【同步课件集】2013-2014学年高中化学选修四：专题二 化学反应与化学平衡 专题归纳探究课件（苏教版选修4）

课件22张PPT。请分别用一句话表达下列关键词：
化学反应速率　有效碰撞、活化分子和活化能　化学平衡状态　勒夏特列原理　化学平衡常数　焓判据、熵判据及复合判据
提示　化学反应速率：(1)概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。专题归纳整合有效碰撞、活化分子和活化能：
(1)有效碰撞：本身具有足够高能量的分子之间发生化学反应的碰撞。
(2)活化分子：在化学反应中，能量较高，有可能发生有效碰撞的分子。(3)活化能：把活化分子所多出的那部分能量称作活化能。如图中的E1为活化能。化学平衡状态：在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变时的状态。勒夏特列原理：当改变影响平衡的一个因素，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
化学平衡常数：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度计量数次方的乘积与反应物浓度计量数次方的乘积的比值是一个常数，用符号K表示。
焓判据、熵判据及复合判据：(1)焓判据：使体系能量降低的方向，即放热的方向就是反应容易进行的方向。
(2)熵判据：使体系熵增大的方向，就是反应容易进行的方向。
(3)复合判据：ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG＜0，反应自发进行；ΔG＞0，反应不能自发进行；ΔG＝0时，反应达到平衡。化学平衡有哪些特点？
提示　(1)动：动态平衡，v(正)＝v(逆)≠0。
(2)定：当一个可逆反应达到平衡时，所有参与物的浓度和可观测的性质都保持恒定。具体表现为“一等六定”：一等：正、逆反应速率相等；六定：①物质的量一定，②平衡浓度一定，③百分含量保持一定，④反应的转化率一定，⑤产物的产率一定，⑥正反应和逆反应速率一定。
(3)同：平衡的到达与途径无关。在相同的条件下，一个可逆反应，无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或是正、逆反应同时开始，都可以建立相同的平衡状态。
(4)变：平衡可以发生移动。1．外界条件如何影响反应速率和化学平衡？
提示　(1)c：增大反应物的浓度(或减小生成物浓度)，使Q＜K，此刻v(正)增大，而v(逆)不变，使v(正)＞v(逆)，故平衡向正方向移动。
(2)P：增大压强(缩小容器的体积)对v的影响是通过改变物质的浓度实现的，当改变压强使Q＜K时，平衡则向正方向移动。
(3)T：若升高温度，使吸热方向的K增大而放热方向的K减小(即升高温度虽然正逆反应速率均增大，但是v吸增大的程度更大，使v吸＞v放，故平衡向吸热方向移动)。
(4)催化剂：使用催化剂可降低活化能，使v正、v逆均增大，且两者增大的程度相同，故平衡不移动。
2．(5)“惰性气体”对化学平衡的影响
①恒温、恒容条件
如何判断化学平衡状态？
提示　平衡状态的判断：标志很多，需在运用中体会。可逆反应达到平衡状态的标志
3．化学平衡的计算常用什么方法？1．
起始量　　　a　　　b　　　 0　　　0
变化量　　mx　　　nx　　　px　　 qx
平衡量　　a－mx　b－nx　　px　　 qx
对于反应物：n(平)＝n(始)－n(变)
对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(变)
(2)基本步骤
①确定反应物或生成物的起始加入量；
②确定反应过程的变化量；
③确定平衡量。化学平衡常数有哪些应用？2．当Qc＝K时，反应处于平衡状态；
当Qc＜K时，反应向正反应方向进行；
当Qc＞K时，反应向逆反应方向进行。
(2)利用K可判断反应的热效应
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；
若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。提示　(1)判断平衡移动方向
变量控制思想是中学化学实验中常用的思想方法，对影响实验结果的因素进行控制，以达到明确各因素在实验中的目的。实验法优于观察法和描述法的地方就在于它可以人为地干预控制所研究的对象，这实际上就是控制变量思想的重要体现。
在研究影响化学反应速率和化学平衡的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变时，再进行实验。因此，变量控制思想在这部分体现较为充分，在高考题中近几年也考查较多，且多以探究型实验题的形式出现。这类题目以实验为研究手段，模拟科学探究过程对小课题展开研究。尽管涉及因素较多，有其复杂性，但仍然重在考查学生基础知识和基本技能、学生分析能力和实验能力。实际上这类题目并不可怕。学科思想培养二 变量控制思想在实验中的应用 某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol·L－1、2.00 mol·L－1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K，每次实验HNO3的用量为25.0 mL、大理石用量为10.00 g。【例1】?(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图。(3)请在(2)的坐标系中，画出实验②、③和④中CO2质量随时间变化关系的预期结果示意图。
解析　(1)实验①和实验②探究HNO3的浓度对该反应速率的影响，其他条件应相同而HNO3的浓度不同，故实验②中HNO3的浓度应为1.00 mol·L－1。实验①和③探究温度对反应速率的影响，除了温度不同，其余条件要保持一样。实验①和④探究大理石规格(粗、细)对反应速率的影响，因此要求二者大理石的规格不同，一个用粗颗粒，另一个用细颗粒。
(2)反应时间70～90 s范围内：
Δm(CO2)＝0.95 g－0.84 g＝0.11 g
Δn(CO2)＝0.11 g÷44 g·mol－1＝0.002 5 mol(3)25 mL 2 mol·L－1、1 mol·L－1的HNO3的物质的量分别为0.05 mol、0.025 mol,10 g大理石的物质的量为0.1 mol。根据反应方程式：1 mol CaCO3消耗2 mol HNO3，因此HNO3的量都不足，大理石过量，实验②中产生的CO2是实验①中的一半，且反应速率比①慢，实验③④中用HNO3和实验①中相同，因此产生的CO2的量和实验①中相同，但反应速率都比实验①快，因此可以画出图像。答案　(1)②298　粗颗粒　1.00　③308　粗颗粒　2.00　④298　细颗粒　2.00　Ⅱ.③　Ⅲ.④
(2)反应时间70～90 s范围内：
Δm(CO2)＝0.95 g－0.84 g＝0.11 g
Δn(CO2)＝0.11 g÷44 g·mol－1＝0.002 5 mol(3) 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：【例2】?分析上表数据，回答下列问题：
(1)实验4和5表明，________对反应速率有影响，________，反应速率越快，能表明同一规律的实验还有________(填实验序号)。
(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有______(填实验序号)。
(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有________，其实验序号是________。
(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近，推测其原因：________________________________________________________________________。解析　影响反应速率的条件有：固体反应物的表面积大小、温度、浓度、催化剂等。答案　(1)固体反应物的表面积　表面积越大　1,2
(2)1,3,4,6,8或2,5　(3)反应温度　6,7或8,9
(4)因每个反应加入的金属质量和硫酸溶液体积均相等，且硫酸过量，产生热量相等，所以溶液温度变化值相近