小學(xué)實(shí)驗(yàn)教案
發(fā)表時(shí)間:2020-10-09實(shí)驗(yàn) 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡。
[教學(xué)目標(biāo)]
1.知識(shí)目標(biāo)
(1)鞏固濃度、溫度和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響等基本知識(shí),加深濃度、溫度對(duì)化學(xué)平衡影響等基礎(chǔ)知識(shí)的理解。
(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn),體會(huì)用定量方法研究化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡規(guī)律基本程序,掌握相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范。
(3)掌握“Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S+H2O、FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl”等反應(yīng),體會(huì)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究某個(gè)化學(xué)反應(yīng)的一般程序。
2.能力和方法目標(biāo)
(1)定量實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)采集、記錄和處理方法。
(2)通過(guò)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推測(cè)理論規(guī)律,提高推理分析能力。
3.情感和價(jià)值觀目標(biāo)
本實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象生動(dòng)有趣、實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便、推理和分析過(guò)程引人入勝,所以可以通過(guò)本實(shí)驗(yàn)來(lái)提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,引發(fā)學(xué)生探究規(guī)律、研究自然現(xiàn)象的樂(lè)趣。
[實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)]
本學(xué)生實(shí)驗(yàn)共包含濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響、溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響等5個(gè)內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中既有定性研究要求、又有定量研究要求,要求學(xué)生用定性和定量?jī)煞矫娴木C合思維來(lái)分析和研究。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)要求帶著研究的觀點(diǎn)、在探究的層面上去思考。本實(shí)驗(yàn)的各個(gè)內(nèi)容中所涉及的實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等列表如下:
實(shí)驗(yàn)
內(nèi)容
應(yīng)鞏固的知識(shí)
涉及的實(shí)驗(yàn)技能
注意事項(xiàng)
濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
硫代硫酸鈉跟稀硫酸溶液的反應(yīng)原理、單質(zhì)硫的顏色、溶解性等。
(1)量筒、燒杯的使用
(2)溶液濃度的估算
記錄時(shí)間這一步中,要注意三支試管中溶液達(dá)到同樣的混濁度,以免造成誤差。
溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
同上
(1)水浴加熱
(2)溫度計(jì)使用、溫度的測(cè)量
注意在燒杯底部放一白紙作背景,以便觀察。
催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度的影響
過(guò)氧化氫分解;
氧氣的檢驗(yàn)。
(1)粉末狀固狀加入試管中
(2)液體傾倒入試管中
注意伸入帶火星木條的時(shí)間,不要太早、也不要太遲。
注意不要加入太多的二氧化錳或過(guò)氧化氫。
溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響
二氧化氮跟四氧化二氮的相互轉(zhuǎn)化;溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響。
膠頭滴管的使用;
配制原混合溶液時(shí),氯化鐵、硫氰化鉀的濃度宜低一點(diǎn),后加的氯化鐵、硫氰化鉀溶液的濃度宜大點(diǎn)。
濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響
鐵離子跟硫氰根離子反應(yīng);濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響。
注意對(duì)比。
教師在學(xué)生做實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)把以上各要點(diǎn)向?qū)W生交待清楚。使學(xué)生有所準(zhǔn)備。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程要求學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,最后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。擴(kuò)展閱讀
高二化學(xué)知識(shí)點(diǎn)整理:化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡
高二化學(xué)知識(shí)點(diǎn)整理:化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡
化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡是中學(xué)化學(xué)重要的理論內(nèi)容之一,是高考的必考內(nèi)容。在復(fù)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí),要掌握有關(guān)概念和規(guī)律、化學(xué)反應(yīng)速率及其影響條件、化學(xué)平衡狀態(tài)的概念及其影響平衡的條件,另外還要注意一些特殊情況的把握。
一、化學(xué)反應(yīng)速率
課標(biāo)要求
1、掌握化學(xué)反應(yīng)速率的含義及其計(jì)算
2、了解測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)方法
要點(diǎn)精講
1、化學(xué)反應(yīng)速率
(1)化學(xué)反應(yīng)速率的概念
化學(xué)反應(yīng)速率是用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度的物理量。
(2)化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法
對(duì)于反應(yīng)體系體積不變的化學(xué)反應(yīng),通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量濃度的變化值表示。
某一物質(zhì)A的化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)式為:第二章1
式中——某物質(zhì)A的濃度變化,常用單位為mol·L-1。
——某段時(shí)間間隔,常用單位為s,min,h。
υ——物質(zhì)A的反應(yīng)速率,常用單位是mol·L-1·s-1,mol·L-1·s-1等。
(3)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算規(guī)律
①同一反應(yīng)中不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率間的關(guān)系
同一時(shí)間內(nèi),用不同的物質(zhì)表示的同一反應(yīng)的反應(yīng)速率數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
②化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算規(guī)律
同一化學(xué)反應(yīng),用不同物質(zhì)的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于反應(yīng)方程式中相應(yīng)的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,這是有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算或換算的依據(jù)。
(4)化學(xué)反應(yīng)速率的特點(diǎn)
①反應(yīng)速率不取負(fù)值,用任何一種物質(zhì)的變化來(lái)表示反應(yīng)速率都不取負(fù)值。
②同一化學(xué)反應(yīng)選用不同物質(zhì)表示反應(yīng)速率時(shí),可能有不同的速率數(shù)值,但速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
③化學(xué)反應(yīng)速率是指時(shí)間內(nèi)的“平均”反應(yīng)速率。
小貼士:①化學(xué)反應(yīng)速率通常指的是某物質(zhì)在某一段時(shí)間內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的平均速率,而不是在某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率。
②由于在反應(yīng)中純固體和純液體的濃度是恒定不變的,因此對(duì)于有純液體或純固體參加的反應(yīng)一般不用純液體或純固體來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率。其化學(xué)反應(yīng)速率與其表面積大小有關(guān),而與其物質(zhì)的量的多少無(wú)關(guān)。通常是通過(guò)增大該物質(zhì)的表
面積(如粉碎成細(xì)小顆粒、充分?jǐn)嚢?、振蕩等)?lái)加快反應(yīng)速率。
③對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng),在相同的反應(yīng)時(shí)間內(nèi),用不同的物質(zhì)來(lái)表示其反應(yīng)速率,其數(shù)值可能不同,但這些不同的數(shù)值表示的都是同一個(gè)反應(yīng)的速率。因此,表示化學(xué)反應(yīng)的速率時(shí),必須指明是用反應(yīng)體系中的哪種物質(zhì)做標(biāo)準(zhǔn)。
2、化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)量
(1)基本思路
化學(xué)反應(yīng)速率是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)中發(fā)生變化的是體系中的化學(xué)物質(zhì)(包括反應(yīng)物和生成物),所以與其中任何一種化學(xué)物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)相關(guān)的性質(zhì)在測(cè)量反應(yīng)速率時(shí)都可以加以利用。
(2)測(cè)定方法
①直接可觀察的性質(zhì),如釋放出氣體的體積和體系的壓強(qiáng)。
②依靠科學(xué)儀器才能測(cè)量的性質(zhì),如顏色的深淺、光的吸收、光的發(fā)射、導(dǎo)電能力等。
③在溶液中,當(dāng)反應(yīng)物或產(chǎn)物本身有比較明顯的顏色時(shí),常常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來(lái)跟蹤反應(yīng)的過(guò)程和測(cè)量反應(yīng)速率。
本節(jié)知識(shí)樹(shù)
準(zhǔn)確表達(dá)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢,就必須建立一套方法:確定起點(diǎn),確定反應(yīng)時(shí)間的單位,找到易于測(cè)量的某種量或性質(zhì)的變化。
第二章2
二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
課標(biāo)要求
1、了解影響反應(yīng)速率的主要因素
2、掌握外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律
要點(diǎn)精講
1、發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的前提——有效碰撞理論
(1)有效碰撞:能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞。
化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物分子之間必須發(fā)生碰撞。
反應(yīng)物分子之間的碰撞只有少數(shù)碰撞能導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生,多數(shù)碰撞并不能導(dǎo)致反應(yīng)的發(fā)生,是無(wú)效碰撞。碰撞的頻率越高,則化學(xué)反應(yīng)速率就越大。
(2)活化能和活化分子
①活化分子:在化學(xué)反應(yīng)中,能量較高,有可能發(fā)生有效碰撞的分子。
活化分子之間之所以能夠發(fā)生有效碰撞,是由于它們的能量高,發(fā)生碰撞時(shí),能夠克服相撞分子之間的排斥力,破壞分子內(nèi)部原子之間的“結(jié)合力”,從而導(dǎo)致反應(yīng)物分子破壞,重新組合成生成物分子,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
②活化能:活化分子所多出的那部分能量(或普通分子轉(zhuǎn)化成活化分子所需的最低能量)。
③活化能與化學(xué)反應(yīng)速率:活化分子數(shù)目的多少?zèng)Q定了有效碰撞發(fā)生的次數(shù)。在分子數(shù)確定時(shí),活化分子百分?jǐn)?shù)增大,有效碰撞的次數(shù)增多,反應(yīng)速率加快。
2、決定化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)部因素
不同的化學(xué)反應(yīng)具有不同的反應(yīng)速率,影響反應(yīng)速率的主要因素是內(nèi)因,即參加反應(yīng)的物質(zhì)本身的性質(zhì)。
內(nèi)因:參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)和反應(yīng)的歷程,是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素。
3、影響化學(xué)反應(yīng)速率的外部因素
當(dāng)物質(zhì)確定時(shí)(即內(nèi)因固定),在同一反應(yīng)中,影響反應(yīng)速率的因素是外因,即外界條件,主要有溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑等。
(1)濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
①規(guī)律:其他條件不變時(shí),增大反應(yīng)物的濃度,可以加快反應(yīng)速率;減小反應(yīng)物的濃度,可以減慢化學(xué)反應(yīng)的速率。
②理論解釋:在其他條件不變時(shí),對(duì)某一反應(yīng)來(lái)說(shuō),活化分子百分?jǐn)?shù)是一定的,即單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)與反應(yīng)物的濃度成正比。
(2)壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響
①影響對(duì)象:壓強(qiáng)只影響有氣體參與的反應(yīng)的反應(yīng)速率對(duì)于沒(méi)有氣體參與的反應(yīng),壓強(qiáng)對(duì)它的反應(yīng)速率沒(méi)有任何影響。
注:壓強(qiáng)影響,只適用于討論有氣體參加的反應(yīng),當(dāng)然并不一定參加反應(yīng)的物質(zhì)全部是氣體,只要有氣體參與,壓強(qiáng)即會(huì)影響反應(yīng)的反應(yīng)速率。
②規(guī)律:對(duì)于有氣體參加的反應(yīng),若其他條件不變,增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快;減小壓強(qiáng),反應(yīng)速率減慢。
③理論解釋:對(duì)氣體來(lái)說(shuō),若其他條件不變,增大壓強(qiáng),是增大了濃度單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多有效碰撞次數(shù)增多化學(xué)反應(yīng)速率增大。因此,增大壓強(qiáng),可以增大化學(xué)反應(yīng)速率。
(3)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響
①規(guī)律:其他條件不變時(shí),升高溫度,可以增大反應(yīng)速率,降低溫度,可以減慢反應(yīng)速率。
②理論解釋:溫度是分子平均動(dòng)能的反映,溫度升高,使得整個(gè)體系中分子的能量升高,分子運(yùn)動(dòng)速率加快。
(4)催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響
①規(guī)律:催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)的速率。在不加說(shuō)明時(shí),催化劑一般指使反應(yīng)速率加快的正催化劑。
②催化劑影響化學(xué)反應(yīng)速率的原因:在其他條件不變時(shí),使用催化劑可以大大降低反應(yīng)所需要的能量,會(huì)使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子,大大增加活化分子百分?jǐn)?shù),因而使反應(yīng)速率加快。同一催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)的速率。
本節(jié)知識(shí)樹(shù)
反應(yīng)物的性質(zhì)是影響反應(yīng)速率的內(nèi)在因素。外界因素對(duì)反應(yīng)速率的影響用有效碰撞理論解釋。
第二章3
三、化學(xué)平衡
課標(biāo)要求
(1)了解化學(xué)平衡狀態(tài)的建立,理解化學(xué)平衡的特點(diǎn)
(2)外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)等)對(duì)化學(xué)平衡的影響
要點(diǎn)精講
1、化學(xué)平衡狀態(tài)
(1)溶解平衡狀態(tài)的建立:當(dāng)溶液中固體溶質(zhì)溶解和溶液中溶質(zhì)分子聚集到固體表面的結(jié)晶過(guò)程的速率相等時(shí),飽和溶液的濃度和固體溶質(zhì)的質(zhì)量都保持不變,達(dá)到溶解平衡。溶解平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。
小貼士::①固體溶解過(guò)程中,固體的溶解和溶質(zhì)分子回到固體溶質(zhì)表面這兩個(gè)過(guò)程一直存在,只不過(guò)二者速率不同,在宏觀上表現(xiàn)為固體溶質(zhì)的減少。當(dāng)固體全部溶解后仍未達(dá)到飽和時(shí),這兩個(gè)過(guò)程都不存在了。
②當(dāng)溶液達(dá)到飽和后,溶液中的固體溶解和溶液中的溶質(zhì)回到固體表面的結(jié)晶過(guò)程一直在進(jìn)行,并且兩個(gè)過(guò)程的速率相等,宏觀上飽和溶液的濃度和固體溶質(zhì)的質(zhì)量都保持不變,達(dá)到溶解平衡狀態(tài)。
(2)可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)
①可逆反應(yīng):在同一條件下,同時(shí)向正、反兩個(gè)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。
前提:反應(yīng)物和產(chǎn)物必須同時(shí)存在于同一反應(yīng)體系中,而且在相同條件下,正、逆反應(yīng)都能自動(dòng)進(jìn)行。
②不可逆反應(yīng):在一定條件下,幾乎只能向一定方向(向生成物方向)進(jìn)行的反應(yīng)。
(3)化學(xué)平衡狀態(tài)的概念:化學(xué)平衡狀態(tài)指的是在一定條件下的可逆反應(yīng)里,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。
理解化學(xué)平衡狀態(tài)應(yīng)注意以下三點(diǎn):
①前提是“一定條件下的可逆反應(yīng)”,“一定條件”通常是指一定的溫度和壓強(qiáng)。
②實(shí)質(zhì)是“正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等”,由于速率受外界條件的影響,所以速率相等基于外界條件不變。
③標(biāo)志是“反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變”。濃度沒(méi)有變化,并不是各種物質(zhì)的濃度相同。對(duì)于一種物質(zhì)來(lái)說(shuō),由于單位時(shí)間內(nèi)的生成量與消耗量相等,就表現(xiàn)出物質(zhì)的多少
不再隨時(shí)間的改變而改變。
2、化學(xué)平衡移動(dòng)
可逆反應(yīng)的平衡狀態(tài)是在一定外界條件下(濃度、溫度、壓強(qiáng))建立起來(lái)的,當(dāng)外界條件發(fā)生變化時(shí),就會(huì)影響到化學(xué)反應(yīng)速率,當(dāng)正反應(yīng)速率不再等于逆反應(yīng)速率時(shí),原平衡狀態(tài)被破壞,并在新條件下建立起新的平衡。此過(guò)程可表示為:
第二章4
(1)化學(xué)平衡移動(dòng):可逆反應(yīng)中舊化學(xué)平衡的破壞、新化學(xué)平衡的建立過(guò)程。
(2)化學(xué)平衡移動(dòng)的原因:反應(yīng)條件的改變,使正、逆反。應(yīng)速率發(fā)生變化,并且正、逆反應(yīng)速率的改變程度不同,導(dǎo)致正、逆反應(yīng)速率不相等,平衡受到破壞,平衡混合物中各組分的含量發(fā)生相應(yīng)的變化。
①若外界條件改變,引起υ正ν逆時(shí),正反應(yīng)占優(yōu)勢(shì),化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),各組分的含量發(fā)生變化;
②若外界條件改變,引起υ正ν逆時(shí),逆反應(yīng)占優(yōu)勢(shì),化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),各組分的含量發(fā)生變化;
③若外界條件改變,引起υ正和ν逆都發(fā)生變化,如果υ正和ν逆仍保持相等,化學(xué)平衡就沒(méi)有發(fā)生移動(dòng),各組分的含量從保持一定到條件改變時(shí)含量沒(méi)有變化。
(3)濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響
在其他條件不變的情況下:
增大反應(yīng)物的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),使反應(yīng)物的濃度降低;
減小產(chǎn)物的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),使產(chǎn)物的濃度增大;
增大產(chǎn)物的濃度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),使產(chǎn)物的濃度降低;
減小反應(yīng)物的濃度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),使反應(yīng)物的濃度增大。
(4)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響
在其他條件不變的情況下,對(duì)于有氣體參加或者生成的反應(yīng),增大壓強(qiáng),會(huì)使氣體的濃度增大相同的倍數(shù),正、逆反應(yīng)速率都增加,化學(xué)平衡向著氣體體積縮小的反應(yīng)方向移動(dòng);
減小壓強(qiáng),會(huì)使氣體的濃度減小相同的倍數(shù),正、逆反應(yīng)速率都減小,會(huì)使化學(xué)平衡向著氣體體積增大的反應(yīng)方向移動(dòng)。
(5)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響
在其他條件不變的情況下,溫度升高,化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)方向移動(dòng);溫度降低,化學(xué)平衡向著放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。
(6)催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響
使用催化劑不影響化學(xué)平衡的移動(dòng)。由于催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率,而且對(duì)于可逆反應(yīng)來(lái)說(shuō),催化劑對(duì)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率影響的程度是等同的,所以平衡不移動(dòng)。但應(yīng)注意,雖然催化劑不使化學(xué)平衡移動(dòng),但使用催化劑可影響可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間。
(7)勒夏特列原理
①原理內(nèi)容:如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如溫度、壓強(qiáng)等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。
外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響見(jiàn)下表。
第二章5
②適用范圍:勒夏特列原理適用于已達(dá)平衡的體系(如溶解平衡、化學(xué)平衡、電離平衡、水解平衡等)。勒夏特列原理不適用于未達(dá)平衡的體系。
3、化學(xué)平衡常數(shù)
(1)概念
在一定溫度下,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),生成物的平衡濃度用化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)作為指數(shù)的乘積與反應(yīng)物的平衡濃度用化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)作為指數(shù)的乘積的比值是一個(gè)常數(shù),這個(gè)常數(shù)叫做化學(xué)平衡常數(shù),簡(jiǎn)稱平衡常數(shù)。用符號(hào)K示。
對(duì)于一般可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),在一定溫度下第二章6===K,K為常數(shù),只要溫度不變,對(duì)于一個(gè)具體的可逆反應(yīng)就對(duì)應(yīng)一個(gè)具體的常數(shù)值。
(2)平衡表達(dá)式K的意義
①判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的方向
②表示可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度
(3)平衡轉(zhuǎn)化率
含義:平衡轉(zhuǎn)化率是指用平衡時(shí)已轉(zhuǎn)化了的某反應(yīng)物的量與反應(yīng)前(初始時(shí))該反應(yīng)物的量之比來(lái)表示反應(yīng)在該條件下的最大限度。
本節(jié)知識(shí)樹(shù)
在化學(xué)平衡概念的基礎(chǔ)上,從化學(xué)反應(yīng)限度的定量描述和外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響兩個(gè)方面進(jìn)一步學(xué)習(xí)了化學(xué)平衡的知識(shí)。
第二章7
四、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向
課標(biāo)要求
1、了解焓變、熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系
2、掌握焓變和熵變一起決定反應(yīng)的方向
要點(diǎn)精講
化學(xué)反應(yīng)的方向
(1)自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)
自發(fā)過(guò)程:在一定條件下不借助外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程。
自發(fā)反應(yīng):在一定的條件(如溫度、壓強(qiáng))下,一個(gè)反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行到顯著程度,就稱自發(fā)反應(yīng)。
非自發(fā)反應(yīng):不能自發(fā)地進(jìn)行,必須借助某種外力才能進(jìn)行的反應(yīng)。
自發(fā)反應(yīng)一定屬于自發(fā)過(guò)程。
(2)自發(fā)反應(yīng)的能量判據(jù)
自發(fā)反應(yīng)的體系總是趨向于高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時(shí)體系往往會(huì)對(duì)外做功或釋放熱量),這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律就是能量判斷依據(jù)。
注:反應(yīng)焓變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的一個(gè)因素,但不是唯一的因素,并且自發(fā)反應(yīng)與反應(yīng)的吸放熱現(xiàn)象沒(méi)有必然的關(guān)系。
(3)自發(fā)反應(yīng)的熵判據(jù)
①熵的含義:在密閉的條件下,體系由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向,這種推動(dòng)體系變化的因素稱作熵。熵用來(lái)描述體系的混亂度,符號(hào)為S。熵值越大,體系的混亂度越大。
注:自發(fā)的過(guò)程是熵增加的過(guò)程。熵增加的過(guò)程與能量狀態(tài)的高低無(wú)關(guān)。熵變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的又一個(gè)因素,但也不是唯一的因素。
②熵增加原理:自發(fā)過(guò)程的體系趨向于有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序,導(dǎo)致體系的熵增加,這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做熵增加原理,也是反應(yīng)方向判斷的熵依據(jù)。與有序體系相比,無(wú)序體系“更加穩(wěn)定”。
③反應(yīng)的熵變
化學(xué)反應(yīng)存在著熵變。反應(yīng)的熵變(雜)為反應(yīng)產(chǎn)物總熵與反應(yīng)物總熵之差。對(duì)于確定的化學(xué)反應(yīng),在一定條件下具有確定的熵變。
常見(jiàn)的熵增加的化學(xué)反應(yīng):產(chǎn)生氣體的反應(yīng),氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),熵變的數(shù)值
通常都是正值,為熵增加反應(yīng)。
常見(jiàn)的熵減少的化學(xué)反應(yīng):有些熵減小的反應(yīng)即雜約園的反應(yīng)在一定條件下也可以
自發(fā)進(jìn)行,如鋁熱反應(yīng)。
(4)自發(fā)反應(yīng)的復(fù)合判據(jù)
化學(xué)反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下,化學(xué)反應(yīng)的方向是反應(yīng)的焓變和熵變共同影響的結(jié)果,反應(yīng)方向的判據(jù)為:
第二章8
本節(jié)知識(shí)樹(shù)
化學(xué)反應(yīng)的方向由反應(yīng)體系的某些物理量決定。等溫、等壓條件下,化學(xué)反應(yīng)的方向由反應(yīng)焓變與反應(yīng)熵變共同決定。
化學(xué)反應(yīng)速率和平衡
第12講化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的綜合應(yīng)用及圖象
1、描述化學(xué)平衡建立的過(guò)程。知道平衡常數(shù)(濃度平衡常數(shù))的含義及其表達(dá)式。能利用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。
2、理解外界條件(濃度,壓強(qiáng)、溫度、催化劑等)對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響,認(rèn)識(shí)其一般規(guī)律。
3、了解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。
一、化學(xué)平衡常數(shù)(濃度平衡常數(shù))及轉(zhuǎn)化率的應(yīng)用
1、化學(xué)平衡常數(shù)
(1)化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式
(2)化學(xué)平衡常數(shù)表示的意義
平衡常數(shù)數(shù)值的大小可以反映可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度大小,K值越大,反應(yīng)進(jìn)行越完全,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越高,反之則越低。
2、有關(guān)化學(xué)平衡的基本計(jì)算
(1)物質(zhì)濃度的變化關(guān)系
反應(yīng)物:平衡濃度=起始濃度-轉(zhuǎn)化濃度
生成物:平衡濃度=起始濃度+轉(zhuǎn)化濃度
其中,各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比。
(2)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(α):α=×100%
(3)在密閉容器中有氣體參加的可逆反應(yīng),在計(jì)算時(shí)經(jīng)常用到阿伏加德羅定律的兩個(gè)推論:
恒溫、恒容時(shí):;恒溫、恒壓時(shí):n1/n2=V1/V2
(4)計(jì)算模式
濃度(或物質(zhì)的量)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)
起始mnOO
轉(zhuǎn)化axbxcxdx
平衡m-axn-bxcxdx
α(A)=(ax/m)×100%
ω(C)=×100%
(3)化學(xué)平衡計(jì)算的關(guān)鍵是準(zhǔn)確掌握相關(guān)的基本概念及它們相互之間的關(guān)系。化學(xué)平衡的計(jì)算步驟,通常是先寫出有關(guān)的化學(xué)方程式,列出反應(yīng)起始時(shí)或平衡時(shí)有關(guān)物質(zhì)的濃度或物質(zhì)的量,然后再通過(guò)相關(guān)的轉(zhuǎn)換,分別求出其他物質(zhì)的濃度或物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)化率。概括為:建立解題模式、確立平衡狀態(tài)方程。說(shuō)明:
①反應(yīng)起始時(shí),反應(yīng)物和生成物可能同時(shí)存在;
②由于起始濃度是人為控制的,故不同的物質(zhì)起始濃度不一定是化學(xué)計(jì)量數(shù)比,若反應(yīng)物起始濃度呈現(xiàn)計(jì)量數(shù)比,則隱含反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率相等,且平衡時(shí)反應(yīng)物的濃度成計(jì)量數(shù)比的條件。
③起始濃度,平衡濃度不一定呈現(xiàn)計(jì)量數(shù)比,但物質(zhì)之間是按計(jì)量數(shù)反應(yīng)和生成的,故各物質(zhì)的濃度變化一定成計(jì)量數(shù)比,這是計(jì)算的關(guān)鍵。
二、學(xué)習(xí)化學(xué)平衡應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題
1、等效平衡:在兩種不同的初始狀態(tài)下,同一個(gè)可逆反應(yīng)在一定條件(定溫、定容或定溫、定壓)下分別達(dá)到平衡時(shí),各組成成分的物質(zhì)的量(或體積)分?jǐn)?shù)相等的狀態(tài)。在恒溫恒容條件下,建立等效平衡的一般條件是:反應(yīng)物投料量相當(dāng);在恒溫恒壓條件下,建立等效平衡的條件是:相同反應(yīng)物的投料比相等。
2、平衡移動(dòng)的思維基點(diǎn):
(1)“先同后變”,進(jìn)行判斷時(shí),可設(shè)置相同的平衡狀態(tài)(參照標(biāo)準(zhǔn)),再根據(jù)題設(shè)條件觀察變化的趨勢(shì);
(2)“不為零原則”,對(duì)于可逆反應(yīng)而言,無(wú)論使用任何外部條件,都不可能使其平衡體系中的任何物質(zhì)濃度變化到零。
3、在實(shí)際生產(chǎn)中,需要綜合考慮反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、原料選擇、產(chǎn)量和設(shè)備等各方面情況,以確定最佳生產(chǎn)條件。合成氨選擇的適宜條件通常是:20MPa-50MPa、500℃左右、鐵觸媒;及時(shí)補(bǔ)充N2和H2,及時(shí)將生成氨分離出來(lái)。
速率平衡圖象常見(jiàn)類型
解題策略:(1)首先要看清楚橫軸和縱軸意義(特別是縱軸。表示轉(zhuǎn)化率和表示反應(yīng)物的百分含量情況就完全相反)以及曲線本身屬等溫線還是等壓線。(當(dāng)有多余曲線及兩個(gè)以上條件時(shí),要注意“定一議二”)(2)找出曲線上的特殊點(diǎn),并理解其含義。(如“先拐先平”) (3)根據(jù)縱軸隨橫軸的變化情況,判定曲線正確走勢(shì),以淘汰錯(cuò)誤的選項(xiàng)。
1、速率—時(shí)間圖
此類圖象定性地揭示了v正、v逆隨時(shí)間(含條件改變對(duì)速率的影響)而變化的規(guī)律,體現(xiàn)了平衡的“動(dòng)、等、定、變”的基本特征,以及平衡移動(dòng)的方向.
例1、對(duì)達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)X+YZ+W,在其他條件不變的情況下,增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率變化圖象如圖1所示,則圖象中關(guān)于X、Y、Z、W四種物質(zhì)的聚集狀態(tài)為()
A.Z、W均為氣體,X、Y中有一種是氣體
B.Z、W中有一種是氣體,X、Y皆非氣體
C.X、Y、Z、W皆非氣體
D.X、Y均為氣體,Z、W中有一種為氣體
解析:經(jīng)常有一些同學(xué)錯(cuò)選B,認(rèn)為增大壓強(qiáng),平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng).其實(shí),圖象告訴我們的是:增大壓強(qiáng),加快了正、逆反應(yīng),但逆反應(yīng)速率增大的幅度大于正反應(yīng)速率增大的幅度,由此而導(dǎo)致平衡向左移動(dòng).而壓強(qiáng)的改變,只影響氣體反應(yīng)的速率,選項(xiàng)B所言的X、Y皆非氣體即其正反應(yīng)速率不受影響,故正確答案為A.
2、濃度—時(shí)間圖
此類圖象能說(shuō)明各平衡體系組分(或某一成分)在反應(yīng)過(guò)程中的變化情況.解題時(shí)要注意各物質(zhì)曲線的折點(diǎn)(達(dá)平衡時(shí)刻),各物質(zhì)濃度變化的內(nèi)在聯(lián)系及比例符合化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系等情況.
例2、圖2表示800℃時(shí)A、B、C三種氣體物質(zhì)的濃度隨時(shí)間的變化情況,t1是到達(dá)平衡狀態(tài)的時(shí)間.試回答:(1)該反應(yīng)的反應(yīng)物是______;(2)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率是______;(3)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____.
解析:起始時(shí)A的濃度為2.0mol/L,B、C的濃度為0,隨著時(shí)間的推移,A的濃度降低為1.2mol/L,C的濃度升高為1.2mol/L,B的濃度升高為0.4mol/L.t1時(shí)刻后各物質(zhì)濃度不再變化,說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡,得出A為反應(yīng)物,B、C為產(chǎn)物,它們濃度變化的差值之比為化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比.故正確答案為(1)A;(2)40%;(3)2A=B+C.
3、含量—時(shí)間—溫度(壓強(qiáng))圖
這類圖象反映了反應(yīng)物或生成物的量在不同溫度(壓強(qiáng))下對(duì)時(shí)間的關(guān)系,解題時(shí)要注意一定條件下物質(zhì)含量不再改變時(shí),應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的特征.
例3、同壓、不同溫度下的反應(yīng):
A(g)+B(g)C(g);△H
A的含量和溫度的關(guān)系如圖3所示,下列結(jié)論正確的是()
A.T1>T2,△H0B.T1<T2,△H0C.T1>T2,△H0D.T1<T2,△H0
解析:在其他條件不變的情況下,升高溫度加快反應(yīng)速率,縮短反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間.由圖象可知,T1溫度下,反應(yīng)先達(dá)平衡,所以T1>T2.在其他條件不變的情況下,升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng),降低溫度平衡向放熱方向移動(dòng).因?yàn)門1>T2,達(dá)平衡時(shí)T1溫度下A的含量較大,即A的轉(zhuǎn)化率降低,所以升溫時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng).因此該反應(yīng)的正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng),即△H0,故正確答案選C.
例4、現(xiàn)有可逆反應(yīng)A(g)+2B(g)nC(g);△H0,在相同溫度、不同壓強(qiáng)時(shí),A的轉(zhuǎn)化率跟反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖4,其中結(jié)論正確的是()
A.p1>p2,n>3B.p1<p2,n>3C.p1<p2,n<3D.p1>p2,n=3
解析:當(dāng)其他條件不變時(shí),對(duì)于有氣體參加的可逆反應(yīng),壓強(qiáng)越大,到達(dá)平衡的時(shí)間越短.圖象中曲線和橫軸平行,表明反應(yīng)已達(dá)平衡.由圖象知道,當(dāng)壓強(qiáng)為p2時(shí),該反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間較短,故p1<p2.在其他條件不變的情況下,增大壓強(qiáng)會(huì)使化學(xué)平衡向著氣體體積縮小的方向移動(dòng).因p1<p2,且當(dāng)壓強(qiáng)為p1時(shí),A的轉(zhuǎn)化率較大,所以正反應(yīng)為氣體體積增加的反應(yīng),即1+2<n,故正確答案選B.
4、恒壓(溫)線
該類圖象的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,橫坐標(biāo)為溫度或壓強(qiáng).
例5、對(duì)于反應(yīng)2A(g)+B(g)2C(g);△H0,下列圖象正確的是()
解析:首先要知道該反應(yīng)是氣體體積縮小的放熱反應(yīng).此反應(yīng)的平衡體系受壓強(qiáng)的影響是:增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),A的轉(zhuǎn)化率增大,B的含量減小,C的含量增大.升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),A的轉(zhuǎn)化率減小,B的含量增大,C的含量減?。瓵圖象雖表示B的含量隨溫度升高而增加,但若平衡是從C物質(zhì)開(kāi)始反應(yīng)而建立的,則符合此反應(yīng).另外,從反應(yīng)開(kāi)始到建立平衡,溫度越高,到達(dá)平衡的時(shí)間越短.由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng),建立平衡后,溫度越高,B的含量就應(yīng)越大.因此A、D圖象正確,符合上述平衡體系,B、C圖象不符合題意.
5.速率—溫度(壓強(qiáng))圖
例6、對(duì)于可逆反應(yīng):A2(g)+3B2(g)2AB3(g);△H0,下列圖象中正確的是()
解析:該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積縮小且放熱的反應(yīng).圖象A正確,因?yàn)闇囟壬?,正逆反?yīng)都加快,在二曲線相交處可逆反應(yīng)達(dá)到平衡,交點(diǎn)后逆反應(yīng)速率的增加更為明顯,與正反應(yīng)是放熱反應(yīng)相符.針對(duì)該反應(yīng)特點(diǎn),只升溫而使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),A的含量增加;只加壓而使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),A的含量減少,B也正確.對(duì)可逆反應(yīng),溫度越高,到達(dá)平衡的時(shí)間越短,C不合題意.圖象D表示的意義是:增大壓強(qiáng)逆反應(yīng)速率的加快比正反應(yīng)明顯,與本反應(yīng)是氣體體積減小的特點(diǎn)相悖,故正確答案為A,B
【例1】(2010重慶卷,10)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列措施:①升溫②恒容通入惰性氣體③增加CO的濃度④減壓⑤加催化劑⑥恒壓通入惰性氣體,能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是
A.①②④B.①④⑥C.②③⑥D(zhuǎn).③⑤⑥
答案B
【解析】本題考查化學(xué)平衡的移動(dòng)。該反應(yīng)為體積增大的吸熱反應(yīng),所以升溫和減壓均可以促使反應(yīng)正向移動(dòng)。恒壓通入惰性氣體,相當(dāng)于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對(duì)平衡無(wú)影響。增加CO的濃度,將導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng)。
【方法提煉】對(duì)于恒容容器,通入稀有氣體,由于容器的體積不變,各組分的濃度保持不變,故反應(yīng)速率保持不變,平衡也即不移動(dòng)。若為恒壓容器,通入稀有氣體,容器的體積膨脹,對(duì)于反應(yīng)則相當(dāng)于減壓。
【例2】(2010四川理綜卷,13)反應(yīng)aM(g)+bN(g)cP(g)+dQ(g)達(dá)到平衡時(shí)。M的體積分?jǐn)?shù)y(M)與反應(yīng)條件的關(guān)系如圖所示。其中:Z表示反應(yīng)開(kāi)始時(shí)N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說(shuō)法正確的是
A.同溫同壓Z時(shí),加入催化劑,平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加
B.同壓同Z時(shí),升高溫度,平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加
C.同溫同Z時(shí),增加壓強(qiáng),平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加
D.同溫同壓時(shí),增加Z,平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加。
答案:B
解析:本題考查了平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用。A項(xiàng)加入催化劑只能改變反應(yīng)速率,不會(huì)使平衡移動(dòng)。B項(xiàng)由圖像(1)知隨著溫度的升高M(jìn)的體積分?jǐn)?shù)降低,說(shuō)明正反應(yīng)吸熱,所以溫度升高平衡正向移動(dòng),Q的體積分?jǐn)?shù)增加。C項(xiàng)對(duì)比(1)(2)可以看出相同溫度條件,壓強(qiáng)增大M的體積分?jǐn)?shù)增大,所以正反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)Q的體積分?jǐn)?shù)減小。D項(xiàng)由C項(xiàng)可以判斷D也不對(duì)。
【例3】(2010全國(guó)卷1,27)(15分)在溶液中,反應(yīng)A+2BC分別在三種不同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行,它們的起始濃度均為、及。反應(yīng)物A的濃度隨時(shí)間的變化如下圖所示。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)與①比較,②和③分別僅改變一種反應(yīng)條件。所改變的條件和判斷的理由是:
②_______________;
③_______________;
(2)實(shí)驗(yàn)②平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)________;實(shí)驗(yàn)③平衡時(shí)C的濃度為_(kāi)___________;
(3)該反應(yīng)的_________0,判斷其理由是__________________________________;
(4)該反應(yīng)進(jìn)行到4.0min時(shí)的平均反應(yīng)速度率:
實(shí)驗(yàn)②:=__________________________________;
實(shí)驗(yàn)③:=__________________________________。
【解析】(1)②使用了(正)催化劑;理由:因?yàn)閺膱D像可看出,兩者最終的平衡濃度相同,即最終的平衡狀態(tài)相同,而②比①所需要的時(shí)間短,顯然反應(yīng)速率加快了,故由影響反應(yīng)速率和影響平衡的因素可知是加入(正)催化劑;③升高溫度;理由:因?yàn)樵摲磻?yīng)是在溶液中進(jìn)行的反應(yīng),所以不可能是改變壓強(qiáng)引起速率的改變,又由于各物質(zhì)起始濃度相同,故不可能是改變濃度影響反應(yīng)速率,再由于③和①相比達(dá)平衡所需時(shí)間短,平衡時(shí)濃度更小,故不可能是改用催化劑,而只能是升高溫度來(lái)影響反應(yīng)速率的
(2)不妨令溶液為1L,則②中達(dá)平衡時(shí)A轉(zhuǎn)化了0.04mol,由反應(yīng)計(jì)量數(shù)可知B轉(zhuǎn)化了0.08mol,所以B轉(zhuǎn)化率為;同樣在③中A轉(zhuǎn)化了0.06mol,則生成C為0.06mol,體積不變,即平衡時(shí)C(c)=0.06mol/L
(3)﹥0;理由:由③和①進(jìn)行對(duì)比可知升高溫度后A的平衡濃度減小,即A的轉(zhuǎn)化率升高,平衡向正方向移動(dòng),而升溫是向吸熱的方向移動(dòng),所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),﹥0
(4)從圖上讀數(shù),進(jìn)行到4.0min時(shí),實(shí)驗(yàn)②的A的濃度為:0.072mol/L,則△C(A)=0.10-0.072=0.028mol/L,,∴=2=0.014mol(Lmin)-1;進(jìn)行到4.0mi實(shí)驗(yàn)③的A的濃度為:0.064mol/L:△C(A,)=0.10-0.064=0.036mol/L,,∴==0.0089mol(Lmin)-1
【答案】(1)②加催化劑;達(dá)到平衡的時(shí)間縮短,平衡時(shí)A的濃度未變
③溫度升高;達(dá)到平衡的時(shí)間縮短,平衡時(shí)A的濃度減小
(2)40%(或0.4);0.06mol/L;(3)﹥;升高溫度向正方向移動(dòng),故該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
(4)0.014mol(Lmin)-1;0.008mol(Lmin)-1
【命題意圖】考查基本理論中的化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡部分,一些具體考點(diǎn)是:易通過(guò)圖像分析比較得出影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的具體因素(如:濃度,壓強(qiáng),溫度,催化劑等)、反應(yīng)速率的計(jì)算、平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算,平衡濃度的計(jì)算,的判斷;以及計(jì)算能力,分析能力,觀察能力和文字表述能力等的全方位考查。
【點(diǎn)評(píng)】本題所涉及的化學(xué)知識(shí)非常基礎(chǔ),但是能力要求非常高,觀察和分析不到位,就不能準(zhǔn)確的表述和計(jì)算,要想此題得滿分必須非常優(yōu)秀才行!此題與2009年全國(guó)卷II理綜第27題,及安微卷理綜第28題都極為相似,有異曲同工之妙,所以對(duì)考生不陌生!
【例4】(2010山東卷,28)
(14分)硫一碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應(yīng):
ⅠSO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI
Ⅱ2HIH2+I2
Ⅲ2H2SO42===2SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反應(yīng),下列判斷正確的是。
a.反應(yīng)Ⅲ易在常溫下進(jìn)行b.反應(yīng)Ⅰ中氧化性比HI強(qiáng)
c.循環(huán)過(guò)程中需補(bǔ)充H2Od.循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生1molO2的同時(shí)產(chǎn)生1molH2
(2)一定溫度下,向1L密閉容器中加入1molHI(g),發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,H2物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。
0~2min內(nèi)的平均放映速率v(HI)=。該溫度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K=。
相同溫度下,若開(kāi)始加入HI(g)的物質(zhì)的量是原來(lái)的2倍,則是原來(lái)的2倍。
a.平衡常數(shù)b.HI的平衡濃度c.達(dá)到平衡的時(shí)間d.平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)
(3)實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀硫酸制取H2,反應(yīng)時(shí)溶液中水的電離平衡移動(dòng)(填“向左”“向右”或者“不”);若加入少量下列試劑中的,產(chǎn)生H2的速率將增大。
a.NaNO3b.CuSO4c.Na2SO4d.NaHSO3
(4)以H2為燃料可制成氫氧燃料電池。
已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(I)△H=-572KJ.mol-1
某氫氧燃料電池釋放228.8KJ電能時(shí),生成1mol液態(tài)水,該電池的能量轉(zhuǎn)化率為。
解析:(1)H2SO4在常溫下,很穩(wěn)定不易分解,這是常識(shí),故a錯(cuò);反應(yīng)Ⅰ中SO2是還原劑,HI是還原產(chǎn)物,故還原性SO2>HI,則b錯(cuò);將Ⅰ和Ⅱ分別乘以2和Ⅲ相加得:2H2O==2H2+O2,故c正確d錯(cuò)誤。
(2)υ(H2)=0.1mol/1L/2min=0.05molL-1min-1,則υ(HI)=2υ(H2)=0.1molL-1min-1;
2HI(g)==H2(g)+I2(g)
211
起始濃度/molL-1100
變化濃度/molL-1:0.20.10.1
平衡濃度/molL-1:0.80.10.1
則H2(g)+I2(g)==2HI(g)的平衡常數(shù)K==64mol/L。
若開(kāi)始時(shí)加入HI的量是原來(lái)的2倍,則建立的平衡狀態(tài)和原平衡是等比平衡,HI、H2、I2的物質(zhì)的量、平衡濃度都是原來(lái)的兩倍;各組分的百分含量、體積分?jǐn)?shù)相等,平衡常數(shù)相等(因?yàn)闇囟炔蛔儯?;因開(kāi)始時(shí)的濃度增大了,反應(yīng)速率加快,達(dá)平衡時(shí)間不可能是原來(lái)的兩倍,故選b.
(3)水的電離平衡為,硫酸電離出的對(duì)水的電離是抑制作用,當(dāng)消耗了,減小,水的電離平衡向右移動(dòng);若加入,溶液變成的溶液了,不再生成H2;加入的會(huì)和反應(yīng),降低,反應(yīng)速率減慢;的加入對(duì)反應(yīng)速率無(wú)影響;加入CuSO4后,與置換出的Cu構(gòu)成原電池,加快了反應(yīng)速率,選b.
(4)根據(jù)反應(yīng)方程式,生成1mol水時(shí)放出熱量為:572kJ=286kJ,故該電池的能量轉(zhuǎn)化率為
答案:(1)c
(2)0.1molL-1min-1;64mol/L;b
(3)向右;b
(4)80%
【例5】(2010廣東理綜卷,31)
(16分)硼酸(H3BO3)在食品、醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
(1)請(qǐng)完成B2H6氣體與水反應(yīng)的化學(xué)方程式:B2H6+6H2O=2H3BO3+________。
(2)在其他條件相同時(shí),反應(yīng)H3BO3+3CH3OHB(OCH3)3+3H2O中,H3BO3的轉(zhuǎn)化率()在不同溫度下隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化見(jiàn)圖12,由此圖可得出:
①溫度對(duì)應(yīng)該反應(yīng)的反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)的影響是_______
②該反應(yīng)的_____0(填“”、“=”或“”).
(3)H3BO3溶液中存在如下反應(yīng):
H3BO3(aq)+H2O(l)[B(OH)4]-(aq)+H+(aq)已知0.70molL-1H3BO3溶液中,上述反應(yīng)于298K達(dá)到平衡時(shí),c平衡(H+)=2.0×10-5molL-1,c平衡(H3BO3)≈c起始(H3BO3),水的電離可忽略不計(jì),求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(H2O的平衡濃度不列入K的表達(dá)式中,計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
解析:(1)根據(jù)元素守恒,產(chǎn)物只能是H2,故方程式為B2H6+6H2O=2H3BO3+6H2。
(2)由圖像可知,溫度升高,H3BO3的轉(zhuǎn)化率增大,故升高溫度是平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),△H>O。
(3)K===
答案:
(1)B2H6+6H2O=2H3BO3+6H2
(2)①升高溫度,反應(yīng)速率加快,平衡正向移動(dòng)②△H>O
(3)或1.43
【鞏固練習(xí)1】(山東聊城三中2010屆高三12月月考)在20L恒容的密閉容器中,加入3molSO3(g)和1mol氧氣,在某溫度下使其反應(yīng),反應(yīng)至4min時(shí),氧氣的濃度為0.06mol/L,當(dāng)反應(yīng)到8min時(shí),反應(yīng)到達(dá)平衡。
(1)0min—4min內(nèi)生成O2的平均速率
v(O2)=________________
(2)整個(gè)過(guò)程中,各物質(zhì)的濃度與時(shí)間關(guān)系如圖所示,則該溫度下的平衡常數(shù)
K=_____________________
(3)若起始時(shí)按下表數(shù)據(jù)投料,相同溫度下達(dá)到平衡時(shí),三氧化硫濃度大于0.05mol/L的是__________,此時(shí)的平衡常數(shù)與(2)小題比較_____________(填“大于”、“小于”或“等于”)
ABCD
SO31mol3mol3mol0mol
SO22mol1.5mol0mol6mol
O22mol1mol0mol5mol
(4)物質(zhì)的濃度不再改變標(biāo)志該反應(yīng)已達(dá)平衡,下列還可以說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)平衡的是_____(填序號(hào))
①體系內(nèi)壓強(qiáng)不再改變
②容器內(nèi)氣體的密度不再改變
③混合氣體的平均分子量不再改變
④
⑤
答案(1)
(2)
(3)BD,等于
(4)①③④
【鞏固練習(xí)2】(福建省福州三中2010屆高三上學(xué)期月考)2L容積不變的密閉容器中,加入1.0molA和2.2molB,進(jìn)行如下反應(yīng):A(g)+2B(g)C(g)+D(g),在不同溫度下,D的物質(zhì)的量n(D)和時(shí)間t的關(guān)系如圖
試回答下列問(wèn)題:
(1)800℃時(shí)。0—5min內(nèi),以B表示的平均反應(yīng)速率為。
(2)能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是。
A.容器壓強(qiáng)不變B.混合氣體中c(A)不變
C.2v正(B)=v逆(D)D.c(A)=c(C)
E.混合氣體密度不變
(3)利用圖中數(shù)據(jù)計(jì)算800℃時(shí)的平衡常數(shù)K=,B的平衡轉(zhuǎn)化率為:。該反應(yīng)為反應(yīng)(填吸熱或放熱)。
(4)700℃時(shí),另一2L容積不變的密閉容器中,測(cè)得某時(shí)刻各物質(zhì)的量如下:n(A)=2.2mol,n(B)=5.2mol,n(C)=1.8mol,n(D)=1.8mol,則此時(shí)該反應(yīng)進(jìn)行(填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“處于平衡狀態(tài)”)。
答案(1)0.12molL—1min—1
(2)AB(2分,漏一個(gè)扣1分,錯(cuò)選不得分)
(3)1.8(molL—1)—1(單位可不寫)54.5%吸熱
(4)向正反應(yīng)方向
化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的綜合應(yīng)用及圖象單元測(cè)試
一、選擇題
1.100mL6mol/L的H2SO4與過(guò)量鋅粉反應(yīng),一定溫度下,為了減緩反應(yīng)進(jìn)行的速率,但又不影響生成氫氣的總量,可向反應(yīng)物中加入適量的()
A.Na2SO4固體 C.NaOH溶液 C.K2SO4溶液 D.CuSO4固體
2.下列事實(shí)中,不能用勒沙特列原理解釋的是()
A.開(kāi)啟啤酒后,瓶中馬上泛起大量泡沫
B.鋼鐵在潮濕的空氣中容易生銹
C.實(shí)驗(yàn)室中常用排飽和食鹽水的方法收集氯氣
D.工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的過(guò)程中使用過(guò)量的空氣以提高二氧化硫的利用率
3.NO2溶于水生成硝酸的反應(yīng)為:3NO2(g)+H2O(1)2HNO3(1)+NO(g);△H0。為了提高硝酸的產(chǎn)率,工業(yè)生產(chǎn)中常采取的措施是()
A.升溫 B.加水C.通往過(guò)量的氧氣 D.減壓
4.將ag塊狀碳酸鈣跟足量鹽酸反應(yīng),反應(yīng)物損失的質(zhì)量隨時(shí)間的變化曲線如圖的實(shí)線所示,在相同的條件下,將bg(ab)粉末狀碳酸鈣與同濃度鹽酸反應(yīng),則相應(yīng)的曲線(圖中虛線所示)正確的是()
5.在容積固定的密閉容器中存在如下反應(yīng):A(g)+3B(g)2C(g);△H0。某研究小組研究了其他條件不變時(shí),改變某一條件對(duì)上述反應(yīng)的影響,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出下列關(guān)系圖:
下列判斷一定錯(cuò)誤的是()
A.圖I研究的是不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響,且乙使用的催化劑效率較高
B.圖Ⅱ研究的是壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且甲的壓強(qiáng)較高
C.圖Ⅱ研究的是溫度對(duì)反應(yīng)的影響,且甲的溫度較高
D.圖Ⅲ研究的是不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響,且甲使用的催化劑效率較高
6、同溫同壓下,當(dāng)反應(yīng)物分解了8%時(shí),總體積也增加8%的是
A.2NH3(g)N2(g)+3H2(g)B.2NO(g)N2(g)+O2(g)
C.2NO3(g)4NO2(g)+O2(g)D.2NO2(g)2NO(g)+O2(g)
7、對(duì)于反應(yīng)2SO2+O22SO3,下列判斷正確的是
A.2體積2SO2和足量O2反應(yīng),必定生成2體積SO3
B.其他條件不變,增大壓強(qiáng),平衡必定向右移動(dòng)
C.平衡時(shí),SO2消耗速度必定等于O2生成速度的兩倍
D.平衡時(shí),SO2濃度必定等于O2濃度的兩倍
8、反應(yīng):L(固)+aG(氣)bR(氣)達(dá)到平衡時(shí),溫度和壓強(qiáng)對(duì)該反應(yīng)的影響圖所示:圖中:壓強(qiáng)p1>p2,x軸表示溫度,y軸表示平衡混合氣中G的體積分?jǐn)?shù)。據(jù)此可判斷
A.上述反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.上述反應(yīng)是吸熱反應(yīng)C.a>bD.a<b
9、壓強(qiáng)變化不會(huì)使下列化學(xué)反應(yīng)的平衡發(fā)生移動(dòng)的是
A.H2(g)+I2(g)2HI(g)B.3H2(g)+N2(g)2NH3(g)
C.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)D.C(s)+CO2(g)2CO(g)
10、放熱反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在溫度t1時(shí)達(dá)到平衡,c1(CO)=c1(H2O)=1.0mol/L,其平衡常數(shù)為K1。升高反應(yīng)體系的溫度至t2時(shí),反應(yīng)物的平衡濃度分別為c2(CO)和c2(H2O),平衡常數(shù)為K2,則
A.K2和K1的單位均為mol/LB.K2K1
C.c2(CO)=c2(H2O)D.c1(CO)c2(CO)
11、在一定溫度下,向aL密閉容器中加入1molX氣體和2molY氣體,發(fā)生如下反應(yīng):X(g)+2Y(g)2Z(g)此反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是
A.容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化B.容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間變化
C.容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1︰2︰2D.單位時(shí)間消耗0.1molX同時(shí)生成0.2molZ
12、1molX氣體跟arnolY氣體在體積可變的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):X(g)+aY(g)bZ(g)反應(yīng)達(dá)到平衡后,測(cè)得X的轉(zhuǎn)化率為50%。而且,在同溫同壓下還測(cè)得反應(yīng)前混合氣體的密度是反應(yīng)后混合氣體密度的3/4,則a和b的數(shù)值可能是
A.a=1,b=1B.a=2,b=1C.a=2,b=2D.a=3,b=2
13、在0.lmol/L的CH3COOH溶液中存在如下電離平衡:CH3COOHCH3COO-+H+對(duì)于該平衡,下列敘述正確的是
A.加入少量NaOH固體,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
B.加水,反應(yīng)速率增大,平衡向逆反應(yīng)力向移動(dòng)
C.滴加少量0.lmol/LHCl溶液,溶液中c(H+)減少
D.加入少量CH3COONa固體,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
14、恒溫恒壓下,在容積可變的器血中,反應(yīng)2NO2(氣)N2O4(氣)達(dá)到平衡后,再向容器內(nèi)通入一定量NO2,又達(dá)到平衡時(shí),N2O4的體積分?jǐn)?shù)
A.不變B.增大C.減小D.無(wú)法判斷
15.哈伯因發(fā)明了由氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔獾姆椒ǘ@得1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。現(xiàn)向一密閉容器中充人1molN2和3molH2,在一定條件下使該反應(yīng)發(fā)生。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),N2將完全轉(zhuǎn)化為NH3
B達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度一定相等
C達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度不再變化
D達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率都為零
16.在一定溫度不同壓強(qiáng)(P1<P2)下,可逆反應(yīng)2X(g)2Y(g)+Z(g)中,生成物Z在反應(yīng)混合物中的體積分?jǐn)?shù)(ψ)與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系有以下圖示,正確的是()
17、在密閉容器中,在一定條件下,進(jìn)行下列反應(yīng):NO(g)+CO(g)1/2N2(g)+CO2(g);△H=-373.2KJ/mol,達(dá)到平衡后,為提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率,采取的正確措施是
A.加催化劑同時(shí)升高溫度B.加催化劑同時(shí)增大壓強(qiáng)
C.升高溫度同時(shí)充入N2D.降低溫度同時(shí)增大壓強(qiáng)
二、填空題
18、在密閉容器中,由一定起始濃度的氙(Xe)和F2反應(yīng),可得到3種氟化物。各種生成物在平衡體系內(nèi)的分壓與反應(yīng)溫度的關(guān)系如右圖所示(己知?dú)怏w的分壓之比等于物質(zhì)的量之比)。
(1)420K時(shí),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:____________________________;若反應(yīng)中消耗lmolXe,則轉(zhuǎn)移電子______________mol。
(2)600~800K時(shí),會(huì)發(fā)生反應(yīng):XeF6(g)?XeF4(g)+F2(g),其反應(yīng)熱△H_______0(填“”“=”或“”)。理由是____________________________________。
(3)900K時(shí),容器中存在的組分有________________________________
19、將2molH2O和2molCO置于1L容器中,在一定條件下,加熱至高溫,發(fā)生如下可逆反應(yīng):2H2O(g)2H2+O22CO+O22CO2
(1)當(dāng)上述系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí),欲求其混合氣體的平衡組成,則至少還需要知道兩種氣體的平衡濃度,但這兩種氣體不能同時(shí)是和,或和。(填它們的分子式)
(2)若平衡時(shí)O2和CO2的物質(zhì)的量分別為n(O2)平=amol,n(CO2)平=bmol。試求n(H2O)平=。(用含a、b的代數(shù)式表示)。
20、在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表:
t℃70080083010001200
K0.60.91.01.72.6
回答下列問(wèn)題:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。
(2)該反應(yīng)為反應(yīng)(選填吸熱、放熱)。
(3)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是(多選扣分)。
(a)容器中壓強(qiáng)不變(b)混合氣體中c(CO)不變
(c)v正(H2)=v逆(H2O)(d)c(CO2)=c(CO)
(4)某溫度下,平衡濃度符合下式:c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O),試判斷此時(shí)的溫度為℃。
21.氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cl(-1價(jià))和S(+6價(jià))的速率如圖所示,已知這個(gè)反應(yīng)速率隨著溶液中c(H+)增大而加快。
(1)反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________。
(2)t1~t2時(shí)刻內(nèi)反應(yīng)速率增大的原因?yàn)開(kāi)______________________________。
(3)t2~t3時(shí)刻內(nèi)反應(yīng)速率又減小的主要原因?yàn)開(kāi)_________________________。
化學(xué)平衡移動(dòng)原理不僅在工業(yè)生產(chǎn)中有重要的指導(dǎo)作用,也能用于解釋生活中的一些現(xiàn)象或指導(dǎo)人們解決生活中的一些具體問(wèn)題。下面舉例分析如下,供學(xué)習(xí)參考。
22、(1)化學(xué)平衡常數(shù)K表示可逆反應(yīng)的進(jìn)行程度,K值越大,表示_________________,K值大小與溫度的關(guān)系是:溫度升高,K值______________(填一定增大、一定減小、或可能增大也可能減小)。
(2)在一體積為10L的容器中,通人一定量的CO和H2O,在850℃時(shí)發(fā)生如下反應(yīng):
CO(g)十H2O(g)CO2(g)十H2(g);△H0,
CO和H2O濃度變化如下圖,則0—4min的平均反應(yīng)速率v(CO)=______mol/(Lmin)
(3)t℃(高于850℃)時(shí),在相同容器中發(fā)生上述反應(yīng),容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如上表。
①表中3min—4min之間反應(yīng)處于_________狀態(tài);C1數(shù)值_________0.08mol/L(填大于、小于或等于)。
②反應(yīng)在4min—5min問(wèn),平衡向逆方向移動(dòng),可能的原因是________(單選),表中5min—6min之間數(shù)值發(fā)生變化,可能的原因是__________(單選)。
a.增加水蒸氣b.降低溫度c.使用催化劑d.增加氫氣濃度
23.利用天然氣合成氨的工藝流程示意如下:
依據(jù)上述流程,完成下列填空:
(1)天然氣脫硫時(shí)的化學(xué)方程式是
(2)nmolCH4經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生CO0.9nmol、產(chǎn)生H2mol(用含n的代數(shù)式表示)
(3)K2CO3(aq)和CO2反應(yīng)在加壓下進(jìn)行,加壓的理論依據(jù)是(多選扣分)
(a)相似相溶原理(b)勒沙特列原理(c)酸堿中和原理
(4)由KHCO3分解得到的CO2可以用于
(寫出CO2的一種重要用途)。
(5)整個(gè)流程有三處循環(huán),一是Fe(OH)3循環(huán),二是K2CO3(aq)循環(huán),請(qǐng)?jiān)谏鲜隽鞒虉D中標(biāo)出第三處循環(huán)(循環(huán)方向、循環(huán)物質(zhì))。
24、鉀是—種活潑的金屬,工業(yè)上通常用金屬鈉和氯化鉀在高溫下反應(yīng)制取。該反應(yīng)為:
Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g);△H0,該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為:K=C(K),各物質(zhì)的沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系見(jiàn)右表。
(1)在常壓下金屬鉀轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)從反應(yīng)混合物中分離的最低溫度約為,而反應(yīng)的最高溫度應(yīng)低于。
(2)在制取鉀的過(guò)程中,為了提高原料的轉(zhuǎn)化率可以采取的措施是。
(3)常壓下,當(dāng)反應(yīng)溫度升高900℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為:K=
參考答案:
1、C2、B3、C4、C5、AB6、A7、BC8、D9、A10、BC11、AB12、AD13、A14、A15、C16、B17、B
18.(1)Xe+3F2===XeF66(2)>隨著溫度的升高,XeF6(g)?XeF4(g)+F2(g)平衡向右移動(dòng),根據(jù)溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)的原理,則該反應(yīng)的ΔH>0。
(3)XeF6、XeF4、XeF2、Xe、F2
19、(1)H2OH2,COCO2(2)(2-2a-b)mol
20、(1)(2)吸熱(3)b、c(4)830
21、 (1)ClO3-+3HSO3-=Cl-+3SO42-+3H+ (2)開(kāi)始時(shí),c(H+)增大,反應(yīng)速率加快。(3)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)的物濃度減小,反應(yīng)速率減慢。
22.(1)可逆反應(yīng)的進(jìn)行程度越大可能增大也可能減小(2)0.03(3)①平衡②da
23、(1)3H2S+2Fe(OH)3→Fe2S3+6H2O(2)27n(3)b(4)生產(chǎn)純堿(或作制冷劑等,其它合理答案也給分)(5)
24、(1)770℃890℃(2)降低壓強(qiáng)或移去鉀蒸氣適當(dāng)升高溫度
(3)K=c(K)/c(Na)
高二化學(xué)下冊(cè)《化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡》知識(shí)點(diǎn)整理
高二化學(xué)下冊(cè)《化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡》知識(shí)點(diǎn)整理
1、了解化學(xué)反應(yīng)速率的定義及其定量表示方法。
2、了解溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響與活化能有關(guān)。
3、知道焓變和熵變是與反應(yīng)方向有關(guān)的兩種因素。
4、了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性和化學(xué)平衡。
5、了解濃度,壓強(qiáng)、溫度和催化劑等對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的影響規(guī)律化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論的初步知識(shí)是中學(xué)化學(xué)的重要基本理論。考查的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)主要是:①有關(guān)反應(yīng)速率的計(jì)算和比較;②條件對(duì)反應(yīng)速率影響的判斷;③確定某種情況是否是化學(xué)平衡狀態(tài)的特征;④平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用;⑤平衡常數(shù)(濃度平衡常數(shù))的含義及其表達(dá)式⑥利用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率或比較。
從題型看主要是選擇題和填空題,其主要形式有:⑴根據(jù)化學(xué)方程式確定各物質(zhì)的反應(yīng)速率;⑵根據(jù)給定條件,確定反應(yīng)中各物質(zhì)的平均速率;⑶理解化學(xué)平衡特征的含義,確定某種情況下化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài);⑷應(yīng)用有關(guān)原理解決模擬的實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題;(5)平衡移動(dòng)原理在各類平衡中的應(yīng)用;⑹根據(jù)條件確定可逆反應(yīng)中某一物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)、消耗量、氣體體積變化等。
從考題難度分析,歷年高考題中,本單元的考題中基礎(chǔ)題、中檔題、難題都有出現(xiàn)。因?yàn)楦呖贾杏袔啄瓿霈F(xiàn)了這方面的難題,所以各種復(fù)習(xí)資料中高難度的練習(xí)題較多。從新課標(biāo)的要求來(lái)看,這部分內(nèi)容試題應(yīng)較基礎(chǔ),復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)多關(guān)注生產(chǎn)實(shí)際,注重基礎(chǔ)知識(shí)的掌握。
一、化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素
1.化學(xué)反應(yīng)速率是用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的,通常用單位時(shí)間反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示,是一段時(shí)間內(nèi)的平均速率。固體或純液體(不是溶液)的濃度可視為不變的常數(shù),故一般不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。用不同物質(zhì)表示同一反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率時(shí),其數(shù)值可能不同(因此,必須指明具體物質(zhì))。但各種物質(zhì)表示的速率比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
2.參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素,外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率也有影響。
(1)濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響只適用于氣體反應(yīng)或溶液中的反應(yīng);
(2)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響只適用于氣體參加的反應(yīng);
(3)溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響:實(shí)驗(yàn)測(cè)得,其他條件不變時(shí),溫度每升高10℃,化學(xué)反應(yīng)速率通常增加原來(lái)的2-4倍,經(jīng)驗(yàn)公式:;
(4)使用催化劑,使原來(lái)難以進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),分步進(jìn)行(本身參與了反應(yīng),但反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)不變),從而大幅度改變了化學(xué)反應(yīng)速率。
(5)此外,光、電磁波、超聲波、反應(yīng)物顆粒的大小、溶劑的性質(zhì)等也會(huì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。
3.濃度和壓強(qiáng)的改變僅僅改變了單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目,溫度的改變和催化劑的存在卻能改變單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子所占的百分?jǐn)?shù)。
高一化學(xué)教案:《化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡》教學(xué)設(shè)計(jì)
一名優(yōu)秀負(fù)責(zé)的教師就要對(duì)每一位學(xué)生盡職盡責(zé),作為高中教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓上課時(shí)的教學(xué)氛圍非?;钴S,幫助高中教師營(yíng)造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的高中教案呢?下面是小編為大家整理的“高一化學(xué)教案:《化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡》教學(xué)設(shè)計(jì)”,歡迎閱讀,希望您能夠喜歡并分享!
高一化學(xué)教案:《化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)分析
(一)學(xué)習(xí)目標(biāo)確定的依據(jù)
內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)
學(xué)習(xí)要求
補(bǔ)充說(shuō)明
6.描述化學(xué)平衡建立的過(guò)程,知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義,能利用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。
6.1知道化學(xué)反應(yīng)的可逆性及其限度;能描述化學(xué)平衡建立的過(guò)程,認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡移動(dòng)規(guī)律。
可利用圖像、數(shù)據(jù)等描述化學(xué)平衡的建立過(guò)程。
6.2知道化學(xué)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的涵義。
6.3能進(jìn)行有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的簡(jiǎn)單計(jì)算
7.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度和壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響,并能用相關(guān)理論加以解釋。
7.1通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度和壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響。
7.2理解化學(xué)平衡移動(dòng)原理,能運(yùn)用該原理對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)情況進(jìn)行分析。
(二)學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能目標(biāo)
(1)幫助學(xué)生理解化學(xué)平衡狀態(tài)建立的過(guò)程,認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征,并能初步判斷化學(xué)反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)。
(2)認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡移動(dòng)的規(guī)律,知道化學(xué)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的涵義。
(3)了解溫度、濃度和壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響并能用勒夏特列原理解釋。
2.過(guò)程與方法目標(biāo)
(1)利用圖像、數(shù)據(jù)等描述化學(xué)平衡的建立過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生分析、概括的能力。
(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響,培養(yǎng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)探究、分析、解決問(wèn)題的能力。
(3)通過(guò)運(yùn)用勒夏特列原理對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)情況的分析和判斷,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和知識(shí)遷移能力。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)
(1)培養(yǎng)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)素養(yǎng)。
(2)培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,使學(xué)生在應(yīng)用化學(xué)理論解決一些相應(yīng)的化工問(wèn)題的同時(shí),體會(huì)化學(xué)理論學(xué)習(xí)的重要性。
二、教學(xué)重難點(diǎn)分析
本節(jié)內(nèi)容在教材編寫上,力圖體現(xiàn)從定量角度更為深刻地認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng),因此與有關(guān)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向、限度兩方面相關(guān)的概念和理論,就構(gòu)成了本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)。
從學(xué)生學(xué)的角度考慮,本節(jié)內(nèi)容既抽象又具體。抽象在它的理論解釋對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是全新的,有些反應(yīng)的深層本質(zhì)學(xué)生是接觸不到的,只能憑思考,想象,增大了學(xué)習(xí)的難度;說(shuō)它具體,是在生活中有大量鮮活的事實(shí),因此為學(xué)生掌握本節(jié)內(nèi)容造成相當(dāng)難度。
從教師教的角度考慮,化學(xué)平衡及影響因素等教學(xué)內(nèi)容,教師在大綱教學(xué)時(shí)相對(duì)熟悉,而化學(xué)平衡常數(shù)是本節(jié)的新增內(nèi)容,教師接觸較少,無(wú)形中給教師的教造成一定難度。通過(guò)以上分析。確定本節(jié)的重、難點(diǎn)如下:
本章教學(xué)重點(diǎn):
1.化學(xué)平衡的概念的建立。
2.影響化學(xué)平衡移動(dòng)的條件。
3.勒沙特列原理的歸納總結(jié)。
本章教學(xué)難點(diǎn):
1.建立化學(xué)平衡的概念。
2.影響化學(xué)平衡移動(dòng)的條件。
3.勒沙特列原理的歸納總結(jié)。
4.平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計(jì)算.
三、教學(xué)內(nèi)容安排
(一)本節(jié)內(nèi)容在教材中的地位
化學(xué)平衡屬于化學(xué)熱力學(xué)的范疇。當(dāng)化學(xué)反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí),反應(yīng)就達(dá)到在該條件下的最大限度,即達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡,它只與起始狀態(tài)和終了狀態(tài)有關(guān),與變化途徑無(wú)關(guān)。這就為學(xué)生在思考問(wèn)題時(shí)提供了靈活利用所學(xué)知識(shí)的可能,在始態(tài)和終態(tài)保持不變的前提下,可以設(shè)計(jì)不同的途徑來(lái)達(dá)到同一個(gè)平衡,從而使問(wèn)題簡(jiǎn)化。教科書通過(guò)實(shí)驗(yàn),介紹濃度、壓強(qiáng)(氣體反應(yīng))、溫度等外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響。
由于有了化學(xué)反應(yīng)速率的知識(shí)做基礎(chǔ),學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)及相應(yīng)的【思考與交流】、【學(xué)與問(wèn)】等欄目的引導(dǎo)推理,得出正確的結(jié)論,認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡移動(dòng),是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率發(fā)生變化的結(jié)果,化學(xué)平衡總是向著反應(yīng)速率變化幅度最大的方向移動(dòng)。
本章雖然沒(méi)有具體的化工生產(chǎn)內(nèi)容,但選擇化工生產(chǎn)最適宜的條件必然涉及化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡等理論的應(yīng)用。可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)分析具體反應(yīng)的特點(diǎn),如反應(yīng)物的聚集狀態(tài),氣體體積的變化,能量變化等,進(jìn)而利用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行合理選擇。同時(shí)要學(xué)習(xí)全面思考問(wèn)題,兼顧各種條件的相互影響,如溫度對(duì)平衡和速率的影響,高壓對(duì)平衡的影響及對(duì)設(shè)備材料的要求,在比較中趨利避害,取得最優(yōu)化的條件。使學(xué)生了解化學(xué)理論對(duì)生產(chǎn)實(shí)際的指導(dǎo)作用。
化學(xué)平衡常數(shù)有利于從定量角度加深對(duì)化學(xué)平衡的認(rèn)識(shí)理解,教科書利用某一反應(yīng)體
系的一組濃度數(shù)據(jù),導(dǎo)出化學(xué)平衡常數(shù)以及化學(xué)平衡常數(shù)只隨溫度變化、不隨濃度變化的結(jié)論。
(二)學(xué)時(shí)安排
本節(jié)課的教學(xué),計(jì)劃安排5學(xué)時(shí),可分為4個(gè)課堂教學(xué)單元進(jìn)行:概念建立教學(xué),實(shí)驗(yàn)探究教學(xué),理論思考教學(xué),化學(xué)計(jì)算教學(xué)。這4個(gè)教學(xué)單元相互聯(lián)系,同時(shí)又各自平行獨(dú)立,其中任何一個(gè)單元都可以作為教學(xué)切入點(diǎn)進(jìn)行課堂整體教學(xué)。
四、教學(xué)資源建議
1.在建立平衡概念的環(huán)節(jié),建議補(bǔ)充硫酸銅的溶解結(jié)晶平衡的實(shí)驗(yàn)錄像和多媒體動(dòng)畫模型演示,目的是讓學(xué)生建立動(dòng)態(tài)平衡的概念。
2.為了讓學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)和外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響,教材中設(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn),為了更好地體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的研究功能和通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生能力的目的,建議全部采用邊講邊實(shí)驗(yàn)的形式,可以通過(guò)填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告、交流、反思等方式呈現(xiàn),并得出結(jié)論,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)比分析歸納提煉的能力。
3.在理論分析過(guò)程中,可以利用簡(jiǎn)單的已學(xué)反應(yīng)為實(shí)例,以降低分析的難度,同時(shí)在分析之后應(yīng)再給出一例,讓學(xué)生再次分析,以鞏固理解。
4.在實(shí)際應(yīng)用層面,可以登陸查詢資料的網(wǎng)站有:人民教育出版社,化學(xué)學(xué)科網(wǎng)、化學(xué)資源網(wǎng)、K12等。
五、教學(xué)方法與學(xué)習(xí)指導(dǎo)策略建議
本節(jié)教學(xué)可設(shè)計(jì)分為概念建立教學(xué),實(shí)驗(yàn)探究教學(xué),理論思考教學(xué),化學(xué)計(jì)算教學(xué)四個(gè)教學(xué)單元。建議采用如下模式進(jìn)行教學(xué):
1.教學(xué)中可本著溫故知新的原則,從學(xué)生已有關(guān)于溶解的知識(shí),從溶解平衡導(dǎo)入化學(xué)平衡。從一個(gè)熟悉的內(nèi)容出發(fā)引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行思考,充分利用學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”(最近發(fā)展區(qū)理論強(qiáng)調(diào)人的思維是有彈性、有潛力的,在不同的社會(huì)環(huán)境中具有伸縮性。這樣,對(duì)同一內(nèi)容的學(xué)習(xí),在不同時(shí)間多次進(jìn)行,而且每次都是經(jīng)過(guò)改組的,目的不同的,分別著眼于問(wèn)題的不同側(cè)面,就會(huì)使學(xué)生的認(rèn)識(shí)逐步深入)。通過(guò)對(duì)溶解平衡的理解和遷移,讓學(xué)生建立起化學(xué)平衡是個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的概念。
2.對(duì)化學(xué)平衡的教學(xué)應(yīng)重視實(shí)驗(yàn),建議設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)探究的形式進(jìn)行。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,啟發(fā)學(xué)生充分討論,一方面要提供建構(gòu)理解所需的基礎(chǔ),同時(shí)又要留給學(xué)生廣闊的建構(gòu)的空間,讓他們針對(duì)具體情境采用適當(dāng)?shù)牟呗裕瑤熒餐瑲w納出平衡移動(dòng)原理。
3. 對(duì)于影響化學(xué)平衡的條件應(yīng)重點(diǎn)講解濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響,啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用濃度變
化對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響來(lái)解釋濃度變化對(duì)化學(xué)平衡的影響,進(jìn)而推及壓強(qiáng)變化對(duì)化學(xué)平衡的影響;要通過(guò)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生得出總是吸熱方向的反應(yīng)速率對(duì)溫度的變化最敏感,變化幅度最大,從而得出溫度變化導(dǎo)致平衡移動(dòng)的方向。
4.引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)平衡狀態(tài)的定義(各組分的百分含量保持不變)來(lái)理解化學(xué)平衡常數(shù),學(xué)會(huì)利用數(shù)據(jù),從中分析總結(jié)規(guī)律。對(duì)Kc而言,它只受溫度影響,不受濃度影響,不必進(jìn)一步推導(dǎo)說(shuō)明。
六、課堂評(píng)價(jià)建議
(一) 對(duì)知識(shí)與技能目標(biāo)的達(dá)成度,可以通過(guò)紙筆測(cè)驗(yàn)的方式來(lái)檢驗(yàn)。
1.在一定條件下,使NO和O2在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),下列說(shuō)法不正確的是( )
A.反應(yīng)開(kāi)始時(shí),正反應(yīng)速率最大,逆反應(yīng)速率為零
B.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小,最后為零
C.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,逆反應(yīng)速率逐漸增大,最后不變
D.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小,最后不變
2.一定溫度下,反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是( )
A.N2,H2和NH3的物質(zhì)分?jǐn)?shù)不再改變
B.c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2
C.N2與H2的物質(zhì)的量之和是NH3的物質(zhì)的量2倍
D.單位時(shí)間里每增加1 mol N2,同時(shí)增加3 mol H2
3.在下列平衡體系3NO2+H2O2HNO3+NO中加入O2,則化學(xué)平衡( )
A.向左移 B.向右移動(dòng) C.不移動(dòng) D.無(wú)法判斷
4.反應(yīng)2A(g)2B(g)+C(g);正反應(yīng)吸熱,達(dá)平衡時(shí),要使v正降低、c(A)增大,應(yīng)采取的措施是( )
A.加壓 B.減壓 C.升溫 D.降溫
5.在密閉容器中投入1 mol CO(g)和3 mol H2O(g),下列反應(yīng):
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2,達(dá)到平衡后,測(cè)得CO2(g)為0.75 mol,再向其中加入5 mol H2O(g),達(dá)到新平衡后,CO2(g)的物質(zhì)的量可能的是( )
A.0.50 mol B.0.75 mol C.0.85 mol D.1.1 mol
6.已知一氧化碳與水蒸氣的反應(yīng)為:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),在427 ℃時(shí)的平衡常數(shù)是9.4。如果反應(yīng)開(kāi)始時(shí),一氧化碳和水蒸氣的濃度都是0.01 mol/L,計(jì)算一氧化碳在此反應(yīng)條件下的轉(zhuǎn)化率。
(二)對(duì)過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)的達(dá)成度,可以通過(guò)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、交流、反思和評(píng)價(jià)過(guò)程中來(lái)檢驗(yàn)。
如實(shí)驗(yàn)2-7的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)報(bào)告的設(shè)計(jì)中可以體現(xiàn)
常溫
冷水
熱水
顏色及變化
原因分析
結(jié)論
思考、回答
請(qǐng)?jiān)囉脠D形表示濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響。