Giáo án Hóa học 11 (Ban cơ bản) - Bài 38: Cân bằng hóa học

Bài 38: CÂN BẰNG HÓA HỌC MỤC TIÊU Về kiến thức Thế nào là cân bằng hóa học và sự chuyển dịch cân bằng hóa học Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê Về kỹ năng Vận dụng nguyên lí chuyển dịch cân bằng vào các phản ứng cụ thể CHUẨN BỊ Giáo án Bảng “Sự biến thiên tốc độ phản ứng thuận và phản ứng nghịch theo thời gian” TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Các hoạt động dạy học Nội dung tóm tắt Hoạt động 1: Điểm danh, kiểm tra vệ sinh lớp, tác phong của học sinh. Hoạt động 2: Kiểm tra bài cũ Hoạt động 3: Giới thiệu bài GV: Giới thiệu phản ứng giữa H2 và I2 tạo HI chỉ có thể đạt hiệu suất khoảng 20% thi phản ứng sẽ dừng lại, lúc đó nồng độ các chất trong phản ứng sẽ không thay đổi nữa. Trạng thái đó gọi là cân bằng hóa học. Vậy cân bằng hóa học là gì ? Đặc điểm của nó như thế nào ? Chúng ta sẽ tìm hiểu trong bài học ngày hôm nay. Hoạt động 4: Tìm hiểu về khái niệm về phản ứng hóa học 1 chiều và phản ứng thuận nghịch, cân bằng hóa học HS: Tham khảo sách giáo khoa và đưa ra khái niệm về phản ứng một chiều và phản ứng thuận nghịch GV: Trong phản ứng thuận nghịch, người ta quy ước chiều từ trái sang phải là chiều thuận, từ phải sang trái là chiều nghịch GV: Đưa ra biểu thức tốc độ phản ứng tổng quát: A + B C + D vt = kt[A][B] ; vn = kn[C][D] GV: Khi phản ứng xảy ra, theo thời gian, nồng độ các chất tham gia và sản phẩm thay đổi như thế nào ? HS: Trả lời, bổ sung. GV tổng kết. GV: Vậy tốc độ phản ứng thuận và nghịch sẽ thay đổi như thế nào ? GV: Nhấn mạnh cân bằng hóa học là cân bằng động Hoạt động 5: Tìm hiểu về sự chuyển dịch cân bằng hóa học HS: Tham khảo thí nghiệm theo sách giáo khoa sau đó rút ra kết luận về sự chuyển dịch cân bằng Hoạt động 6: Tìm hiểu về các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học HS: Tham khảo các phản ứng hóa học minh họa trong sách giáo khoa, tóm tắt và rút ra kết luận đối với mỗi yếu tố. GV: Từ các kết luận về sự ảnh hưởng của các yếu tố nồng độ, nhiệt độ, áp suất, em nào có thể phát hiện ra quy luật chung của sự chuyển dịch cân bằng là gì ? HS: Trả lời, nhận xét, bổ sung. GV: Tổng kết thành bài học Hoạt động 7: Tìm hiểu về ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học. HS: Tham khảo sách giáo khoa Hoạt động 8: Củng cố và dặn bài tập về nhà - Củng cố bằng một số ví dụ cụ thể - Hướng dẫn học sinh làm bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập Bài 38: CÂN BẰNG HÓA HỌC PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU, PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC Phản ứng một chiều - Phản ứng một chiều là phản ứng chỉ xảy ra theo một chiều từ trái sang phải Ví dụ: 2KClO3 2KCl + 3O2 Phản ứng thuận nghịch (2 chiều) - Phản ứng thuận nghịch là phản ứng đồng thời xảy ra theo 2 chiều trái ngược nhau Ví dụ: (1) Cl2 + H2O HCl + HClO (2) (1) : Phản ứng thuận. (2) : Phản ứng nghịch. Cân bằng hóa học Xét phản ứng thuận nghịch: H2 (k) + I2 (k) 2HI vt : giảm dần ; vn : tăng dần Khi vt = vn: phản ứng đạt trạng thái cân bằng Khái niệm: - Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch - Cân bằng hóa học là cân bằng động Phản ứng thuận và nghịch vẫn đồng thời xảy ra và có vận tốc bằng nhau (vt = vn) Trong cùng một đơn vị thời gian, nồng độ các chất phản ứng giảm đi bao nhiêu theo phản ứng thuận thì đồng thời cũng được tái tạo lại bấy nhiêu theo phản ứng nghịch SỰ CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG HÓA HỌC Thí nghiệm: sách giáo khoa Định nghĩa Sự chuyển dịch cân bằng là sự di chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác do tác động của các yếu tố từ bên ngoài lên cân bằng hóa học (nồng độ, áp suất, nhiệt độ) CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÂN BẰNG HÓA HỌC Ảnh hưởng của nồng độ: Phản ứng: sách giáo khoa Kết luận: Khi tăng hay giảm nồng độ của một chất trong cân bằng thì cân bằng bao giờ cũng chuyển dịch theo chiều làm giảm tác dụng của việc tăng hay giảm nồng độ chất đó Ảnh hưởng của áp suất: Phản ứng: sách giáo khoa Kết luận: Khi tăng hay giảm giảm áp suất chung của hệ cân bằng thì cân bằng bao giờ cũng chuyển dịch theo chiều làm giảm tác dụng của việc tăng hay giảm áp suất đó Chú ý: Tăng giảm về áp suất chính là tăng giảm về số mol phân tử khí. Ảnh hưởng của nhiệt độ: Phản ứng tỏa nhiệt – thu nhiệt: Phản ứng tỏa nhiệt: phản ứng tỏa ra năng lượng (∆H<0) Phản ứng thu nhiệt: phản ứng thu năng lượng (∆H>0) Phản ứng ví dụ: sách giáo khoa Kết luận: Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt (chiều làm giảm tác dụng của việc tăng nhiệt độ) và ngược lại * Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-e: Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng khi chịu một tác động như biến đổi như nồng độ, áp suất, nhiệt độ, thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó. Vai trò của chất xúc tác Khi phản ứng chưa cân bằng, chất xúc tác làm phản ứng nhanh đạt đến trạng thái cân bằng hơn Khi phản ứng đã cân bằng thì chất xúc tác không làm trạng thái cân bằng bị thay đổi Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng thuận và tốc độ phản ứng nghịch với số lần bằng nhau, nên chất xúc tác không ảnh hưởng đến cân bằng hóa học Ý NGHĨA CỦA TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC TRONG SẢN XUẤT HÓA HỌC Sản xuất amoniac, axit nitric, axit sunfuric ,…