被马蜂蜇:高中高二化学上册下册全册教案下载1(还有2,3哦)

来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/05/05 08:23:08

实验   化学反应速率和化学平衡
[教学目标]
1.知识目标
(1)巩固浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响等基本知识,加深浓度、温度对化学平衡影响等基础知识的理解。
(2)通过实验,体会用定量方法研究化学反应速率、化学平衡规律基本程序,掌握相关的实验操作规范。
(3)掌握“Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S+H2O、FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl”等反应,体会用化学实验研究某个化学反应的一般程序。
2.能力和方法目标
(1)定量实验中数据采集、记录和处理方法。
(2)通过从实验现象、实验数据推测理论规律,提高推理分析能力。
3.情感和价值观目标
本实验中的实验现象生动有趣、实验操作简便、推理和分析过程引人入胜,所以可以通过本实验来提高学生学习化学的兴趣,引发学生探究规律、研究自然现象的乐趣。
[实验内容和实验要点]
本学生实验共包含浓度对化学反应速率的影响、温度对化学反应速率的影响、催化剂对化学反应速率的影响、浓度对化学平衡的影响、温度对化学平衡的影响等5个内容,实验过程中既有定性研究要求、又有定量研究要求,要求学生用定性和定量两方面的综合思维来分析和研究。实验中应要求带着研究的观点、在探究的层面上去思考。本实验的各个内容中所涉及的实验技能、实验注意事项等列表如下:
实验
内容
应巩固的知识
涉及的实验技能
注意事项
浓度对化学反应速率的影响
硫代硫酸钠跟稀硫酸溶液的反应原理、单质硫的颜色、溶解性等。
(1)量筒、烧杯的使用
(2)溶液浓度的估算
记录时间这一步中,要注意三支试管中溶液达到同样的混浊度,以免造成误差。
温度对化学反应速率的影响
同上
(1)水浴加热
(2)温度计使用、温度的测量
注意在烧杯底部放一白纸作背景,以便观察。
催化剂对化学反应速度的影响
过氧化氢分解;
氧气的检验。
(1)粉末状固状加入试管中
(2)液体倾倒入试管中
注意伸入带火星木条的时间,不要太早、也不要太迟。
注意不要加入太多的二氧化锰或过氧化氢。
温度对化学平衡的影响
二氧化氮跟四氧化二氮的相互转化;温度对化学平衡的影响。
胶头滴管的使用;
配制原混合溶液时,氯化铁、硫氰化钾的浓度宜低一点,后加的氯化铁、硫氰化钾溶液的浓度宜大点。
浓度对化学平衡的影响
铁离子跟硫氰根离子反应;浓度对化学平衡的影响。
注意对比。
教师在学生做实验前,应把以上各要点向学生交待清楚。使学生有所准备。
实验过程要求学生观察实验现象、记录实验现象,最后完成实验报告。
2-4-1    合成氨条件的选择
[教学目标]
1.知识目标
(1)使学生理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理,选择合成氨的适宜条件。
(2)了解合成氨生产的一般流程和反应原理、反应条件等。
2.能力和方法目标
(1)通过合成氨生产条件的分析和选择,使学生了解应化学原理选择化工生产条件的思路和方法。
(2)通过用化学反应速率理论、化学平衡理论选择合成氨反应条件,培养知识的综合应用和归纳能力。
(3)通过合成氨对工业、农业等领域的重要作用的教育,让学生理解化学对于改善人类生活的重要意义。
[教学过程]
课堂练习:
1.在现代无机化工、有机化工、生物化工等生产中,大多数产品的合成往往需要使用的主要化学反应条件是(  )。
(A)高温    (B)高压    (C)催化剂    (D)高温、高压、催化剂
2.将V1L的H2和V2L的N2在一定条件下发生反应,达到平衡后,混合气体总体积为V3L(气体体积均在相同条件下测定),则生成NH3的体积是(  )。
(A)(V1+V2-V3)L           (B)(V1+V2+V3)L
(C)(V1+V2-2V3)L          (D)[V3-(V1+V2)]L
3.在某合成氨厂合成氨的反应中,测得合成塔入口处气体N2、H2、NH3的体积比为6:18:1,出口处气体N2、H2、NH3的体积比为9:27:8,则氮的转化率为(  )。
(A)5%          (B)50%       (C)25%       (D)20%
4.下面是合成氨的简要流程示意图(如图2-4-1):
沿x路线回去的物质的是(     )。
(A)N2和H2      (B)催化剂          (C)N2         (D)H2
5.工业上用氨和二氧化碳反应合成尿素。已知下列物质在一定条件下均能与水反应产生H2和CO2,H2是合成氨的原料,CO2供合成尿素用。若从充分利用原料的角度考虑,选用____物质作原料较好。
(A)CO      (B)石油脑(C5H12、C6H14)   (C)CH4    (D)焦炭
6.在一定条件下,合成氨反应达到平衡后,混合气体中NH3的体积分数为25%。若反应前后条件保持不变,则反应后缩小的气体体积与原反应物体积之比是(   )。
(A)1:5   (B)1:4   (C)1:3   (D)1:2
7.在3H2 + N2 2NH3反应中,使用催化剂的理由是(  )。
(A)使平衡向正反应方向移动          (B)没有催化剂该反应不能发生
(C)使化学反应速率增大              (D)遏止逆反应的发生
8.总压强为3.0×107Pa时,氮氢混合气体(体积比为1:3)通入合成塔,反应达平衡时的压强降为2.5×107Pa。则平衡时混合气体中氨的体积分数为(   )。
(A)35%      (B)30%      (C)25%     (D)20%
9.将2LN2和6 LH2充入密闭容器里反应,达到平衡时,混合气体的体积为7.2L,计算:
(1)平衡时,混合气体里各气体物质的质量分数。
(2)N2转化为NH3的转化率。
(3)混合气体中NH3全部被0.005L水吸收,所得氨水的物质的量浓度是多少?(氨水的密度为0.96g/mL,气体在标况下)质量分数是多少?
10.某温度下,1L密闭容器中加入1molN2和3molH2,使合成氨反应达平衡,平衡混合物中N2、H2和NH3的物质的量分别用m、n、g mol表示,如果温度不变,只改变初始物质的加入量,而要求m、n、g的值不变,如果用x、y、z表示所加入的N2、H2和NH3的量,那么x、y、z应满足:
(1)若x=0,y=0,则z =­____mol。
(2)若x=0.75mol,则y=____mol,z =­____mol。
(3)x、y、z应满足的一般条件是:________________(用x、y、z的代数式表示)。
1D,2A,3C,4A,5B,6A,7C,8D。
9.(1)H214.11%;N265.79%;NH320.06%;(2)20%;(3)7.2 mol。L-1;12.8%。
10.(1)2;(2)2.25,0.5;(3)x+ =1,2y+3z =6。
氮和磷(第一课时)
[教学目标]
1.知识目标
(1)掌握氮族元素性质的相似性、递变性。
(2)掌握N2的分子结构、物理性质、化学性质、重要用途。熟悉自然界中氮的固定的方式和人工固氮的常用方法,了解氮的固定的重要意义。
2.能力和方法目标
(1)通过“位、构、性”三者关系,掌握利用元素周期表学习元素化合物性质的方法。
(2)通过N2结构、性质、用途等的学习,了解利用“结构决定性质、性质决定用途”等线索学习元素化合物性质的方法,提高分析和解决有关问题的能力。
[教学重点、难点]氮气的化学性质。氮族元素性质递变规律。
[教学过程]
[引入]投影(或挂出)元素周期表的轮廓图,让学生从中找出氮族元素的位置,并填写氮族元素的名称、元素符号。根据元素周期律让学生通过论分析氮族元素在结构、性质上的相似性和递变性。
[教师引导]氮族元素的相似性:
[学生总结]最外电子层上均有5个电子,由此推测获得3个电子达到稳定结构,所以氮族元素能显-3价,最高价均为+5价。最高价氧化物的通式为R2O5,对应水化物通式为HRO3或H3RO4。气态氢化物通式为RH3。
氮族元素的递变性:
氮   磷   砷   锑   铋
非金属逐渐减弱   金属性逐渐增强
HNO3   H3PO4   H3AsO4   H3SbO4   H3BiO4
酸性逐渐减弱           碱性逐渐弱增强
NH3    PH3    AsH3
稳定性减弱、还原性增强
[教师引导]氮族元素的一些特殊性:
[学生总结]+5价氮的化合物(如硝酸等)有较强的氧化性,但+5价磷的化合物一般不显氧化性。
氮元素有多种价态,有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等6种氧化物,但磷主要显+3、+5两种价态。
[教师引导]氮族元素单质的物理性质有哪些递变规律?
[师生共同总结后投影]课本中表1-1。
[引入第一节]
第一节                 氮和磷
氮气
布置学生阅读教材第2-3页的内容,进行归纳总结。
[边提问边总结]
(一)氮的存在
游离态:大气中N2的体积比为78%、质量比为75%。
化合态:无机物中(如硝酸钾等),有机物中(如蛋白质、核酸等)。
[引导]请学生观察周围空气并通过联想分析氮气的物理性质。
[学生总结]
(二)氮气的物理性质
无色无味,难溶于水(1:0.02),比空气稍轻。
[投影]常见气体在常温常压下的溶解度,让学生进行比较。
难溶气体:N2(1:0.02);H2(1:0.02);
微溶气体:O2(1:0.2)
可溶气体:Cl2(1: 2)、H2S(1:2.6)
易溶气体:SO2(1:40)
极易溶气体:HCl(1:500)
[思考]实验室制N2时应该用什么方法来收集?
(三)氮气的化学性质
[引导]结构决定性质,先研究N2的结构。
1.N2的结构
电子式: ;结构式:N≡N。氮氮三键的键能很大(946kJ·mol-1),所以N2很稳定,通常情况下,性质很不活泼。
2.氮气的化学性质
(1)与氢气反应
(2)跟镁反应:3Mg+N2 Mg3N2
(3)与氧气反应:N2+O2 2NO
引导学生从氧化还原反应角度分析上述三个反应。进而得出“氮气既能表现氧化性,也能表现还原性”的结论。
[引导]中国有句农谚,叫做“雷雨发庄稼”,谁能解释这句话的含义?请大家阅读教材第3-4页内容,再来理解这句农谚。
[学生总结]
[补充演示实验]教师事先在一烧瓶内充满一氧化氮气体,让学生观察一氧化氮的颜色等。打开瓶塞,让学生观察变化。
[学生观察结论]一氧化氮是一种无色气体、二氧化氮显红棕色。通常条件下,一氧化氮易转化为二氧化氮。
[教师引导]请用双线桥法标出以上三个反应中电子转移的方向和数目。
[学生活动]完成以上作业,教师根据学生作业情况加以说明。

(四)氮气的用途
1.合成氨、制氮肥、制硝酸。
2.用作保护气:焊接金属、充填灯泡、保存粮食和水果。
[教师引导]请学生分析以上用途中利用氮气哪方面的性质。
(五)氮的固定
将游离态的氮转变为氮的化合物的过程叫做氮的固定。
途径:自然固氮(雷雨固氮、生物固氮);人工固氮:合成氨工业。
教师向学生介绍人工模拟生物固氮这一世界性研究课题的现状和前景,鼓励学生献身科学研究为人类作出贡献。
[课堂小结]
结构、性质和具体反应之间的联系:
非金属元素及其化合物间的转化关系:
[随堂练习]
1.不属于氮的固定的变化是(  )
(A)根瘤菌把氮气转化为氨             (B)氮气和氢气在适宜条件下合成氨
(C)氮气和氧气在放电条件下合成NO    (D)工业上用氨和二氧化碳合成尿素
答案:D。
2.在汽车引擎中,N2和O2进行反应会生成污染大气的NO(N2+O2 2NO+Q),据此,有人认为废气排出后,温度即降低,NO分解,污染也就会自行消失,事实证明此说法不对,其主要原因可能是(   )
(A)常温常压下NO的分解速度很慢
(B)在空气中NO迅速变为NO2而不分解
(C)空气中N2与O2的浓度高,不利于平衡向左移动
(D)废气排出后,压强减小,不利于平衡向左移动
答案:AB。
3.利用下列方法,可以在实验室里从空气中制取氮气的是(  )
(A)把空气液化, 然后分离出氮气
(B)把空气缓缓通过加热了的铜网
(C)把空气缓缓通过加热了的镁粉
(D)把空气通过装有氢氧化钠的洗气瓶
答案:B。
4.现有M、R两种第ⅤA族元素,下列事实不能说明M的非金属性比R强的是(  )。
(A)酸性:H3MO4>H3RO4
(B)气态氢化物稳定性:MH3>RH3
(C)气态氢化物还原性:MH3>RH3
(D)含氧酸盐的稳定性:Na3MO4>Na3RO4
答案:C、D。
5.在F、P、Si、Fe这四种元素中,每种元素都有某些方面区别于某它三种元素。若从中选出氟元素,选择的理由中正确的是(   )。
(A)最高价氧化物对应的水化物酸性最强
(B)单质与冷水反应最剧烈
(C)单质固态时为分子晶体,熔沸点较低
(D)在氧化物:OF6、P2O5、Fe2O3中,OF6最稳定
答案:BC。
6.在标准状况下,将O2与NO按3:4体积比充满烧瓶,将烧瓶倒置于水中,最后烧瓶内溶液的物质的量浓度约为(单位:mol·L-1)(      )。
(A)0.045    (B)0.036    (C)0.026    (D)0.018
答案:B。
7.1898年,曾有人发明了固氮的一种方法,该法以石灰石、焦炭、空气为原料。第一步反应是石灰石分解;第二步是使第一步反应产物和焦炭反应,在电炉中的高温下制得第三步反应起始物;第三步反应中另一反应物是空气,该反应也是在电炉中完成的,生成一种固体;第四步是使该固体和水蒸气反应制得氨气。又知该固体中有与N3-互为等电子体的离子。
(1)试写出四步反应的化学方程式;
(2)试简评该固氮方法。
答案:(1)CaCO3 CaO+CO2↑; CaO+3C CaC2+CO↑;CaC2+N2 CaCN2+C ;   CaCN2+3H2O(g)=CaCO3+2NH3↑。
(2)这种方法,需要消耗大量电能,原料众多,设备重,生产成本高。
8.有A、B、C、D四种气体,能发生下列变化
A+D E+H2O,   E+O2 D,
C+D B+F, B+O2 C。
且已知其中:C为红棕色,D能使石灰水变浑浊,E常温下是固体,F是一种酸酐。
(1)写出四种气体的化学式:A_________、B_________、C_________、D_________。
(2)写出C+D B+F所表示的反应方程式_____________________________。
(3)写出D使石灰水变浑浊的反应方程式_______________________________。
答案:
(1)H2S、NO、NO2、SO2。
(2)NO2+SO2=NO+SO3。
(3)SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O。
1-2-1   氨、铵盐(第一课时)
[教学目标]
1.知识目标
(1)掌握氨气分子的结构、性质、用途及相互关系。
(2)掌握氨水的性质、掌握有关氨气溶于水的计算。
(3)了解氨水、液氨的区别,能分析氨水溶液中存在有关平衡问题。
2.能力和方法目标
(1)通过氨水、液氨成分的比较,培养学生的分析、对比能力。
(2)通过氨的结构、性质和用途相互关系的理解,提高推理能力。
(3)通过有关计算训练数学计算和推理能力。
(4)通过有关实验现象的观察、实验结论的分析,提高观察能力和解释能力。
[教学重点、难点]氨水跟液氨的差异。喷泉实验的有关计算。
[教学过程]
见课件[氨、铵盐(一)ppt文件]
[巩固练习]
1.完成下表,比较液氨跟氨水的差异。
液氨与氨水的比较
液氨
氨水
物质成分
微粒种类
主要性质
存在条件
答案:
液氨与氨水的比较
液氨
氨水
物质成分
纯净物(非电解质)
氨的水溶液是混合物。NH3·H2O是一种弱电解质。
微粒种类
氨分子
氨分子、一水合氨分子、水分子、铵离子、氢氧根离子、氢离子
主要性质
不具有碱性
氨水中的一水合氨具有碱的通性
存在条件
常温常压下不能存在
常温常压下可存在
2.气体X可能有NH3、Cl2、H2S、HBr、CO2中的一种或几种组成,已知X通入AgNO3溶液时产生淡黄色沉淀,该沉淀不溶于稀HNO3溶液,若将X通入澄清石灰水中,却不见沉淀产生,则有关气体X的成份的下列说法正确的是
①一定含有HBr,可能含有CO2 ②一定不含CO2  ③一定不含NH3、Cl2、H2S   ④可能含有Cl2、CO2。
(A)只有①        (B)只有③      (C)①和③        (D)②和③
答案:C。
2.关于氨水的叙述中,错误的是(  )
(A)氨水的溶质是NH3·H2O
(B)氨水可使酚酞指示剂变红
(C)氨水中含三种分子和三种离子
(D)氨水中溶质的质量分数越大,溶液密度越小
答案:A。
3.由三种相同体积气体组成的混合气,依次通过足量的下列4种试剂:饱和的碳酸氢钠溶液、浓硫酸、灼热的氧化铜和过氧化钠后,气体体积减小一半(气体体积均在相同条件下测定且温度高于水的沸点),这种混合气体的合理组成是(   )
(A)NH3、CO、NO  (B)HCl、H2、N2  (C)HCl、CO2、CO (D)SO2、N2、CH4
答案:C。
4.在下列变化中,吸收能量的是(   )。
(A)氨气液化为液氨         (B)磷与氧气化合成五氧化二磷
(C)液氨汽化为氨气         (D)氨在催化剂存在的情况下与氧气反应
答案:C。
5.如下图所示,烧瓶内已充满某气体X,气体体积为1000mL(273K,101325Pa),烧杯中盛满水,直导管长L=60cm,导管进入烧杯中水面下12cm,气体的溶解度在273K时为1∶40(1体积水能溶解101325Pa下气体40体积)。实验开始,胶头滴管先向烧瓶中注入1mL水。
(1)通过计算确定能否看到喷泉现象。(假设压强的微小变化对气体溶解度的影响忽略不计。)
(2)如不能看到,则可改变进入烧杯的导管的长度,问导管进入烧杯的长度为多少时,恰好能形成喷泉?
(3)如不能看到,则胶头滴管中共滴入多少毫升水恰好能形成喷泉?
答案:(1)不能。(2)8cm。(3)1.2mL。
1-2-2   氨、铵盐(第二课时)
[教学目标]
1.知识目标
(1)掌握氨气的实验室制法。
(2)掌握铵盐的性质和铵离子的鉴别方法。
(3)理解氨和铵的异同。
2.能力和方法目标
(1)通过氨气的实验制法学习,提高实验设计能力。
(2)通过氨、铵盐性质的综合运用,提高推理能力。
(3)通过有关实验现象的观察、实验结论的分析,提高观察能力和解释能力。
[教学重点、难点] 铵离子的鉴定。
[教学过程]
见课件[氨、铵盐(二)ppt文件]
[巩固练习]
1.四支试管分别充满O2、NO2、Cl2、NH3四种气体,把它们分别倒立于盛有下列各种液体的水槽中,发生的现象如下图所示,其中充满Cl2的试管是(  )。
答案:C。
2.白色固体A的水溶液能使蓝色石蕊试纸变红。把A装入试管中充分加热,A全部消失,同时产生白烟和紫色蒸汽。将加热生成的烟气通过浓热的NaOH溶液,紫色消失,但有无色气体。将这无色气体通过硫酸溶液,无色气体明显减少,再将剩余的无色气体在空气中点燃,产物生成水。由此上事实推知:
A的化学式应该是______________;A受热变化的化学方程式是_________。
答案:NH4I;2 NH4I=2NH3+I2+H2。
3.用一种白色固体A和一种黄色固体B做如下实验:①A与等物质的量的一元强酸和一元强碱都能完全作用,依次生成有毒气体C和极易溶于水的气体D。②B在空气中燃烧生成气体E。E与C反应又生成B。③将D通入滴有石蕊的水中,溶液呈蓝色,再通入E,过量时溶液由蓝变红。④将E与空气混合通入装有催化剂的灼热的玻璃管,气体出口处有白雾生成。
则(填化学式)A是_________,B是________,C是________,D是_______,E是________。
答案:A是NH4HS,B是S,C是H2S,D是NH3,E是SO2。
4.从某物质A的水溶液出发有下面所示的一系列变化:
(1)写出A~F物质的化学式。
(2)写出E→F的化学方程式:____________。
(3)鉴别物质F中阴离子的方法是_______。
答案:
(1)各物质的化学式为:A是(NH4)2SO3,B是(NH4)2SO4,C是SO2,D是NH3,E是K2SO3,F是K2SO4。
(2)K2SO3+Br2+H2O=K2SO4+2HBr。
(3)F中的阴离子是硫酸根离子,可以加盐酸、BaCl2溶液来鉴别。
1-3-1   硝酸(第一课时)
[教学目标]
1.知识目标
(1)掌握硝酸的物理性质(易溶于水、挥发性)。
(2)掌握硝酸的化学性质(不稳定性、强氧化性和强酸性)。
2.能力和方法目标
(1)通过有关硝酸强氧化性的实验,提高对实验现象的观察分析能力,提高根据实验现象进行推理分析的能力;
(2)通过从酸的一般通性到硝酸的性质的推理分析,提高运用复分解规律、氧化还原反应理论解决问题的能力。
3.情感和价值观目标
(1)通过硝酸跟硫酸、盐酸等的对比和分析,对学生进行辩证唯物主义教育。
(2)通过硝酸的用途让学生对化学为提高人类生活作出贡献有一个感性的认识。
[教学重点、难点] 硝酸的强氧化性。
[教学过程]
[引言]硝酸是中学化学常见的三大强酸之一,现在老师手中拿着的是一瓶浓硝酸,请同学们仔细观察,观察后总结一下你从中可以判断出硝酸具有哪些物理性质。(以此为落点让学生边观察边作简单的推理分析,提高学生的观察能力和根据实验现象推出结论的推理能力)
[板书]
1.硝酸的物理性质
(1)无色(观察硝酸溶液的颜色得出);
(2)有刺激性气味(打开瓶塞可嗅到);
(3)易溶于水(观察瓶中标签浓硝酸的浓度为65%可得出);浓度大于98%的硝酸会在空气产生大量的白雾,故称为发烟硝酸。
……
[教师引导]我们可以断定硝酸具有酸的通性,请同学们根据酸的通性来分析解决下列问题,并把结果填信表格中:
推测可能现象
有关反应的化学方程式
硝酸跟氧化钙反应
硝酸跟碳酸钙反应
硝酸跟氢氧化铝、氢氧化钠反应
硝酸跟金属铝、铁、铜反应
硝酸溶液中滴入酚酞试剂
[学生分析时可能出现的情况]估计绝大部分学生对前三个问题都能得出正确结论,对于后两个问题,可能会出现多种不同的结论。这正是后面进一步探究硝酸的氧化性创设了问题情景。
[板书]
2.硝酸的化学性质
(1)酸的通性------强酸
[教师活动]盐酸、硫酸跟铁和铜等金属反应情况?试推断铁、铜跟硝酸反应反应情况。
[实验演示]
A.稀硝酸中投入铁片、稀硝酸中投入铜片
B.浓硝酸中投入铁片、浓硝酸中投入铜片
C.浓硝酸跟投入铁片并加热
[学生观察并分析]
铁、铜跟稀硝酸都能在常温下反应产生气体(引导学生分析研究实验中产生的气体是不是氢气?)。铁片跟浓硝酸在常温下没有明显的反应现象,铜片跟浓硝酸反应产生一种红棕色的气体、同时溶液显蓝色。
[师生共同研究得出结论]
硝酸具有强氧化性,浓、稀硝酸都可跟不活泼金属(活泼金属当然能反应)反应,反应中一般不产生氢气,冷的浓硝酸遇铁、铝等要发生钝化作用。
硫、碳等非金属单质遇硝酸能否发氧化还原反应?
亚硫酸钠、硫酸亚铁等还原性较强的化合物遇硝酸能否发生氧化还原反应?
[实验研究]
D.焦炭投入热浓硝酸中
E.硫酸亚铁溶液中滴入浓硝酸溶液
[板书]
(2)具有强氧化性。反应规律如下:
还原产物
范围
浓硝酸
一般NO2
不活泼金属、碳等非金属单质、某些还原性较强的化合物
稀硝酸
一般是NO
硝酸强氧化性的其它方面的表现:热浓硝酸遇酸碱指示剂会起漂白作用,铁、铝等金属遇冷浓硝酸会起钝化作用。
[学生练习]
写出铜跟浓、稀硝酸反应的化学方程式。写出硫、碳跟浓硝酸反应的化学方程式。
Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
C+4HNO3(浓) = CO2↑+4NO2↑+2H2O
S+6HNO3(浓) =H2SO4+6NO2↑+3H2O
[教师展示]一瓶久置变质的浓硝酸、一瓶未变质的浓硝酸,让学生观察颜色并进行比较。
[学生观察结果]变质硝酸显黄色。
[教师引导]试分析久置浓硝酸为什么会变黄色?
[师生共同分析]硝酸分解会生成二氧化氮,二氧化氮易溶于水,使溶液显黄色。
[板书]
(3)硝酸是一种不稳定性的酸,见光、受热易分解。
4HNO3 4NO2+O2+2H2O
所以保存硝酸时要注意避光、放在阴暗和低温处。
[总结巩固]试比较硝酸、硫酸、盐酸三大强酸在性质的异同点:
色、态
刺激性
挥发性
氧化性
硝酸
盐酸
硫酸

[巩固练习]
1.将足量的NO2和一定量的SO2混合气体通入氯化钡中,产生的沉淀(    )。
(A)不可能是亚硫酸钡        (B)一定是亚硫酸钡
(C)一定是硫酸钡            (D)一定是亚硫酸钡和硫酸钡
2.常温下,下列溶液中能溶解铁的是(  )。
(A)稀硝酸     (B)浓硝酸   (C)浓盐酸    (D)浓硫酸
3.常温下,在VL密闭容器中有a molNO气体,压强为bkPa,若再充入a molO2,保持温度不变,反应后容器的压强是(   )。
(A)1.5bkPa     (B)2bkPa   (C)略小于1.5bkPa   (D)略大于1.5bkPa
4.下列盛放试剂的方法,错误的是(  )。
(A)把硝酸放在棕色试剂瓶中,并放置在阴暗处
(B)把硝酸银放在棕色试剂瓶中
(C)把氢氧化钠溶液放在带橡胶塞的玻璃瓶中
(D)把氢氟酸放在玻璃瓶中
5.取三张蓝色石蕊试纸湿润后贴在玻璃片上,然后按顺序分别滴加65%硝酸溶液、98%的硫酸溶液、新制氯水,三张试纸最终变成(   )。
(A)白、红、白      (B)红、黑、白
(C)红、红、红      (D)白、黑、白
6.常温下,能溶于浓HNO3的单质是(  )。
(A)Al      (B)Fe      (C)Ag      (D)Au
7.制取相同质量的硝酸铜,消耗硝酸最多的是(   )。
(A)Cu+HNO3 (浓)        (B)Cu+HNO3 (稀)
(C)CuO+HNO3              (D)Cu(OH) 2+HNO3
8.在某100mL混合液中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是:0.4 mol· L-1、0.1 mol· L-1。向该混合液中加入1.92g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中的Cu2+的物质的量浓度(mol· L-1)是(  )。
(A)0.15     (B)0.225     (C)0.35     (D)0.45
9. 6.4g铜与过量的硝酸(8 mol· L-160mL)充分反应后,硝酸的还原产物有NO、NO2,反应后溶液中所含H+离子为nmol,此时溶液中所含NO3-的物质的量为(  )。
(A)0.28mol      (B)0.31mol      (C)(n+0.2)mol       (D)(n+0.4)mol
(A)Al      (B)Fe      (C)Ag      (D)Au
10.纯净的浓硝酸是无色的,但保存不当则呈黄色,这是由于________,其化学方程式为_______________________。为了除去所含的杂质,所采用的方法是______________,有关化学方程式为_______________。实验室贮存浓硝酸的方法是_________________。
11.用如图所示装置(气球内先充有空气)进行铜与稀硝酸反应的实验,请填写下列空格。
(1)实验开始时,先将烧瓶加热,其目的是____________________________________。
(2)在不断摇动烧瓶的条件下,使反应充分进行。可观察到的4个主要现象:
①铜丝逐渐减小,但不完全消失,且表面有气泡生成;
②气球先略变大,在摇动情况下变小,而后又变大;
③__________________________________________;
④__________________________________________。
(3)在摇动情况下,导致气球变小的有关反应的化学方程式为_______________________。
参考答案:
1C,2AC,3C,4D,5D,6C,7A,8B,9C。
10.硝酸见光分解产生的NO2溶于浓硝酸;4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O;加适量蒸馏水;3NO2+H2O=2HNO3+NO;盛放在棕色细口试剂瓶中,并放置在阴凉的地方。
111.(1)提高反应速率。(2)③无色溶液变成蓝色;④烧瓶中气体先呈红棕色,最终为无色。(3)4NO2+O2+2H2O= 4HNO3 ,或4NO+3O2+2H2O= 4HNO3,或2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O==2HNO3+NO。
1-3-1   硝酸(第二课时)
[教学目标]
1.知识目标
(1)了解实验室中制硝酸的反应原理、了解工业上氨氧化制硝酸的反应原理。
(2)了解王水等的性质。
(3)掌握有关硝酸反应的计算
2.能力和方法目标
(1)通过氨氧化法制硝酸的学习,提高解决实际问题的能力;
(2)通过有关硝酸的计算,提高计算能力。
3.情感与价值观目标
通过玻尔跟诺贝尔奖的故事,对学生进行受国主义教育。
[教学重点、难点] 硝酸的强氧化性的巩固。
[教学过程]
[复习巩固上堂课内容]
让学生完成下列各个问题,可以独立完成,若不能独立完成也可以相互间进行讨论。
问题1:在硝酸溶液中滴加酸碱指示剂,能使酸碱指示剂变色,再加热时会产生褪色现象。在品红溶液中,通入二氧化硫气体会褪色,再加热又会变红色。请分析上述产生这两现象的化学反应原理。
问题2:什么叫“王水”?“王水”的性质上有什么特征?
[教师介绍]化学家玻尔巧妙珍藏诺贝尔奖章的故事。让学生体会,科学家那种强烈的爱国心和科学智慧完美统一。
问题2:下面是氮及其化合物间的转化关系,请写出其中各步转化反应的化学方程式:
[引入]在上列转化反应中,找出能用于工业制硝酸一条反应路线。
[学生活动]
学生讨论后,意见逐渐统一到下列两条反应路线上。
反应路线一:N2→NO→NO2→HNO3
相应反应的化学方程式为:
N2+O2 2NO(属于吸热反应)
2NO+O2 = 2NO2(属于放热反应)
3NO2+H2O=2HNO3+NO(属于放热反应)
反应路线二:NH3→NO→NO2→HNO3
4NH3+5O2 4NO+6H2O(属于放热反应)
2NO+O2 = 2NO2(属于放热反应)
3NO2+H2O=2HNO3+NO(属于放热反应)
[引导学生讨论]上述两种反应途径,哪种更适合用于工业上制取硝酸
学生从反应的可能性、原料、能量消耗等各个方面进行讨论可得出结论。
[教师讲授介绍现代工业制硝酸的方法]早期工业曾有硝石法、电弧法制硝酸,现代工业上一般都采用氨氧化法制硝酸。
[板书]
3.硝酸的工业制法------氨氧化法制硝酸
反应原理:
4NH3+5O2 4NO+6H2O(属于放热反应)
2NO+O2 = 2NO2(属于放热反应)
3NO2+H2O=2HNO3+NO(属于放热反应)
生产步骤和产要设备:
氧化炉:氨氧化成一氧化氮;
吸收塔:一氧化氮转化成二氧化氮,用水吸收二氧化氮生成硝酸。
蒸馏浓缩:用浓硫酸或硝酸镁作吸水剂进行蒸馏浓缩可得到更浓的硝酸。这种方法可制得96%以上的硝酸溶液。
[引导]实验室若要制取硝酸,应该选什么作为原料?同学们可以联系实验室制氯化氢的方法进行类比。
[板书]
4.硝酸的实验室制法
实验室可用硝酸钠跟浓硫酸反应制取硝酸:
NaNO3+H2SO4(浓) NaHSO4+HNO3↑
注意,一般情况下,该反应不需高温,以使硫酸氢钠跟硝酸钠进一步反应(这一点跟实验室制氯化氢气体有差异)。
[引导]硝酸的化学性质比较复杂,有关硝酸的计算问题也比较复杂,下面我们一起来讨论一下有关硝酸参加反应的计算问题。
5.有关硝酸的计算
例1:某化肥厂用氨制备硝酸铵。已知:由氨制NO的产率是96%,NO制HNO3的产率是92%,硝酸跟氨合成硝酸铵。则制取硝酸所用去的氨的质量占总消耗氨的质量分数是多少?(不考虑其他方面的损失)
解析:设氨的总的物质的量为1mol,制硝酸所用的氨为xmol,则与硝酸反应的氨为(1-x)mol。根据题意,反应关系为:
NH3    ~    HNO3
1mol        1mol
x×96%×92%    y                 y= x×96%×92%
NH3    +    HNO3  ~   NH4NO3
1mol        1mol
1-x        x×96%×92%
即有:(1-x )= x×96%×92%   解得:x = 0.531mol
所以制取硝酸所用去的氨的质量占总消耗氨的质量分数为53.1%。
题2:在c(NO3-)等于4 mol·L-1的硝酸铜和硝酸银的100mL混合溶液中,加入一定量的铝粉,充分反应后过滤,将滤纸上的沉淀干燥后称重为24.8g。将此沉淀加入稀盐酸中无气体产生。滤液中滴入氯化钠溶液无现象,后加入过量的稀氢氧化钠溶液得到沉淀,过滤,加热,冷却,称重为4g。求参加反应的铝的质量。
[解析]题中所述的反应关系可表示成如下:
再结合溶液中NO3-离子守恒进行整体分析。
由于反应前NO3-是以Cu(NO3)2、AgNO3形式存在,反应后NO3-是以Al(NO3)3、Cu(NO3)2形式存在,所以有:
m(Al)=(4 mol·L-1×0.1L- )× ×27g·mol-1=2.7g。
参加反应铝粉的质量为2.7g。
[巩固练习]
1.实验室可以利用硝酸钠跟浓硫酸加热制取硝酸,这是利用了硝酸的(  )。
(A)氧化性    (B)强酸性   (C)不稳定性   (D)挥发性
2.工业上用氨的催化氧化法制取硝酸时,先制成质量分数为50%左右的硝酸,再制成质量分数为96%的浓硝酸,一般采用的方法是(   )。
(A)加热蒸发浓缩           (B)加生石灰吸去水分后再过滤
(C)加硝酸镁后再蒸馏浓缩     (D)加入浓硫酸后再分液
3.在容积为672mL的烧杯里充满NO、NO2混合气体,将其倒立在水槽里,去塞后再缓缓通入280mLO2,反应恰好完全,且水充满了烧瓶(所有气体体积都已折合为标准状况)。下列叙述正确的是(  )。
(A)总反应为:NO+NO2+O2+H2O=2HNO3
(B)总反应为:4NO+8NO2+5O2+6H2O=12HNO3
(C)烧瓶中硝酸的物质的量浓度为0.03 mol· L-1
(D)烧瓶中硝酸的物质的量浓度为0.045mol· L-1
4.某金属与稀硝酸恰好完全反应生成NO2,消耗金属和硝酸的物质的量之比为1∶3,则该金属可能是(      )。
(A)Cu     (B)Ag       (C)Al        (D)Fe
5.有关物质有如图1-3-4所示的转化关系。其中,A的浓溶液与单质B在加热时才发生反应①,A的稀溶液与足量B在加热时才发生反应②,D的稀溶液与苯酚溶液混合后呈紫色。据此填空:
(1)写出下列物质的化学式:A_______,D________,E_______。
(2)反应④的现象是_______________________;
(3)写出反应②的离子方程式:___________________________________;
(4)A的浓溶液与单质B加热时能否产生G?为什么?(结合图给信息回答)
6.由二氧化氮、氨、氧气组成的混合气体,在标准状况下占有的体积是22.4L,通过过量的稀硝酸充分吸收后,溶液质量增加了35.8g,气体体积缩小至2.24L(已折算成标准状况)。试通过计算求出原混合气体中各气体的体积分数。
7.有铜和氧化铜的混合粉末8g,将其全部溶于70mL7 mol· L-1的硝酸中,反应中收集到3.36L(标准状况下)气体。反应后用蒸馏水将溶液稀释至100mL,此时溶液中c(H+)=1 mol· L-1。再从中取出10mL跟10mL3.6mol· L-1的氢氧化钠溶液混合。试通过计算求:
(1)析出沉淀的质量。
(2)反应后所得溶液的OH-离子的物质的量浓度。
参考答案:
1D,2C,3BD,4D。
5.(1)HNO3;Fe(NO3)3;NO2。(2)白色沉淀变成灰绿色,最终为红褐色沉淀。(3)3Fe + 8H++2NO3- = 3Fe2++2NO↑+4H2O。(4)不能。根据图中反应③,NO遇浓硝酸可转化为NO2。
6.有两种情况。若是NO2过量:O2%=10%,NH3%=20%,NO2%=70%。若是O2过量:NO2%=62.60%,NH3%=11.75%,O2%=25.65%。(提示:把1molNO2、NH3、O2混合气体通过稀硝酸时,氨被全部吸收,NO2、O2则可跟水反应生成HNO3。若是NO2过量,O2全部耗尽,尾气是0.1molNO;若是O2过量,NO2全部耗尽,尾气是0.1molO2)
7.(1)1.176g。(2)0.1 mol·L-1。(可根据硝酸根离子守恒进行分析,能够快速计算)
1-5-1   有关化学方程式计算(第一课时)
[教学目标]
1.知识目标
使学生掌握反应物中有一种过量的计算。
2.能力和方法目标
通过有关化学方程式的计算,提高学生化学计算技能,掌握常用的化学计算方法,培养化学思维能力。
3.情感和价值观目标
(1)通过要求化学计算题的解题规范、书写格式的训练,培养学生讲究整洁美、规范美。
(2)培养学生理论联系实际观念。
[教学重点、难点]
运用化学反应知识判断哪种反应物过量等。
[教学过程]
(见相应的第五节第一课时ppt文件)
[巩固练习]
1.56g铁与16g硫放在密闭容器中加热,使之反应完全后把固体投入足量的稀盐酸中,标态下产生气体的体积为(  )。
(A)22.4L   (B)11.2L    (C)33.6L    (D)44.8L
2.用稀硫酸溶解FeS和Fe(OH)3的混合物56.6g,可得到3.2g硫,原混合物中FeS的质量可能是:①8.8g、②21.4g、③35.2g、④47.8g这四个答案中的(   )。
(A)①              (B)①③            (C)②④            (D)②
3.在100mL12mol/L浓盐酸中加入足量二氧化锰,加热,充分反应后得到的氯气量是(不考虑氯气在反应液中的溶解损失)(   )。
(A)0.6mol           (B)在0.3mol和0.6mol之间
(C)0.3mol           (D)小于0.3mol
4.某碳酸钾样品中含有碳酸钠、硝酸钾和硝酸钡三种杂质中的一种或两种,现将13.8 g样品加入足量水,样品全部溶解,再加过量的氯化钙溶液,得到9g沉淀,对样品所含杂质的正确的判断是(     )。
(A)肯定没有硝酸钾                 (B)肯定有硝酸钾,可能还有碳酸钠
(C)肯定没有硝酸钡,可能有硝酸钾    (D)肯定没有碳酸钠和硝酸钡
5.将2.4mol某金属投入1.8L 2 mol.L-1的某酸溶液中,恰好完全反应,并产生7.2gH2,则该金属和酸分别是(    )。
(A)二价金属,二元酸              (B)二价金属,三元酸
(C)三价金属,二元酸              (D)一价金属,一元酸
6.向盐A2B溶液中加入盐CD2,溶液中有沉淀生成。为了研究这一化学反应,将两种盐分别配成0.1mol/L的溶液进行实验。实验的有关数据如下表所示(化学式中A、B、C、D表示原子或原子团,式量:A为23;B为96;C为137;D为35.5):
编号
A2B溶液体积/mL
CD2溶液体积/mL
沉淀质量/g
1
60
0
0
2
60
20
0.464
3
60
40
4
60
60
1.395
5
60
70
1.404
6
60
80
1.397
7
60
120
(1)用化学方程式表示其反应__________________,理由是________________。
(2)沉淀的化学式为_________,理由是_________________________。
(3)3号实验中沉淀的质量为_____g;7号实验中沉淀的质量为________________g。
7.金属单质A和非金属单质B可生成化合物AB,反应方程式A+B→AB。甲、乙、丙三学生分别在实验室内做该实验,充分反应时各人所用A、B的质量各不相同,但总量相等,都是9.00g。有关实验数据记录如下表:
A的用量
B的用量
AB的质量

7.00g
2.00g
6.00g

4.00g
5.00g
6.00g

a g
b g
4.44g
试求:
(1)A+B→AB的反应中,反应物、生成物三者质量比:
由甲学生实验中得到________________________________________。
由乙学生实验中得到_________________________________________。
所以参加该反应的三者质量比是______________________________。
(2)丙学生实验中,a和b的值。
8.现有Na2O2和NaHCO3的混合物两等份,第一份混合物放入密闭容器中加热,使其充分反应;第二份混合物中加入足量的稀H2SO4。两种情况下得到同样的气体,但气体体积不同。前者产生气体的体积为aL,后者产生的气体体积为bL(气体体积都是在通常状况下测得,该条件下,气体的摩尔体积为VL?mol-1)。
(1)第一份混合物加热充分反应后的固体残留物是_____________,其物质的量为_____________。
(2)每份样品中Na2O2的物质的量为__________________________,NaHCO3的物质的量为_______________________________________。
参考答案
1A,2B,3D,4B,5C。
6.(1)化学方程式为:A2B+ CD2=2AD+CB 。
(2)根据题中所给的各原子或原子团的式量可得出,60mL0.1 L?mol-1的 A2B溶液跟60mL0.1 L?mol-1的CD2溶液反应可生成AD0.702g、CB1.398g。所以沉淀物质只可能是CB才与实验结果相吻合。
(3)根据以上分析结果,在第3组实验中AB2过量、CD2不足,可根据CD2物质求得沉淀质量为0.932g。第7组实验中,是CD2过量,应根据A2B的物质的量来计算,求出沉淀质量是1.398g。
7.(1)由甲学生实验中得到:2:1:3。由乙学生实验中得到:1:5:6或2:1:3。所以参加该反应的三者质量比是2:1:3。
(2)丙学生实验中,a和b的比值。剩余A时:a =7.52g,b =1.48g。剩余B时:a =2.96g, b =6.04g。
8.(1)碳酸钠 mol
(2) mol; mol。
1-5-2   有关化学方程式计算(第二课时)
[教学目标]
1.知识目标
(1)掌握多步反应计算的解题步骤和方法。
(2)能正确解答一些较复杂的多步反应计算题。
2.能力和方法目标
(1)根据元素守恒法建立化学计算关系式的方法。
(2)掌握差量法、守恒法等化学计算常用方法。
3.情感和价值观目标
(1)通过要求化学计算题的解题规范、书写格式的训练,培养学生讲究整洁美、规范美。
(2)培养学生理论联系实际观念。
[教学重点、难点]
根据多步化学反应建立化学计算关系。
(见第五节第二课时ppt文件)
[巩固练习]
1.用含FeS2 80% 硫铁矿 150 吨制H2SO4,在煅烧时损失2% 的硫,问可制得98%的硫酸多少吨?
注:工业上用黄铁矿制硫酸有关的反应式为:
4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2==2SO3
SO3+H2O==H2SO4
2.将28.8 g铁与硫化亚铁的混合物与足量的稀H2SO4充分反应,使生成的气体完全燃烧,将燃烧后的生成物通入盛浓H2SO4 的洗气瓶,结果洗气瓶增重7.2g 。求:
(1)混合物中铁和硫化亚铁各为多少克?
(2)把最后所得溶液稀释到500ml ,求此溶液的物质的量的浓度。
3.在氧气中灼烧0.44g硫和铁组成的化合物,使其中的硫全部转变成二氧化硫,把这些二氧化硫全部氧化并转化成硫酸。这些硫酸可用20mL0.50 mol?L-1NaOH溶液完全中和。求原化合物中硫的质量分数。
4.将钠和过氧化钠的混合物12.4g投入足量水中,收集产生的气体并将其点燃,该混合气体恰好完全反应,求原混合物中钠与过氧化钠的物质的量之比。
5. HNO3是极其重要的化工原料。工业上制备HNO3采用NH3催化氧化法,将中间产生的NO2在密闭容器中多次循环用水吸收制备的。
工业上用水吸收二氧化氮生产硝酸,生成的气体经过多次氧化、吸收的循环操作使其充分转化为硝酸(假定上述过程的每一步反应中无其它损失)。
(1)试写出上述反应的化学方程式。
(2)设循环操作的次数为n,试写出NO2→HNO3转化率与循环操作的次数n之间的关系的数学表达式。
(3)计算一定量的二氧化氮气体要经过多少次循环操作,才能使95%的二氧化氮转变为硝酸?
参考答案
1.196吨。
2.(1)Fe 11.2g  FeS 17.6g;(2)0.8 mol?L-1。
3.根据反应式可找出关系式为:S~H2SO4~2NaOH,解得S%=36%。
4.2:1。
5.(1)3NO2+H2O = 2HNO3+NO ,2NO+ O2 = 2NO2 。
(2)经n次循环氧化后转化为硝酸的总量为:
Sn­ = + × + + +……+
恰好是一个等比数列关系,经等比数列求和可得Sn­ =1- 。因此,NO2→HNO3转化率为[1- ]×100%。
(3)[1- ]×100%=95%,n = 2.6
再根据化工生产实际处理数学结论:工业生产中循环操作的次数不可能是2.6次,所以必须经3次循环操作才能使95%的NO2转化为HNO3。
第二章复习(一)
[教学目标]
1.知识目标
巩固本章知识。
2.能力和方法目标
提高综合分析能力和知识的综合运用能力。
[知识总结]
1.化学反应速率、化学平衡的综合联系
2.化学平衡状态
(1)化学平衡状态的建立
(2)化学平衡状态的本质特征是正反应速率和逆反应速率相等,这是判断化学平衡状态的根本标志。由于υ正=υ逆,可使平衡体系中各组分的百分含量保持不变,所以一般情况下平衡体系的压强、气体密度、浓度等多种宏观性质也保持不变,这些宏观的特征有时也可作为判断化学平衡状态的标志。?
平衡的特征
五大特点
化学平衡

可逆反应

υ(正)=υ(逆)≠0

动态平衡

各组分含量一定,体积一定时,浓度就一定;有平衡转化率

浓度、温度、压强改变化学平衡即发生移动
定量特征
一定温度下,化学平衡常数保持不变
(3)化学平衡状态的判断
举例反应
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分数一定
平衡
②各物质的质量或各物质的质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总压强、总体积、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同时生成p molC,则v正=v逆
平衡
③vA:vB:vC:vD=m:n:p:q,v正不一定等于v逆
不一定平衡
④在单位时间内生成了n molB,同时消耗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
混合气体的平均分子量( )
① 一定时,只有当m+n≠p+q时,
平衡
② 一定,但m+n=p+q时
不一定平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量变化,在其他条件不变的条件下,体系温度一定时
平衡
体系的密度
密度一定
不一定平衡
[典型例题]
例1   在2SO2 +O2 2SO3(气)的平衡体系中,分离出SO3时,正反应速率将如何变化?
解析  有些同学会认为“分离出三氧化硫,化学平衡要向右移动,说明此时正反应速率比逆反应速率大,所以正反应速率必然增大”,这是错误的。当正反应速率大于逆反应速率时平衡才能向右移动。但在分离出SO3的瞬间,SO3的浓度减小,SO2和O2?的浓度不变,所以在这一瞬间时正反应速率不变,逆反应速率减小,使平衡向右移动。
所以,在2SO2 +O2  2SO3(气)的平衡体系中,υ正=υ逆,分离出SO?3后,由于SO3的浓度减小,则υ逆减小,υ正>υ逆,平衡右移。随着υ正逐渐减小,υ逆逐渐增大,又达到新平衡。整个过程中,υ正是逐渐减小的。
例2  在2NO2 N2O4的可逆反应中,下列状态属于平衡状态的是(  )
(A)υ正=υ逆 ≠0时的状态?
(B)NO2全部转变成N2O4的状态
(C)c(NO2)=c(N2O4)的状态
(D)N2O4不再分解的状态
(E)混合物中,NO2的百分含量不再改变的状态
(F)体系的颜色不再发生变化的状态
解析  化学平衡状态的本质特征是正、逆反应速率相等,宏观表现是各组成的成分百分含量保持不变等等。用这条原理可分析题中各种说法:
υ正=υ逆≠0时的状态显然是平衡状态。?
由于2NO2 N2O4是可逆反应,NO2不可能全部转化为N2O4。这种状态不存在。
平衡时NO2 、N2O4的百分含量保持不变,但不一定存在c(NO2)=c(N2O4)的关系或           NO2 、N2O4的分子数之比等于2:1的情况。(当然在特殊条件下,也可能存在这样的特殊的平衡状态)。
N2O4不再分解,就是反应速率等于零,不是平衡状态。
对于反应2NO2 N2O4来讲,只有NO2呈红棕色, N2O4无色,体系的颜色不变就是NO2的浓度不变,反应处于平衡状态。
所以正确答案选A、E、F。
例3  一定条件下,合成氨反应达到平衡状态时,按如下操作,平衡不发生移动的是(   )
(A)恒T、P时,充入NH3        (B)恒T、V时,充入N2
(C)恒T、P时,充入He         (D)恒T、V时,充入He
解析  我们知道“增大压强,可使平衡向气体体积减小方向移动,减小压强,可使平衡向气体体积增大的方向移动”,运用这条规律时要注意其中的“压强改变”是指通过改变体积大小引起的压强变化(却不加入或移出物质的条件下),实际上是平衡体系中有关物质的浓度的同倍数变化所产生的结果。
在恒T、P下,向平衡体系中充入NH3,要保持压强不变,体系体积必定增大。加入NH3使体积增大时,N2、H2的浓度必定减小,平衡要向左移动。
在恒T、V时,充入N2,则容器内N2分子的浓度增大(当然压强也增大),H2和NH3的没有增大,所以平衡要向右移动。
在恒T、P时,加入He气体,整个体系作等压膨胀,体积变大,这样平衡混合物中的N2、H2、NH3三种与平衡有关的气体物质的浓度都是等倍数变小(相当于不加入氦气情况下的减小压强),平衡要向左移动。
在恒T、V时,充入He气,虽总压强增大,但由于体积不变,与平衡有关的N2、H2、NH3三种物质的浓度没有发生变化,平衡不移动。
所以答案选D。
例4  如图表示外界条件(温度、压强)的变化对下列反应的影响
L(气)+G(固) 2R(气)—热
在图中,y轴是指(  )
(A)平衡混合气中R的百分含量       (B)平衡混合气中G的百分含量
(C)G的转化率                      (D)L的转化率
解析  观察图像,分析y随着温度变化的关系、y随着压强变化的关系。根据题给反应式
L(气)+G(固) 2R(气)—热
可知:正反应是气体体积增大的、吸热的反应。
观察图像可知,当温度一定时(即横坐标轴上任选一点),压强越大,所对应的y值越大。
当压强相等时,温度越高对应的y值越小。由反应式可知,增大压强,平衡向逆反应方向移动,混合气体中G的百分含量增大。综合起来可判断出,A选项不符合,B选项符合。
观察图像可知,当压强相等时,温度越高对应的y值越小。由反应式可知,升高温度,平衡向正反应方向移动,G的转化率增大。所以C选项不符合。
L是固体,不影响化学平衡。
所以,答案选B。
第二章复习(二)
[教学目标]
巩固和应用本章知识。提高综合分析能力和解决实际问题的能力。
[教学过程]
1.化学平衡常数K表示反应进行的程度
(1)K值越大,表示反应进行的程度越大,反应物转化率也越大。
(2)K值不随浓度的改变而改变,但随着温度的改变而改变。
2.化学平衡的移动
(1)勒沙持列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强和温度等),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。其中包含:①影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种;②原理的适用范围是只有一项条件变化的情况(温度或压强或一种物质的浓度),当多项条件同时发生变化时,情况比较复杂;③平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化。
(2)平衡移动就是一个“平衡状态→不平衡状态→新的平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系,条件改变后,可能发生平衡移动。可总结如下:
(3)平衡移动与转化率的变化:不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来。具体分析可参考下表:
反应实例
条件变化与平衡移动方向
达新平衡后转化率变化
2SO2 +O2
2SO3(气)+热
增大O2浓度,平衡正移
SO2 的转化率增大,O2的转化率减小
增大SO3浓度,平衡逆移
从逆反应角度看,SO3的转化率减小
升高温度,平衡逆移
SO2 、O2的转化率都减小
增大压强,平衡正移
SO2 、O2的转化率都增大
2NO2(气) N2O4
体积不变时,无论是加入NO2或者加入 N2O4
NO2的转化率都增大(即新平衡中N2O4的含量都会增大)
2HI H2+I2(气)
增大H2的浓度,平衡逆移
H2的转化率减小,I2的转化率增大
增大HI的浓度,平衡正移
HI的转化率不变
增大压强,平衡不移动
转化率不变
例1   在恒温恒容的容器中进行反应H2 2H - Q ,若反应物浓度由0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1需20s,那么由0.06mol·L-1降到0.024 mol·L-1,需反应的时间为(      )
(A)等于18s    (B)等于12s      (C)大于18s     (D)小于18s
[思路分析] 氢分子分解成氢原子的变化,同样可以用化学反应速率规律进行分析研究。这道题无法准确计算,但可以根据化学反应速率知识用数学估算法快速解答。从0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1需20s,这段时间内的平均反应速率为
= 0.002 mol·L-1·s-1)
若由0.06mol/L降到0.024 mol·L-1所需时间为t,由于起始浓度减小,反应速率减慢,必有:t> = 18(s)。
[答案]C。
例2  为了进一步提高合成氨的生产效益,科研中最有开发价值的是(   )。
(A)寻求H2的新来源                (B)研制耐高温高压的新材料合成塔
(C)研制低温下活性较大的催化剂     (D)研制高温下活性较大的催化剂
[思路分析]合成氨反应:N2+3H2 2NH3+热
大家知道,目前工业上采用的合成氨反应条件是高温(500℃)、高压(200~300atm)、催化剂。选择500℃主要考虑到该温度下催化剂活性最大,有利于合成氨反应保持足够的反应速率,而从转化率角度看,温度越低越有利。选择高压有两方面作用,一是提高反应速率、二是提高转化率。所以从实际生产角度出发,若能找到一种较低温度下就具有催化活性的催化剂,既有利于提高转化率,又可保持较大的反应速率,所以这是一个最有开发价值的科研方向。
[答案]C。
例3  已知:氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡
Ca(OH)2(固)   Ca2+ + 2OH-
在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。为了除去有害气体SO2并变废为宝,常常用粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气,反应产物为石膏。
(1)写出上述两个反应的化学反应方程式:
SO2和CaCO3悬浊液反应_____________________;
SO2和Ca(OH)2悬浊液反应_________________________。
(2)说明用熟石灰的悬浊液(而不用澄清石灰水)洗涤废气的理由:_______________。
(3)在英国进行的一个研究结果表明:高烟囱可以有效地降低地表面SO2的浓度。在二十世纪的60~70年代的十年间,由发电厂排放出的SO2增加了35%,但由于建造高烟囱的结果,地面SO2的浓度降低了30%之多。
请你从全球环境保护的角度,分析这种方法是否可取?________________。
[思路分析](1)题中告诉我们反应产物为“石膏”,所以要注意不能写成产物是亚硫酸钙的反应式。实际上,无论用碳酸钙悬浊液还是熟石灰悬浊液,反应中应包含两个过程:一是SO2与之反应生成亚硫酸钙,再是亚硫酸钙被氧气氧化生成硫酸钙。
(2)这里要注意,工业生产的实际是要吸收大量的SO2废气,而氢氧化钙微溶于水,澄清石灰水中氢氧化钙浓度小,不利于吸收大量的SO2。
(3)增加烟囱的高度,只能降低地表面的SO2的浓度,不能消除SO2。
[答案](1)反应式为:
2SO2+2CaCO3+O2+4H2O=2[CaSO4·2H2O]+CO2­↑
2SO2+2Ca(OH)2+O2+2H2O=2[CaSO4·2H2O]
(2)氢氧化钙微溶于水,澄清石灰水中氢氧化钙浓度小,不利于吸收大量的SO2。用悬浊液来吸收,由于溶解平衡的移动,可以大量吸收SO2。
(3)不可取,因为SO2的排放总量没有减少,所以进一步形成的酸雨仍会造成对全球环境的危害。
例4  高炉炼铁中发生的基本反应之一如下:
FeO(固)+CO(气)   Fe(固)+CO2(气)-Q。
其平衡常数可表示为K=[CO2]/[CO],已知1100℃时K=0.263。化学平衡常数只与温度有关,不随浓度和压强的变化而变化。
(1)温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比值____,平衡常数K值_____(本小题空格均备选:增大、减小或不变)
(2)1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025 mol·L-1,c(CO)=0.1mol·L-1,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态____(选填“是”或“否”),此时,化学反应速率是υ正___υ逆(选填大于、小于或等于),其原因是___________。
[思路分析](1)反应的正方向是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,所以平衡常数K=[CO2]/[CO]要增大。
(2)平衡时,二氧化碳、一氧化碳的浓度比值等于平衡常数,若比值不等于平衡溶液,就处于非平衡状态。将c(CO2)=0.025 mol·L-1,c(CO)=0.1mol·L-1代入可得:
= =0.25<0.263
所以此时不是平衡状态,为了使浓度值等于平衡常数,二氧化碳浓度将增大,一氧化碳浓度将减小。所以,平衡将向正反应方向移动,正反应速率大于逆反应速率。
[答案](1)增大,增大;(2)否,大于,此时[CO2]/[CO]<0.263,因温度不变,K值不变,为增大[CO2]/[CO]比值,需υ正>υ逆。

补充练习:
1.环境保护是我国的基本国策。在硝酸生产过程中,为消除对大气的污染,并变废为宝,常用于吸收尾气中氮氧化物的是(    )。
(A)水    (B)稀硫酸      (C)活性炭       (D)烧碱溶液
2.你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是①少用煤作燃料  ②把工厂烟囱造高  ③燃料脱硫  ④在已酸化的土壤中加石灰  ⑤开发新能源(  )。
(A)①②③      (B)②③④⑤       (C)①③⑤      (D)①③④⑤
3.在合成氨生产过程中,为防止催化剂中毒用铜氨液法除去变换后的一氧化碳:
该吸收反应很难进行,则吸收反应的条件应为(      )。
(A)10000Kpa,-70℃              (B)10000Kpa,10℃
(C)10000Kpa,80℃            (D)10Kpa,80℃
4.在配制氰化钾溶液时,有挥发性剧毒氢氰酸生成,为了阻止氢氰酸的生成可采用的最佳方法是(    )。
(A)低温冷冻        (B)加入氢氧化钾          (C)加入盐酸       (D)加热
16.可逆反应2SO2(气)+O2(气) 2SO3(气)在向逆反应方向进行时,正反应速率和逆反应速率(    )。
(A)大于    (B)小于    (C)等于      (D)不能肯定
5.下列反应A+B = C+D反应速率最大的一组是(     )。
(A)常温下,20mL含A和B各0.001mol
(B)常温下,100mL含A和B各0.01mol
(C)常温下,0.1mol/L的A和B溶液各10mL混合
(D)标准状况下,0.1mol/L的A和B溶液各20mL混合
6.若在透明的圆筒中装入NO2,迅速压缩,就其发生变化来说,下列说法正确的是(    )。
(A)颜色变深    (B)颜色变浅
(C)颜色不变    (D)先变深后慢慢变浅
7.如图所示,表示反应:
X(气)+Y(气)   2Z(气)+Q(Q>0)平衡移动的情况。图中时间t2与t3间曲线变化的影响因素是(    )。
(A)增大压强
(B)降温           (C)增大Z的浓度               (D)增大Y的浓度
8.一定条件下,在密闭容器里进行如下可逆反应:
S2Cl2(橙黄色液体)+Cl2(气)  2SCl2(鲜红色液体)+61.16kJ。下列说法正确的是(   )。
(A)单位时间里生成n mol S2Cl2的同时也生成n molCl2
(B)达到平衡时,若升高温度,压强不变,反应混合溶液颜色变浅
(C)达到平衡时,单位时间里消耗 n mol S2Cl2的同时也生成n molCl2
(D)其它条件不变,增加氯气,平衡向正反应方向移动,氯气的转化率一定升高
9.接触法制硫酸中,进入接触室的气体组成为(体积):SO27%,O211%,N282%。在一定条件下达到平衡时,二氧化硫的转化率为77%,则平衡时气体总体积是反应前的(   )。
(A)38.5%     (B)77%     (C)6.4%     (D)97.3%
10.把氮气和氢气以1:1物质的量比混匀后分成四等份,分别同时充入A、B、C、D四种装有催化剂的真空密闭容器中(容器的容积固定),在保持相同温度的条件下,四个容器中的合成氨反应相继达到化学平衡状态。分析表中实验数据后回答问题(用A、B、C、D填写):
容器代号
A
B
C
D
平衡时混合物的平均分子相对质量
16
17
平衡时N2的转化率
20%
平衡时H2的转化率
30%
(1)都达到平衡时,_____容器中NH3的物质的量所占比例最大。
(2)达到平衡所需时间最长的容器代号是________。
(3)四个容器容积由小到大的排列次序是_______。
11.在一定条件下,NO2和SO2很容易发生反应生成NO和SO3气体,该反应为不可逆反应。现将NO和SO2的混合气体通入容积为100mL的密闭容器中,充满后用带有导管的塞子密封,再向其中通入氧气,使发生反应(忽略NO2与N2O4的转化式。
(1)欲保持容器中压强不变,则通入氧气的体积V( mL)的大小范围应为______________。
(2)若要使最后容器中只含有NO2和SO3两种气体,则需通入氧气的体积是_______mL。
(3)若向容器中通入40mL氧气后才出现红棕色,且不再褪色,则原混合气体中NO的体积为________________________mL。
12.在物理和化学中,有些原理、定律具有相似性。如物理中有机械守恒定律,化学中有质量守恒定律。比较它们有助于我们的学习。
(1)1834年,物理学家楞次(1804~1865)概括了各种实验结果,得到如下结论:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起电流的磁通量的变化。这就是楞次定律。
请写出与楞次定律相似的化学原理或定律:____________,其内容是:_____________。该原理在______________等工业生产中有重要应用。
(2)在物理学的匀变速直线运动中常用图来分析速度、时间和位移的关系。时间t时质点的位移相当于下图甲中阴影部分所占的面积。现在容积为2L的密闭容器中进行某一可逆反应:
A(气)+2B(气) 3C(气)
其中B物质的正反应速率 、逆反应速率 随时间变化的关系如图乙所示,则图乙中阴影部分的面积可表示_____________________________。
补充练习答案:
1D,2C,3B,4B,5C,6D,7BD,8A,9D,
10.(1)A,(2)C,(3)ADBC。
11.(1)012.(1)勒沙特列原理(或平衡移动原理);如果改变影响平衡的一个条件,平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动;合成氨。
(2)图乙中的阴影部分可表示“B物质的量浓度的减少值”。
2-1-1    化学反应速率(第一课时)
[教学目标]
1.知识目标
了解化学反速率的概念和表示方法。
2.能力和方法目标
(1)通过有关化学反应速率概念的计算,掌握计算化学反应速率的方法,提高有关化学概念的计算能力。
(2)提高根据化学方程式判断、比较和计算化学反应速率的能力,掌握比较化学反应快慢的方法。
[教学重点、难点]重点是化学反应速率的概念。难点是化学反应速率的计算。
[教学过程]
见ppt文件。
[随堂练习]
1.把下列四种X溶液,分别加进四个盛有10mL浓度为2 mol·L-1 的盐酸的烧杯中,并都加水稀释至50mL,此时,X和盐酸缓慢地进行反应,其中反应速率最大的是(  )。
(A)10 mL、2 mol·L-1        (B)20 mL、2 mol·L-1
(C)10 mL、4 mol·L-1        (D)20 mL、3 mol·L-1
2.在四个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是(  )
(A)υ(H2)=0.1 mol·L-1·min-1        (B)υ(N2)=0.2 mol·L-1·min-1
(C)υ(NH3)=0.15 mol·L-1·min-1     (D)υ(H2)=0.3 mol·L-1·min-1
3.反应4NH3+5O2   =  4NO+6H2O,在5L的密闭容器中进行半分钟后,NO的物质的量增加了0.3mol,则此反应的平均速率υ(x)(表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率)为(  )。
(A)υ(O2)=0.01 mol·L-1·s-1      (B)υ(NO)=0.008 mol·L-1·s-1
(C)υ(H2O)=0.003 mol·L-1·s-1    (D)υ(NH3)=0.002 mol·L-1·s-1
4.反应4A(气)+5B(气)== 4C(气)+6D(气)在5L的密闭容器中进行,半分钟后,C的物质的量增加了0.3mol。下列论述正确的是(  )。
(A)A的平均反应速率是0.010 mol·L-1·s-1
(B)容器中含D的物质的量至少为0.45mol
(C)容器中A、B、C、D的物质的量比一定是4:5:4:6
(D)容器中A的物质的量一定增加了0.3mol
5.在密闭容器中进行可逆反应,A与B反应生成C,其反应速率分别用υ(A)、υ(B)、υ(C)(mol·L-1·s-1)表示,且υ(A)、υ(B)、υ(C)之间有如下所示的关系: υ(B)=3υ(A);
3υ(C)=2υ(B)。则此反应可表示为(    )
(A)2A+3B=2C                 (B)A+3B=2C
(C)3A+B=2C                  (D)A+B=C
6.在一个容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:
3X(气)+Y(气) 2Z(气)
若最初加入的X、Y和Z都是1mol,反应中X的平均反应速率为0.12 mol·L-1·s-1。若要产物Z为1.8mol,反应所需的时间为(  )B
(A)5s     (B)10s     (C)15s  (D)20s
7.取2g干燥铝粉和3g碘粉小心混匀,分为四堆。往各堆上分别加0.5g水,1g明矾,1g胆矾,1g无水硫酸铜。加水那堆混合物首先冒火花,发生剧烈反应,其次发生反应的是加明矾的那一堆混合物,再次发生反应的是加胆矾的那一堆混合物,而加无水硫酸铜的那堆最难发生反应。
(1)铝和碘反应的方程式为___________。铝和碘反应还可以看到___________。
(2)四堆混合物发生反应的先后顺序说明_________________。
8.在一个容积为3L的密闭容器内进行如下反应:N2(气)+3H2(气) 2NH3(气)。反应开始时,n(N2)=1.5mol,n(H2)= 4.4mol,2min后,n(H2)=0.8mol。试用H2、N2和NH3的浓度变化来表示该反应的反应速率,并求出2min末的N2的浓度。
课堂练习题答案
1D,2B,3CD,4B,5B,6B。
7.(1)2Al+3I2=2AlI3;紫色碘蒸气  (2)水是催化剂,明矾比胆矾更易失水。
8.υ(H2)=0.6 mol·L-1·min-1,υ(N2)=0.2 mol·L-1·min-1,υ(NH3)=0.4 mol·L-1·min-1。
c(N2)=0.1 mol。L-1。
2-1-2  化学反应速率(第二课时)
[教学目标]
1.知识目标
(1)理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
(2)使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
2.能力和方法目标
(1)掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法;
(2)通过识别有关化学反应速度与压强、温度或浓度等的图像,提高识图析图能力,培养从图像中挖掘化学信息的能力。
[教学重点、难点]压强对化学速率的影响,用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。
[教学过程]
见ppt文件。
[随堂练习]
1.一般都能使反应速率加快的方法是(  )。
①升温;②改变生成物浓度;③增加反应物浓度;④加压
(A)①②③  (B)①③  (C)②③  (D)①②③④
2.NO和CO都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳气体:2NO+2CO=N2+2CO2
对此反应,下列叙述正确的是(  )
(A)使用催化剂能加快反应速率
(B)改变压强对反应速率没有影响
(C)冬天气温低,反应速率降低,对人体危害更大
(D)无论外界条件怎样改变,均对此化学反应的速率无影响
3.设  C+CO2  2CO-Q1,反应速率为υ1;N2+3H2  2NH3+Q2,反应速率为υ2。对于上述反应,当温度升高时,υ1和υ2的变化情况为(  )。
(A)同时增大             (B)同时减小
(C)υ1增大,υ2减小     (D)υ1减小,υ2­增大
4.把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生H2的速率可由如图2-1-1表示,在下列因素中,①盐酸的浓度,②镁条的表面积,③溶液的温度,④氯离子的浓度,影响反应速率的因素是(   )。
(A) ①④       (B)③④
(C)①②③      (D)②③
5.下表中是各组反应的反应物和反应温度,反应刚开始时,放出H2速率最快的是(   )
编号     金属(粉末状)       酸的浓度及体积          反应温度
(mol)                                       (℃)
A         Mg,0.1           6 mol·L-1 硝酸10mL            60
B         Mg,0.1           3 mol·L-1 盐酸10mL            60
C         Fe,0.1            3 mol·L-1L 盐酸10mL          60
D         Mg,0.1           3 mol·L-1 硫酸10mL            60
6.容积固定的2L密闭容器中进行的某一可逆反应
A(气)+2B(气) 2C(气)
以B的物质的量浓度改变表示的反应速度υ正,υ正、υ逆与时间的关系图如所示。已知反应速率υ的单位为mol·L-1·s-1,则图中阴影部分的面积可表示(   )。
(A)A的物质的量浓度的减少    (B)B的物质的量浓度的减少
(C)C的物质的量增加            (D)B的物质的量减少
7.煅烧硫铁矿产生二氧化硫,为了提高生成二氧化硫的速率,下列措施可行的是(  )。
(A)把块状矿石碾成粉末     (B)向炉内喷吹氧气
(C)使用Fe2O3作催化剂     (D)降低体系的温度
8.氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(-1)和S(+6)的反应速率如图2-1-4所示,已知这个反应速率随着溶液中[H+]增大而加快。
(1)反应开始时反应速率加快的原因是____。
(2)反应后期反应速率下降的原因是______。
9.在密闭容器中发生2SO2+O2   2SO3反应,现控制下列三种不同的条件:
①在400℃时,10molSO2与5molO2反应;
②在400℃时,20molSO2与5molO2反应;
③在300℃时,10molSO2与5molO2反应;
问:开始时,正反应速率最快的是_____;正反应速率最慢的是_________。
10.Fe3+和I-在水溶液中的反应如下:2I-+2Fe3+ = 2Fe2++I2(水溶液)。正向反应速率和I-、Fe3+的浓度关系为υ=k[I-]m[Fe3+]n(k为常数)
[I-](mol·L-1)
[Fe3+ ]( mol·L-1)
υmol·L-1·s-1)
(1)
0.20
0.80
0.032k
(2)
0.60
0.40
0.144k
(3)
0.80
0.20
0.128k
通过所给数据计算得知:
在υ=k[I-]m[Fe3+]n中,m、n的值为______。[选填A、B、C、D]
(A)m=1,n=1    (B)m=1,n=2    (C)m=2,n=1     (D)m=2,n=2
碘离子浓度对反应速率的影响______铁离子浓度对反应速率的影响。(选填:小于、大于、等于)
课堂练习答案
1B,2AC,3A,4C,5D,6B,7AB。
8.(1)2KClO3+6NaHSO3=3Na2SO4+KCl+3H2SO4,氢离子浓度增大,反应速率加快。(2)反应物浓度减小,反应速率减慢。
9.②;③。  10.C;大于。
2-1-3    化学反应速率(第三课时)
[教学目标]
1.知识目标
整理和总结相关的基本概念、基本规律,把零散知识串成线、结成网。
2.能力和方法目标
(1)通过有关化学反应速率概念、公式和影响因素的梳理和总结,提高知识的总结、归纳能力。
(2)通过用化学反应速率的基础知识和规律解释一些实际问题来提高分析和解决实际问题的能力。
[教学过程]
1.有关化学反应速率的基本内容
化     概念:单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化
学                以单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示
反     表示方法: 单位:mol·L-1·min-1  或mol·L-1·s-1等等。
应     计算公式:υ=Δc/Δt(式中υ-平均速率、Δc-浓度变化、Δt-时间)
速     影响因素: 内因:反应物的性质
率                外因:反应所处的条件,如浓度、温度、压强、催化剂、光照
等多种因素都可影响反应速率
对于反应: mA(气)+ nB(气)=  pC(气)+ qD(气)同一时刻的反应速率可用各种反应物或生成物的浓度变化来表示,即υ(A)、υ(B)、υ(C)、υ(D),且有υ(A):υ(B):υ(C):υ(D)= m:n:p:q 。
2.化学反应速率的分类
分类角度
从测定时间分
从反应方向分
类型
瞬时速率:某一时刻的反应速率
平均速率:某段时间内的反应速率的平均值
正反应速率:可逆反应中正反应方向的反应速率
逆反应速率:可逆反应中逆反应方向的反应速率
注意点
通常所计算的是平均速率
通常所计算的是正逆反应抵消后的总反应速率
3.影响化学反应速率的条件
(1)不同的化学反应具有不同的反应速率,影响反应速率的主要因素是内因,即参加反应物质的性质。
(2)化学反应过程:
①反应物分子之间发生碰撞是化学反应发生的先决条件。
②只有活化分子之间采取合适的取向的碰撞才是有效碰撞。
③能发生反应的碰撞叫有效碰撞。
④能发生有效碰撞的能量较高的分子叫活化分子。
(3)在同一反应中,影响反应速率的因素是外因,即外界条件,主要有温度、浓度、压强、催化剂等。(还有像反应颗粒(固体)的大小、光、波等对化学反应速率也有影响)
(4)浓度、压强、温度、催化剂的变化与活化分子的分数、有效碰撞次数及反应速率的关系。
4.化学反应速率与外界条件的关系
条件变化
反应体系内变化
注意点
浓度增大
单位体积内分子总数增加,反应速率增大。
活化分子百分数不变,由于单位体积内分子总数增多, 引起单位体积内活化分子总数增多。
压强增大
单位体积内气体分子总数增加,反应速率增大。
无气体物质参加或生成的反应,压强变化不影响反应速率。可逆反应中,增大压强正、逆反应速率都加快,且气体体积增大的反应方向反应速率加快的幅度更大;减小压强正、逆反应速率都减慢,且气体体积增大的反应方向反应速率减慢的幅度更大。
温度升高
分子的平均能量升高,使反应速率增大。
温度每升高100C,反应速率通常增大到原来的2~4倍。可逆反应中,升高温度正、逆反应速率都增大,且放热反应方向的反应速率加快的幅度更大;降低温度正、逆反应速率都减小,且放热反应方向的反应速率减小的幅度更大。
使用正催化剂
改变了反应历程,反应易于发生,使反应速率增大。
催化剂降低了活化能,使一部分原先的非活化分子变为活化分子,提高了活化分子的百分数。催化剂对反应速率的影响很大,是工业生产中改变反应速率的主要手段。正逆反应速率都增大,且正逆反应速率以相同的幅度增大。
5.条件对化学反应速率影响的原因
课堂练习:
1.下列关于化学反应速率的说法,不正确的是(  )
(A)化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
(B)单位时间内某物质的浓度变化大,则该物质反应就快
(C)化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示
(D)化学反应速率常用单位有mol·L-1·s-1­和mol·L-1·min-1
2.纳米是长度单位,1纳米等于1×10-9m,物质的颗粒达到纳米级时,具有特殊的性质。例如将单质铜制成“纳米铜”时,具有非常强的化学活性,在空气中可以燃烧。下列对“纳米铜”的有关叙述正确的是(  )。
(A)常温下“纳米铜”比铜片的金属性强,反应时反应速率快
(B)常温下“纳米铜”比铜片更易失电子,反应时反应速率快
(C)常温下“纳米铜”与铜片的还原性相同
(D)“纳米铜”颗粒更细小,化学反应时接触面大,所以反应速率快。
3.解释下列反应事实:
(1)氨气在空气中不能燃烧,但在纯氧气中点燃能剧烈燃烧。
(2)硫在空气中点燃产生淡蓝色火焰,而在氧气中点燃却产生蓝紫色火焰。
(3)把一定量的铜片投入到盛有稀硝酸溶液的试管中,反应速率变化趋势常常是:较慢→逐渐加快→突然剧烈加快→逐渐变慢。
4.有一化学反应,a A+b B  C,根据影响化学反应速率的因素可得υ0= k[A]m[B]n,其中k是与温度有关的常数,为测k、m、n的值,在 298K时,将A、B溶液按不同浓度混合,得到下列实验数据:
编号
A的初始浓度mol·L-1
B的初始浓度mol·L-1
生成C的初始速率mol·L-1·s-1)
1
1.0
1.0
1.2×10-2
2
2.0
1.0
2.4×10-2
3
4.0
1.0
4.9×10-2
4
1.0
1.0
1.2×10-2
5
1.0
2.0
4.8×10-2
6
1.0
4.0
1.9×10-2
(1)根据上表可求得:m____,n_____,k_____,k的单位是_____。
(2)若a=m,b=n,当[A]=[B]=2.0mol·L-1时,求以B表示的初始反应速率。
5.在锌与某浓度的盐酸反应的实验中,一个学生得到下面的结果:
锌的质量(g)
锌的形状
温度(℃)
溶解于酸花的时间(s)
A
2
薄片
5
400
B
2
薄片
15
200
C
2
薄片
25
100
D
2
薄片
35
50
E
2
薄片
45
25
F
2
粉末
15
5
利用从A到F的结果:
(1)画一幅以时间对温度的曲线图(纵轴表示时间,横轴表示温度)。
(2)利用你所画成的曲线图,你能得出关于温度影响反应速率的什么结论?
(3)20℃时,2g锌箔溶解于酸中需花多长时间?
(4)对比结果B与F,解释结果F为什么那么快?
课堂练习答案
1AB,2CD,
3.(1)纯氧气中O2分子的浓度大,反应速率大,单位时间内放出热量多,容易使氨跟氧气的反应发生,并达到着火点而燃烧。
(2)O2分子浓度大,硫跟O2分子反应速率大,产生的火焰的颜色深。
(3)硝酸跟铜的反应是放热反应,随着反应的进行,溶液的温度逐渐升高,反应速率逐渐加快;反应产生的氮的氧化物又是该反应的催化剂,所以反应进行到某一时刻反应速率会突然加快;最后由于硝酸的浓度降低,反应速率又会逐渐变慢。
4.(1)1;2;1.2×10-2;L2·mol-2·s-1 。(2)υ(B)=1.926×10-1 mol·L-1·s-1
5.(1)可作如下图:
(2)从这5组实验数据可归纳出,温度对该反应速度影响的规律为:温度每升高10℃,反应速率加快到原来的两倍。
(3)题目要求用已得有关反应速率的规律来求解20℃时的反应时间。根据(1)中的图象可求得,当温度为20℃时,反应时间约需150s。
(4)对比B和F,反应温度相同,酸的浓度也相同,锌的质量也相同。但B中2g锌全部溶解用了200s时间,而F中只需要5s时间,F中反应速率比B中反应速率快了40倍。这是因为B中锌是块状,F中锌是粉末状,粉末状时锌与酸溶液的接触面要比块状时的接触面大得多。

2-2-1    化学平衡(第一课时)
[教学目标]
1.知识目标
(1)理解化学平衡状态等基本概念。
(2)理解化学平衡状态形成的条件、适用范围、特征。
(3)常识性了解化学平衡常数的意义。
2.能力和方法目标
(1)用化学平衡状态的特征判断可逆反应是否达到化学平衡状态,从而提高判断平衡状态、非平衡状态的能力。
(2)通过从日常生活、基本化学反应事实中归纳化学状态等,提高学生的归纳和总结能力;通过溶解平衡、化学平衡、可逆反应之间的联系,提高知识的总结归纳能力。
(3)利用化学平衡的动态特征,渗透对立统一的辩证唯物主义思想教育。
3.重点和难点
重点是化学平衡状态的特征;难点是化学平衡状态判断。
[教学过程]
见ppt文件。
[课堂补充练习]
1.化学平衡主要研究下列哪一类反应的规律(  )。
(A)可逆反应      (B)任何反应   (C)部分反应   (D)气体反应
2.在已经处于化学平衡状态的体系中,如果下列量发生变化,其中一定能表明平衡移动的是(  )。
(A)反应混合物的浓度        (B)反应物的转化率
(C)正、逆反应速率          (D)反应混合物的压强
3.在2NO2 N2O4的可逆反应中,下列状态属于平衡状态的是(  )。
(A)υ正=υ逆 ≠0时的状态        ? (B)NO2全部转变成N2O4的状态
(C)c(NO2)=c(N2O4)的状态     (D)体系的颜色不再发生变化的状态
4.一定条件下,合成氨反应达到平衡状态时,按如下操作,平衡不发生移动的是(   )
(A)恒T、P时,充入NH3        (B)恒T、V时,充入N2
(C)恒T、P时,充入He         (D)恒T、V时,充入He
5.下列哪个说法可以证明反应N2+3H2 2NH3已达到平衡状态(  )。
(A)1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成
(B)1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键断裂
(C)1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂
(D)1个N≡N键断裂的同时,有6个H-H键形成
6.如图所示,600K时,在容积可变的透明容器内,反应
2HI(气)  I2(气)+H2(气)
达到平衡状态A。保持温度不变,将容器的容积压缩成为原容积的一半,达到平衡状态B。按图示观察方向_____(填“能”或“不能”)看出两次平衡时容器内颜色深浅的变化,理由是___。
若从水平方向观察,能否看到容器内颜色深浅的变化_____。
7.K2Cr2O7是橙红色晶体,K2CrO4是黄色晶体,若将K2Cr2O7配成一定浓度的溶液,可以发生的离子反应方程式为:Cr2O72-+H2O  2CrO42-+2H+,当达到平衡时,溶液的颜色在橙色和黄色之间,试回答:
(1)向盛有2mL的上述K2Cr2O7溶液的试管中滴入10滴2mol/L的氢氧化钠溶液,则试管中的溶液呈_____色。原因是_____________________。
(2)向(1)所得的溶液中滴入5滴2 mol·L-1的硫酸溶液,试管中溶液呈____色,理由是_______。
(3)另取上述K2Cr2O7溶液2mL于试管中,小心加热,接近沸腾时,试管中的溶液颜色会有何变化_______,理由是_________。
8.CuCl2溶液有时呈黄色,有时呈黄绿色或蓝色,这是因为在CuCl2水溶液中存在如下平衡:
[Cu(H2O)4]2+  + 4Cl-  [CuCl4]2-  + 4 H2O
(蓝色)             (黄色)
(1)现欲使溶液由黄色变成黄绿色或蓝色,请写出两种可采用的方法_______,_________。
(2)在 2SO2+O2 2SO3 的平衡体系中,加入18O构成的氧气,当平衡发生移动后,SO2中18O的含量_______(填增加、减少或不变),其原因是___________ 。
课堂补充练习答案:
1A,2B,3A,4D,5AC。
6.能;由于该反应是一个反应前后气体体积不变的反应,容积减半,压强增大到原来的2倍时,平衡不移动,此时I2(气)及其它物质的物质的量均不变,但浓度却增大到原来的2倍,故可以看到I2的紫色加深。若从水平方向观察,不能看到颜色深浅的变化。
7.(1)黄色,加入OH-,使H+减少,平衡向右移动,CrO42- 的浓度增大;
(2)橙黄之间,加入硫酸的物质的量与氢氧化钠恰好中和,使平衡恢复原状态;
(3)变黄,加热促进与水的反应,使CrO42- 的浓度增大。
8.(1)可加入硝酸银溶液;或加入水。
(2)增加,原因是化学平衡是一个动态平衡,二氧化硫跟18O2反应生成含18O的三氧化硫,同时逆反应发生会生成含18O的二氧化硫。
2-2-2    化学平衡(第二课时)
[教学目标]
1.知识目标
(1)常识性理解化学平衡常数。
(2)理解图像方法表示可逆反应从不平衡状态达到化学平衡状态的过程、基本类型等。
2.能力和方法目标
(1)通过分析图像、解释图像,提高剖析化学平衡图像的能力,培养形象思维能力。
(2)通过对炼铁高炉的改造史实的讨论,培养学生分析和解决问题的能力,体会科学方法、科学知识在解决实际问题中的重要作用。
3.重点和难点
重点和难点是剖析化学平衡图像问题。
[教学过程]
见ppt文件。
课堂练习:
1.当把晶体N2O4放入密闭容器中汽化并建立N2O4 2NO2平衡后,保持温度不变,再通入若干N2O4气体,待反应达到新的平衡,则新平衡中 与旧平衡相比,其比值(  )。
(A)变大    (B)变小   (C)不变    (D)无法确定
2.在一密闭容器中,用等物质的量的A和B发生如下反应:
A(气)+2B(气) 2C(气)
反应达到平衡时,若混和气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等,则这时A的转化率为(  )。
(A)40%    (B)50%    (C)60%     (D)70%
3.对于密闭容器中进行的反应:2SO2+O2 2SO3,如果温度保持不变,下列说法中正确的是(  )。
(A)增加SO2的浓度,正反应速率先增大,后保持不变
(B)增加SO2的浓度,正反应速率逐渐增大
(C)增加SO2的浓度,平衡常数增大
(D)增加SO2的浓度,平衡常数不变
4.某温度下将2molA和3molB充入一密闭容器中发生反应aA(g)+B(g) C(g)+D(g),5min后达到平衡,已知各物质的平衡浓度关系有[A]a[B]=[C][D],若在温度不变的情况下将容器体积扩大为原来的10倍时,A的转化率不发生变化,则B的转化率为(  )。
(A)60%      (B)24%       (C)30%        (D)40%
5.在t1℃反应2A(g) B(g)+Q达平衡时,混合气体的平均相对分子质量为M1,t2℃达平衡时,混合气体的平均相对分子质量为M2,则当温度从t1℃升到t2℃时,下列说法正确的是(  )。
(A)若M1>M2,则平衡向右移动,Q<0
(B)若M1<M2,则平衡向左移动,Q<0
(C)若M1>M2,则平衡向左移动,Q>0
(D)若M1<M2,则平衡向右移动,Q>0
6.对于可逆反应: mA(气)+nB(固)  pC(气)+qD(气)
其反应过程中,其它条件不变时,产物D的百分含量D%与温度T或压强P的关系如图所示,请判断下列说法正确的是(  )。
(A)降温化学平衡向正反应方向移动
(B)使用合适的催化剂可使D%有所增加
(C)化学方程式中化学计量数m(D)B的颗粒越小,正反应速率越快,有利于平衡向正反应方向移动
7.如图表示在密闭容器中反应:2SO2(g)+O2(g)  2SO3(g)+Q 达到平衡状态时,由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况,a→b过程中改变的条件可能是_______;b→c过程中改变的条件可能是___;若增大压强时,把反应速率变化情况画在c→d处。
8.高炉炼铁中发生的基本反应之一如下:
FeO(固)+CO(气)   Fe(固)+CO2(气)-Q。
其平衡常数可表示为K=[CO2]/[CO],已知1100℃时K=0.263。化学平衡常数只与温度有关,不随浓度和压强的变化而变化。
(1)温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比值____,平衡常数K值_____(本小题空格均备选:增大、减小或不变)
(2)1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025 mol·L-1,c(CO)=0.1mol·L-1,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态____(选填“是”或“否”),此时,化学反应速率是υ正___υ逆(选填大于、小于或等于),其原因是___________。
课堂被充练习答案
1B,2A,3D,4D,5C,6AC,
7.升温;减小SO3浓度;如图2-2-5。
8.(1)反应的正方向是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,所以平衡常数K=[CO2]/[CO]要增大。所以答案为:增大,增大。
(2)平衡时,二氧化碳、一氧化碳的浓度比值等于平衡常数,若比值不等于平衡溶液,就处于非平衡状态。将c(CO2)=0.025 mol·L-1,c(CO)=0.1mol·L-1代入可得:
= =0.25<0.263
所以此时不是平衡状态,为了使浓度值等于平衡常数,二氧化碳浓度将增大,一氧化碳浓度将减小。所以,平衡将向正反应方向移动,正反应速率大于逆反应速率。
2-3-1    影响化学平衡的条件(第一课时)
[教学目标]
1.知识目标
(1)懂得有哪些因素对化学平衡有影响。理解浓度、压强、温度等条件对化学平衡的影响。
(2)理解化学平衡移动原理。
2.能力和方法目标
(1)通过从浓度、压强、温度对化学平衡影响总结出化学平衡移动原理,培养和训练抽象概括能力。
(2)通过有关化学实验的观察和分析,提高对实验现象的观察能力和分析实验现象能力。
3.重点和难点
重点和难点是化学平衡移动原理。
[教学过程]
见ppt文件。
[课堂补充练习]
1.氙和氟单质按一定比例混合,在一定条件下反应达到如下平衡:
Xe(气)+2F2(气)  XeF4(气)+  218kJ
下列措施中既能加快反应速率,又能使平衡向正反应方向移动的是(   )。
(A)升温     (B)加压     (C)减压      (D)降温
2.乙酸蒸气能形成二聚分子:2CH3COOH(气)  (CH3COOH)2(气)+Q。
现欲测定乙酸的分子量,应采用的条件为(  )。
(A)高温 、低压  (B)低温、高压  (C)低温、低压   (D)高温、高压
3.已知真空炼铷的原理如下:2RbCl+Mg  =   MgCl2+2Rb(气)。
对于此反应的进行能给予正确解释的是(   )。
(A)铷的金属活动性不如镁强,镁可置换出铷
(B)铷的沸点比镁低,把铷蒸气抽出时,平衡向右移
(C)铷的单质状态较化合态更稳定
(D)MgCl2的热稳定性不如RbCl强
4.在可逆反应:A2(气)+B(气) 2AB(气)+Q 。达到平衡时,下列曲线中符合勒沙特列原理的是(  )
5.当下列反应达到平衡时保持温度不变,向容器中通入Ar,化学平衡一定不移动的是(    )
(A)PCl5(气) PCl3(气)+Cl2(气)    (B)N2(气)+3H2(气) 2NH3(气)
(C)2HI(气) H2(气)+I2(气)      (D)C2H4(气)+H2 (气) C2H6(气)
6.下列事实不能用勒沙特列原理来解释的是(    )。
(A)向氢硫酸溶液中加入少量稀硫酸,S2-离子浓度会降低
(B)温度不变时,敞口置于空气中的饱和硝酸钾溶液会有硝酸钾晶体析出
(C)合成氨工业中使用较高的反应温度有利于提高氨的产量
(D)酯在碱性条件下水解的程度较为完全
7.在碳酸钙悬浊液中存在着如下平衡:CaCO3(固) Ca2++CO32-。欲使悬浊液中固体的量减少,可采取的措施是(   )。
(A)加碳酸钠溶液      (B)通入二氧化碳气体
(C)加碳酸氢钙溶液    (D)加氯水
8.二氧化碳与赤热的焦炭的反应是吸热反应。在密闭容器中当上述反应达到平衡后,下列说法正确的是(  )。
(A)降低压强,升高温度有利于平衡向右移动
(B)增加二氧化碳或者增加焦炭都能使平衡向右移动
(C)增大压强,降低温度有利于平衡向右移动
(D)压强变化对平衡没有影响
9.我国某地生产的磷块岩中有两种形态的磷酸钙:a态和b态,前者在高温时稳定,且较易被植物根系的分泌物所分解和吸收,后者则相反。在下列几种处理方法中,使磷块岩肥效较高的做法是(   )。
(A)粉碎后直接使用
(B)加热至高温(1200℃)后,用水冷却,粉碎使用
(C)加热至高温(1200℃)后,自然冷却,粉碎使用
(D)加热至高温(1200℃)后,自然冷却,粉碎,并和草木灰混和后使用
10.在100℃时,将0.1mol的四氧化二氮气体充入1L抽空的密闭容器中,隔一定时间对该容器内的物质进行分析,得到如下表格:
时间(s)
浓度(mol·L-1)
0
20
40
60
80
100
c(N2O4)
0.100
c1
0.050
c3
a
b
c(NO2)
0.000
0.060
c2
0.120
0.120
0.120
试填空:
(1)该反应的化学方程式____________________________________________________;达到平衡时四氧化二氮的转化率为___________________。表中c2_______c3_____a______b(选填“>”、“<”、“=”)。
(2)20s时四氧化二氮的浓度c1=____________mol·L-1 ,在0s~20s内四氧化二氮的平均反应速率为______________mol·(L·s)-1。
(3)若在相同情况下最初向该容器充入的是二氧化氮气体,要达到上述同样的平衡状态,二氧化氮的起始浓度是____________ mol·L-1。
1B,2A,3B,4AB,5C,6C,7BD,8A,9B。
10.(1)N2O4 2NO2;60%。c2>c3 = a = b。
(2)0.07,0.001500。
(3)0.200。