人教版高中化学 第2章 化学反应与能量 第3节 化学反应的速率和限度（第2课时）化学反应的限度以及反应条件的控制课件 新人教必修2.ppt

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1、成才之路成才之路 化学化学路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 必修必修 2021/8/9 星期一1化学反应与能量化学反应与能量第二章第二章2021/8/9 星期一2第三节化学反应的速率和限度第三节化学反应的速率和限度第第2课时化学反应的限度以及反应条件的控制课时化学反应的限度以及反应条件的控制第二章第二章2021/8/9 星期一3新知识新知识预习探究预习探究2新思维新思维名师讲堂名师讲堂3新考题新考题随堂自测随堂自测4新视点新视点专家博客专家博客6新提升新提升达标作业达标作业5新情境新情境激趣入题激趣入题12021/8/9 星期一4新情境新情境激趣入题激趣入

2、题2021/8/9 星期一52021/8/9 星期一6炼炼制制1 t生生铁铁所所需需焦焦炭炭的的实实际际用用量量，远远高高于于按按照照化化学学方方程程式式计计算算所所需需的的量量，且且从从高高炉炉炉炉顶顶出出来来的的气气体体中中含含有有没没有有被被利利用用的的CO气气体体。开开始始，炼炼铁铁工工程程师师们们认认为为是是CO与与铁铁矿矿石石接接触触不不充充分分之之故故，于于是是设设法法增增加加高高炉炉的的高高度度。然然而而，令令人人吃吃惊惊的的是是，高高炉炉增增高高后后，高高炉炉尾尾气气中中的的CO的的比比例例竟竟然然没没有有改改变变。这这成成了了炼炼铁铁技术中的科学悬念。技术中的科学悬念。有有

3、关关人人士士一一直直在在研研究究其其中中的的原原因因，直直到到19世世纪纪下下半半叶叶，法法国国科科学学家家勒勒夏夏特特列列经经过过深深入入的的研研究究，这这一一谜谜底底才才得得以以揭揭开开。你你知道这是为什么吗？知道这是为什么吗？2021/8/9 星期一7新知识新知识预习探究预习探究2021/8/9 星期一8学习目标学习目标1认识可逆反应及其特征。认识可逆反应及其特征。2了了解解并并会会判判断断化化学学平平衡衡状状态态，初初步步了了解解化化学学反反应应条条件件的控制。的控制。新知预习新知预习1可逆反应可逆反应(1)定定义义：在在同同一一条条件件下下_和和_均均能能进行的化学反应。进行的化学反

4、应。正反应方向正反应方向 逆反应方向逆反应方向 2021/8/9 星期一9(2)特点特点在在_，正正向向反反应应(反反应应物物生生成成物物)和和逆逆向向反反应应(生成物生成物反应物反应物)_。(3)表示表示书书 写写 可可 逆逆 反反 应应 的的 化化 学学 方方 程程 式式 时时 不不 用用“=”而而 用用“_”。例如：例如：SO2和和O2反应的化学方程式为：反应的化学方程式为：_。同一条件下同一条件下 同时进行同时进行 2021/8/9 星期一102化学平衡状态化学平衡状态化学平衡化学平衡(1)化学平衡的建立化学平衡的建立反应开始时：反应开始时：v(正正)最大，最大，v(逆逆)为为_。反反

5、 应应 过过 程程 中中：反反 应应 物物 浓浓 度度 逐逐 渐渐 减减 少少 v(正正)逐逐 渐渐_，生生成成物物浓浓度度逐逐渐渐增增大大v(逆逆)从从_开开始始逐逐渐渐_。反反应应达达到到平平衡衡时时：v(正正)_v(逆逆)，反反应应物物和和生生成成物各组分浓度物各组分浓度_。(2)概念概念在在一一定定条条件件下下，当当一一个个_反反应应进进行行到到_和和_相等，反应物和生成物的浓度不再改变时的状态。相等，反应物和生成物的浓度不再改变时的状态。0 减小减小 0 增大增大 不再改变不再改变 可逆可逆 正反应速率正反应速率 逆反应速率逆反应速率 2021/8/9 星期一113控制化学反应条件的

6、意义控制化学反应条件的意义通通过过化化学学反反应应条条件件的的控控制制，改改变变化化学学反反应应_和和化化学学反反应应的的_，促促进进对对人人类类有有利利的的化化学学反反应应，抑抑制制有有害害的的化化学反应。学反应。4“提高煤的燃烧效率提高煤的燃烧效率”的研究的研究(1)燃料燃烧的条件燃料燃烧的条件燃料与燃料与_或氧气接触；或氧气接触；温度达到燃料的温度达到燃料的_。速率速率 限度限度 空气空气 着火点着火点 2021/8/9 星期一12(2)影响煤燃烧效率的条件影响煤燃烧效率的条件煤的状态；煤的状态；空气用量；空气用量；炉炉(灶灶)膛材料的选择；膛材料的选择；燃烧后烟道废气中热量的利用。燃烧

7、后烟道废气中热量的利用。(3)提高燃料燃烧效率的措施提高燃料燃烧效率的措施尽尽可可能能使使燃燃料料_，提提高高能能量量的的转转化化率率。关关键键是是燃燃料与空气或氧气尽可能料与空气或氧气尽可能_，且空气要，且空气要_。尽尽可可能能充充分分地地利利用用燃燃料料燃燃烧烧所所释释放放出出的的热热量量，提提高高_。充分燃烧充分燃烧 充分接触充分接触 适当过量适当过量 热能的利用率热能的利用率 2021/8/9 星期一13自主探究自主探究1判断一个可逆反应达到平衡状态的标志是什么？判断一个可逆反应达到平衡状态的标志是什么？提提示示：正正、逆逆反反应应速速率率相相等等；反反应应物物和和生生成成物物的的浓浓

8、度度不不再再发生变化发生变化(或各物质的百分含量不再发生变化或各物质的百分含量不再发生变化)。2何何为为化化学学平平衡衡移移动动？哪哪些些外外界界条条件件的的改改变变对对化化学学平平衡衡移动有影响？移动有影响？提提示示：当当外外界界条条件件改改变变时时原原来来的的化化学学平平衡衡被被破破坏坏，在在新新的的条条件件下下建建立立起起新新的的化化学学平平衡衡，即即发发生生化化学学平平衡衡的的移移动动。影影响响化化学学平平衡衡移移动动的的因因素素主主要要有有温温度度、浓浓度度、压压强强等等。催催化化剂剂不不影影响响平衡移动。平衡移动。2021/8/9 星期一14新思维新思维名师讲堂名师讲堂2021/8

9、/9 星期一15化学反应的限度化学反应的限度2021/8/9 星期一162021/8/9 星期一17(3)特点特点正反应、逆反应同时进行。正反应、逆反应同时进行。正反应、逆反应发生的条件相同。正反应、逆反应发生的条件相同。正反应或逆反应不可能进行到底。正反应或逆反应不可能进行到底。正反应、逆反应方向的热效应相反。正反应、逆反应方向的热效应相反。2021/8/9 星期一182化学平衡化学平衡化学反应的限度化学反应的限度(1)化学平衡状态的建立化学平衡状态的建立2021/8/9 星期一19将将某某反反应应的的反反应应物物装装入入密密闭闭容容器器，反反应应中中正正、逆逆反反应应速速率率变化情况如图所

10、示：变化情况如图所示：2021/8/9 星期一20(2)化学平衡状态化学平衡状态如如果果外外界界条条件件不不发发生生变变化化，当当化化学学反反应应进进行行到到一一定定程程度度时时，正正反反应应速速率率与与逆逆反反应应速速率率相相等等，反反应应物物的的浓浓度度与与生生成成物物的的浓浓度度不不再再改改变变，达达到到一一种种表表面面静静止止的的状状态态，我我们们称称为为“化化学学平平衡衡状状态态”，简称化学平衡。，简称化学平衡。2021/8/9 星期一212021/8/9 星期一22如何理解如何理解“反应物和生成物的浓度不再改变？反应物和生成物的浓度不再改变？”反反应应物物的的浓浓度度和和生生成成物

11、物的的浓浓度度不不再再改改变变，即即反反应应物物和和生生成成物物中中各各物物质质的的浓浓度度保保持持一一定定，各各物物质质的的质质量量保保持持一一定定，各各物物质质的物质的量保持一定，各物质的质量分数也保持一定。的物质的量保持一定，各物质的质量分数也保持一定。2021/8/9 星期一23(3)化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征“五字诀五字诀”化学平衡状态的特征概括为：逆、等、动、定、变，即：化学平衡状态的特征概括为：逆、等、动、定、变，即：2021/8/9 星期一24温温馨馨提提示示：化化学学反反应应的的限限度度(或或化化学学平平衡衡状状态态)研研究究对对象象为为可可逆逆反反应应，且且要要求

12、求在在一一定定条条件件下下。如如恒恒温温恒恒容容或或恒恒温温恒恒压压。化化学学反反应应限限度度的的本本质质：v(正正)v(逆逆)0，可可理理解解为为同同一一物物质质的的生生成成速速率率等等于于其其消消耗耗速速率率，如如果果不不是是同同一一物物质质的的速速率率，应应依依据据化化学学计计量量数数转转化化为为同同一一物物质质速速率率。化化学学反反应应限限度度的的宏宏观观特特征征：反反应应物物和和生生成成物物的的浓浓度度不不再再变变化化。应应理理解解为为：物物质质的的量量浓浓度度一一定定；组组成成成成分分的的百百分分含含量量一一定定；反反应应体体系系的的压压强强一一定定(反反应应前前后后气气体体体体积

13、积相相等等的的除除外外)；混混合合气气体体的的平平均均相相对对分分子子质质量量一一定定等等。不不能能理理解解为为各各组组成成成成分分的的含含量量或或浓浓度度相相等等，通通常常情情况况下平衡时各组成成分的含量或浓度是不相等的。下平衡时各组成成分的含量或浓度是不相等的。2021/8/9 星期一25(4)化学平衡状态的判断依据化学平衡状态的判断依据直接判定依据：直接判定依据：v(正正)v(逆逆)，具体含义：，具体含义：A同一物质：生成速率等于消耗速率。同一物质：生成速率等于消耗速率。B不不同同的的物物质质：化化学学反反应应速速率率之之比比等等于于方方程程式式中中的的化化学学计量数之比，但必须是不同方

14、向的速率。计量数之比，但必须是不同方向的速率。间接判定依据：各组分的浓度保持不变，具体：间接判定依据：各组分的浓度保持不变，具体：A各各组组成成成成分分的的质质量量、物物质质的的量量、分分子子数数、物物质质的的量量浓浓度保持不变。度保持不变。B各各组组成成成成分分的的质质量量分分数数、物物质质的的量量分分数数、气气体体的的体体积积分数保持不变。分数保持不变。2021/8/9 星期一26温温馨馨提提示示：平平衡衡时时各各组组分分的的浓浓度度保保持持不不变变，不不是是浓浓度度相相等等，也也不不是是等等于于化化学学计计量量数数之之比比，换换言言之之，若若反反应应一一段段时时间间后后，各各组组分分的的

15、浓浓度度相相等等或或正正好好等等于于化化学学计计量量数数之之比比，则则反反应应不不一一定定达达到平衡状态。到平衡状态。2021/8/9 星期一27典例透析典例透析2021/8/9 星期一28【解解析析】A由由于于反反应应是是恒恒容容的的条条件件，反反应应前前后后质质量量守守恒恒，体体积积不不变变，故故气气体体密密度度也也不不变变，因因此此A不不能能作作为为达达到到平平衡衡的的标标志志，A错错误误；B.反反应应物物和和产产物物的的浓浓度度成成比比例例不不能能说说明明化化学学反反应应达达到到平平衡衡，故故B错错误误；C.处处于于可可逆逆方方程程式式同同一一侧侧的的不不同同种种物物质质，一一种种物物

16、质质生生成成同同时时另另一一种种物物质质消消耗耗，且且两两者者的的速速率率之之比比等等于于计计量量数数之之比比，故故C正正确确；D.X和和Z反反应应方方向向相相同同，不不能能作作为为化学平衡的判断依据，故化学平衡的判断依据，故D错误，此题选错误，此题选C。【答案】【答案】C2021/8/9 星期一29(2015江江西西省省赣赣州州市市十十二二县县高高一一第第二二学学期期期期中中)在在一一定定温温度度下下体体积积不不变变的的密密闭闭容容器器中中，可可逆逆反反应应A(g)3B(g)2C(g)2D(s)达到平衡，下列描述一定正确的是达到平衡，下列描述一定正确的是()C的的生生成成速速率率与与C的的分

17、分解解速速率率相相等等单单位位时时间间内内生生成成a mol A，同同时时生生成成3a mol BA、B、C的的浓浓度度不不再再变变化化反反应应物物的的转转化化率率不不再再变变化化混混合合气气体体的的压压强强不不再再变变化化混混合合气气体体的的物物质质的的量量不不再再变变化化单单位位时时间间内内消消耗耗a mol A，同同时时生成生成3a mol BA、B、C、D的分子数之比为的分子数之比为1 3 2 2A BCD2021/8/9 星期一30【解解析析】当当达达到到化化学学平平衡衡状状态态时时，物物质质的的反反应应速速率率与与生生成成速速率率相相等等；此此时时各各成成分分的的浓浓度度不不再再变

18、变化化；反反应应物物的的转转化化率率为为一一定定值值；当当反反应应前前后后气气体体系系数数和和不不相相等等时时，混混合合气气体体的的总总物物质质的量不再变化且混合气体的压强不再变化。的量不再变化且混合气体的压强不再变化。【答案】【答案】B2021/8/9 星期一31教材点拨教材点拨1控制化学反应条件的目的控制化学反应条件的目的化化学学反反应应有有的的快快、有有的的慢慢，有有的的进进行行程程度度大大、有有的的进进行行程程度度小小，有有的的对对我我们们有有利利，有有的的对对我我们们不不利利。控控制制反反应应条条件件，促促进进有有利利的的化化学学反反应应(提提高高反反应应物物的的转转化化率率即即原原

19、料料的的利利用用率率，加加快快反反应应速速率率等等)，抑抑制制有有害害的的化化学学反反应应(减减缓缓反反应应速速率率，减减少少甚甚至至消消除除有有害害物物质质的的产产生生，控控制制副副反反应应的的发发生生等等)，使使化化学学反反应应向着对我们有利的方向转化。向着对我们有利的方向转化。化学反应条件的控制化学反应条件的控制2021/8/9 星期一322控制化学反应条件的基本措施控制化学反应条件的基本措施(1)通通过过改改变变反反应应物物的的温温度度、溶溶液液浓浓度度、气气体体压压强强(或或浓浓度度)、固体表面积以及催化剂的使用等，改变化学反应的速率。、固体表面积以及催化剂的使用等，改变化学反应的速

20、率。(2)通通过过改改变变可可逆逆反反应应体体系系的的温温度度、溶溶液液浓浓度度、气气体体压压强强(或浓度或浓度)等，改变可逆反应进行的限度。等，改变可逆反应进行的限度。2021/8/9 星期一333以以“提提高高煤煤的的燃燃烧烧效效率率”为为例例，分分析析化化学学反反应应条条件件该该如何选择。如何选择。问题与思考问题与思考分析与结论分析与结论煤的状态与煤燃烧的速煤的状态与煤燃烧的速率有何关系？与煤的充率有何关系？与煤的充分燃烧有何关系？分燃烧有何关系？煤被研得越细，粉末越小，与空煤被研得越细，粉末越小，与空气中气中O2的接触面积越大，燃烧越的接触面积越大，燃烧越充分，燃烧的反应速率越快充分，

21、燃烧的反应速率越快空气用量对煤的充分燃空气用量对煤的充分燃烧有什么影响？原因是烧有什么影响？原因是什么？什么？若空气充足，煤燃烧生成若空气充足，煤燃烧生成CO2越充分，放热越多；越充分，放热越多；若空气不若空气不足，则煤燃烧部分生成足，则煤燃烧部分生成CO，CO排放到空气中造成污染，且生成排放到空气中造成污染，且生成CO时，放出的热量会减少时，放出的热量会减少2021/8/9 星期一34问题与思考问题与思考分析与结论分析与结论应选择什么样的应选择什么样的炉炉(灶灶)膛材料？膛材料？理由是什么？理由是什么？应选择保温隔热且耐热的炉膛材料；应选择保温隔热且耐热的炉膛材料；尽管煤燃烧是放热反应，但反

22、应过程中煤尽管煤燃烧是放热反应，但反应过程中煤燃烧需提供部分能量才能继续，利用煤燃燃烧需提供部分能量才能继续，利用煤燃烧放出的部分热量就可维持反应的继续进烧放出的部分热量就可维持反应的继续进行，选择保温隔热材料的目的，正是为了行，选择保温隔热材料的目的，正是为了防止热量散失防止热量散失如何充分利用煤如何充分利用煤燃烧后烟道废气燃烧后烟道废气中的热量？中的热量？可将燃烧后的废气通过交换装置，供其他可将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用方面使用2021/8/9 星期一35(2015经经典典习习题题选选萃萃)(双双选选)我我国锅炉燃煤采用沸腾炉逐渐增多，采用沸腾炉好处在于国锅炉燃煤采用沸腾炉逐

23、渐增多，采用沸腾炉好处在于()A增大煤炭燃烧时的燃烧热，并形成清洁能源增大煤炭燃烧时的燃烧热，并形成清洁能源B减少炉中杂质气体减少炉中杂质气体(如如SO2等等)的形成的形成C提高煤炭的热效率并减少提高煤炭的热效率并减少CO的排放的排放D使得燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率使得燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率 典例透析典例透析2021/8/9 星期一36【解解析析】由由于于大大块块的的固固体体燃燃料料与与空空气气接接触触有有限限，燃燃烧烧不不够够充充分分和和完完全全，使使燃燃料料燃燃烧烧产产生生的的热热量量减减少少，浪浪费费资资源源，还还会会产产生生大大量量的的CO等等气气体体，危危害害人人

24、体体健健康康。采采用用沸沸腾腾炉炉是是将将固固体体燃燃料料粉粉碎碎，增增大大燃燃料料与与空空气气的的接接触触面面积积，提提高高燃燃烧烧效效率率，同同时时，又又能能防防止止煤煤炭炭不不充充分分燃燃烧烧产产生生的的CO污污染染大大气气。但但由由于于煤煤炭炭没没有经过去硫处理，所以，不能减少有经过去硫处理，所以，不能减少SO2气体的产生。气体的产生。【答案】【答案】CD2021/8/9 星期一37下下列列措措施施，能能使使煤煤炭炭燃燃烧烧更更充充分分，提提高高热热能能利利用用率率的的是是()A多加煤以使炉火更旺多加煤以使炉火更旺B把煤炭做成大煤球把煤炭做成大煤球C把煤中掺和一些黄泥做成蜂窝煤把煤中掺

25、和一些黄泥做成蜂窝煤D把煤粉碎，在煤粉燃烧器中燃烧把煤粉碎，在煤粉燃烧器中燃烧【解解析析】A项项中中只只会会增增加加煤煤的的用用量量，不不会会使使煤煤炭炭燃燃烧烧充充分分，也也不不能能提提高高热热能能的的利利用用率率；B、C项项无无论论从从煤煤的的粉粉碎碎程程度度，还是空气用量上都比不上还是空气用量上都比不上D项。项。【答案】【答案】D2021/8/9 星期一38新考题新考题随堂自测随堂自测2021/8/9 星期一392021/8/9 星期一40【解解析析】在在同同一一条条件件下下，正正反反应应方方向向和和逆逆反反应应方方向向均均能能进进行行的的化化学学反反应应称称为为可可逆逆反反应应，因因此

26、此选选项项BCD中中的的反反应应均均是是可可逆逆反反应应。由由于于充充电电和和放放电电的的条条件件不不同同，因因此此该该反反应应不不是是可可逆逆反反应，答案选应，答案选A。【答案】【答案】A2021/8/9 星期一412(2015湖湖北北省省武武汉汉市市部部分分重重点点中中学学高高一一下下学学期期期期中中)下面关于化学反应的限度的叙述中，正确的是下面关于化学反应的限度的叙述中，正确的是()A化学反应的限度都相同化学反应的限度都相同B可以通过改变温度控制化学反应的限度可以通过改变温度控制化学反应的限度C可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度D反应

27、限度是无法改变的反应限度是无法改变的【解解析析】不不同同反反应应的的限限度度不不同同，A错错；通通过过改改变变温温度度可可以以让让反反应应发发生生移移动动，从从而而控控制制化化学学反反应应的的限限度度，B对对；化化学学反反应应限限度度是是反反应应进进行行到到的的最最大大程程度度，与与时时间间无无关关，C错错；改改变变某某些条件时化学反应的限度可以改变，些条件时化学反应的限度可以改变，D错。错。【答案】【答案】B2021/8/9 星期一422021/8/9 星期一43【解解析析】A反反应应一一开开始始就就有有正正反反应应方方向向和和逆逆反反应应方方向向两两个个方方向向进进行行，错错误误，不不选选

28、A；B.t1t2，X2的的物物质质的的量量越越来来越越少少，错错误误，不不选选B；C.t2t3，反反应应达达平平衡衡，反反应应仍仍在在进进行行，不不选选C；D.t2t3，反反应应达达平平衡衡，各各物物质质的的浓浓度度不不再再发发生生变变化化，正正确，选确，选D。【答案】【答案】D2021/8/9 星期一442021/8/9 星期一45【答案】【答案】D2021/8/9 星期一462021/8/9 星期一47【解解析析】v正正(NH3)3v逆逆(H2)不不能能说说明明反反应应达达到到平平衡衡状状态态，选选项项A不不正正确确；1个个NN键键断断裂裂的的同同时时有有6个个NH键键断断裂裂，说说明明了

29、了正正反反应应速速率率等等于于逆逆反反应应速速率率，反反应应达达到到平平衡衡状状态态，选选项项B正正确确；反反应应体体系系如如果果是是在在恒恒压压条条件件下下进进行行，压压强强不不再再变变化化无无法法判判断断反反应应是是否否达达到到平平衡衡状状态态，选选项项C不不正正确确；根根据据质质量量守守恒恒定定律律，混混合合气气体体质质量量始始终终不不变变，无无法法判判断断反反应应是是否否达达到到平平衡衡状状态态，选选项项D不正确。不正确。【答案】【答案】B2021/8/9 星期一48新提升新提升达标作业达标作业2021/8/9 星期一49新视点新视点专家博客专家博客2021/8/9 星期一50怎怎样样

30、探探究究温温度度如如何何影影响响二二氧氧化化氮氮和和四四氧氧化化二二氮氮的的化化学学平平衡衡？温温馨馨提提示示：本本题题实实质质上上是是考考查查温温度度对对化化学学平平衡衡的的影影响响，请请将将反反应应的的特特点点和和平平衡衡的的移移动动联联系系起起来来。因因此此在在考考虑虑问问题题时时要要找找出它们的联系。出它们的联系。条条件件改改变变平平衡衡移移动动移移动动结结果果移移动动方方向向条条件件与与反反应应特点关系。特点关系。化化学学平平衡衡状状态态是是在在一一定定条条件件下下建建立立的的，当当条条件件改改变变时时，化化学平衡状态会改变。学平衡状态会改变。2021/8/9 星期一51【答答案案】

31、该该反反应应是是可可逆逆反反应应，且且正正反反应应是是放放热热反反应应。在在实实验验过过程程中中，观观察察到到浸浸入入冰冰水水中中的的烧烧瓶瓶里里的的气气体体的的混混合合物物颜颜色色变变浅浅，说说明明二二氧氧化化氮氮浓浓度度减减小小，四四氧氧化化二二氮氮浓浓度度增增加加，原原平平衡衡状状态态被被破破坏坏，平平衡衡向向正正反反应应方方向向移移动动，即即向向放放热热反反应应方方向向移移动动；而而浸浸入入热热水水中中的的烧烧瓶瓶中中气气体体混混合合物物颜颜色色变变深深，说说明明二二氧氧化化氮氮浓浓度度增增加加，四四氧氧化化二二氮氮浓浓度度减减小小，同同样样破破坏坏了了原原平平衡衡状状态态，说说明明平平衡衡向向逆逆反反应应方方向向移移动动。可可见见，当当条条件件改改变变时时，原原来来的的化化学学平平衡衡将将被被破破坏坏，并并在在新新的的条条件件下下建建立立新新的的平平衡衡，即即发发生生了了化化学学平平衡移动。衡移动。2021/8/9 星期一52