《化学平衡图像分析与数据处理》教学案.doc

《化学平衡图像分析与数据处理》教学案【教学目标】 一、知识与技能1．了解化学反应的可逆性2．了解化学平衡建立过程理解化学平衡常数的含义，并进行简单计算3．理解外界条件对反应速率和化学平衡的影响，及一般规律4．了解反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用二、过程与方法合成氨生产情景，表格、图表分析、典型例题及问题情境，方法引导三、情感、态度与价值观培养严谨的科学态度和科学方法，创新精神教学重点】 阅读表格数据、图表，对化学平衡的综合分析，解决实际问题【教学方法】 阅读、讨论、交流、讲解、归纳【教学流程】考纲理解化学平衡常数的含义．能够利用化学平衡常数进行简单的计算理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用承上启下 氨是最重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法，是德国人哈伯在1905年发明的，其合成原理为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H = — 92.4 kJ/mol，他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。

写出平衡常数K表达式 如果降低温度，该反应K值 ，化学反应速率 , N2 的转化率 （填“增大”、“减小”或“不变”）主题主 题主题一：对数据的处理1、 下表为起始V(N2):V(H2)=1:3时，平衡混合物中NH3百分含量试验数据压强/MPa温度/℃0.11020306010020015.381.586.489.995.498.83002.252.264.471.084.292.64000.425.138.247.065.279.85000.110.619.126.442.257.56000.054.59.113.823.131.4 根据上表，（1）在坐标纸上画出NH3的①体积分数—压强的关系图②体积分数—温度的关系图（2）你通过作图得到画图的要素？（3）根据上图或表格中的数据，得到什么结论？小组交流，回答小结：“定一议二”，主题二：对图象的分析在500℃、20 MPa时，将N2、H2置于一个容积为2 L的密闭容器中发生反应，反应过程中各种物质的量变化如下图N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mol回答下列问题：（1）10 min内以NH3表示的平均反应速率： （2）在10 ~20 min内：NH3浓度变化的原因可能是 A 加了催化剂 B 缩小容器体积 C 降低温度 D 增加NH3物质的量（3） 第1次平衡的时间为： ，平衡常数K1 = （带数据的表达式）； 平衡时NH3的体积分数 （4）在反应进行至25 min时① 曲线发生变化的原因： ② 达第二次平衡时，新平衡的平衡常数K2 K1（填“大于”、“等于”、“小于”）。

（5）在25~40 min时，计算合成氨过程中的反应热小结：（1）看懂图像：看图像要五看一看面，即看清横坐标和纵坐标；二看线，即看线的走向、变化趋势；三看点，即看曲线的起点、终点、交点、拐点、原点、极值点等；四看要不要作辅助线、如等温线、等压线；五看定量图像中有关量的多少2）联想规律：联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律3）推理判断：结合题中给定的化学反应和图像中的相关数据信息，根据有关知识规律分析作出判断完成速率与平衡的计算总结依据板书新考纲对能力的要求是：能够对实际事物、实验现象、实物、图形、图表的观察，并进行加工、吸收、有序存储的能力能够用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达，作出解释的能力训练 见附录一作业 《备考指南》P51 24-27 强化训练 见附录二附录一 [训练1] 二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气该反应进行到45秒时，达到平衡（NO2浓度约为0.0125mol/L）右图中的曲线表示二氧化氮分解反应在前25秒内的反应进程1） 请计算前20秒内氧气的平均生成速度： （2） 若反应延续至70秒，请在图中用实线画出25秒至70秒的反应进程曲线。

3） 若在反应开始时加入催化剂（其他条件都不变），请在图上用虚线画出加催化剂后的反应进程曲线4） 写出该反应的化学平衡常数表达式：____________[训练2] 某化学反应3A（g）2B（g）+D（g）在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0反应物A的浓度(mol/L)随反应时间（min）的变化情况如下表：实验序号 C/mol·L-1 t/min温度/℃0102030405015002.01.61.31.00.80.82500C21.20.80.80.80.83500C31.71.31.01.01.046002.01.00.90.90.90.9根据上述数据，完成下列填空：（1）在实验1，反应在10至20分钟时间内平均速率为_________mol/(L·min)，达到平衡的时刻为 2）实验2与实验1相比，实验设计的相同点是 ，不同点是 _____________ ____3）设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3________v1（填＞、=、＜），且C3_________mol/L（4）该反应的正反应是__________反应（选填吸热、放热）理由是 。

（5）该反应的平衡常数随温度的升高而 附录二 强化训练1．“碘钟”实验中，3I－＋S2O82－＝I3－＋2SO42－的反应速率可以用I3－与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大某探究性学习小组在20℃进行实验，得到的数据如下表：实验编号①②③④⑤c(I－)/mol·L－0.0400.0800.0800.1600.120c(S2O82－)/mol·L－0.0400.0400.0800.0200.040t /s88.044.022.044.0t2回答下列问题：（1）该实验的目的是 2）显色时间t2＝ 3）温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为 （填字母）A. <22.0s B. 22.0～44.0s C. ＞44.0s D. 数据不足，无法判断（4）通过分析比较上表数据，得到的结论是 。

2．甲醇（CH3OH）是一种重要的化工原料，合成甲醇的主要反应为：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g） ΔH < 0 Ⅰ．在一定条件下，上述反应在一密闭容器中达到平衡1）体积不变的条件下，下列措施中有利于提高CO的转化率的是 ______（填字母）A．升高温度 B．增大压强 C．通入CO D．通入H2 （2）在保证H2浓度不变的情况下，增大容器的体积，平衡____________（填字母）A．向正反应方向移动 B．向逆反应方向移动 C．不移动 作出此判断的理由是__________________________________________________Ⅱ．原料气的加工过程中常常混有一定量CO2，为了研究不同温度下CO2对该反应的影响，以CO2、CO和H2的混合气体为原料在一定条件下进行实验，结果表明，原料气各组分含量不同时，反应生成甲醇和副产物甲烷的碳转化率是不相同的实验数据见下表：CO2%-CO%-H2%（体积分数）0–30–702–28–704–26–708–22–7020–10–70反应温度/℃225235250225235250225235250225235250225235250碳转化率（%）CH3OH4.98.811.036.550.768.319.033.156.517.733.454.48.012.022.6CH40000000000002.82.82.8（3）由上表数据可得出多个结论。

结论一：在一定条件下，反应温度越高，碳转化率__________结论________________________________________________________________（4）为了验证结论二，有科学家又用以下五组不同组成的原料气再次进行实验组别体积分数（％）COCO2H2N2第1组19.70.059.121.2第2组20.70.362.116.9第3组16.91.350.731.1第4组19.85.559.415.3第5组20.310.960.97.9 进行该验证。