高二化学 人教版 选修4 第二章 化学反应速率和化学平衡 教学指导 课件(86张)+ 单元测试题 含答案+随堂检测题(一、二、三、四 共4份)含答案 (3份打包)

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名称 高二化学 人教版 选修4 第二章 化学反应速率和化学平衡 教学指导 课件(86张)+ 单元测试题 含答案+随堂检测题(一、二、三、四 共4份)含答案 (3份打包)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2016-08-26 21:50:45

文档简介

第二章 单元测试题
满分100分,考试用时60分钟
可能用到的相对原子质量: H—1 C—12 N—14 O—16 S—32
姓名 班级 学号
第Ⅰ卷(选择题,答案填在第II卷上)
一、选择题(每小题只有一个正确答案,每小题3分,共60分)
1、一反应物的浓度是1.0 mol/L,反应20 s后,其浓度变成了0.4mol/L。在20 s内,由该反应物表示的反应速率为
A.0.6 mol/L B.0.06 mol/(L·s) C.0.03 mol/L D.0.03 mol/(L·s)
2、已知反应A(g) + 3B(g) 2C(g) + 2D(g),下列反应速率最大的是
A.v(D)=0.4 mol·L—1·s—1
B.v (C)=0.5 mol·L—1·s—1
C.v (B)=0.6 mol·L—1·s—1
D.v (A)=0.15 mol·L—1·s—1
3、反应C(s)+H2O(g) CO(g)+ H2(g),在一容积可变的密闭容器中进行,在其它条件不变的情况下,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
A.增加CO的物质的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大
D.保持压强不变,充入N2使容器体积变大
4、有关碰撞理论,下列说法中不正确的是
A.具有足够能量的分子(活化分子)相互碰撞就一定能发生化学反应
B.增大反应物浓度,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞几率增大,反应速率增大
C.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞的几率增大,反应速率增大
D.正催化剂能降低反应的活化能,提高活化分子百分数,有效碰撞的几率增大,反应速率增大
5、工业制硫酸中,接触室内的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,达到平衡时,只改变下列一个条件,平衡不发生移动的是
A.升高温度 B.恒温、恒容充入氧气
C. 恒温恒容充入SO3 D. 加入催化剂V2O5
6、下列有关化学平衡常数K的说法中,正确的是
A.K的大小与起始浓度有关
B.温度越高,K值越大
C.K值越大,反应物的转化率越大
D.K值越大,正向反应进行的程度越小
7、在一定条件下,密闭容器中发生如下反应:2SO2 + O2 2SO3,当达到平衡时,通入18O2,再次平衡时,18O存在于
A.SO2 、O2 B.SO2 、SO3
C.SO2 、O2 、SO3 D.O2 、SO3
8、下列方法中可以说明2HI(g) H2(g)+I2(g)已达到平衡的是
①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
③百分组成w(HI)=w(I2)
④反应速率v(H2)=v(I2)=1/2v(HI)时
⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1时
⑥温度和体积一定时,容器内压强不再变化
⑦温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化
⑧条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑨温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化
⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化
A.②③⑤ B.①④⑦ C.②⑦⑨ D.⑧⑨⑩
9、在密闭容器中,发生反应aA(g) cC(g)+dD(g)。反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的1.8倍,下列叙述正确的是
A.A的转化率变小 B.平衡向正反应方向移动
C.D的体积分数变大 D.a > c+d
10、在一定温度不同压强(P1<P2)下,可逆反应2X(g) 2Y(g) + Z(g)中,生成物Z在反应混合物中的体积分数(ψ)与反应时间(t)的关系有以下图示,正确的是

11、一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示: 下列描述正确的是
?A.反应开始到10s,用Z表示的反应速率为0.158mol/(Ls)
?B.反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了0.79mol/L
?C.反应开始到10s时,Y的转化率为79.0%
?D.反应的化学方程式为: X(g)+Y(g)Z(g)
12、某温度下,体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应:
X(g)+Y(g)Z(g)+W(s)ΔH>0,下列叙述正确的是
A.当容器中气体压强不变时,反应达到平衡
B.升高温度,平衡逆向移动
C.加入少量W,逆反应速率增大
D.平衡后加入X,上述反应的ΔH增大
13、在一固定容积的密闭容器中通入4molX气体和6molY气体,同时发生如下反应:X(气)+nY(气)2R(气)+Q(气),反应达到平衡时,测得X和Y的转化率分别25%和50%,则n的值为
A.1 B.2 C.3 D.4
14、一定温度下,在2L的密闭容器中加入4mol A和6mol B,发生如下反应:2A(g)+3B(g)4C(g)+D(g),反应10min后达平衡,此时D的浓度为0.5mol/L。下列说法正确的是
A.前10min反应的平均速率V(C)=0.10mol/L·min
B.反应达平衡时B的平衡浓度是1.5mol/L
C.恒温下将反应容器体积缩小一半,则D的平衡浓度小于1.0mol/L
D.10min后向容器中加入A,重新平衡时A的转化率一定大于50%
15、可逆反应A+B(s) C达到平衡后,无论加压或降温,B的转化率都增大,则下列结论正确的是
A.A为固体,C为气体,正反应为放热反应
B.A为气体,C为固体,正反应为放热反应
C.A为气体,C为固体,正反应为吸热反应
D.A、C均为气体,正反应为吸热反应
16、可逆反应aX(g)+bY(g) cZ(g),在一定温度下的密闭容器内达到平衡后,t0时改变某一外界条件,化学反应速率(v)和时间(t)的关系如下图所示。下列说法中正确的是
A.若a+b=c,则t0时只增大了反应物的浓度
B.若a+b=c,则t0时只升高了温度
C.若a+b≠c,则t0时只增大了容器的压强
D.若a+b≠c,则t0时只加入了催化剂
17、在一密闭容器中有如下反应:
L (s) + a G (g) b R (g)
温度和压强对该反应的影响如右图所示,其中压强P1 < P2,由此可判断
A.正反应为放热反应
B.化学方程式中的计量数a > b
C.G的转化率随温度升高而减小
D.增大压强,容器内气体质量不变
18、对于平衡体系mA(气)+nB(气) PC(气)十qD(气) △H <0,有下列判断,其中正确的是
A.若温度不变,将容器的体积缩小1倍,此时A的浓度变为原来的1.8倍,则m+nB.若平衡时,A、B的转化率相等,说明反应开始时A、B的物质的量之比为m:n
C.若平衡体系共有气体amol,再向其中加人bmolB,当重新达到平衡时,气体的总物质的量等于(a+b),则m+n>p+q
D.加催化剂或增大压强,可实现右图a→b的变化
19、在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol·L—1
0.1
0.2
0
平衡浓度/mol·L—1
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是
A.反应达到平衡时,X的转化率为50%
B.反应可表示为X + 3 Y 2 Z,其平衡常数为1600
C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大
D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
20、工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g) △H=+QkJ/mol(Q>0)。某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应(此条件下为可逆反应),下列叙述正确的是
A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率
B.若反应开始时SiCl4为1mol,则达平衡时,吸收热量为QkJ
C.升高温度 ,反应重新达平衡后,HCl的体积分数不变
D.当反应吸收热量为0.025QkJ时,生成的HCl通入100mL 1mol/L的NaOH溶液恰好反应
第Ⅱ卷(非选择题,答案填写在答题纸上)
二、填空题(本题包括3小题)
21、(14分)对于反应2 SO2(g) + O2(g) 2SO3(g),反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的H=-99 kJ·mol-1。
请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示______________、______________,E的大小对该反应的反应热有无影响?________。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?____,理由是____________________________
_________________________________________________________________。
(2)图中ΔH=___________kJ·mol-1;
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式:_________________________________________________________________;
(4)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1,则v(O2)=______mol·L-1·min-1,
v(SO3)=___________ mol·L-1·min-1;
(5)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol-1,计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH(要求计算过程)________________________。
22、(10分)一定条件下,将SO2和O2充入一密闭容器中,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)(正反应放热)。反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示。回答下列问题:
(1)降低温度,SO2的转化率_________,化学反应速率_________。(填“增大”“减小”或“不变”)
(2)反应处于平衡状态的时间是____________________________________。
(3)反应进行至20 min时,曲线发生变化的原因是_____________________
(用文字表达);
10 min到15 min的曲线变化的原因可能是_________(填写编号)。
a.加了催化剂 b.缩小容器体积
c.降低温度 d.增加SO3的物质的量
23、(18分)在10L容器中,加入2mol的SO2(g)和2mol的NO2(g),保持温度恒定,发生反应:SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g)。当达到平衡状态时,测得容器中SO2(g)的转化率为50%。
试求:该温度下、该容器中,再继续加入1mol的SO2(g),则:
(1)化学平衡将向________方向移动,NO2的转化率将____________;
(2)经计算,当达到新的平衡状态时,容器中SO2(g)的浓度是_______mol/L;
(3)整个过程中,SO2的转化率由50%变为_______%,NO2的转化率由__________%变为_______%。
(4)计算结果给我们的启示是:增大一种反应物物的用量,其转化率将________________(填“增大” 、“不变”或“减小”)另一反应物的转化率将____________(填“增大” 、“不变”或“减小”)。现实生产中的意义是:可以通过增大________的用量,来提高成本高的反应物的利用率。
三、计算题
24、恒温下,将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2 (g) + 3 H2(g)2NH3(g)
(1)若反应到达某时刻t时,nt (N2) = 13mol,nt (NH3) = 6mol,计算a的值
(2)反应达平衡时,混合气体的体积为716.8L(标准状况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平衡时NH3的物质的量。
第二章 单元测试 答案
一、选择题(每题3分,共60分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
B
C
A
D
C
C
C
A
B
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
C
A
C
B
B
D
B
B
C
C
二、填空题
21、(14分)(1)反应物能量;(1分); 生成物能量;(1分)
没有影响;(1分)降低;(1分)
因为催化剂改变了反应的历程,使活化能E降低 (1分)
(2)-198 (1分)
(3)SO2 + V2O5 SO3 + 2 VO2、(1分)
4VO2 + O2 = 2 V2O5 (1分)
(4)0.025;(1分) 0.05(1分)
(5)S(s) + O2(g) SO2(g) ΔH1=-296 kJ·mol-1 ( 未写单位扣1分)
SO2(g) + O2(g) SO3(g) ΔH2=-99 kJ·mol-1
3S(s) +O2(g) 3 SO3(g)
ΔH=3×(ΔH1+ΔH2)=-1185 kJ·mol-1 (4分)
22、(10分)(1)增大 减小; (2) 15~20 min, 25~30 min
(3)增加了O2的量 ab
23、(18分)(1)正反应,降低,增大
(2)0.18;
(3)40%,50%,60%。
(4)减小,增大,廉价反应物
24、(8分)(1) 16 (2)8mol
课件86张PPT。选修4 第二章 化学反应速率和化学平衡 教学指导1本章的知识内容研究化学反应的原理化学反应的快慢(化学反应速率)化学反应的限度(化学反应平衡)化学反应进行的方向表示化学反应速率的方法影响化学反应速率的因素化学平衡的建立化学平衡的移动应用于生产实践1本章特点理论性强。在必修定性基础上向定量发展(速率、平衡常数)
实验多,探究多。从实验现象、数据归纳总结理论、规律。
开放度高。注意概念理论的适用范围,为大学学习打下基础,留有余地。1关于本章教学的想法从化学2到选修4(注意衔接,螺旋上升)
从结论到理论(理论的指导作用及适用范围)
从定性到定量(充分利用数学工具解决问题)
从实验学化学(充分挖掘实验的功能)1一、从化学2到选修4化学2:认识化学反应的速率选修4:知道化学反应速率的定量表示方法,通过实验测定某些化学反应速率。知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响,认识其一般规律。通过催化剂实际应用的事例,认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。快慢及表示方法
影响因素
实验探究定量计算
实验测定
影响因素
理论解释
实际调控1化学2:认识化学反应的限度,了解化学平衡的涵义,认识化学平衡的特征;知道当一定的外界条件改变时,有可能发生化学平衡的移动选修4:描述化学平衡建立的过程,知道化学平衡常数的涵义,能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响,并能用相关理论加以解释。认识可逆反应、
平衡状态的特征化学平衡状态的特点(定性与定量)
化学平衡的移动及理论解释
化学平衡常数及其计算和应用
1一、从化学2到选修4化学2:了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。选修4:认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。1注重在真实的情景中解决实际问题,使学生体会到抽象理论的实用价值。一、从化学2到选修4化学2试题:某化学反应中,反应物B的物质的量浓度在20 s内,从2.0 mol/L变成了1.0 mol/L,则这20 s内B的反应速率为
A.0.05 mol/(L·s) B.0.05
C.0.5 mol/(L·s) D.0.05 mol/L选修4试题:在2A+B 3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是
A.v(A)=0.5 mol·L-1·s-1
B.v(B)=0.3 mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.8 mol·L-1·s-1
D.v(D)=1 mol·L-1·s-1
1速率的计算与比较,建立速率之间的定量关系速率的简单计算化学2试题:在一定条件下,关于密闭容器中进行的可逆反应:2HI (g) H2 (g) + I2 (g)。下列说法不正确的是平衡态的判断从速率不变、浓度不变的角度认识化学平衡状态11选修4试题:可逆反应:2NO2 2NO+O2在密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是:
①单位时间内生成n mol O2的同时,生成2n mol NO2;
②单位时间内生成n mol O2的同时,生成2n mol NO;
③用NO2、NO、 O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态;
④混合气体的颜色不再发生改变的状态;
⑤混合气体的密度不再改变的状态;
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑤⑥ B. ①③④⑤
C.①④⑥ D.①②③④⑤⑥平衡态的判断从定性与定量角度认识化学平衡状态二、从结论到理论影响化学反应速率的因素用碰撞理论解释影响化学反应速率的因素实验及生活经验的结论化学平衡的移动实验探究得出结论用平衡移动原理解释影响化学平衡的因素化学反应进行的方向已有的认识(包括错误的认识)焓判据
熵判据
自由能1对理论的理解和了解结论产生的根本原因。理论模型的意义:利用理论模型加深对实验现象、实验结论的理解,体会理论模型的意义。
理论的适用范围:碰撞理论、勒夏特列原理的适用范围、焓判据与熵判据的局限性。
理论教学的程度:把握课程标准,根据学生情况进行教学,避免使问题复杂化。
理论教学的方式:各部分理论内容可以用实验探究或实验实证的方式展开,要引导学生学会利用数据,从中分析总结规律。
11.对速率的认识化学反应速率的表示及其计算
速率随时间的变化图
用速率分析平衡的建立和移动时一段时间内某物质反应的平均速率某物质的瞬时速率正反应与逆反应的瞬时速率当V正=V逆时,V=010(1)0—t1:v(正)>v(逆)(2)t1: v(正)=v(逆)化学平衡状态的建立1对于可逆反应,应明确说明是正反应速率还是逆反应的速率。1教材P24习题1:
密闭容器中充入1molH2 和1molI2,压强为P。发生反应I2+H2 ==2HI反应,采取下列措施,反应速率如何变化?
(2)容器体积不变,充入N2
(3)容器压强不变,充入N22.对压强的认识容器体积不变,反应物浓度不变,速率不变。保持压强不变充入气体,必须扩大容器体积,反应物浓度降低,反应速率减小。 压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的
P增大→C成比例增大,P减小→C成比例减小1教材P3资料——体系与环境
被研究的物质系统称为体系,体系以外的其它部分称为环境。研究对象是什么?平衡状态的研究对象是平衡混合物。化学反应速率的研究对象是反应物。2.对压强的认识1P0=P(H2)+P(I2)P1=P(H2)+P(I2)+P(N2)P0=P(H2)+P(I2)P0=P’(H2)+P’(I2)+P(N2)气体的分压与总压2.对压强的认识恒容充N2恒压充N2反应物压强不变,速率不变。反应物压强减小,速率降低。概念:可逆反应达到平衡状态以后,改变反应条件(温度、浓度、压强等),原化学平衡被破坏,在新的条件下,重新达到化学平衡的过程叫化学平衡的移动。
一定条件下的化学平衡原化学平衡破坏重新达到化学平衡改变条件一段时间后v正 = v逆v正 ≠ v逆v’正 = v ’逆3.对平衡移动的认识教材与教学中始终以速率的变化分析平衡的建立、平衡的移动1速率—时间关系图(浓度对平衡的影响)增加反应物的浓度, V正 > V逆,平衡向正方向移动1速率—时间关系图(温度对平衡的影响)1速率—时间关系图(压强对平衡移动的影响)1速率—时间关系图(压强对平衡移动的影响)1速率—时间关系图(压强对平衡移动的影响)1速率—时间关系图(催化剂对平衡移动的影响)1速率与平衡的关系速率变化,平衡未必发生移动
平衡发生移动,一定是速率变化的结果
外界条件对平衡移动的影响是因为影响速率从而影响平衡,只有正逆反应速率改变的程度不同时平衡才发生移动。
13.对平衡移动的认识1平衡向正反应方向移动?V正>V逆?生成物的百分含量增加?以2HI==H2+I2 反应为例平衡后通入H2平衡后通入HIV正>V逆V正<V逆HI百分含量增加HI百分含量不变平衡向逆反应方向移动平衡向?方向移动反应向正反应方向进行P28如果有利于增大产物的比率,可以说成是平衡向右移动4.对勒夏特列原理的认识1 如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度、或压强等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。①是“减弱”这种改变,不是“消除”这种改变。
②只适用于单个条件改变,才能判断。多个条件改变就要具体问题具体分析。
③勒沙特列原理适用于任何动态平衡体系(如:溶解平衡、电离平衡等)。
④是经验规律。只能定性判断平衡移动方向,不能判断其限度。5.对自发反应的认识1一定温度和压强下,不需要外界的帮助就能自动进行的化学反应,称为自发的化学反应。
——苏教版《化学反应原理》外界帮助:不是指反应条件。是指为反应体系提供能量 ,从热力学分析,“外界的帮助”指的是对体系做“有用功”(除膨胀功以外其它的功) 。反应条件:是指能被显著的观察到反应从左向右进行所需要的条件。1H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l) △H=-286kJ/mol1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g) △H=-92kJ/molNa(s)+H2O(g)= NaOH2(aq)+1/2H2(g) △H=-184kJ/mol2Fe(s)+3/2O2(g)= Fe2O3(s) △H=-824kJ/molNaOH(aq)+HCl(aq)= NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol充分利用教材P34数据分析数据,得出初步结论(焓判据)2N2O5(g) = 4NO2(g) + O2(g ) △H=+56.7kJ/mol(NH4 )2CO3(s) =NH4HCO3(s) + NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol引发认识冲突,焓判据的局限性12Al(s) + Fe2O3(s) = Al2O3(s) + 2Fe(s) △S=-39.35J?mol-1?K-1 C(s)+O2(g)=CO2 (g) △S=2.2Jmol-1K-12NaHCO3(s)=Na2CO3 (s)+CO2(g)+H2O(g) △S=334.3Jmol-1K-1
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4 (aq)+CO2(g)+H2O(l)
△S=184.0 Jmol-1K-1Hg(l)+S(s)=HgS(s) △S=-31.48Jmol-1K-1熵判据:自发过程导致体系的熵增大。有些熵减的过程也能自发进行综合考虑焓判据与熵判据1用焓变、温度和熵变 综合判断反应的方向1教材P35两点注意:
过程的自发性只用于判断过程的方向,不能确定是否一定会发生和过程发生的速率。
在讨论过程的方向时,指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用,就可能出现相反的结果。理论的适用范围111.碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气,对其说法中正确的是
A.其分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大
B.其分解是因为外界给予了能量;
C.其分解是吸热反应,据能量判据不能自发分解
D.碳酸盐都不稳定,都能自发分解。2.下列说法正确的是
A .凡是放热反应都是自发的,由于吸热反应都是非自发的
B .自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减少或不变
C .自发反应在恰当条件下才能实现
D .自发反应在任何条件下都能实现把握课标要求:
能用焓变和熵变说明化学反应的方向。对在一定条件下,一个已知能自发进行或非自发进行的反应,能够从焓变和熵变两个方面说明该反应能自发或非自发进行的原因。1从理论到实践 ——合成氨工业条件的选择问题1:观察合成氨的化学反应方程式,并说明这个反应有什么特点?问题2:分析工业生产主要考虑哪些问题?问题3:从化学反应速率和化学平衡两个角度分析合成氨的合适条件。正反应放热、气体体积减小的可逆反应。a、反应快 b、原料利用率高c、单位时间内产量高1分析数据图表,得出初步结论高 温高 压使 用高 压低 温无 影 响从反应速率的角度看:
温度越高、压强越大,化学反应速率越快, 使用催化剂反应速率加快,单位时间内生成的产品多;
从化学平衡的角度看:
高压低温,平衡时生成物NH3的百分含量高。1单因素分析使用催化剂:
这样可以大大加快化学反应速率,提高生产效率,也提高了经济效益;
选择合适的温度:
500℃左右,该温度是为合成氨催化剂的活性温度;
选择合适的压强:
20MPa~50MPa,该压强下进行生产,对动力、材料、设备等来说正合适。合成氨的适宜条件1多因素共同影响注重在真实的情景中解决实际问题,使学生体会到抽象理论的实用价值。三、从定性到定量化学反应速率的定量化计算
化学平衡的定量化计算(平衡常数)
数据、图像、图表的定性及定量分析
实验的定量化研究1平衡常数是实验的结果11.平衡常数平衡常数表达方式:浓度商的构成(反应各组分浓度的某种关系)代表了平衡状态的定量含义
1单纯比较K的大小没有意义平衡常数平衡常数K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关;K值随温度的变化而变化。
若正反应是吸热反应, 温度升高,K值增大;
若正反应是放热反应,温度升高,K值减小。1利用K值随温度的变化可以判断反应的热效应
若升高温度,K值增大,则正反应为吸热
若升高温度,K值减小,则正反应为放热范霍夫方程平衡常数平衡常数K值的大小,可以推断反应进行的程度。
K值越大,说明正向反应进行的程度越大,反应物的转化率越大;
K 值越小,说明正向反应进行的程度越小,反应物的转化率越小
一般来说,K>105时,该反应进行得基本就完全了
1K的数值与表达式相关,相似的反应才有可比性。比较反应的趋势,换算成转化率,解决反应限度的问题12010北京用平衡常数解决问题用平衡常数解决化学平衡状态的判断或平衡移动的方向
用平衡常数解决化学平衡的移动及转化率问题(平衡移动要受到平衡常数的限制)
用平衡常数解决化学平衡建立的途径问题(等效平衡)
1给学生一个解决问题的工具,能够解决比勒夏特列原理更广泛的问题。12010天津-已知反应②2CH3OH(g)== CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400 。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH ,反应到某时刻测得各组分的浓度如下
① 比较此时正、逆反应速率的大小:v正 ___ v逆
② 若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,此时c(CH3OH) = _______;该时间内反应速率v(CH3OH) = __________。根据Q与K的关系判断平衡移动方向,并利用K进行计算用平衡常数解决化学平衡状态的判断或平衡移动的方向1一定温度下:浓度商(Qc)与平衡常数(K)的比较Qc= K,反应处于平衡状态
QcQc > K,反应向逆反应方向进行平衡常数是可逆反应的一个特征,是表征反应限度的一个确定的数学关系、定量关系,是反应限度的最根本的表现 。用平衡常数解决化学平衡状态的判断或平衡移动的方向1用平衡常数解决化学平衡的移动及转化率问题分箱法教材例题习题及其挖掘改编1.若开始时充入0.20molHI,求平衡时各物质的浓度2.继续充入0.1mol H2,求平衡时各物质的浓度,以及H2和I2的转化率。化学平衡无论从正反应方向还是从逆反应方向开始,都能达到同一个平衡态。增加一种反应物的浓度,其转化率降低,另一种反应物的转化率增大。11用平衡常数解决化学平衡的移动及转化率问题可用分箱法解决等比例增加或等比例减少反应物的习题也可用平衡常数算出答案为0.13mol。勒夏特列原理的应用,不能判断移动的程度利用数学工具计算移动的程度1从正反应方向
从逆反应方向
反应物分次加入
从中间某一时刻开始用平衡常数解决化学平衡建立的途径问题化学平衡的建立与途径无关封闭体系中,恒温时,充入氮气氢气(1:3):从正反应方向建立平衡实验数据1封闭体系中,恒温时,充入氨气1从逆反应方向建立平衡实验数据如恒T、V条件下 2SO2 + O2 = 2SO3 初始 2 1 0 平衡 x x/2 (2-x) 2SO2 + O2 = 2SO3 初始 0 0 2 平衡 y y/2 (2-y) 1因为二者的平衡常数相同,所以平衡时各物质的浓度是相等的。1 2SO2 (g) +O2(g) 2SO3 (g)
途径1起始 2mol   1mol 0
途径2起始   0 0 2mol
途径3起始 1mol   0.5mol 1mol
途径4起始 0.5mol 0.25mol 1.5mol
 平衡建立的途径 恒温恒容完全等效关于等效平衡教学:建议教给学生解决的办法,比如分箱法或计算等。不建议总结各种情况和规律,求全。规律一定是学生掌握了大量的事实或知识后,自己总结体会出来的。12010北京12.(6分)某温度下,H2(g) + CO2(g) = H2O(g ) + CO(g) 的平衡常数K=9/4 。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如右表所示。下列判断不正确的是 A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60 % B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60 % C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012 mol/L D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢 1来源于选修4教材P29例1解决问题的多样性2.数据图像图表1340K时 N2O5的分解反应: 2N2O5 = 4NO2 + O2 ,
所得数据见下表:计算化学反应速率,将计算结果填入下表。同一时间段内,用不同物质表示的反应速率数值之比等于化学计量数之比。对同一反应物而言,随着时间的变化,反应速率逐渐减小。1合成氨条件的选择11(2001上海24)某化学反应2A B+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为见反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在10至20分钟时间内平均速率为 mol/(L·min)。
(2)在实验2,A的初始浓度C2= mol/L,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是 。
(3)设实验3的反应速率为V3,实验1的反应速率为V1,则V3 V1(填>、=、<),且C3 1.0mol/L(填>、=、<)
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是 反应(选填吸热、放热)。理由是
(1)0.013 (2)1.0 催化剂 (3)> > (4)由吸热温度升高时,平衡向右移动将速率的变化、平衡的变化、影响速率与平衡的因素完全纳入到数据中,“用数据说话”。2011北京25112013四川6.(6分)在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g) 2Z(g) △H < 0,一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如下表:
下列说法正确的是
A.反应前2 min的平均速率ν(Z)=2.0×10-3 mol·L-1·min-1
B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前ν(逆)> ν(正)
C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44
D. 其他条件不变,再充入0.2 mol Z,平衡时X的体积分数增大
速率—时间关系图(浓度对平衡的影响)增加反应物的浓度, V正 > V逆,平衡向正方向移动1对速率平衡图像的分析横纵坐标的涵义(自变量与应变量)
曲线的走势(正相关与负相关、斜率)
特殊点(起点、终点、转折点、最高点、最低点等)
是否为平衡态(线上点与线外点)1线上的点均为平衡态,线外的点均为非平衡态1建立平衡态的过程不同条件下的平衡态1汽车尾气净化中的一个反应如下:
NO(g) + CO(g) 1/2 N2(g) + CO2(g)
△H == -373.4 kJ/mol
在恒容的密闭容器中,反应达到平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是:ABCD平衡的图象综合题12012福建-12.一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如右图所示。下列判断正确的是
A.在0 ~ 50min之间, pH = 2 和 pH = 7 时 R 的降解百分率相等
B.溶液酸性越强, R 的降解速率越小
C.R的起始浓度越小,
降解速率越大
D.在 20 ~ 25 min之间,
pH = 10 时R的平均降解
速率为 0.04 mol·L-1·min-1 12013安徽11.(6分)一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:MgSO4(s) + CO(g) MgO(s) + CO2(g) + SO2(g) △H>0。该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是
2010北京12.(6分)某温度下,H2(g) + CO2(g) = H2O(g ) + CO(g) 的平衡常数K=9/4 。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如右表所示。下列判断不正确的是 A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60 % B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60 % C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012 mol/L D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢 12011北京
已知反应∶2CH3COCH3(l) CH3COCH2COH(CH3)2(l)
取等量CH3COCH3,分别在0℃和20℃下,测得其转化
分数随时间变化的关系曲线(Y-T)如图所示。下列说
法正确的是
A.b代表0℃下CH3COCH3的Y-T曲线
B.反应进行到20min末,H3COCH3的
C.升高温度可缩短反应达平衡的时间
并能提高平衡转化率
D.从Y=0到Y=0.113,
CH3COCH2COH(CH3)2的11对于反应A,下图是4种投料比[ n(HCl):n(O2)],分别为1﹕1、2﹕1、4﹕1、6﹕1 ]下,反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。① 曲线b对应的投料比
是______________。
② 当曲线b、 c、 d对应
的投料比达到相同的HCl
平衡转化率时,对应的反应温度与投料比的关系是_________________。
③ 投料比为2﹕1、温度为400℃时,平衡混合气中Cl2的物质的量分数是_______________。2012北京12013北京11.下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是
对问题的界定:速率问题还是平衡问题?找到平衡:化学平衡?电离平衡?水解平衡?能否用平衡移动原理作出解释?对实验的理解
对数据的分析四、从实验学化学通过实验建立概念,形成理论。通过实验、观察等手段获取反应中的各种现象;通过理论分析的方法提出假设;将研究结果进行推演,去指导实际。
实验的科学性研究:定性与定量。引导学生注意变量控制思想在实验中的应用,即在研究某一变量对实验结果的影响时: 
①控制其它变量都相同 ②要设计空白对照实验。1加强实验探究实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响;
实验探究温度、浓度、压强对平衡的影响;
强调实验方案的设计、实验条件的控制以及实验数据的处理等学习化学的方法。
使学生能够独立完成实验,或者与同学合作完成实验,并能主动交流。(共11个实验)
11.速率的测定速率是可以测定的。
凡是能与浓度相关的性质都可以利用。包括能够直接观察的某些性质,也包括依靠科学仪器才能测量的性质。
当反应物或产物本身有比较明显的颜色时,常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应物的过程和测量反应速率。(教材P18)1本章教材中实验几乎全部利用这一点进行观察与测量。本身没有颜色的加入指示剂显示颜色。1.速率的测定实验1计时的起点与终点
观察测量的性质
数据的处理速率的单位1单位时间内产生H2的体积、质量等;
产生等量H2所用的时间;
单位时间内H+浓度的变化或PH;
单位时间内锌粒质量的变化;
单位时间内溶液中Zn2+浓度的变化;
密闭容器中测气体的压强变化;
单位时间内反应放出的热量……在众多方案中找到简单易行的方法。应用概念
开拓思路
发散思维实验设计实验实施2.影响速率因素的实验1加入时间因素,将反应速率定量化
选择可观测的性质
明确实验目的从而控制变量[实验2-3] Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O 1[P21科学探究] 已知4H++4I-+O2=2I2+2H2O ,现有1mol/L KI溶液、0.1mol/LH2SO4溶液和淀粉溶液,请设计实验探究溶液出现蓝色与温度的关系。反应速率与温度的关系控制的变量是温度选择的温度是多少?
药品加多少?顺序是什么?
观测的性质时什么?
测量的数据是什么?根据数据得出的结论是什么?还有哪些因素可以探究?如何设计?1【实验步骤】
参考教材P21科学探究,设计实验探究影响该反应速率的因素。你认为影响该反应速率的因素有 。
设计并完成实验探究。数据记录如下:(各做3组,注意对照。下表可不填满,也可补充。)1【实验分析】将你的实验进行分组,分析数据,能得出的结论是
【问题与讨论】
1.试剂的加入顺序和理由是什么?
?2.实验中用蒸馏水的作用是什么?
?3.有无“反常现象”?你分析的原因是什么?3.平衡移动的实验1[实验2-7]
都应该设计空白对照实验从实验现象中总结规律红色P23科学探究1设计空白对照实验学探诊P22-10.在酸性溶液中,碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发个如下反应:2 IO3-+ 5 SO32-+ 2 H+== I2 + 5 SO42-+ H2O。生成的碘可以用淀粉溶液检验,根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。某同学设计实验如下表所示:该实验的目的是 ;
表中V2 = mL。1V1 = mL。1.化学反应原理概念教学中,最值得深入思考、研究的问题是什么?学生对于概念的学习存在哪些错误认识?
如何探查和转变学生的个人概念?2.化学反应原理概念教学中,让学生获得什么最有价值?对概念的认识方式、对问题的分析方法、对问题的解决程序教学反思第一章教材分析——丁激扬老师1谢 谢!1