第2章 章末复习 课件(共37张PPT) 2023-2024学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

(共37张PPT)
章末复习
第2章 化学反应的方向、限度与速率
1.能书写平衡常数表达式，进行平衡常数、转化率的简单计算；能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡状态以及平衡移动的方向。
2.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律，推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化，能讨论化学反应条件的选择和优化。
3.能进行化学反应速率的简单计算。
4.能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释实际问题，进行化学反应条件的选择和优化。
1.判断化学反应进行方向的两种方法
知识点一：化学反应的方向
(1)利用化学反应原理判断的几种方法
①相对强酸(碱)可制备相对弱酸(碱)。
②强氧化性与强还原性的物质反应可生成弱氧化性与弱还原性的物质。
③稳定性弱的物质可生成稳定性强的物质。
④满足复分解反应条件的溶液中的反应。
(2)用焓变和熵变综合判断反应的方向
判断一定温度、压强条件下反应的方向时,应同时考虑焓变与熵变两个因素,用ΔH-TΔS作为判据。在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下,反应总是向ΔH-TΔS<0的方向进行,直至达到平衡状态。
对于一个特定的气相反应,熵变的大小取决于反应前后的气体物质的物质的量的多少。
ΔH ΔS ΔH-TΔS 反应情况
－ ＋
＋ －
＋ ＋
－ －
永远是负值
低温为负，高温为正
在任何温度下均能正向自发进行
在任何温度下均不能正向自发进行
低温时非自发，高温时自发
永远是正值
低温时自发，高温时非自发
低温为负，高温为正
知识点二：化学反应的限度
1.化学平衡常数
(1)表达式：
c平(A) c平(B)
K＝
c
c平(C) c平(D)
d
a
b
纯固体或纯液体不列入平衡常数的表达式中
对于一个反应，其平衡常数的表达式不唯一
(2)影响因素：
只受温度影响
(3)化学平衡常数的意义
Q 与 K Q＜K Q＝K Q＞K
反应进行的方向
正向
平衡状态
逆向
①判断反应进行的程度
②判断可逆反应是否达到化学平衡状态
③预测反应进行的方向
2.平衡转化率
(1)表达式：
α(A)＝
初始时A的物质的量－平衡时A的物质的量
初始时A的物质的量
×100%
注：对于溶液体系和恒容的气态反应体系，可以用物质的量浓度进行计算。
a A(g)＋b B(g) c C(g)＋d D(g)
初始浓度／ (mol·L-1）
m
n
0
0
转化浓度／ (mol·L-1)
ax
bx
cx
dx
平衡浓度／ (mol·L-1）
cx
dx
m－ax
n－bx
(2)化学平衡的计算方法——“三段式法”
多种反应物参加反应时，提高一种反应物的物质的量，可以提高其他反应物的转化率，而该反应物本身的转化率会降低。
(3)规律：
3.反应条件对化学平衡的影响
(1)温度：
升高温度，平衡向吸热方向移动
降低温度，平衡向放热方向移动
(2)浓度：
增大反应物浓度，或减小反应产物浓度
减小反应物浓度，或增大反应产物浓度
平衡正向移动
平衡逆向移动
Q
Q
Q
K
K
K
QQ=K
Q>K
平衡正移
平衡逆移
(3)压强：
①对于Δvg≠0的反应：增大压强，化学平衡向气体分子数减小的方向移动；减小压强，化学平衡向气体分子数增大的方向移动。
②对于Δvg=0的反应：压强改变，平衡不移动。
如果改变影响平衡的条件之一（如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度），平衡向着能够减弱这种改变的方向移动。——勒·夏特列原理
知识点三：化学反应的速率
1.化学反应是有历程的
大多数的总反应是由几个基元反应组成的，也称复杂反应。
一些化学反应是反应物一步直接转化为反应产物的，其总反应就是基元反应，这类反应又称为简单反应。
同一反应，在不同的条件下反应历程也可能不同。
2.化学反应速率的定量表示方法
v(A)=
(1)表达式：
(2)用不同物质表示的反应速率之间的关系：
v(A) v(B) v(C) v(D)
a b c d
＝
＝
＝
(3)化学反应速率的物理测定法：
量气法、比色法、电导法
3.影响化学反应速率的因素
(1)浓度：
υ = k cm(A)·cn(B)
k，m，n均为实验测定的结果
k称为反应速率常数，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。
(2)压强(气体)：
恒温时：体积缩小
恒容时：充入气体反应物
充入“惰性气体”
恒压时：充入“惰性气体”
→压强增大→浓度增大→反应速率加快
→总压强增大→浓度增大→反应速率加快
→总压强增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变
→体积增大→各反应物的浓度减小→反应速率减慢
(3)温度：
H2+Cl· HCl+H·
Cl·
反应物
H
H
Ea=E过渡态－E反应物
反应产物
Cl
H·
H
过渡态
Cl
H
H
升温
提供反应物分子的能量
增大反应物之间的碰撞频率
增大反应物分子
形成过渡态的比例
提高化学
反应速率
(4)催化剂：
催化剂改变反应历程
降低反应活化能
加快化学反应速率
催化原理
注意：催化剂不能改变化学反应的平衡常数,不能改变平衡转化率。
特点
①选择性:只对某一反应或某类反应起催化作用。
②高效性:可以较大幅度降低反应的活化能,从而加快化学反应速率。
注意：催化剂活性
知识点四：化学反应速率、化学平衡图像
1.速率—时间图像
2.转化率(或含量)—时间图像
划等压线或等温线,然后分析另一条件变化对该反应的影响。
3.恒压(温)线
(1)对于化学反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),如图所示,M点前,表示从反应物开始,v(正)>v(逆);M点为刚达到平衡点;M点后为平衡受温度的影响情况,即升温,A的百分含量增加或C的百分含量减少,平衡左移,故正反应ΔH<0。
4.特殊类型图像
(2)对于化学反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),如图所示,L线上所有的点都是平衡点。L线的左上方(E点),A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量,所以E点v(正)>v(逆);则L线的右下方(F点),v(正)知识点五：化学反应条件的优化——工业合成氨
合成氨反应的限度 合成氨反应的速率
低温
高压
增加反应物浓度、分离氨
n(N2) : n(H2) = 1 : 3
高温
高压
增加反应物浓度、分离氨
n(N2) : n(H2) = 1 : 2.8
铁催化剂
此外，还应该考虑原料的价格、未转化的合成气（氮气和氢气）的循环使用、反应热的综合利用等问题。
700K
【考点一】化学平衡移动
【例】反应NH4HS(s) NH3(g)+H2S(g)在某温度下达到平衡,下列各种情况下,不会使平衡发生移动的是(　　)
A.温度、容积不变,通入SO2气体
B.温度、容积不变,通入HCl气体
C.移走一部分NH4HS固体
D.容器体积不变,通入NH3
C
化学平衡移动类判断题的思维过程
明
确
特
点
容器特点（恒温恒容，恒温恒压）
反应特点（物质状态，反应前后气体量的变化，ΔH的正负）
分析
条件
平衡移动原理
得出结论
【练一练】
据报道,在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇
[2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g)]已成为现实。
下列叙述错误的是(　　)
A.使用催化剂可大大提高生产效率
B.反应需在300 ℃下进行可推测该反应是吸热反应
C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
B
【考点二】转化率
【例】室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸,溶液中发生反应:C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。下列有关叙述错误的是(　　)
A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量
B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5Br
C.若反应物均增大至2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变
D.若起始温度提高至60 ℃,可缩短反应达到平衡的时间
D
转化率大小变化分析
转化率大小变化分析
【练一练】
1.CH4-CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)　ΔH=+247 kJ·mol-1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是(　　)
A.高温低压 B.低温高压
C.高温高压 D.低温低压
A
2.已知X(g)+Y(g) 2Z(g)　ΔH<0。反应发生后,t1时达到平衡,t2时改变条件,t3时达到新平衡,则t2时改变的条件可能是(　　)
A.升高温度
B.减小Z的浓度
C.缩小反应容器容积
D.增大X或Y的浓度
A
【考点三】化学平衡常数(K)及转化率(α)的计算
【例】某温度下，等物质的量的碘和环戊烯在刚性容器内发生反应
ΔH=+89.3 kJ·mol-1,起始总压为105 Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为　　　　,该反应的压强平衡常数Kp=　　　　　。达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有_____(填标号)。
A.通入惰性气体 B.提高温度
C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度
BD
40%
3.56×104 Pa
转化率、分压的计算
(1)反应物的转化率= ×100%
(2)分压=总压×物质的量分数
化学平衡常数
c平(A) c平(B)
K＝
c
c平(C) c平(D)
d
a
b
(1)化学平衡常数表达式：
对于 a A(g)＋b B(g) c C(g)＋d D(g)
p平(A) p平(B)
Kp＝
c
p平(C) p平(D)
d
a
b
[p平(C)为平衡时气体C的分压]
化学平衡常数
(2)依据化学方程式计算平衡常数。
①同一可逆反应中,K正·K逆=1;
②同一反应方程式中的化学计量数扩大n倍或缩小到原来的1/n，则新平衡常数K'与原平衡常数K间的关系是K'=Kn或K'=；
③几个可逆反应方程式相加,得总反应方程式,则总反应的平衡常数等于分步反应的平衡常数之积。
活性炭还原NO2的反应为2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1 mol NO2和足量活性炭发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图1所示,C点时该反应的平衡常数Kp=　　(Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
【练一练】
4
【考点四】化学反应速率的比较
1.对于反应A(g)+3B(g) === 2C(g),下列各数据表示不同条件下的反应速率,其中反应进行得最快的是 (　　)
A.v(A)=0.01 mol·L-1·s-1 B.v(B)=0.02 mol·L-1·s-1
C.v(B)=0.60 mol·L-1·min-1 D.v(C)=1.0 mol·L-1·min-1
2.反应A+3B === 2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为
①v(A)=0.15 mol·L-1·s-1;②v(B)=0.6 mol·L-1·s-1;
③v(C)=0.4 mol·L-1·s-1;④v(D)=0.45 mol·L-1·s-1。
该反应进行的快慢顺序为　　　　　　。
【练一练】
A
④>③=②>①
(1)归一法:依据化学反应速率之比等于化学式前的系数之比,将同一反应中用不同物质表示的反应速率转化成用同一种物质表示的反应速率,然后直接依据数值进行比较。
(2)比值法:用不同条件下各物质的量表示的反应速率除以对应各物质的系数,然后再对求出的数值(注意单位保持一致)进行大小排序,数值大的反应速率快。
化学反应速率的比较方法
【考点五】化学反应速率、化学平衡图像分析
【例】(双选)不同温度下反应3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s) 4SiHCl3(g)　ΔH<0中SiCl4的转化率如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.B点:v(正)>v(逆)
B.v(正):A点>E点
C.反应适宜温度:480~520 ℃
D.某一温度下加入SiCl4可提高SiCl4的转化率
AC
解答化学平衡图像题的四步骤
分析已达平衡的
可逆反应的特点
①反应物和生成物的物质状态；
②反应前后气体的总物质的量是增大还是减小；
③反应是吸热反应，还是放热反应
看图像
一看面（即纵坐标与横坐标的意义）；
二看线（即线的走向和变化趋势）；
三看点（即起点、折点、交点、终点）；
四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等）；
五看量的变化（如浓度变化、温度变化等）
想规律
联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。
做判断
根据图像中所表现的关系与所学规律相对比，做出符合题目要求的判断
【练一练】
某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g) 2C(g),达到平衡后,改变反应条件,在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如图甲所示,正、逆反应速率随时间的变化如图乙所示,下列说法中正确的是(　　)
A.30~40 min间该反应使用了催化剂
B.化学方程式中的x=1,正反应为吸热反应
C.30 min时降低温度,40 min时升高温度
D.8 min前A的平均反应速率为0.08 mol·L-1·min-1
D
化学反应
化学反应的方向
化学反应的限度
化学反应的速率
合成氨工业的适宜条件
T、P一定，判据为ΔH－TΔS
反应放热和熵增加都有利于反应自发进行
化学平衡常数
平衡转化率
化学平衡状态
化学平衡移动的外因
温度
浓度
压强
表示方法
影响因素
内因
外因
反应物的结构、性质
浓度
温度
压强
催化剂
700K、加压、铁催化剂、投料比n(N2):n(H2)=1:2.8