第02章+化学反应速率与化学平衡+章末复习(课件)-2017-2018学年高二化学同步精品课堂(选修4)

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名称 第02章+化学反应速率与化学平衡+章末复习(课件)-2017-2018学年高二化学同步精品课堂(选修4)
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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 2017-10-06 22:03:25

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课件46张PPT。化学反应速率通常,当体系为气态或溶液时,在容积不变的容器中,用单位时间内,__________________________________表示,即v =
注意:一般不用固体或纯液体表示速率值。反应物浓度的减小或生成物浓度的增加注意事项(1) v 表示平均反应速率,不是瞬时速率且为正值;
(2)同一反应的速率如果用不同物质表示,数值可能不同,但表示的意义是相同的,所以表示速率时应用下标注明是哪种物质的速率。
(3)固体与纯液体的浓度视为常数。因此不用纯固体或纯液体来表示化学反应速率
速率关系和反应快慢比较一、同一反应的同一方向上,各物质的速率比等于方程式的化学计量数之比,即对于反应
aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)
v(A) : v(B) : v(C) : v(D) = a : b : c : d 或
二、速率大小比较:换算成同一物质的速率进行比较将固体NH4Br置于密闭容器中,在某一温度下,发生下列反应:NH4Br NH3(g) + HBr(g) ; 2HBr H2(g) + Br2(g) ,两分钟后测知H2为0.5mol/L ,HBr为4mol/L ,若NH4Br 的分解速率用v(NH3)表示,下列速率正确的是( )
A. 0.5mol·L-1·min-1 B. 2.5 mol·L-1·min-1
C. 2mol·L-1·min-1 D. 1.2 mol·L-1·min-1
根据反应可知,溴化铵分解生成的氨气浓度与溴化氢浓度相等,溴化铵分解生成的溴化氢的浓度为:c(HBr)+2c(H2)=4mol/L+2×0.5mol/L=5mol/L,所以2min后溴化铵分解生成的氨气的浓度为:c(NH3)=c总(HBr)=5mol/L,氨气的平均反应速率为: =2.5 mol/(L?min)√影响化学反应速率的因素
1、活化分子与有效碰撞
活化分子是有效碰撞的前提,活化分子不一定能发生有效碰撞;有效碰撞是发生化学反应的碰撞(足够的能量和合适的取向) 。
2、影响因素(内因、外因)
(1)内因:参加反应的物质的本身性质(由分子结构和原子结构决定)
规律:
(1)反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反之则越慢
(2)反应类型不同,原理不同,速率不同,如离子反应通常比有机反应要快得多。
(2)外因(c、P、T、催化剂)
①浓度:当其他条件不变时,增大任一反应物的浓度, 化学反应速率加快;反之,减慢。
注意:
a.对于固体和纯液体来说,浓度都是不变的,改变固体和纯液体的量对于化学反应速率几乎不产生影响。
b.反应若是可逆反应,增大任一反应物浓度,正、逆反应速率都加快;反之,正、逆反应速率都减小。活化能活化能增大浓度②压强:对于有气体参加的反应,当其他条件不变时,增大压强,浓度增大,化学反应速率增大;反之,减小。
注意:
a.只适合于有气体参加的反应,如果反应物只有固体,液体、溶液时,改变压强对反应速率没有影响。
b.反应若是可逆反应,增大压强,浓度增大,正、逆反应速率都加快;反之,正、逆反应速率都减小。活化能增大压强活化能几种情况:
①恒温时:体积减少→增大压强→反应物浓度增大→反应速率增大
②恒容时:
A、充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大;
B、充入“与反应无关的气体”(如He、Ne等)→引起总压增大(但各反应物的分压不变) →各物质的浓度不变→反应速率不变
③恒压时:充入“无关气体”(如He等)→引起体积增大 →各反应物浓度减小→反应速率减小。
实质:压强改变是否引起参加反应的物质的浓度发生改变;若改变体系的压强,若不能改变 反应物的浓度 ,则不能改变反应速率
③温度:其它条件不变时,升高温度,化学反应速率增大;反之,减小。一般温度每升高10℃,化学反应速率通常增大原来的2-4倍。
注意:
a.温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制
b.反应若是可逆反应,升高温度,正、逆反应速率都加快;降低温度,正、逆反应速率都减小。
活化能活化能升高温度④催化剂:参加反应,但反应前后自身的组成、化学性质和质量不发生变化,具有高度的选择性(或专一性)。
其他条件不变时,催化剂能大幅改变化学反应的速率。
催化剂的活性受温度影响,有最适温度
加催化剂⑤固体
a.固体表面积影响化学反应速率
b.固体的量对化学反应速率和化学平衡的移动没有影响,但必须“管够”
其他:
溶剂的性质,光,超声波,磁场,原电池等影响
各条件对速率的影响相对大小是:
催化剂 >>温度>浓度=压强(实质为改变浓度)。
注意
(1)这些条件同时共同对化学反应速率产生影响,讨论时应针对具体反应综合各种因素具体分析。
(2)实验分析——控制变量法活化能活化能正催化剂对反应aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)
增多增多增多不变增大增多不变增多不变增大不变增多增多增大增大不变增多增多增大增大控制变量法是化学实验的常用方法之一。下表探究影响H2O2分解反应速率的因素是
A. 温度 B. 浓度 C. 体积 D. 催化剂根据表格数据,反应时的温度、浓度和溶液的体积均相同,不同的是催化剂,因此该实验探究的是催化剂对H2O2分解反应速率的影响√已知反应4NH3+5O2=4NO+6H2O,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(mol·L-1·min-1)表示,则下列关系正确的是( )
4v(NH3)=5v(O2) B. 6v(O2)=5v(H2O)
C. 2v(NH3)=3v(H2O) D. 5v(O2)=4v(NO)
√4.一定条件下的可逆反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),改变下列条件,可以提高反应物中的活化分子百分数的是
A.升高温度 B.降低温度
C.增大压强 D.增大反应物浓度
5.下列说法中,正确的是( )
A.具有较高能量的分子是活化分子
B.活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
C.不同化学反应需要的活化能有可能差别很大
D.反应的活化能大小不会影响化学反应速率 √√1、化学平衡
(1)定义:在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度 (或百分含量)保持不变的状态。
①对象:可逆反应
②实质:正反应速率=逆反应速率≠0
③V正、V逆含义:(以N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)为例)
a.对于特定的一个可逆反应,V正表示左→右的反应速率;
V逆表示右→左的反应速率,同时存在。
b.对于反应中的某些物质:
V(N2)正表示消耗N2的速率, V(N2)逆表示生成N2的速率化学平衡与影响化学平衡的因素(2)化学平衡特点
逆:可逆反应,也可从逆向建立
等:V正 =V逆≠0,同时存在
a.对同种物质: V(N2)正=V(N2)逆
b.对不同种物质:3V(N2)正=V(NH3)逆
定:平衡时,各组分含量保持恒定
动:平衡时正逆反应均未停止,只是速率相等,达到动态平衡
变:条件改变,V正≠V逆,平衡移动化学平衡与影响化学平衡的因素(3)平衡状态的判断
①本质: V正 =V逆≠0或各组分浓度(物质的量)不变
a.同一物质: VA正 = VA逆
b.不同种物质: VA正 :VB逆 = a:b
化学平衡与影响化学平衡的因素注意:V正与V逆同时出现②由某些可变物理量:
如:含量、比例、压强、温度、平均摩尔质量、密度、颜色等
表述方式:文字描述,图像描述
绝热恒容条件下,如CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g)。含量,压强、温度、平衡常数可作为平衡标志。
变→不变①浓度:增大反应物浓度或减小生成物浓度,V正> V逆,平衡正向移动;反之,平衡向逆反应方向移动。
注意:
(1)此规律只适用于气态、溶液中的平衡状态的移动(对于固体、纯液体,它们的浓度是常数,改变它们的量,平衡不移动)
(2)增大体系中任意物质的浓度, V正 ,V逆均增大,只是增大的程度不同(突变和渐变)。
(3)平衡移动与单独的V正 和V逆速率大小没有必然的关系,与正、逆反应速率的相对大小有关。
(4)对于离子反应,只能改变实际参加反应的离子的浓度才能改变平衡。如FeCl3+KSCN
(5)对于一般的可逆反应(有多种反应物),增大一种反应物的浓度,会提高另一种反应物的转化率,而本身的转化率降低。可逆反应:2NO2(g) 2NO(g) + O2(g),在体积不变的密闭容器中反应,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混合气体的总压强不再改变的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态
A. ①④ B. ②③⑤ C. ①③④ D. ①②③④⑤
①单位时间内生成n mol O2表示正反应速率,同时生成2n mol NO2 表示逆反应速率,此时正反应速率等于表示逆反应速率,是达到平衡状态的标志;②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO都表示正反应速率,不是达到平衡状态的标志;③在反应过程中,混合气体的压强随着气体物质的量的变化而变化,混合气体的总压强不再改变的状态,是达到平衡状态的标志;④在反应过程中,混合气体的颜色随着二氧化氮物质的量的变化而变化,混合气体的颜色不再改变的状态是达到平衡状态的标志;⑤气体体积不变,质量守恒,混合气体的密度一直保持不变,混合气体的密度不再改变的状态不是达到平衡状态的标志。√化学平衡图像1. 某物质的转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强) 对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)正反应_____热m+n__ ____p+q先看拐点:拐点考虑影响化学反应速率的因素,先拐说明反应速率快,再看平行线:考虑影响化学平衡移动的因素,吸<某物质的转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强) 对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
正反应_____热m+n__ ____p+q放=2.某物质的转化率(或百分含量)-温度(或压强)图:对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)正反应_____热 m+n_ _p+q先看线的走向,再作辅助线,采用影响化学平衡的因素考虑放>正反应_____热 m+n_ _p+q放<某物质的转化率(或百分含量)-温度(或压强)图:对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
正反应_____热 m+n_ _p+q正反应_____热 m+n_ _p+q吸吸>=3.对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)正反应_____热考虑化学平衡的移动,首先建立一个旧平衡,然后改变某一因素,破坏平衡,吸正反应_____热吸对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)正反应_____热放 m+n___p+q<对于2A(g)+B(g) C(g)+3D(g)(正反应吸热)有如下图所示的变化,图中Y轴可能表示:( )
A.B物质的转化率 B.正反应的速率
C.平衡体系中的A% D.平衡体系中的C%√曲线a表示放热反应X(g)+Y(g) Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是( )
A.升高温度 B.加大X的投入量
C.加催化剂 D.减小体积
√对于反应A(s)+2B(g) 3C(g);△H>0,C%跟外界条件X.Y的关系如图所示,下列结论正确的是 ( )
A.Y表示温度,X表示压强,且Y3>Y2>Y1
B.Y表示压强,X表示温度,且Y3>Y2>Y1
C.X表示压强,Y表示温度,且Y1>Y2>Y3
D.X表示温度,Y表示压强,且Y1>Y2>Y3
√定义:在相同的条件下,对同一个可逆反应,反应无论从正反应方向开始还是从逆方向开始(途径),而达到相同的平衡状态(结果),这样的平衡称为等效平衡。理解:
(1)相同的条件:通常指:①同T同V,②同T同P
(2)相同的平衡状态:通常是指平衡时体系中各组分的百分含量(指质量、体积、物质的量等)相同,但各组分的物质的量、浓度可能不同。
(3)平衡状态只与始态和终态有关,而与途径无关三、等效平衡(1)在恒温、恒容条件下,对反应前后气体体积改变的可逆反应,如果极值转化后与原平衡的起始量相同,则两平衡为等效平衡(全等平衡)。1、恒温、恒容条件下的等效平衡(二)、等效平衡的类型结果:各组分百分量、n、c均相同等效平衡1mol H2
1mol I2恒T ,恒VH2 a%
I2 b%
HI c%P增大开始1平衡状态开始32mol H2
2mol I2平衡不移动等效平衡恒T ,恒V开始22mol HI2mol H2
2mol I2(2)在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应1、恒温、恒容条件下的等效平衡(二)、等效平衡的类型(2)在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数不变的
可逆反应,如果极值转化后与原平衡的起始量成比例,则两平衡为等效平衡。结果:各组分百分量相同,n、c成比例变化 在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数变化的可逆反应,如果极值转化后与原平衡的起始量成比例,是否等效?思考:思路:浓度不发生变化,平衡肯定不发生移动1、恒温、恒容条件下的等效平衡(二)、等效平衡的类型起始n(mol) 2 1 0
平衡n(mol) 0.8 0.4 1.2起始n(mol) 4 2 0
平衡n(mol) 1.6 0.8 2.4恒温恒压22起始n(mol) 1 1 0
平衡n(mol) 0.8 0.8 0.4起始n(mol) 2 2 0
平衡n(mol) 1.6 1.6 0.8恒温恒压 恒温、恒压条件下,若改变起始加入情况,只要通过极限转换换算后与原平衡的起始量成比例,则两平衡为等效平衡。各组分百分量、c相同,n成比例变化 结果:另外一种分类情况?
(以可逆反应本身作为分类前提)2、恒温、恒压条件下的等效平衡(二)、等效平衡的类型1、步骤
2、起始浓度相当的判断
(1)同T同V下
① 、对于反应前后气体体积发生变化的反应:
② 、对于反应前后气体体积没有变化的反应:
(2)同T同P(即体积可变化)下等效转化后,投料成比例。等效转化后,投料成比例。等效转化后,投料相同。(1)看反应条件;(2)看反应前后气体体积变化;(3)判断平衡是否等效模型分析:建立浓度不改变的“虚拟”等效平衡,然后通过条件的改变来考虑平衡的移动,得到实际的平衡状态。(三)、反应物转化率与浓度的关系1、由于温度或压强改变而引起平衡正向移动时,反应物的转化率必定增大。2、改变浓度①增大一种反应物的浓度
反应达到平衡后,cA↑,B的转化率可提高,但A的转化率一般降低;cB↑,A的转化率可提高,但B的转化率一般降低。(1)对于多种物质参加的反应(气、溶液)A、B的转化率都增大。m + n > p + q m + n < p + q A、B的转化率都减小。m + n = p + q A、B的转化率都不变。②恒温,恒容下等比例增大反应物的浓度(等比例增加A、B的浓度)③恒温,恒压下等比例增大反应物的浓度,转化率不变(2)对于分解反应,要视反应前后物质的化学计量数而定。不论如何改变反应物的浓度,反应物的转化率都不变增加反应物的浓度时,反应物的转化率增大。m = n + pm > n + p增加反应物的浓度时,反应物的转化率减小。m < n + p mA(g) nB(g)+ pC(g)例:2HI (g) H2(g) + I2(g)例:2NH3(g) N2(g)+ 3H2(g) ①恒温,恒容条件下②恒温,恒压下等比例增大反应物的浓度,转化率不变(三)、反应物转化率与浓度的关系2、改变浓度(3)对于体系中只有一种气体的体系(三)、反应物转化率与浓度的关系2、改变浓度T℃时,向体积为2L的密闭容器中投入0.1molN2H4(l)和0.1molH2O2(l),发生N2H4(l)+2H2O2(l)?N2(g)+4H2O(l),平衡后,N2的物质的量浓度为c1 , 体系压强为P1 ;若其他条件不变,将容器容积缩至1L,重新达到平衡后,N2的物质的量浓度为c2,体系压强为P2 ;则c1____c2 , P1____P2 (填“>”“<”或“=”);==CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)在密闭容器中的一定量混合气体发生反应,xA(g)+yB(g) zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,在达到平衡时,测得A的浓度降低为0.30mol/L。下列说法正确的是( )
A. 平衡向正反应方向移动 B. C的体积分数下降 C. B的转化率升高 D. x+y在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(g)?zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,若不考虑平衡移动,只考虑体积变化。A的浓度应变化为0.25mol/L,题干中再达到平衡时,测得A的浓度降低为0.30mol/L,说明体积增大,压强减小,平衡逆向进行。A、依据分析平衡逆向进行,故A错误;B、平衡逆向进行,C的体积分数减小,故B正确;C、平衡逆向进行, B的转化率减小,故C错误;D、体积增大,压强减小,化学平衡逆向进行,逆向是气体体积增大的反应,所以x+y>z,故D错误。√在甲、乙、丙三个不同密闭容器中,按不同方式投料,起始浓度和起始容积相同,一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H
下列说法正确的是( )
A. V甲>V乙 B. K丙>K乙 C. V甲=V丙 D. c乙>c甲
A、如果乙是恒温恒容,与甲互为等效平衡, 正反应是放热反应,因为乙是绝热恒容,因此乙中气体温度升高,气体膨胀,因此V甲<V乙,故A错误;B、合成氨的逆反应是吸热反应,因为丙为恒温恒压状态,丙容器温度高于乙容器,促进向逆反应方向进行,因此K丙<K乙,故错误;C、丙反应向逆反应方向进行,气体物质的量增大,压强增大,为了维持恒压,容器体积增大,物质的量浓度减小,反应速率减缓,因此是v甲>v乙,故C错误;D、甲容器的温度高,不利于氨气的生成,因此c乙>c甲,故D正确√化学反应进行的方向在101kPa,任何温度下,都不可能自发进行的反应是( )
A. N2 (g) + 3H2 (g) =2NH3 (g) ΔH <0
B. CaCO3(g)= CaO (s) + CO2 (g) ΔH >0
C. 2CO (g) =2C (s) + O2 (g) ΔH >0
D. 4NH3 (g) + 5O2 (g)= 4NO (g) + 6H2O (g) ΔH <0反应自发进行的判断依据是:△H-T△S<0。A. N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) ΔH <0,△S<0,在低温下△H-T△S <0,能够自发,故A不选;B. CaCO3(g) CaO (s) + CO2 (g) ΔH >0,△S>0,在高温下△H-T△S <0,能够自发,故B不选;C. 2CO (g) 2C (s) + O2 (g) ΔH >0,△S<0,在任何温度下△H-T△S >0,不能够自发,故C选;D. 4NH3 (g) + 5O2 (g) 4NO (g) + 6H2O (g) ΔH <0,△S>0,在如何温度下△H-T△S <0,能够自发,故D不选;故选C。√