2024版年度大学无机化学化学平衡学习教案

2024/2/2
例题2
分析浓度变化对化学平衡的影响， 并利用平衡常数进行计算和解释。
例题3
讨论温度对化学平衡的影响，结合 反应热效应和平衡移动原理进行分 析。
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下一讲预告及预习要求
下一讲内容
介绍酸碱平衡、沉淀溶解平衡等无机化学中的其他平衡类型。
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预习要求
复习本讲所学内容，预习下一讲涉及的知识点，了解酸碱平衡、 沉淀溶解平衡的基本概念和应用。同时，建议阅读相关教材或 参考文献，加深对无机化学平衡理论的理解。
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实验室中反应产物分离技术
01
蒸馏法
利用不同物质的沸点差异，通过加 热和冷凝将反应产物分离出来。
03
结晶法
通过控制溶液的浓度和温度，使反 应产物以晶体的形式析出并分离。
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02
萃取法
利用不同物质在两种不相溶溶剂中 的溶解度差异，将反应产物从一种
溶剂转移到另一种溶剂中。
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温度对化学平衡影响
01
升高温度
升高温度会使化学平衡向吸热反应方向移动。
02
降低温度
降低温度会使化学平衡向放热反应方向移动。
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03
原理
温度改变会影响化学反应的速率常数，进而影响化学反应速率和化学平
衡。同时，温度也会影响物质的热力学性质，如焓变、熵变等，从而影
响化学平衡的位置。
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04
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实验室常见反应条件控制
温度控制
通过加热或冷却反应体系，控制反应速率和 化学平衡的移动方向。
浓度控制
调整反应物的浓度，以控制反应速率和达到 所需的化学平衡状态。
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压力控制
改变反应体系的压力，影响气体的浓度和反 应速率，进而调控化学平衡。
催化剂的使用
选择合适的催化剂，可以加速反应速率，但 对化学平衡位置无影响。
大学无机化学化学平衡学习教案
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目录
• 引言 • 化学平衡基本概念 • 影响化学平衡因素 • 化学平衡计算方法 • 化学平衡在实验室中应用 • 化学平衡在工业生产中应用 • 总结与回顾
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01
引言
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教学目标与要求
01
掌握化学平衡的基本概 念和原理，理解平衡常 数的意义和应用。
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实验室中反应速率测定方法
初始速率法
指示剂法
通过测量反应开始时的速率，推算出整个反 应过程的速率常数。
利用指示剂的颜色变化来监测反应的进程， 从而计算反应速率。
光谱法
量热法
利用光谱仪器测定反应物或生成物浓度的变 化，进而计算反应速率。
通过测量反应过程中的热量变化，推算出反 应速率和相关的热力学参数。
概念和原理。
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实验教学
组织学生进行实验操作，加深 对化学平衡原理的理解和应用
能力。
讨论与交流
鼓励学生提出问题、发表见解， 开展课堂讨论和小组交流活动。
课后辅导与答疑
针对学生的疑难问题，提供课 后辅导和答疑服务，帮助学生
巩固所学知识。
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02
化学平衡基本概念
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化学平衡定义及特点
平衡常数的概念及应用
影响化学平衡的因素
系统讲解了浓度、温度、压力等外部 条件对化学平衡的影响，以及勒夏特 列原理的应用。
介绍了平衡常数的定义、计算方法以 及在判断反应方向和限度方面的应用。
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典型例题解析与讨论
例题1
针对某一具体化学反应，通过计 算平衡常数来判断反应进行的方
向和限度。
催化剂的使用
选用适当的催化剂，降低反应活 化能，加速反应进程，同时提高 产物选择性。
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工业生产中废弃物处理与资源化利用
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废弃物分类处理 资源化利用
废弃物减排技术 遵循循环经济理念
对废弃物进行分类收集、处理和处置，减少环境污染和资源浪费。
将废弃物转化为有价值的资源，如回收金属、制备肥料、生产能 源等，实现废弃物的再利用。
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02
学会分析化学平衡移动 的影响因素，能够运用 勒夏特列原理解决实际 问题。
03
04
培养实验设计和操作能 力，通过实验加深对化 学平衡原理的理解。
4
提高分析问题和解决问 题的能力，培养科学思 维和创新精神。
教学内容与重点
化学平衡的基本概念和原理
可逆反应、化学平衡状态、平衡常数 等。
04
色谱法
利用不同物质在固定相和流动相之 间的分配系数差异，将反应产物进
行分离和纯化。
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06
化学平衡在工业生产中应 用
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工业生产中原料选择与优化
选择高纯度、低杂质的原料
减少副反应和杂质生成，提高产品纯度和收率。
优化原料配比
根据化学反应平衡原理，调整原料配比，使反 应向生成所需产物的方向进行。
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03
影响化学平衡因素
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浓度对化学平衡影响
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03
增加反应物浓度
增大反应物浓度，化学平 衡向正反应方向移动，反 应速率加快，生成物产量 增加。
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减少生成物浓度
减小生成物浓度，化学平 衡向逆反应方向移动，反 应速率减慢，反应物消耗 量减少。
原理
化学平衡计算方法
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初始浓度法计算步骤及示例
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确定化学反应方程式及各物质初始 浓度
02
根据化学计量数计算各物质浓度变 化量
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列出平衡时各物质浓度表达式，代 入平衡常数表达式求解
03
示例：对于反应A + B ⇌ C + D， 已知初始浓度[A]、[B]和平衡常数
K，求平衡时[C]和[D]
采用先进的生产工艺和设备，减少废弃物产生量，降低处理成本 和环境负荷。
将废弃物处理与资源化利用纳入循环经济体系，实现经济效益和 环境效益的双赢。
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07
总结与回顾
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知识点总结与梳理
化学平衡的定义和特征
详细阐述了化学平衡状态的特点，包 括动态平衡、反应物和生成物浓度保 持不变等。
根据勒夏特列原理，改变 影响平衡的一个条件（如 浓度），平衡就向能够减 弱这种改变的方向移动。
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压力对化学平衡影响
增加压力
对于有气体参加或生成的 化学反应，增大压力会使 平衡向气体体积减小的方 向移动。
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减小压力
减小压力会使平衡向气体 体积增大的方向移动。
原理
压力改变会影响气体的浓 度，进而影响化学反应速 率和化学平衡。
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考虑原料的再生和循环利用
对于可再生的原料，通过回收、再生等方式降低生产成本，减少资源浪费。
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工业生产中反应条件控制策略
温度控制
根据反应的热效应和平衡常数随 温度的变化，选择合适的反应温 度，以提高反应反应， 通过调整压力来改变平衡组成， 提高所需产物的浓度。
意义
平衡常数是反应特性的函数，只与温度有关，与反应物和生成物的浓度无关。 它反映了在一定温度下，可逆反应达到平衡时各组分的相对浓度。
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化学平衡移动原理
原理
当影响平衡的一个条件（如浓度、压 强、温度等）发生改变时，平衡将向 着能够减弱这种改变的方向移动。
影响因素
浓度、压强、温度、催化剂等。其中， 浓度和压强对平衡移动的影响较为显著， 温度和催化剂对平衡移动的影响相对较 小。
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定义
在一定条件下，可逆反应正逆反应 速率相等，反应物和生成物各组分 浓度保持不变的状态。
特点
动态平衡、定量平衡、可逆反应。
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平衡常数表达式及意义
表达式
对于一般可逆反应aA + bB ⇌ cC + dD，平衡常数K的表达式为K = [C]^c * [D]^d / [A]^a * [B]^b。
化学平衡移动的影响因素
浓度、压力、温度等对平衡移动的影 响。
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勒夏特列原理的应用 判断平衡移动方向、解释实验现象等。
实验设计与操作
设计并实施与化学平衡相关的实验， 如酸碱中和滴定、沉淀溶解平衡等。
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教学方法与手段
01
02
03
04
理论讲授
通过课堂讲解、案例分析等方 式，系统介绍化学平衡的基本
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平衡常数法计算步骤及示例
确定化学反应方程式及平衡常 数K
列出平衡时各物质浓度表达式， 代入平衡常数表达式求解
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根据化学计量数计算各物质浓 度变化量，得到平衡时各物质
浓度
示例：对于反应A + 2B ⇌ 2C， 已知平衡常数K和某时刻各物质
浓度，判断反应进行方向及限 度
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转化率法计算步骤及示例
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THANKS
感谢观看
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确定化学反应方程式及各物质初始 浓度
03
根据化学计量数计算其他物质浓度 变化量，得到平衡时各物质浓度
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根据转化率定义计算某物质转化率
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示例：对于反应2A + B ⇌ 2C，已 知初始浓度[A]、[B]和A的转化率，
求平衡时[C]及B的转化率
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化学平衡在实验室中应用