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2015-2016学年高二年级化学教学课件第2章 化学反应的方向、限度与速率 章末整合提升.ppt

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必修二第二章第三节化学反应速率和限度(共27张PPT)

必修二第二章第三节化学反应速率和限度(共27张PPT)

2017/7/27
23
四、化学反应条件的控制
现在，假设你是一名工程师，你要 使到你工厂的煤尽可能的完全燃烧，提高 煤的燃烧效率，你认为应该从哪些方面进 行分析？
2017/7/27
24
四、化学反应条件的控制
怎样提高煤的燃烧效率？
煤的状态与燃烧的速率有何关系？与煤的充分 燃烧有何关系？ 空气的用量对煤的充分燃烧有什么影响？原因 是什么？ 应选用什么样的炉膛材料？ 如何充分利用煤燃烧后的废气中的热量？
反 应 速 率
0
2017/7/27
v(正) v(逆) t1 时间（t）
12
三、化学反应的限度
一定时间段内有什么特征？ （3）c(SO2) 、c(O2)逐渐变小，c(SO3)逐渐增大，
三种物质的浓度达到一个特定值。
2SO2
+
O2 反 应 速 率 0
2SO3
v(正)= v(逆) ≠0
v(正) v(逆) t1 时间（t）
催化剂
高温高压
正反应
逆反应
2HI
典型的可逆反应有:
N2+3H2 SO2 +H2O 2NH3 2SO2+O2
催化剂 高温
2SO3 NH3 · H2O
H2SO3
NH3 +H2O
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6
三、化学反应的限度
思考与交流 (1)水的生成（H2+O2）与电解， (2)二次电池的放电与充电， (3)CO2和H2O在植物中通过光合作用合成糖 与糖在体内氧化生成CO2和H2O， 它们是否属于“可逆反应”？
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25
四、化学反应条件的控制
归纳
尽可能的使煤充分燃烧，提高能量的转化率，关键是燃料与 空气或氧气要尽可能充分的接触，且空气要适当过量。燃 料与空气要有足够大的接触面积。 尽可能充分地利用燃料燃烧所放出来的热能，提高热能的利 用率。 实质是从多方面控制燃烧反应的条件，它的意义在于节约能 源，节省资源，减少污染等。

第二章化学反应的方向速率和限度

第二章化学反应的方向速率和限度
解： (1)解法
ΔrGm={ΔfGm(CaO)+ΔfGm(CO2)}-ΔfGm(CaCO3) ={(-604.03)+(-394.359)-(-1128.79)} kJ· mol-1 =130.40 kJ· mol-1>0
在298.15K、标准态下, 分解不能自发进行。
(2)解法
ΔfHm/(kJ· mol-1) -1206.92 -635.09 -393.509 Sm/(J· mol-1· K-1) 92.9 39.75 213.74 ΔrHm=[ΔfHm(CaO)+ΔfHm(CO2)]-ΔfHm(CaCO3) ={[(-635.09)+(-393.509)]-(-1206.92)} kJ· mol-1 =178.32 kJ· mol-1 ΔrSm=[Sm(CaO)+Sm(CO2)]-Sm(CaCO3) =[(39.75+213.74) - 92.9] J· mol-1· K-1 =106.6 J· mol-1· K-1 ΔrGm(298.15K)=ΔrHm(298.15K)-TΔrSm(298.15K) ΔrGm=[178.32-298.15×106.6×10-3] kJ· mol-1 =130.4 kJ· mol-1>0
熵是描述物质混乱度大小的物理量。
物质(或体系) 混乱度越大,对应的熵值越大 符号：S 单位: JK-1
在0K时,一个纯物质的完美晶体, 其组分粒子(原子、分 子或离子)都处于完全有序的排列状态, 混乱度最小, 熵 值最小。——热力学第三定律。 把任何纯物质的完美晶体在0K时的熵值规定为零 S0（完整晶体，0K)＝0
ΔrGm(T) = ΔrHm(T)- TΔrSm(T) ≈ ΔrHm(298.15K)- TΔrSm(298.15K)

高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 2.2 化学反应的限度课件 鲁科版选修4.ppt

高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 2.2 化学反应的限度课件 鲁科版选修4.ppt
5
在1L密闭容器中加入1molN2和3mol H2发生反应
正向反应
N2(g) + 3H2 (g) 逆向反应
2NH3(g)
对于以上反应，请分析：
（1）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓 度哪个大？ 反应物浓度最大，生成物浓度为零。
（2）当反应刚开始时，正反应与逆反应哪个
反应速率大？ 正反应速率最大，逆反应速率为零。
化学反应限度
在一定条件下，化学 反应所能进行的最大 程度
1
一、可逆反应:
1、定义：在同一条件下, 既能向正反应方
向进行，同时也能向逆反应方向进行的反应。
2、符号：
催化剂
2SO2+O2 △ 2SO3
3、可逆反应的特点
(1)、同一条件 同时进行（两同）
2
在某密闭容器中发生反应：2SO2+O2
催化剂
△ 2SO3
随堂练习3
在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成 NH3,以下叙述错误的是（ B ） A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速
率为零 B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，
最后减小为零 C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，后 保持恒定 D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，
最后与逆反应速率相等且都保持恒定 13
化学平衡的标志
4、 在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)
AC 达到平衡的标志是 （
）
A、 C的生成速率与C分解的速率相等
2C(g)
B、 单位时间内生成n molA,同时生成3n molB
C、 A、B、C的浓度不再变化
D、 A、B、C的分子数之比为1:3:2
14
化学平衡的标志

化学反应的方向、速度和限度

化学反应的方向、速度和限度

增加来表 示 。 aA + bB → cC + dD
t1时的浓度 c(A)1 c(B)1 c(C)1 c(D)1
t2时的浓度 c(A)2 c(B)2 c(C)2 c(D)2
∆t=t2-t1、∆c=c2-c1 则平均速率为
(A) =
-
∆c(A) ∆t
(B) =
-
∆c(B) ∆t
(C) =
∆c(C) ∆t
2.2.2 化学反应的活化能
1 活化分子
p 分子碰撞理论认为：
反应物分子 (或原子、离子) 之间必须相互碰撞，才有可能发生化 学反应。
但反应物分子之间并不是每一次碰撞都能发生反应。绝大多数碰 撞是无效的弹性碰撞，不能发生反应。
对一般反应来说，事实上只有少数或极少数分子碰撞时能发生反 应。
第二章 化学反应的方向、速率和限度 1 活化分子
开始浓度/(mol·L-1) 2.10
00
100秒浓度/(mol·L-1) 1.95 300秒浓度/(mol·L-1) 1.70 700秒浓度/(mol·L-1) 1.31
0.30 0.075 0.80 0.20 1.58 0.395
随着反应的 进行,速率 逐渐减小
υ(N2O5)1=
-
∆c(N2O5) ∆t
能量(E)之差。 Ea = E* - E
例
N2O5
→
2NO2
+
1 2
O2
325K时 E*=106.13kJ·mol-1, E=4.03kJ·mol-1
Ea=E*-E=(106.13-4.03)kJ·mol-1=102.10kJ·mol-1
p 大部分分子的能量接近E值，能量大于E分子只占少数。 p 非活化分子要吸收足够的能量才能转变为活化分子。

化学反应的方向、限度和速率

化学反应的方向、限度和速率

二、化学反应的限度
1、化学平衡的判断依据 V正=V逆 同一种物质的生成速率与消失速率相等。
平衡混 合物组 成确定
物质的量、浓度、百分含量、 转化率不变
2、化学平衡常数
（1）、化学平衡常数的数学表达式 （2）、化学平衡常数的书写： （3）、化学平衡常数的影响因素： 反应物性质和 温度 （4）、化学平衡常数的意义： （5）、化学平衡常数应用： （6）、化学平衡常数、速率与转化率的计算 ——三段式
一、化学反应的方向 判断依据：△H-T△S <0 正向自发
=0 平衡
>0 逆向自发 焓判据 一般来说，△H<0的反应可自发。故放热熵 减小的反应可自发，是只看焓判据。 熵判据 一般来说，△S>0的反应可自发。故吸热熵 增加的反应可自发，是只看熵判据。
计算： △H-T△S=0 只能确定反应的方向，不能确定反应是否发生、反 应程度、反应速率。
6、影响因素 （1）决定因素 反应物本身的性质
（2）影响因素 浓度、温度、压强、催化剂、固体表面积、原电池
5、化学反应速率大小比较
压强 催化剂>温度> 浓度 固体表面积、原电池
四、工业合成氨 1、反应特点 考虑催化剂催化活性， 兼顾化学速率与平衡
700K
2、生 产条件
200—500KPa 考虑生产成本，兼顾化 学反应速率与化学平衡 铁触媒 考虑化学反应速率
1、浓度
反应mA+nB = pC；△H<0
K不变，Q改变
增大A浓度，B转化率增大，A转化率减小。
2、温度 3、压强
ห้องสมุดไป่ตู้
K变，Q不变 B转化率减小，A转化率减小。 K不变，Q改变
若m+n>p，增大压强，B转化率增大，A转化率增大。

高中化学第2章化学反应的方向、限度与速率第1节化学反应的方向获奖公开课优质课件

高中化学第2章化学反应的方向、限度与速率第1节化学反应的方向获奖公开课优质课件

1．对反应的方向起作用的因素的判断中，不正确的是 ( ) A．有时焓变对反应的方向起决定性作用 B．有时熵变对反应的方向起决定性作用 C．焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素 D．任何情况下，温度都不可能对反应的方向起决定性作用
解析：当焓变和熵变对反应方向的影响相反且相差不大 时，温度可能对反应的方向起决定性作用。 答案：D
(2)实例：水由高处流向低处 的过程、热由高温物体传向低温
物体的过程都属于自发过程。
2．反应焓变与反应方向 (1)能自发进行的化学反应多数是放热 反应，ΔH＜ 0。 (2)有些 吸热 反应在室温下能自发进行，还有一些吸热反 应在 较高温度 下能自发进行。 (3)反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不 是唯一因素。
[特别提醒] (1)自发反应实际上不一定能够发生，非自发反应在一定 条件下也可能发生。 (2)自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应；而自 发反应一定是自发过程。
3．反应熵变与反应方向 (1)熵及其影响因素 ①概念：描述 体系混乱度 的物理量。符号为 S 。 ②特点：混乱度 越大，体系越无序，体系的熵值就越大。 ③影响因素 a．同一物质 S(高温) > S(低温)，S(g)>S(l)>S(s)。 b．相同条件下，不同物质的熵值 不同 。 (2)熵变 ①概念：反应产物总熵 和 反应物总熵 之差。 ②计算公式：ΔS＝ S(反应产物)－S(反应物)。
＝
178.3 kJ·mol－1 160.4×10－3kJ·mol－1·K－1
＝
1
111.6
K，所以
CaCO3 自发进行分解的最低温度为 1 111.6 K。
1．放热和熵增加都对 ΔH－TΔS＜0 有所贡献，因此放热 的熵增加反应一定能自发进行，吸热的熵减小反应一定不能自 发进行。

高二化学化学反应的方向、限度与速率2

高二化学化学反应的方向、限度与速率2

4 mol、2 mol和4 mol。在相同的温度下，对
平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，
可使平衡右移的是 B、C
A 均减半
B 均加倍
C 均增加1 mol
D 均减少1 mol
3.某温度下，在一容积固定的容器中，反应
2Ag＋Bg 3Cg
达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为
4 mol、2 mol和4 mol。在相同的温度下，
K = —[C—]c [—D]—d
[A]a [B]b
注意：平衡常数表达式中不包括固体和纯液体 物质的浓度项(因为它们的浓度为常数)，只包 括气态物质和溶液中各溶质的浓度。
K的意义
1、根据K的大小判断反应进行的程度。 K值越大，反应越完全； K值越小，反应越不完全。（一般来说， 如果一
个反应的平衡常数大于105,认为反应进行的较完全; 如果 小于10-5,则认为反应很难进行）
2等温等容时， 反应前后气体体积相等的可逆反应，只要起始充入的物 质的量（或经过转换后的量），与原平衡成比例则两平 衡等效；
3、等温等压时， 改变起始充入量，只要换算成同一边的个物质的物 质的量后与原平衡成比例，则两平衡等效。
1.某温度下，在一容积可变的容器中，反应
2Ag＋Bg 2Cg
２. 化学平衡特点：
（1）逆 （2）等 （3）动 (4)定 (5)变
讨论：怎样判断一个可逆反应是否达到平衡状态？
1、直接： ① V正=V逆 →化学键断裂=化学键生成 ② 各组分浓度保持不变 →质量分数不变
2、间接： （相关物理量恒定不变） ① 压强 ② 体系颜色 ③ 混合气体的平均分子量 ④ 密度 …………………………
第二章 化学反应的方向、限度与速率
复习课

高二化学精品课件 化学反应的方向、限度与速率

高二化学精品课件 化学反应的方向、限度与速率
4
解析：由表格知 328.2 K 时蔗糖水解的瞬时速率与浓度的关 系成正比，则 0.600/0.400＝9.00/a，a＝6.00，A 项正确；从 题给数据看，浓度越大、温度越高，反应速率越快，当增大 浓度同时降低温度时，瞬时速率可能会不变，B 项正确；浓 度不变时，b K 下反应速率低于 318.2 K 下的反应速率，故 b<318.2，C 项正确；温度不同，相同浓度下的平均速率不同， 浓度减少一半所需的时间也不同，D 项错误。
23
下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是( A ) (注：图中半衰期指任一浓度 N2O 消耗一半时所需的相应时 间，c1、c2 均表示 N2O 初始浓度且 c1＜c2)
24
解析：分析实验数据可看出，相同时间间隔内，N2O 物质的 量浓度变化值相同，可得出结论：N2O 的分解速率与其物质 的量浓度无关，故 A 项正确，B 项错误。分析数据可知： 0．100 mol·L－1→0.050 mol·L－1 时间为 50 min， 0．080 mol·L－1→0.040 mol·L－1 时间为 40 min， 0．060 mol·L－1→0.030 mol·L－1 时间为 30 min， 0．040 mol·L－1→0.020 mol·L－1 时间为 20 min， 0．020 mol·L－1→0.010 mol·L－1 时间为 10 min，所以随着 N2O 物质的量浓度的增大，半衰期增大，故 C 项错误。转化 率相等的情况下，浓度越大，所需时间越长，D 项错误。
c /(mol·L－1)
v /(mmol·L－1 ·min－1)
0.600 0.500 0.400 0.300
T/K
318.2
3.60 3.00 2.40 1.80
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一 二 三 四
专题归纳整合
A.反应Ⅰ:若p1>p2,则此反应只能在高温下自发进行 B.反应Ⅱ:此反应的ΔH<0,且T1<T2 C.反应Ⅲ:ΔH>0且T2>T1或ΔH<0且T2<T1 D.反应Ⅳ:T1<T2,则该反应不易自发进行 答案:B
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一 二 三 四
专题归纳整合
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一 二 三 四
专题归纳整合
说明: 1.对于同一条件下,同一时间内的可逆反应,参加反应的各物质的物质的量之比 与方程式前面的化学计量数成正比,由于可逆反应是在一定的容器中进行的,因此, 反应所消耗(或生成)的物质的浓度之比也等于方程式前面的化学计量数之比。但 平衡时的物质的量或浓度与方程式前面的化学计量数没有关系。 2.平衡转化率是指达到平衡时反应物消耗的物质的量与原有总物质的量之间
)
A.反应进行的前3 min内,用X表示的反应速率v(X)=0.3 mol· L-1· min-1 B.容器中发生的反应可表示为:3X(g)+Y(g) 2Z(g)
C.保持其他条件不变,升高温度,反应的化学平衡常数K减小 D.若改变反应条件,使反应进程如图3所示,则改变的条件是增大压强 解析:根据图1可得:v(X)=0.1 mol· L-1· min-1,A项错误;根据物质的物质的量变化 之比等于其化学计量数之比,则n(X)∶n(Y)∶n(Z)=0.6∶0.2∶0.4=3∶1∶2,B项正确; 由图2可知,根据“先拐先平”的原则,T2>T1,温度升高,Y的体积分数减小,平衡正向 移动,平衡常数K增大,C项错误;由图1和图3可知,平衡没有发生移动,仅仅是加快了
A.①④⑥⑦
C.①③④⑤ 答案:A
B.②③⑤⑦
D.①②③④⑤⑥⑦
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一 二 三 四
专题归纳整合
专题二 平衡速率图像
图像是外界条件对化学反应速率和化学平衡移动的影响的形象表示。解题时 要注意解题思路和分析方法。 (1)看图像:一看轴(即纵坐标与横坐标的意义),二看点(即起点、拐点、交点、 终点),三看线(即线的走向和变化趋势),四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线 等),五看量的变化(如浓度变化、温度变化等)。 (2)想规律:看清图像后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。 (3)定一议二:勒· 夏特列原理只适用于一种条件的改变对化学平衡的影响,所以 图像中有两种或两种以上变量时,如浓度(c)、温度(T)、压强(p)等,要先固定一种 变量,再讨论另外一种或两种变量的关系。 (4)作判断:通过对比分析,作出正确判断。
的比值,当反应物的起始物质的量之比等于方程式前面的化学计量数之比时,各物
质的转化率也相同,否则不一样。 3.由于可逆反应一段时间后达到平衡状态,因此,可逆反应不能进行完全,任何一 种物质的物质的量不可能为0,反应物也不可能完全转化。
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一 二 三 四
专题归纳整合
例3在某温度下,将H2和I2各0.10 mol的气态混合物充入10 L的密闭容器中,充分
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一 二 三 四
专题归纳整合
迁移训练4在一恒温、恒容的密闭容器中有平衡:H2(g)+I2(g) I2的起始浓度均变为0.20 mol· L-1,则平衡时H2的浓度是( A.0.16 mol· L-1 B.0.08 mol· L-1 )
2HI(g),已知
H2和I2的起始浓度均是0.10 mol· L-1,达到平衡时HI的浓度为0.16 mol· L-1。若H2和
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一 二 三 四
专题归纳整合
解析:这是一个气体体积不变的反应,加入CO和H2O的物质的量之比为1∶2时, 即为等效平衡,CO的体积分数为x,由此可知A、D中CO的体积分数为x。B中相当 于加入2 mol CO和2 mol H2O(g),即相当于在原平衡的基础上再加1 mol CO,所以 CO体积分数大于x。C相当于加入0.9 mol CO和1.9 mol H2O(g),即相当于在0.9 mol CO和1.8 mol H2O(g)的基础上(与原平衡等效)再加入0.1 mol H2O(g),所以CO的体 积分数小于x。 答案:B
C.0.04 mol· L-1
答案:C
D.0.02 mol· L-1
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一 二 三 四
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专题归纳整合
化学反应
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一 二 三 四
专题归纳整合
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一 二 三 四
专题归纳整合
例1可逆反应H2(g)+I2(g) 的标志是( )
2HI(g)在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态
①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol I2 ②单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI ③用HI、H2、I2表示的反应速率的比为2∶1∶1时的状态 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 ⑥混合气体的压强不再改变的状态
反应速率,而该反应是一个气体体积变化的反应,增大压强,平衡会发生移动,故在
这里应该是使用了催化剂,D项错误。 答案:B
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一 二 三 四
专题归纳整合
迁移训练2某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对反应[可用
aA(g)+bB(g) cC(g)表示]的化学平衡的影响,得到如下图像(图中p表示压强,T 表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率,φ表示体积分数)。根据图像,下列判 断正确的是( )
专题归纳整合
答案:(1)该反应的平衡常数为0.25。 (2)达平衡状态时,[H2]=0.016 mol· L-1 [I2]=0.016 mol· L-1 [HI]=0.008 0 mol· L-1。
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一 二 三 四
专题归纳整合
迁移训练3在773 K时,CO(g)+H2O(g) A.60% 答案:C B.50% C.75%
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专题归纳整合
3.运用等效平衡原理解题的关键 (1)准确判断出两状态为等效平衡状态。 (2)分清是恒温、恒容条件下的等效平衡还是恒温、恒压条件下的等效平衡。 4.等效平衡的应用 对于有气体参加的可逆反应,在恒温条件下,涉及容积、压强及平衡移动方向判 断的问题时,可设计一些等效平衡的中间状态来求解,利用这些等效的过渡平衡状 态来分析,能降低思维难度,具有变难为易、变抽象为直观的作用。
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一 二 三 四
专题归纳整合
例4向某密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g),发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)。当反应达到平衡时,CO的体积分数为x。若维持容器的 体积和温度不变,起始物质按下列四种配比充入该容器中,达到平衡时CO的体积
分数大于x的是(
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.④
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一 二 三 四
专题归纳整合
解析:本题不仅考查了化学平衡的直接标志,也要求对化学平衡的间接标志进行
分析判断,需要对化学平衡的特征与化学平衡的关系进行全面分析才能顺利解答。
单位时间内生成n mol H2的同时必生成n mol I2,必消耗2n mol HI。①不能说明达 到平衡,②不能说明;③中,属于化学反应速率与化学方程式中化学计量数的一般
关系,无论达到平衡与否,都符合化学计量数之比,③不能说明;④中,有色气体的颜
色不变,则表示物质的浓度不再变化,能说明反应达到平衡;⑤中,体积固定,气体质 量前后守恒,无论反应是否达到平衡,密度总不变,所以密度不变不能说明达到平衡; ⑥中,由于反应前后气体分子数相同,反应是否达到平衡压强都不会变化,故压强不 变不能作为平衡的标志;⑦中,由于气体总质量不变,反应前后气体的分子数不变, 气体的平均相对分子质量在反应前后不会发生变化,不能说明反应已达平衡。 答案:D
反应,达到平衡后,测得c(H2)=0.008 0 mol· L-1。 (1)求该反应的平衡常数。
(2)在上述温度下,该容器中若通入H2和I2(g)各0.20 mol,试求达到化学平衡状态
时各物质的浓度。
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一 二 三 四
专题归纳整合
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一 二 三 四
专题归纳整合
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一 二 三 四
)
A.0.5 mol CO+2 mol H2O(g)+1 mol CO2+1 mol H2 B.1 mol CO+1 mol H2O(g)+1 mol CO2+1 mol H2 C.0.5 mol CO+1.5 mol H2O(g)+0.4 mol CO2+0.4 mol H2 D.0.5 mol CO+1.5 mol H2O(g)+0.5 mol CO2+0.5 mol H2
称为等效平衡。也就是所谓的等效平衡原理。
由于化学平衡状态与条件有关,而与建立平衡的途径无关。因而,同一可逆反应, 从不同的状态开始,只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同,则可形 成等效平衡。
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如恒温、恒容下,可逆反应: 2SO2+O2 (1)2 mol 2SO3 1 mol 0 mol
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一 二 三 四
专题归纳整合
2.等效平衡规律 (1)在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体体积总数不相等的可逆反应,只改 变起始时加入物质的物质的量,可通过可逆反应的系数比换算成同一方向的物质 的物质的量与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效。 (2)在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体体积总数相等的可逆反应,改变起 始加入情况,只要通过可逆反应的系数之比换算成平衡式左右两边同一边物质的 物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效。 (3)在恒温、恒压条件下,改变起始时加入物质的物质的量,只要按系数换算成 同一方向的物质的物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效。

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