Giáo án hóa học 10 bài 38 Cân bằng hóa học

Giáo án hóa học 10 bài 38 Cân bằng hóa học . Giáo án hóa học 10 bài 38 Cân bằng hóa học . Giáo án hóa học 10 bài 38 Cân bằng hóa học Giáo án hóa học 10 bài 38 Cân bằng hóa học . Giáo án hóa học 10 bài 38 Cân bằng hóa học

Tuần 33 (Từ 9/4/2018 đến 14/4/2018)

Tiết 64

Ngày soạn: 29/3/2018

Ngày dạy tiết đầu: ……/……/2018

BÀI 38: CÂN BẰNG HOÁ HỌC

A MỤC TIÊU

1 Kiến thức

HS biết: cân bằng hóa học là gì Thế nào là sự chuyển dịch cân bằng những yếu tố nào ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng

2 Kỹ năng

Vận dụng thành thạo nguyên lí chuyển dịch cân bằng

3 Thái độ, tư tưởng

Có thái độ nghiêm túc trong học tập

Có lòng yêu thích bộ môn

4 Định hướng phát triển năng lực

Năng lực ngôn ngữ hóa học

Năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề: thông qua quan sát thí nghiệm, rút ra kết luận

Năng lực tính toán

Năng lực tư duy logic

B CHUẨN BỊ

1 Giáo viên:

- phương pháp: - phương pháp đàm thoại

- phương pháp trực quan

- phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề

- đồ dùng: giáo án

2 Học sinh

Xem trước bài mới Ôn bài cũ

C TIẾN TRÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP TỔ CHỨC DẠY HỌC

1 Ổn định tổ chức

Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số

2 Kiểm tra bài cũ

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hoá học?

3 Dẫn vào bài mới

Trong các phương trình phản ứng đã gặp, có những phản ứng xảy ra một chiều, có những phản ứng hai chiều Vậy sự khác nhau giữa các phản ứng đó như nào?

4 Tổ chức các hoạt động trên lớp

Hoạt động 1: Tìm hiểu về phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch và cân bằng hoá học

GV đưa ra vd SGK

I Phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch và cân bằng hoá học

1 Phản ứng một chiều

GV: ta thường xét đến các phản ứng

trong đó các chất đầu tham gia phản

ứng và tạo thành chất sản phẩm nhưng

không có quá trình ngược lại, các chất

sản phẩm không phản ứng với nhau để

tạo thành chất đầu Các phản ứng như

thế gọi là phản ứng một chiều

VD: HCl + NaOH  NaCl + H2O

GV y/c HS lấy ví dụ phản ứng một

chiều khác

HS lấy ví dụ

GV bổ sung:

GV lấy ví dụ:

2SO2 + O2  2SO3

Pư trên vẫn thường được viết bằng mũi

tên hai chiều, điều đó có nghĩa là gì?

Ở đk trên, SO2 tác dụng với O2 sinh ra

SO3, đồng thời SO3 cũng bị phân huỷ

tạo thành SO2 và O2 Pư xảy ra theo hai

chiều trái ngược nhau như vậy gọi là

phản ứng thuận nghịch

Khi phản ứng xảy ra: H2 kết hợp với I2

tạo thành HI, nhưng một phần HI vừa

tạo ra lại phân huỷ thành H2 và I2 Số

mol H2 và I2 giảm dần nên tốc độ phản

ứng thuận giảm dần, số mol HI tăng

dần nên tốc độ phản ứng nghịch tăng

dần Đến một lúc tốc độ phản ứng

thuận và tốc độ phản ứng nghịch bằng

nhau

Tại trạng thái cân bằng, không phải là

phản ứng dừng lại mà phản ứng thuận

và phản ứng nghịch vẫn xảy ra, nhưng

với tốc độ bằng nhau (vt = vn) Điều

này có nghĩa là trong một đơn vị thời

gian, nồng độ các chất phản ứng giảm

đi bao nhiều theo phản ứng thuận lại

được tạo ra bấy nhiêu theo phản ứng

nghịch Do đó cân bằng hoá học là một

cân bằng động

Là phản ứng chỉ xảy ra theo 1 chiều xác định từ trái sang phải

Trong phản ứng hoá học một chiều, người ta dùng mũi tên một chiều chỉ phản ứng

2 Phản ứng thuận nghịch

Là những phản ứng xảy ra theo 2 chiều ngược nhau trong cùng 1 điều kiện

Trong phản ứng thuận nghịch, người

ta dùng mũi tên hai chiều Quy ước:

Phản ứng theo chiều từ trái sang phải gọi là phản ứng thuận

Phản ứng theo chiều ngược lại, từ phải sang trái gọi là phản ứng nghịch

3 Cân bằng hóa học

Ví dụ :

H2 (k) + I2 (k)  2HI (k)

Ban đầu: vt > 0 ; vn = 0 Khi phản ứng:

nồng độ H2 giảm, nồng độ I2 giảm =>

vt giảm nồng độ HI tăng => vn tăng đến một thời điểm : vt = vn => hệ đạt trạng thái cân bằng

- 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

Ở trạng thái cân bằng, nồng độ các chất

trong phản ứng thuận nghịch trên được

giữ nguyên nếu điều kiện thực hiện

phản ứng không biến đổi

Trạng thái này của phản ứng thuận

nghịch gọi là cân bằng hoá học

Hoạt động 2: Tìm hiểu về sự chuyển dịch cân bằng hóa học

GV mô tả thí nghiệm SGK:

Khi ngâm ống a vào nước đá, thấy màu

ở ống a nhạt hơn ở ống b => giải thích

màu nhạt đi nghĩa là sao?

HS giải thích: màu ở ống a nhạt đi,

điều đó chứng tỏ khi ngâm vào nước

đá, lượng NO2 đã giảm đi, lượng N2O4

tăng lên

GV bổ sung: ptử NO2 đã phản ứng

thêm để tạo ra N4O4, nghĩa là cân bằng

hoá học ban đầu bị phá vỡ

GV bổ sung: Nếu ngâm ống a trong

nước đá một thời gian, màu của hỗn

hợp khí chứa trong đó nhạt dần đến

một mức độ rồi giữ nguyên, đó là tốc

độ phản ứng tạo ra N2O4 đã bằng tốc độ

phân huỷ N2O4 => cân bằng hoá học

mới được hình thành

GV y/c HS nêu định nghĩa thế nào là

sự chuyển dịch cân bằng hoá học

II Sự chuyển dịch cân bằng hóa học

1 Thí nghiệm

Trong ống a và b có hỗn hợp khí NO2

và N2O4 ở trạng thái cân bằng hoá học

2NO2 (k)  N2O4 (k) (màu nâu đỏ) (không màu) Khi ngâm ống a vào nước đá, thấy màu ở ống a nhạt hơn ở ống b

=> lượng NO2 đã giảm đi, lượng

N2O4 tăng lên

=> ptử NO2 đã phản ứng thêm để tạo

ra N2O4

=> vt > vn => cân bằng hoá học ban đầu bị phá vỡ

Sau một thời gian, màu của hỗn hợp khí chứa trong đó giữ nguyên không đổi => nồng độ NO2 và N2O4 không đổi => tốc độ phản ứng tạo ra N2O4

đã bằng tốc độ phân huỷ N2O4 => cân bằng hoá học mới được hình thành => gọi là sự chuyển dịch cân bằng hoá học

2 Định nghĩa

ĐN: Sự chuyển dịch cân bằng hóa

học là sự phá vỡ trạng thái cân bằng

cũ để chuyển sang một trạng thái cân bằng mới do các yếu tố bên ngoài tác động lên cân bằng

5 Củng cố và hướng dẫn về nhà

* Củng cố

Khái niệm cân bằng hoá học và sự chuyển dịch cân bằng hoá học?

* Hướng dẫn về nhà

Học bài và làm BT SGK

6 Rút kinh nghiệm và bổ sung sau khi dạy

Tuần 34 (Từ 16/4/2018 đến 21/4/2018)

Tiết 65

Ngày soạn: 5/4/2018

Ngày dạy tiết đầu: ……/……/2018

CÂN BẰNG HOÁ HỌC (tiếp)

A MỤC TIÊU

1 Kiến thức

HS biết: cân bằng hóa học là gì Thế nào là sự chuyển dịch cân bằng những yếu tố nào ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng

2 Kỹ năng

Vận dụng thành thạo nguyên lí chuyển dịch cân bằng

3 Thái độ, tư tưởng

Có thái độ nghiêm túc trong học tập

Có lòng yêu thích bộ môn

4 Định hướng phát triển năng lực

Năng lực ngôn ngữ hóa học

Năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề: thông qua quan sát thí nghiệm, rút ra kết luận

Năng lực tính toán

Năng lực tư duy logic

B CHUẨN BỊ

1 Giáo viên:

- phương pháp: - phương pháp đàm thoại

- phương pháp trực quan

- phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề

- đồ dùng: giáo án

2 Học sinh

Xem trước bài mới Ôn bài cũ

C TIẾN TRÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP TỔ CHỨC DẠY HỌC

1 Ổn định tổ chức

Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số

2 Kiểm tra bài cũ

Khái niệm cân bằng hoá học và sự chuyển dịch cân bằng hoá học?

3 Dẫn vào bài mới

Cân bằng hóa học là trạng thái của pứ thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch Có 5 yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng Vậy 5 yếu tố này có ảnh hưởng đến cân bằng hóa học hay không?

4 Tổ chức các hoạt động trên lớp

Hoạt động 1: Tìm hiểu về các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học

III Các yếu tổ ảnh hưởng đến cân bằng hóa học

1 Ảnh hưởng của nồng độ

Khi hệ đang ở trạng thái cân bằng,

nghĩa là vt = vn, nồng độ các chất trong

phản ứng không biến đổi nữa

Nếu thêm vào hệ một lượng khí CO2,

nồng độ CO2 sẽ tăng lên làm cho ngay

lúc đó vt trở nên lớn hơn, CO2 sẽ phản

ứng thêm với C tạo ra CO cho đến khi

vt lại bằng vn, lúc đó cân bằng mới

được thiết lập Ở trạng thái cân bằng

mới, nồng độ các chất sẽ khác với

trạng thái cân bằng cũ

Quá trình chuyển dịch cân bằng xảy ra

tương tự khi ta lấy bớt khi CO ra khỏi

cân bằng, vì khi đó vn < vt

GV đưa ra tình huống ngược lại

=> GV y/c HS phát biểu ảnh hưởng của

nồng độ?

HS phát biểu

GV lưu ý: đối với chất rắn, không có

khái niệm nồng độ cho chất rắn, do đó

việc thêm hoặc bớt lượng chất rắn

không làm ảnh hưởng đến cân bằng,

nghĩa là cân bằng không chuyển dịch

Thí dụ nếu thêm hoặc bớt lượng C

trong hệ cân bằng trên thì cân bằng

không bị ảnh hưởng

GV giải thích:

Trong cb trên, 1 mol khí N2O4 có thể

phân huỷ tạo thành 2 mol khí NO2 và

ngược lại, 2 mol khí NO2 kết hợp tạo

thành 1 mol khí N2O4

Khi hệ đang ở trạng thái cân bằng, nếu

tăng áp suất chung của hệ lên bằng

cách đẩy pittông vào để cho thể tích

Xét hệ cân bằng sau trong một bình kín ở nhiệt độ cao không đổi:

C (r) + CO2 (k)  2CO (k)

Khi hệ ở trạng thái cân bằng: vt = vn,

Nếu thêm CO2 vào hệ, nồng độ CO2

tăng  vt tăng  vt > vn,  CO2 sẽ phản ứng thêm với C tạo ra CO  vt

giảm, vn tăng cho đến khi vt = vn, hệ đạt cân bằng mới

Vậy khi thêm CO2 vào hệ cân bằng, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận và làm giảm nồng độ CO2

Nếu lấy bớt khí CO2 hoặc thêm khí

CO vào hệ cân bằng thì lúc đó vt < vn, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch, nghĩa là theo chiều làm tăng nồng độ CO2 hoặc giảm nồng độ CO

KL: Khi tăng hoặc 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 hoặc giảm nồng độ chất đó

Lưu ý: chất rắn không có nồng độ,

việc thêm chất rắn vào hệ không làm chuyển dịch cân bằng

2 Ảnh hưởng của áp suất

Thí nghiệm: Xét hệ cân bằng trong xi lanh kín có pittông ở nhiệt độ thường

và không đổi:

N2O4 (k)  2NO2 (k)

Thí nghiệm chứng tỏ rằng:

đẩy pittông vào => số mol khí NO2

sẽ giảm bớt, đồng thời số mol khí

N2O4 sẽ tăng thêm kéo pittông ra => số mol khí NO2 sẽ

chung hệ giảm xuống, cân bằng sẽ

chuyển dịch theo chiều làm giảm áp

suất chung của hệ, nghĩa là làm giảm

số mol khí, do đó số mol khí NO2 sẽ

giảm bớt, đồng thời số mol khí N2O4 sẽ

tăng thêm, cân bằng chuyển dịch theo

chiều nghịch

Ngược lại, nếu giảm áp suất chung của

hệ bằng cách kéo pittông ra để cho thể

tích chung của hệ tăng lên, cân bằng sẽ

chuyển dịch theo chiều làm tăng áp

suất chung của hệ, nghĩa là làm tăng số

mol khí, do đó số mol khí NO2 sẽ tăng

lên, đồng thời số mol khí N2O4 sẽ giảm

bớt, cân bằng chuyển dịch theo chiều

thuận

=> GV y/c HS phát biểu ảnh hưởng của

nồng độ?

HS phát biểu

Như vậy, nếu phản ứng có số mol khí ở

2 vế của phương trình hoá học bằng

nhau hoặc phản ứng không có chất khí,

thì áp suất không ảnh hưởng đến cân

bằng Thí dụ, áp suất không ảnh hưởng

đến các cân bằng sau:

H2 (k) + I2 (k)  2HI (k)

Fe2O3(r) + 3CO(k)  2Fe(r) + 3CO2(k)

GV: Nhắc lại khái niệm phản ứng toả

nhiệt và phản ứng thu nhiệt?

HS: Các phản ứng hoá học thường kèm

theo sự giải phóng hoặc hấp thụ năng

lượng dưới dạng nhiệt Phản ứng kèm

theo sự giải phóng nhiệt gọi là phản

ứng toả nhiệt Ngược lại, phản ứng

kèm theo sự hấp thụ nhiệt gọi là phản

ứng thu nhiệt

GV: Để chỉ lượng nhiệt kèm theo mỗi

phản ứng hoá học, người ta dùng đại

lượng nhiệt phản ứng, ký hiệu H

Phản ứng toả nhiệt thì các chất mất bớt

năng lượng nên giá trị H có dấu âm

tăng lên, đồng thời số mol khí N2O4 sẽ giảm bớt

Khi tăng hoặc 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: Khi hệ cân bằng có số mol khí

ở 2 vế bằng nhau, hoặc trong hệ không có chất khí thì áp suất không ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng

3 Ảnh hưởng của nhiệt độ

- phản ứng kèm theo sự giải phóng

(H < 0) Ngược lại, ở phản ứng thu

nhiệt, các chất phản ứng phải lấy thêm

năng lượng để tạo ra các sản phẩm, nên

giá trị H có dấu dương (H > 0)

=> GV y/c HS phát biểu ảnh hưởng của

nồng độ?

HS phát biểu

Khái niệm chất xúc tác?

HS: Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản

ứng thuận và tốc độ phản ứng nghịch

với số lần bằng nhau, do đó chất xúc

tác không làm ảnh hưởng đến cân bằng

hoá học

Khi phản ứng thuận nghịch chưa ở

trạng thái cân bằng thì chất xúc tác có

tác dụng làm cho cân bằng được thiết

lập nhanh chóng hơn

nhiệt gọi là phản ứng toả nhiệt (H < 0)

- phản ứng kèm theo sự hấp thụ nhiệt gọi là phản ứng thu nhiệt (H > 0)

Xét cân bằng trong bình kín:

N2O4 (k)  2NO2 (k) H = 58 kJ

(không màu) (màu nâu đỏ)

Phản ứng trên có H > 0 => phản ứng thuận là thu nhiệt, phản ứng nghịch là toả nhiệt

- Ngâm bình đựng hỗn hợp vào nước nóng, màu nâu đỏ của hỗn hợp khí đậm lên => cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, là chiều phản ứng thu nhiệt

- Ngâm bình đựng hỗn hợp khí và nước đá, màu của hỗn hợp khí nhạt đi,

=> cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, là chiều phản ứng tỏa nhiệt

KL: Khi tăng to cbcd theo chiều p/ứ thu nhiệt, nghĩa là chiều giảm tác dụng của việc tăng to và khi giảm

to cbcd theo chiều phản ứng tỏa nhiệt, chiều làm giảm tác dụng của việc tăng

to

4.Vai trò của chất xúc tác

Chất xúc tác làm cho hệ nhanh chóng đạt đến trạng thái cân bằng

* Nguyên lí cdcb Lơ Sa-tơ-li-ê:

Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng khi chịu một tác động từ bên ngoài như: biến đổi nồng

độ, áp suất, nhiệt độ, thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó

Hoạt động 2: Tìm hiểu ý nghĩa của cân bằng hóa học

Gv lấy một số ví dụ: phản ứng tổng

hợp SO3, NH3…

V Ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học

Vận dụng các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học

để nâng cao hiệu suất phản ứng

5 Củng cố và hướng dẫn về nhà

* Củng cố

GV: Trong phản ứng sau: 2SO2(k) + O2(k) 2SO2 Δ H < 0

Để cân bằng chuyển dịch về phía tạo thành SO3 ta cần áp dụng yếu tố gì ?

HS: - phản ứng thuận là phản ứng tỏa nhiệt nên không được tăng nhiệt độ lên

quá cao, thực tế to = 450oC

- phản ứng có sự thay đổi số mol khí, phản ứng thuận làm giảm số mol khí, nên có thể tăng áp suất của hệ, tăng nồng độ oxi bằng cách cho dư không khí để hệ nhanh chóng đạt đến trạng thái cân bằng dùng chất xúc tác

GV bổ sung: Trong thực tế dùng dư oxi và chất xúc tác mà không tăng

áp suất, hiệu suất phản ứng đạt 98%

* Hướng dẫn về nhà

Học bài và làm BT SGK

6 Rút kinh nghiệm và bổ sung sau khi dạy