + qD(g)的平衡常数为K,下列说法正确的 是( ) A.K越大,达到平衡时,反应进行的程度越大. B.K越小,达到平衡时,反应物的转化率越大. C.K随反应物浓度改变而改变. D.K随温度改变而改变. 2.在一定体积密闭容器中,进行如下反应: CO2(g)+H2(g) CO(g) +H2O(g),其平衡常数K和 温度 t 的关系如下:

t/?C

700

800

830

1000

1200

k

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

(1)k 的表达式为:

(2)该反应为

反应(“吸热”或“放热”)

(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据(

A.容器中压强不变

B.混合气体中 CO 浓度不变

C.v(H2)正=v(H2O)逆

D.c(CO2)=c(CO)

(4)若 c(CO2) .c(H2)=c(CO) .c(H2O),此时温度为

【本节内容小结】

掌握平成转化率的几种计算方法和步骤

某个指定反应物的转化率= ×100%

或者= ×100%

或者= ×100%

转化率越大,反应越完全!

【作业】导学案对应练习

【板书设计】

) .


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