_高考化学第一轮基础知识点复习课件6.ppt
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1、考 纲 要 求 1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。 2.了解催化剂在生产生活和科学研究领域中的重要作用。 3.了解化学反应的可逆性。 4.了解化学平衡建立的过程,理解化学平衡常数的含义,能利用化学平衡常数进 行 简单计算。 5. 理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂)对化学反应速率和化学平衡的影响,认识其一般规律。 6. 了解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的重要作用。,第八章 化学反应的方向、限度和速度,热点透视 1. 化学反应速率的简单计算。 2. 影响反应速率和化学平衡的因素及图表、图像表示。 3. 化学平衡常数的简单计算。 4.化学反应的限度。
2、 5.用化学反应速率和化学平衡理论解释实际生活、生产和科研中的问题。,高 考 预 测 化学反应速率和化学平衡是每年高考的必考内容,出现的题目类型有选择题和填空题。在选择题部分中,以考查化学平衡的基本概念和影响平衡移动的条件为主,化学平衡和化学反应速率计算的考查也时有出现。而在卷中,常出现思维强度较高的题目,以考查考生的综合思维能力。,今后高考命题的变化趋势可能是:化学反应速率将依据其外在影响因素选择反应条件,或探究并建立化学反应速率的数学模型,或者给定某一反应速率与时间的变化曲线图像,提出合理的解释。此部分内容的高考试题将以中学化学知识为落脚点,紧贴社会生产、日常生活、环境、能源、材料、健康等
3、实际命题,既全面考查学生的知识、技能,又充分利用高考这一特殊手段展开素质教育。预计化工生产中选择适宜温度、压强、酸碱性环境等,将是高考重点开发的内容。,本章高考的出题原则会遵循以下两种情况: 1. 稳定高考命题的指导思想一直是稳中有变。08、09年高考对化学平衡的考查,在题型、题量、赋分、取材、命题风格上保持相对稳定,所以在今后的高考中出选择题的可能性是最大的。 2. 创新创新是试题的灵魂和魅力所在。化学平衡中包含很广阔的创新空间,如化学反应速率和化学平衡的实验分析和设计,灵活多变的化学平衡图像,小巧新颖的速率和平衡计算及读图、析图、获取信息、采集处理数据等,特别是在情景、取材上创新,在图像上
4、创新,化学平衡的思想和勒夏特列原理在其他平衡体系中的应用等也值得关注。,1. 了解化学反应的方向与化学反应的焓变和熵变之间的关系。 2掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据。 3能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。 4了解可逆反应的定义。 5理解化学平衡的定义。 6理解影响化学平衡的因素。 7理解化学平衡常数的定义并能进行简单计算。,第一节 化学反应的方向的限度,1自发过程是指在 一定的条件下,不借助光、电等外部力量就能自动进行的过程。 例如:水由高处流向低处,热由高温物体传向低温物体都是自发过程。 2反应焓变是反应能否自发进行的主要因素之一,大部分 反应能自发进行,也有一
5、部分 反应能自发进行。,温度和压强,放热,吸热,3熵是描述体系 的物理量,熵值越 ,体系混乱度越大, 而同一物质的熵与其聚集状态有关,如对同一物质来说, 。 常见的熵增大过程有: 、 、 以及气体扩散的过程都是熵增加过程,而在化学反应中气体物质的量增加的反应也是熵增加的过程。实验证明,熵增加过程有利于自发进行。 4判断反应能否自发进行的判据是 , HTS 0,反应能自发进行; HTS 0,反应达到平衡状态; HTS 0,反应不能自发进行。,混乱度,大,S(g)S(l)S(s),固体的溶解,水的汽化,墨水的扩散,HTS,【想一想】 化学反应能够自发进行就是能够发生吗? 答:不一定,利用HTS这个
6、判据指的是在温度、压强一定的条件下反应自动发生的趋势,即反应发生的可能性,它并不能说明在该条件下,可能自发进行的反应能否实际发生,因为反应能否实际发生还涉及反应速率问题。,1可逆反应是指在 条件下,既能向 进行同时又能 向 进行的反应,其特点是能 平衡,平衡时各物质的浓 度不为 ,反应物 完全转化为产物。 2化学平衡是指在一定条件下的可逆反应, 与 相 等,反应混合物中各组分的 保持不变的状态。,相同,正反应方向,逆反应方向,零,不可能,正反应速率,逆反应速率,浓度,达到,3化学平衡的特征是动、等、 、 。化学平衡是 平衡,达到 平衡时 ,各组分的浓度(或百分含量)保持 , 条件改变引起 ,平
7、衡移动。 4化学平衡常数是指:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物 与反应物 的 比值是一个常数,用符号 表示。 对于反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g),表达式为:K,定,变,动态,v正v逆,不变,v正v逆,浓度计量数次方的乘积,浓度计量数次方的乘积,K,平衡常数的应用和注意事项有: K值越大,反应物的转化率 ,正反应进行的程度 。 利用浓度商与K判断平衡移动方向。 平衡常数只与 有关,与其他因素无关。 和 的浓度通常看作常数“1”,不计入平衡常数表达式中。 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变,则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小,
8、尽管是同一反应,平衡常数也会改变。,越大,越高,温度,固体,纯液体,【想一想】 在一定条件下的可逆反应,为什么说达到平衡时反应物的利用率最高, 而不可能达到100%呢? 答:由于可逆反应是在相同条件下既能正向进行,同时又能逆向进行的反应,所以反应物的转化率不可能达到100%,只要达到平衡,平衡混合物中各组分浓度就保持不变,所以达到化学平衡状态时,反应物的利用率就最高。,【例1】 对于化学反应方向的确定不仅与焓变(H)有关,也与温度(T)、熵变(S)有关, 实验证明,化学反应的方向应由HTS确定,若HTS0则自发进行, 否则不能自发进行。下列说法中,正确的是() A在温度、压力一定的条件下,焓因
9、素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 B温度、压力一定时,放热的熵增加的反应一定能自发进行 C反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 D固体的溶解过程只与焓变有关,解析:HTS0时反应能自发进行,所以焓变和熵变是一定温度下化学反应能否自发进行的复合判据,选项A正确,选项C不正确;放热反应的焓变小于零,熵增加反应熵变大于零,都对HTS0做出贡献。显然,放热的熵增加的反应一定能自发进行,所以选项B正确;固体的溶解过程,体系的混乱度增大,它是熵增加的过程,所以选项D不正确。 答案:AB,1自发过程是不借助外力就能自动进行的过程,但并不是没有任何条件的,而是必须在一定温度和压强的前提下不借助外力。例
10、如,H2在O2中燃烧是自发过程,但需要点燃这个条件才能引发反应。 2并非所有自发进行的化学反应都是放热的。 (1)有不少吸热反应在室温下也能自发进行。 例如:2NH4Cl(s)Ca(OH)2(g)|2NH3CaCl22H2O;,(2)也有一些吸热反应在室温下不能自发进行,但在高温下,能自发进行,如CaCO3CaOCO2。 (3)HTS只能应用于温度、压强一定的条件下的化学反应的判据。 (4)过程的自发性只能用于判断过程的方向,不能确定过程是否一定会发生和过程发生时的反应速率。,1下列关于判断变化过程的方向的说法正确的是() A所有自发进行的化学反应都是放热反应 B高温高压下可以使石墨转化为金刚
11、石是自发的化学反应 CHTS0,反应可能会自发进行 D同一物质的固、液、气三种状态的熵相同,解析:有些吸热反应也可以自发进行。如2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)是吸热反应,又是熵增加的反应,所以A不正确;高温高压使石墨转化为金刚石,要向体系中输入能量,是非自发的反应,所以B不正确;同一物质:气态时的熵最大,固态时熵最小,所以D不正确。 答案:C,2夏天,鸡因没有汗腺只能依赖“喘息”调节体温。鸡过度地呼出CO2,使下列平衡向左移动,导致蛋壳变薄,使农场主和超市经营者遭受经济损失。 CO2(g) CO2(aq), CO2(aq)H2O(l) H2CO3(aq) H2CO3(aq) H(a
12、q) (aq) (aq) H(aq) (aq) Ca2(aq) (aq) CaCO3(s)(蛋壳) 澳大利亚科学研究者发现,夏季给鸡适当喂食下列某种饮料会使蛋壳变厚,这种饮料是() A淡盐水 B黄酒 C蔗糖 D澄清石灰水,解析:平衡向生成碳酸钙的方向移动,蛋壳就会变厚。适当喂石灰水,一方面可以增加钙离子的浓度,另一方面可以调节pH,使平衡向着生成碳酸钙的方向移动。 答案:D,3. 下列关于自发反应的叙述中,正确的是() A自发反应是无需外界帮助就能自发进行的反应 B在自然界中不需要任何条件就能进行的自发反应是不存在的 C在通常状况下,冰能自行融化,所以它是自发反应 D所有能发生的化学反应都是自
13、发反应,解析:自发是有条件的,通常所说的自发反应是指在一定条件下能自发进行的反应;如物质的燃烧是自发反应,但需要点燃等条件,所以A是错误的,B是正确的;自发反应讨论的是化学反应,像冰融化等能自发进行,但不是本单元讨论的自发反应;能发生化学反应,说明在反应发生的条件下,该反应是自发的,但在其他条件下却不一定是自发的,如在高温下,石灰石能自发分解,生成二氧化碳和生石灰,但在常温下该反应就不是自发反应。 答案:B,【例2】 在一定温度下的定容容器中,当下列哪些物理量不再发生变化时,表明反应A(g)2B(g) C(g)D(g)已达到平衡状态的是() 混合气体的压强混合气体的密度B的物质的量浓度混合气体
14、总物质的量混合气体的平均相对分子质量v(C)与v(D)的比值混合气体总质量混合气体总体积 A B C D,解析:由于是定容容器,反应前后气体的质量不变,故反应中气体的密度保持不变,故不能作为判断是否达到平衡状态的依据,同理不正确;反应速率之比等于反应方程式中的计量数之比,故不论是否达到平衡,它们的速率比值总是计量数之比,故不正确;由于反应物生成物全部是气体,根据质量守恒,不论是否达到平衡,气体总质量保持不变,故不正确;综上所述,选项B符合题意。 答案:B,1化学平衡研究的对象:封闭体系的可逆反应。只有可逆反应才有可能存在化学平衡状态。 2“v(正)v(逆)”,是化学平衡状态微观本质,其含义可简
15、单地理解为:对反应物或生成物中同一物质而言,其生成速率等于消耗速率。“反应混合物中各组分的浓度不变”是平衡状态的宏观表现,是v(正)v(逆)的必然结果。 3平衡状态直接决定了在一定条件下可逆反应进行的程度大小,也是可逆反应进行到最大限度的结果。 4从化学平衡的特征判断可逆反应是否达到化学平衡时,要特别注意外界条件的限制及反应本身的特点,如“恒温、恒容”、“体积可变”、“体积不变”、“全是气体参加”等。,5. 可逆反应达到平衡状态的标志,4一定条件下,在恒容密闭容器中,能表示反应X(g)2Y(g) 2Z(g) 一定达到化学平衡状态的是() X、Y、Z的物质的量之比为122X、Y、Z的浓度不再发生
16、变化容器中的压强不再发生变化单位时间内生成n mol Z,同时生成2n mol Y A B C D,解析:根据化学平衡状态的概念可知,可逆反应达平衡时,正、逆反应速率相等,对于反应前后气体总体积不等的反应,其压强不再发生变化,各组分的浓度不再变化,但它们的物质的量之比不一定等于其化学计量数之比。 答案:C,5下列方法可以证明H2(g)I2(g) 2HI(g),已达平衡状态的是_。 单位时间内生成n mol H2的同时,生成n mol HI 一个HH键断裂的同时有两个HI键断裂 百分含量w(HI)w(I2) 反应速率v(H2)v(I2) v(HI) c(HI)c(H2)c(I2)211 温度和体
17、积一定时,生成物浓度不再变化,温度和体积一定时,容器内压强不再变化 条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化 温度和体积一定时,混合气体颜色不再变化 温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化 讨论:在上述的说法中能说明2NO2(g) N2O4(g) 达到平衡状态的是_。,解析:(1)对于反应前后气体分子总数不等的可逆反应,可从化学反应速率、化学键断裂、物质的量、物质的量浓度、转化率、颜色、温度、相对原子质量、压强、密度等来判断。 (2)对于反应前后气体分子总数相等的可逆反应,可从化学反应速率、化学键断裂、物质的量、物质的量浓度、转化率、颜色、温度等来判断。(此时相对分子质量、压强、密度不能
18、用来判断)。 答案:,6在一定温度、一定体积的密闭容器中,对于N2(g)3H2(g) 2NH3(g) 的反应,达到平衡的标志是_。 A生成氨的速率与NH3的分解速率相等 B断开一个NN键的同时有6个NH键生成 CN2、H2、NH3百分含量不再变化 D总压强不变 EN2、H2、NH3分子数之比为132的状态,FN2、H2、NH3的浓度相等 GN2、H2不再起反应 Hv(N2) v(H2) I混合气体的密度不变 J混合气体的平均式量不变,解析:判断一个可逆反应是否达到平衡状态,要从两个方面来考虑,v正v逆0,混合物各成分浓度不变。只要符合其一,则达平衡状态,B选项只知正反应速率,不知逆反应速率,无
19、法判断是否平衡,E、F也无法判断是否平衡,因分子数之比为132及浓度相等,不能说明各成分浓度不变。G选项违背了平衡的特征,H选项正反应速率、逆反应速率都满足这种关系,不能说明v正v逆。I选项气体总质量不变,若体积不变时密度始终不变,不能说明是否达到了平衡状态。A选项体现了v正v逆0,C、D、J体现了混合物各成分浓度不变。因此正确选项为A、C、D、J。 答案:ACDJ,【例3】 已知某产品工业合成的基本反应为A(g)B(g) 2C(g)。在某温度时,该反应的平衡常数是64。如果反应开始时,A(g)与B(g)的浓度都是0.050 molL1,计算A在此反应条件下的平衡转化率。 解析:已知A的起始浓
20、度欲求其平衡转化率,需要知道A的转化浓度,如果假设一个转化浓度x,则可以根据给定的化学方程式从A(g)与B(g)的起始浓度求出各物质的平衡浓度,然后根据题目给出的平衡常数列方程进行求解。,设A的转化浓度为x molL1,则: A(g)B(g)2C(g) 初始浓度/molL1 0.050 0.050 0 转化浓度/molL1 x x 2x 平衡浓度/molL1 0.050 x 0.050 x 2x K 64.求解方程,舍去不合理的x值,则x0.040. (A) 100%80%. 答案:80%,1化学平衡常数的应用 (1)化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。它能够表示出可逆反应进行的完全
21、程度。一个反应的K值越大,说明平衡时生成物的浓度越大,反应物的浓度越小,反应物转化率也越大。可以说,化学平衡常数是一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。,(2)可以利用平衡常数的值作标准,判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。如:对于可逆反应:mA(g)nB(g) pC(g) qD(g),在一定温度的任意时刻,反应物与生成物的浓度有如下关系: Qc ,Qc叫该反应的浓度商。 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。,7 一定温度下,在一个容积为1 L的密闭容器中,充入1 mol H2(g
22、)和1 mol I2(g),发生反应H2(g)I2(g) 2HI(g),经充分反应达到平衡后,生成 的HI(g)占气体体积的50%,在该温度下,在另一个容积为2 L的密闭容器中充入1 mol HI(g)发生反应HI(g) H2(g) I2(g),则下列判断正确的是(),A后一反应的平衡常数为1 B后一反应的平衡常数为0.5 C后一反应达到平衡时,H2的平衡浓度为0.25 molL1 D后一反应达到平衡时,HI(g)的平衡浓度为0.5 molL1 解析:同一个化学反应的化学平衡常数与方程式的书写方式有关。 答案:B,8在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)H2(g) CO(g)
23、H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表: 回答下列问题: (1)该反应的化学平衡常数表达式为K_。 (2)该反应为_反应(选填“吸热”、“放热”)。 (3)能判断该反应是否已达到化学平衡状态的依据是_。,a容器中压强不变 b混合气体中c(CO)不变 cv正(H2)v逆(H2O) dc(CO2)c(CO) (4)某温度下,平衡浓度符合下式: c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O),试判断此时的温度为_。 解析:根据化学平衡常数的定义和影响因素可以作出正确判断。 答案:(1)(2)吸热(3)bc(4)830,【例4】 (2008全国理综,13)在相同温度和压强下,对反应CO2(g
24、)H2(g)CO(g)H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验开始时放入容器内各组分的物质的量见下表:,物质,的量,实验,物质,上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是() A乙丁丙甲 B乙丁甲丙 C丁乙丙甲 D丁丙乙甲 解析:根据可逆反应的特征,甲和丙,乙和丁分别为相同的平衡状态,达到平衡后n(CO)相同;甲和乙相比较,乙中增加了CO2的物质的量,平衡正向移动,n(CO)增加,所以乙丁丙甲。 答案:A,1同一可逆反应,在相同条件下(如气体可逆反应在恒温、恒容或恒温、恒压时),初始加入的物质的量不同而达到平衡状态时,如果两个或多个平衡中各组分的百分含量对应相同,则这样的两个或多个平衡
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