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文檔簡介
1、第二節(jié)化學(xué)平衡狀態(tài)和平衡移動考綱定位考情播報1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性及化學(xué)平衡的建立。2掌握化學(xué)平衡的特征。3理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對化學(xué)平衡的影響,能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。2016全國甲卷T27/全國乙卷T27(1)(2)/全國丙卷T27(2)(3)2015全國卷T28(4)/全國卷T27(2)(3)2014全國卷T28(3)/全國卷T26(2)(3)2013全國卷T28(2)(3)(4)/全國卷T28(1)2012全國卷T27(4)考點(diǎn)1| 可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)基礎(chǔ)知識整合1可逆反應(yīng)2化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念一定條件下的可逆反應(yīng)中,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)體
2、系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度保持不變的狀態(tài)。(2)建立過程在一定條件下,把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入固定容積的密閉容器中。反應(yīng)過程如下:以上過程可用如圖表示:(3)特征應(yīng)用體驗(yàn)1向含有2 mol的SO2的容器中通入過量氧氣發(fā)生2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJmol1(Q0),充分反應(yīng)后生成SO3的物質(zhì)的量_2 mol(填“”或“”,下同),SO2的物質(zhì)的量_0 mol,轉(zhuǎn)化率_100%,反應(yīng)放出的熱量_Q kJ。提示”“(2)減小增大(3)不變是不變考點(diǎn)多維探究角度1極端轉(zhuǎn)化法確定可逆反應(yīng)某狀態(tài)的量1在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):X2(g)Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始濃
3、度分別為0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1,在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,各物質(zhì)的濃度有可能是()AZ為0.3 molL1BY2為0.4 molL1CX2為0.2 molL1 DZ為0.4 molL1A假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行到底:X2(g)Y2(g)2Z(g)起始濃度(molL1) 0.1 0.3 0.2改變濃度(molL1) 0.1 0.1 0.2終態(tài)濃度(molL1) 0 0.2 0.4假設(shè)反應(yīng)逆向進(jìn)行到底:X2(g)Y2(g)2Z(g)起始濃度(molL1) 0.1 0.3 0.2改變濃度(molL1) 0.1 0.1 0.2終態(tài)濃度(molL1) 0.2 0.4 0
4、平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為0X20.2,0.2Y20.4,0Z0.4。2一定條件下,對于可逆反應(yīng)X(g)3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零),達(dá)到平衡時,X、Y、Z的濃度分別為0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1,則下列判斷正確的是()Ac1c231B平衡時,Y和Z的生成速率之比為23CX、Y的轉(zhuǎn)化率不相等Dc1的取值范圍為0 molL1c10.14 molL1D平衡濃度之比為13,轉(zhuǎn)化濃度亦為13,故c1c213,A、C不正確;平衡時Y生成表示逆反應(yīng)速率,Z生成表示正反應(yīng)速率且vY(生成)vZ(生成)應(yīng)為32,B不正確;由可
5、逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知0 molL1c1v逆,平衡向正反應(yīng)方向移動;v正v逆,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),平衡不發(fā)生移動;v正v逆,平衡向逆反應(yīng)方向移動。3影響化學(xué)平衡的因素若其他條件不變,改變下列條件對平衡的影響如下:勒夏特列原理:如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。4充入惰性氣體與平衡移動的關(guān)系(1)恒溫、恒容條件原平衡體系體系總壓強(qiáng)增大體系中各組分的濃度不變平衡不移動。應(yīng)用體驗(yàn)1已知在K2Cr2O7的溶液中存在平衡取兩試管各加入5 mL 0.1 mol/L的K2Cr2O7溶液。(1)向1號試管中加入幾滴濃H2SO4,橙色_,說
6、明平衡向_方向移動。(2)向2號試管中加入幾滴濃NaOH溶液,橙色_,說明平衡向_方向移動。提示(1)變深逆反應(yīng)(2)變?yōu)辄S色正反應(yīng)2將充入NO2的球放入熱水,顏色變化為_,放入冰水中顏色變化為_,說明2NO2(g)N2O4(g)的H_0。提示紅棕色變深紅棕色變淺考點(diǎn)多維探究角度1化學(xué)平衡移動的判斷1對于一定條件下的可逆反應(yīng) 【導(dǎo)學(xué)號:】甲:A(g)B(g)C(g)H0乙:A(s)B(g)C(g)H0達(dá)到化學(xué)平衡后,改變條件,按要求回答下列問題:(1)升溫,平衡移動方向分別為(填“向左”“向右”或“不移動”)甲_;乙_;丙_。此時反應(yīng)體系的溫度均比原來_(填“高”或“低”)?;旌蠚怏w的平均相對
7、分子質(zhì)量變化分別為(填“增大”“減小”或“不變”)甲_;乙_;丙_。(2)加壓,使體系體積縮小為原來的平衡移動方向(填“向左”“向右”或“不移動”)甲_;乙_;丙_。設(shè)壓縮之前壓強(qiáng)分別為p甲、p乙、p丙,壓縮后壓強(qiáng)分別為p甲、p乙、p丙,則p甲與p甲,p乙與p乙,p丙與p丙的關(guān)系分別為甲_;乙_;丙_。(3)恒溫恒壓充入氖氣,平衡移動方向(填“向左”“向右”或“不移動”)甲_;乙_;丙_。答案(1)向左向左向右高減小減小不變(2)向右不移動不移動p甲p甲v(逆)時,才使平衡向正反應(yīng)方向移動。(3)同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時,應(yīng)視為壓強(qiáng)的影響。(4)對于縮小體積增大壓強(qiáng),不管是否移
8、動,各成分的濃度均增大,但增大的倍數(shù)可能不同也可能相同。角度2外界條件對轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率的影響3(2017成都模擬)工業(yè)上采取下列方法消除NO2污染:CH4(g)2NO2(g)N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJ/mol,下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號:】A冷卻使水液化可提高NO2的平衡轉(zhuǎn)化率 B提高反應(yīng)溫度,平衡常數(shù)增大C縮小容器的體積,逆反應(yīng)速率增大的程度比正反應(yīng)速率增大的程度小D加入合適的催化劑可提高NO2的平衡轉(zhuǎn)化率A選項(xiàng)A,減小生成物濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動,NO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,正確;選項(xiàng)B,升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動,平衡常數(shù)減小,錯誤;選項(xiàng)C,縮小容器體積相當(dāng)于加壓
9、,平衡向逆反應(yīng)方向移動,逆反應(yīng)速率增大的程度更大,錯誤;選項(xiàng)D,使用催化劑對平衡的移動無影響,錯誤。4(2015全國卷節(jié)選)甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料,利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇。發(fā)生的主要反應(yīng)如下:CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H10回答下列問題:(1)反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K表達(dá)式為_;圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為_(填曲線標(biāo)記字母),其判斷理由是_。圖1(2)合成氣組成n(H2)/n(COCO2)2.60時,體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率()與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。(CO) 值隨溫度升高而_(填“增大”或“減小”),其
10、原因是_;圖2中的壓強(qiáng)由大到小為_,其判斷理由是_。圖2解析(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的書寫要求可知,反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為Kc(CH3OH)/c(CO)c2(H2)。反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動,平衡常數(shù)K減小,故曲線a符合要求。(2)由圖2可知,壓強(qiáng)一定時,CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而減小,其原因是反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動,反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡正向移動,又使產(chǎn)生CO的量增大,而總結(jié)果是隨溫度升高,CO的轉(zhuǎn)化率減小。反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體總分子數(shù)減小的反應(yīng),溫度一定時,增大壓強(qiáng),平衡正向移動,CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,而反應(yīng)為氣體總分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)
11、的影響,因此增大壓強(qiáng)時,CO的轉(zhuǎn)化率提高,故壓強(qiáng)p1、p2、p3的關(guān)系為p1p2p3。答案(1)K或Kpa反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)數(shù)值應(yīng)隨溫度升高而變小(2)減小升高溫度時,反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡向左移動,使得體系中CO的量增大;反應(yīng)為吸熱反應(yīng),平衡向右移動,又使產(chǎn)生CO的量增大;總結(jié)果,隨溫度升高,使CO的轉(zhuǎn)化率降低p3p2p1相同溫度下,由于反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率;而反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)影響。故增大壓強(qiáng)時,有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高5(2016全國甲卷節(jié)選)丙烯腈(CH2=CHCN)是一種重要的化工原料,工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn),
12、主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等?;卮鹣铝袉栴}:(1)以丙烯、氨、氧氣為原料,在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學(xué)方程式如下:C3H6(g)NH3(g)O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)H515 kJmol1C3H6(g)O2(g)=C3H4O(g)H2O(g)H353 kJmol1有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是_;提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是_。(2)圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,最高產(chǎn)率對應(yīng)的溫度為460 。低于460 時,丙烯腈的產(chǎn)率_(填“是”或“不是”)對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率,判斷理由是_
13、;高于460 時,丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是_(雙選,填字母)。A催化劑活性降低B平衡常數(shù)變大C副反應(yīng)增多 D反應(yīng)活化能增大圖(a) 圖(b)(3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)/n(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知,最佳n(氨)/n(丙烯)約為_,理由是_。進(jìn)料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為_。解析(1)由于反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)增加的放熱反應(yīng),降溫、減壓均有利于提高丙烯腈的平衡產(chǎn)率。有機(jī)反應(yīng)中要提高某反應(yīng)的選擇性,關(guān)鍵是選擇合適的催化劑。(2)由于反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度降低,平衡右移,丙烯腈的平衡產(chǎn)率應(yīng)增大,因此圖(a)中460 以下的產(chǎn)率不是對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率。反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的
14、升高而變小,反應(yīng)的活化能不受溫度的影響,故當(dāng)溫度高于460 時,丙烯腈的產(chǎn)率降低的可能原因是催化劑活性降低和副反應(yīng)增多。(3)由圖(b)可知,當(dāng)n(氨)/n(丙烯)1時,丙烯腈的產(chǎn)率最高,而丙烯醛的產(chǎn)率已趨近于0,如果n(氨)/n(丙烯)再增大,丙烯腈的產(chǎn)率反而降低,故最佳n(氨)/n(丙烯)約為1。空氣中O2的體積分?jǐn)?shù)約為,結(jié)合反應(yīng)方程式及最佳n(氨)/n(丙烯)約為1可知,進(jìn)料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比應(yīng)為1117.51。答案(1)降低溫度,降低壓強(qiáng)催化劑(2)不是該反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低AC(3)1該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高,而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低17.51平衡移動與轉(zhuǎn)
15、化率的關(guān)系判斷轉(zhuǎn)化率的變化時,不要把平衡正向移動與反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高等同起來,要視具體情況而定。若有多種反應(yīng)物,增大某一反應(yīng)物的濃度,則另外的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大而自身的減小。若只有一種反應(yīng)物時(恒溫恒容)反應(yīng)實(shí)例反應(yīng)物的濃度平衡移動轉(zhuǎn)化率變化產(chǎn)物百分含量2SO3(g)2SO2(g)O2(g)增大正向減小減小2NO2(g)N2O4(g)增大正向增大增大2HI(g)I2(g)H2(g)增大正向不變不變角度3化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用6(2015全國卷節(jié)選)Bodensteins研究了下列反應(yīng):2HI(g)H2(g)I2(g)在716 K時,氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時間t
16、的關(guān)系如下表:t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784(1)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計算式為_。(2)上述反應(yīng)中,正反應(yīng)速率為v正k正x2(HI),逆反應(yīng)速率為v逆k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆為速率常數(shù),則k逆為_(以K和k正表示)。若k正0.002 7 min1,在t40 min時,v正_min1。(3)由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的關(guān)系可用下圖表示。當(dāng)升高到某一溫度時,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,相應(yīng)的點(diǎn)分別為_(填字母)。解析(1)由表中數(shù)
17、據(jù)可知,無論是從正反應(yīng)方向開始,還是從逆反應(yīng)方向開始,最終x(HI)均為0.784,說明此時已達(dá)到了平衡狀態(tài)。設(shè)HI的初始濃度為1 molL1,則: 2HI(g)H2(g)I2(g)初始濃度/molL1 1 0 0轉(zhuǎn)化濃度/molL1 0.216 0.108 0.108平衡濃度/molL1 0.784 0.108 0.108K。(2)建立平衡時,v正v逆,即k正x2(HI)k逆x(H2)x(I2),k逆k正。由于該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,故k逆k正k正。在40 min時,x(HI)0.85,則v正0.002 7 min10.8521.95103 min1。(3)因2HI(g)H2(g)I2(g
18、)H0,升高溫度,v正、v逆均增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動,HI的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小,H2、I2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大。因此,反應(yīng)重新達(dá)到平衡后,相應(yīng)的點(diǎn)分別應(yīng)為A點(diǎn)和E點(diǎn)。答案(1)(2)k正/K1.95103(3)A、E考點(diǎn)3| “等效平衡”在平衡狀態(tài)比較中的應(yīng)用基礎(chǔ)知識整合1等效平衡的概念在相同條件下(恒溫、恒容或恒溫、恒壓),同一可逆反應(yīng)體系,不管是從正反應(yīng)方向開始,還是從逆反應(yīng)方向開始,只要按化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比投入反應(yīng)物或生成物,在達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,任何相同組分的百分含量(體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等)均相同,這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。2等效平衡的類型等效類型條件恒溫、恒
19、容恒溫、恒容恒溫、恒壓反應(yīng)的特點(diǎn)任何可逆反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等任何可逆反應(yīng)起始投料換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì), 其“量”相同換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì),其“量”符合同一比例換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì),其“量”符合同一比例平衡特點(diǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w%)相同相同相同濃度(c)相同成比例相同(氣體)物質(zhì)的量(n)相同成比例成比例應(yīng)用體驗(yàn)在恒溫恒容條件下,可逆反應(yīng):2A(g)B(g)3C(g)D(g) HQ1 kJmol1(Q10),起始物質(zhì)的量如表所示:序號ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003
20、 mol1 mol(1)上述反應(yīng)達(dá)到平衡時,互為等效平衡的是哪幾組?_。(2)達(dá)到平衡后,放出的熱量為Q2 kJ,吸收的熱量為Q3 kJ,則Q1、Q2、Q3的定量關(guān)系為_。(3)其他條件不變,當(dāng)D為固體時,上述反應(yīng)達(dá)到平衡時,互為等效平衡的是哪幾組?_。(4)將“恒溫恒容”改為“恒溫恒壓”,a.上述反應(yīng)達(dá)到平衡時,互為等效平衡的是哪幾組?_。b.達(dá)平衡后放出的熱量分別為Q1和Q2,則Q1與Q2的關(guān)系_。提示(1)(2)Q2Q3Q1(3)(4)Q22Q1考點(diǎn)多維探究角度1同溫同容條件下等效平衡的應(yīng)用1(2017石家莊模擬)同溫度下,體積均為1 L的兩個恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng):N2(g)3H2
21、(g)2NH3(g)H92.6 kJ/mol。測得數(shù)據(jù)如表:下列敘述不正確的是()A容器、中反應(yīng)達(dá)平衡時壓強(qiáng)相等B容器中反應(yīng)開始時v(正)v(逆)C容器中反應(yīng)達(dá)平衡時,吸收的熱量Q為9.26 kJD若條件為“絕熱恒容”,容器中反應(yīng)達(dá)平衡時n(NH3)0.6 molB根據(jù)容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時能量的變化可知,該反應(yīng)中轉(zhuǎn)化的N2為0.3 mol,因此根據(jù)三段式法可得N2(g)3H2(g)2NH3(g)起始(mol) 2 3 0轉(zhuǎn)化(mol) 0.3 0.9 0.6平衡(mol) 1.7 2.1 0.6故平衡常數(shù)K0.0230.069,因此容器中反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,v(正)”“”或“”)。解析(1)
22、由于甲容器定容,而乙容器定壓,當(dāng)它們的壓強(qiáng)相等達(dá)到平衡時,乙的容積應(yīng)該為甲的兩倍,生成的NH3的物質(zhì)的量應(yīng)該等于2m mol。當(dāng)甲、乙兩容器的體積相等時,相當(dāng)于將建立等效平衡后的乙容器壓縮,故乙中NH3的物質(zhì)的量大于2m mol。(2)起始加入量相同,平衡時乙中的壓強(qiáng)大,反應(yīng)程度大,(N2)大。答案(1)DE(2)(1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成,相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例,見圖示)新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加,壓強(qiáng)不變,平衡不移動。 (3)恒溫恒容與恒溫恒壓條件平衡比較模式(起
23、始量相同) 課堂小結(jié)反饋達(dá)標(biāo)11 全新理念探究高考明確考向1一組判斷,展示高考易誤點(diǎn)(1)利用氣體的總壓、平均相對分子質(zhì)量和密度不變均可作為反應(yīng)到達(dá)平衡標(biāo)志。()(2)當(dāng)同一物質(zhì)的v(正)v(逆)時,反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)。()(3)在一固定容積的容器中發(fā)生C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)反應(yīng),當(dāng)氣體密度不變時,說明反應(yīng)已達(dá)平衡。()(4)往平衡體系FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl中加入KCl固體,平衡將向逆反應(yīng)方向移動,溶液顏色將變淺。()(5)對于2NO2(g)N2O4(g)平衡體系,擴(kuò)大體積減小壓強(qiáng),再達(dá)到平衡時顏色變深。()(6)對于密閉容器中的可逆反應(yīng)mX(g)nY
24、(s)pZ(g)H”或“(3)正反應(yīng)大小(4)60%0.36(5)逆反應(yīng)小下方文件為贈送,方便學(xué)習(xí)參考第三節(jié) 酯化反應(yīng)教學(xué)目標(biāo)知識技能:掌握酯化反應(yīng)的原理、實(shí)驗(yàn)操作及相關(guān)問題,進(jìn)一步理解可逆反應(yīng)、催化作用。能力培養(yǎng):培養(yǎng)學(xué)生用已知條件設(shè)計實(shí)驗(yàn)及觀察、描述、解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力,培養(yǎng)學(xué)生對知識的分析歸納、概括總結(jié)的思維能力與表達(dá)能力??茖W(xué)品質(zhì):通過設(shè)計實(shí)驗(yàn)、動手實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)求實(shí)、探索、創(chuàng)新、合作的優(yōu)良品質(zhì)。科學(xué)方法:介紹同位素示蹤法在化學(xué)研究中的使用,通過酯化反應(yīng)過程的分析、推理、研究,培養(yǎng)學(xué)生從現(xiàn)象到本質(zhì)、從宏觀到微觀、從實(shí)踐到理論的科學(xué)思維方法。教學(xué)方法:研究探索式,輔以多媒體動畫
25、演示。課時安排:第1課時:乙酸的性質(zhì)及酯化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)(本文略去乙酸的其它性質(zhì)部分)第2課時:酯化反應(yīng)問題討論教學(xué)過程第一課時【過渡】我國是一個酒的國度,五糧液享譽(yù)海內(nèi)外,國酒茅臺香飄萬里?!熬剖窃疥愒较恪薄D銈冎朗鞘裁丛騿??【板書】乙酸的酯化反應(yīng)【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】乙酸乙酯的制取:學(xué)生分三組做如下實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,互相比較所獲得產(chǎn)物的量。第一組:在一支試管中加入3 mL乙醇和2 mL乙酸,按教材P71,圖3-16連接好裝置,用酒精燈緩慢加熱,將產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到盛有飽和碳酸鈉溶液的接受試管的液面上,觀察現(xiàn)象。第二組:在一支試管中加入3 mL乙醇,然后邊振蕩邊慢慢加入2 mL濃硫酸和2 mL乙酸,按
26、教材P71,圖3-16連接好裝置,用酒精燈緩慢加熱,將產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到盛有水的接受試管的液面上,觀察現(xiàn)象。第三組:在一支試管中加入3 mL乙醇,然后邊振蕩邊慢慢加入2 mL濃硫酸和2 mL乙酸,按教材P71,圖3-16連接好裝置,用酒精燈緩慢加熱,將產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到盛有飽和碳酸鈉溶液的接受試管的液面上,觀察現(xiàn)象。強(qiáng)調(diào):試劑的添加順序;導(dǎo)管末端不要插入到接受試管液面以下;加熱開始要緩慢?!編煛繂栴}:為什么要先加入乙醇,然后邊振蕩邊慢慢加入濃硫酸和乙酸?【生】此操作相當(dāng)于濃硫酸的稀釋,乙醇和濃硫酸相混會瞬間產(chǎn)生大量的熱量,并且由于乙醇的密度比濃硫酸小,如果把乙醇加入濃硫酸中,熱量會使得容器
27、中的液體沸騰飛濺,可能燙傷操作者。【師】問題:導(dǎo)管末端為什么不能插入到接受試管液面以下?【生】防止加熱不均勻,使溶液倒吸?!咀穯枴砍瞬捎眠@樣一種方法防止倒吸外,此裝置還有哪些其它改進(jìn)方法?【生】可以將吸收裝置改為導(dǎo)管連接干燥管,干燥管下端插入液面以下防止倒吸(或其它合理方法)。【師】問題:為什么剛開始加熱時要緩慢?【生】防止反應(yīng)物還未來得及反應(yīng)即被加熱蒸餾出來,造成反應(yīng)物的損失?!編煛克源搜b置也可以看作是一個簡易的蒸餾裝置,那么,裝置的哪一部分相當(dāng)于蒸餾燒瓶?哪一部分相當(dāng)于冷凝管?【生】作為反應(yīng)容器的試管相當(dāng)于蒸餾燒瓶,導(dǎo)管相當(dāng)于冷凝管,不是用水冷卻而是用空氣冷卻?!咀穯枴块_始時緩慢加熱是
28、不是在產(chǎn)物中就不會混入乙酸和乙醇了?如何驗(yàn)證?【生】用藍(lán)色石蕊試紙來檢驗(yàn),如果變紅,說明有乙酸;乙醇可以用紅熱的銅絲與之反應(yīng)后顯紅色來檢驗(yàn)。【師】盛有飽和碳酸鈉溶液的試管不能用石蕊來檢驗(yàn)是否含有乙酸,其實(shí)只要將試管振蕩一下,看是否有氣泡逸出就可以了;接受試管中有大量的水,其中溶解的少量乙醇可能無法通過CuO與乙醇的反應(yīng)來驗(yàn)證,但可根據(jù)有乙酸揮發(fā)出來,推知也會有乙醇揮發(fā)出來。【師】接受試管中有什么現(xiàn)象?所獲得產(chǎn)物的量多少如何?【總結(jié)】第一組接受試管內(nèi)無明顯現(xiàn)象,第二、三組實(shí)驗(yàn)中接受試管內(nèi)有分層現(xiàn)象,并有濃厚的果香氣味。從對比結(jié)果來看,第一組做法幾乎沒有收集到產(chǎn)物;第二組做法得到一定量的產(chǎn)物;第三
29、組做法收集到的產(chǎn)物的量最多?!静贾谜n后討論題】為什么第一組做法幾乎沒有得到乙酸乙酯?第二組做法比第三組做法得到的乙酸乙酯的量明顯少,試分析原因,并設(shè)計實(shí)驗(yàn)證明你的分析是正確的(歡迎大家到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn))。你對酯化反應(yīng)有哪些方面的認(rèn)識?請查閱相關(guān)資料后回答。第二課時【引入】回憶上節(jié)課的實(shí)驗(yàn)和課后討論題。問題:為什么第一組做法幾乎沒有得到乙酸乙酯?【答】CH3COOH跟C2H5OH發(fā)生酯化反應(yīng)是有機(jī)物分子間的反應(yīng),在不加濃硫酸時,即使在加熱條件下,反應(yīng)速率仍很慢,所以當(dāng)混合物加熱時,蒸氣成分是CH3COOH和C2H5OH的蒸氣,乙酸乙酯的蒸氣極少甚至可以說沒有,當(dāng)然在Na2CO3溶液的液面上不會收
30、集到乙酸乙酯。由此可見,濃硫酸主要起催化作用,其次,因?yàn)橹迫∫宜嵋阴サ姆磻?yīng)是可逆的,所以濃硫酸也能除去生成物中的水,有利于反應(yīng)向生成物方向進(jìn)行?!景鍟?、濃硫酸的作用:催化劑;除去生成物中的水,使反應(yīng)向生成物方向進(jìn)行?!編煛吭谠摲磻?yīng)中,為什么要強(qiáng)調(diào)加冰醋酸和無水乙醇,而不用他們的水溶液?【生】因?yàn)楸姿崤c無水乙醇基本不含水,可以促使反應(yīng)向生成酯的方向進(jìn)行?!編煛吭谏弦还?jié)的實(shí)驗(yàn)中,為了獲取更多的乙酸乙酯,我們除了利用濃硫酸除去生成物中的水,促使反應(yīng)向生成物方向進(jìn)行外,還用到了其它什么方法促使反應(yīng)向生成物方向進(jìn)行?【生】制取乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)同時還是一個簡易的蒸餾裝置,邊反應(yīng)邊蒸餾,使生成物及時從反應(yīng)體系中分離出去,也有利于試管內(nèi)的反應(yīng)向生成物方向進(jìn)行。問題:第二組做法比第三組做法得到的乙酸乙酯的量明顯少,試分析原因,并設(shè)計實(shí)驗(yàn)證明你的分析是正確的?!敬稹坑捎诩尤肓舜呋瘎饬蛩幔磻?yīng)速率大大加快了。加熱時,蒸餾出的蒸氣的成分是乙酸乙酯、乙醇和乙酸,冷凝成液體后收集在盛水的試管中,但乙酸和乙醇是溶于水的,乙酸乙酯作為有機(jī)物,又易溶于乙酸和乙醇這樣的有機(jī)溶劑中,所以必然有部分乙酸乙酯溶在乙酸和乙醇的水溶液中,因而收集量減少;但試管中如果盛放Na2CO3溶液,可以除去乙酸,溶解乙醇,減少乙酸乙酯在溶液中的溶解量,提高收集效率,并提高乙酸乙酯的純度,因而收集量要多?!景鍟?、飽
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