高中化学选修四人教版全套课件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,第一章 化学反应与能量,第一节 化学反应与能量的变化,从物质的角度：,有新物质生成,从微粒的角度：,原子重新组合的过程,从化学键的角度：,旧键的断裂和新键的形成,从能量的角度,:,释放或贮存能量的过程,化学反应的本质,一、焓变 反应热,1,、反应热,恒,(,等,),压过程：反应前后压强不变，体积改变,敞口、针筒、活塞,在化学反应过程中放出或吸收的热量,恒,(,等,),容过程：反应前后体积不变，压强改变,密闭容器、体积不变容器,2,、焓变,焓：热力学状态函数。,焓变：在一定条件下（恒压）的反应热,生成物与反应物的焓值差,焓变符号,：,H,焓变单位,：,kJ/mol,测量条件,：,恒压下，一般为敞口容器中,“,+,”,：吸热，环境对体系做功自身能量增加,“,-,”,：放热，体系对环境做功自身能量减少,3,、反应热产生的原因,从物质所具有的能量角度,反应物的总能量,生成物的总能量,生成物的总能量,反应物的总能量,H,0,H,0,放热反应：,吸热反应：,-183 kJ/mol,（理论值）,H=-184.6 kJ/mol,（实验值）,H=,化学键断裂,吸热,化学键形成,放热,从化学键的角度,4,、常见吸热反应与放热反应,放热,反应,放出热量的化学反应。,H,为“,-”,或,H 0,常见的吸热反应：,大多数分解反应,某些金属氧化物的还原反应,C+CO,2,C+H,2,O,Ba(OH),2,8H,2,O+NH,4,Cl,已知拆开,1mol H,2,中的化学键要吸收,436 kJ,的能量，拆开,1mol O,2,中的化学键要吸收,496 kJ,的能量，形成水分子中的,1mol H,O,键要放出,463 kJ,的能量，试说明,2H,2,+O,2,=2H,2,O,中的能量变化。,练习,H,=-484kJ/mol,1,、,1molC,与,1molH,2,O(g),反应生成,lmol,CO(g),和,1mol H,2,(g),，需要吸收,131.5kJ,的热量，该反应的反应热为,H=,kJ/mol,。,2,、拆开,lmol,H,H,键、,lmol,N,H,键、,lmolNN,键分别需要的能量是,436kJ,、,391kJ,、,946kJ,，则,1mol N,2,生成,NH,3,的反应热为,，,1mol H,2,生成,NH,3,的反应热为,。,131.5,-92KJ/mol,-30.7KJ/mol,练 习,二、热化学方程式,表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。,H,2,(g)+I,2,(g)2HI,(g),200,101KPa,H=,14.9kJ/mol,热化学方程式书写要点,需注明反应的温度和压强,如在,25,、,101KPa,下进行的反应，可不注明温度和压强,应注明反应物和生成物的状态,气体用,g,；液体用,l,；固体用,s,；溶液用,aq,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(g)H,1,=-Q,1,kJ/mol,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l)H,2,=-Q,2,kJ/mol,化学计量数表示物质的量，而不是分子个数。,化学计量数可以是整数，可以是分数。,化学计量数与,H,成正比，当化学计量数不同时，其,H,不同,H,2,(g)+1/2O,2,(g)=H,2,O(l),，,H=-285.8kJ/mol,右端标注热量数值和符号，,H,：吸热用“,+,”,，放热用：“,-,”,。,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l),，,H=-571.6kJ/mol,1,、,已知在,25,，,101kpa,下，,1gC,8,H,18,(,辛烷,),燃烧生成二氧化碳和液态水时放出,48.40kJ,热量，表示上述反应的热化学方程式正确的是,A,C,8,H,18,(1)+25/2O,2,(g)=8CO,2,(g)+9H,2,O(g),H=-48.40 kJ,mol,-1,B,C,8,H,18,(1)+25/2O,2,(g)=8CO,2,(g)+9H,2,O(1),H=-5518 kJ,mol,-1,C,C,8,H,18,(1)+25/2O,2,(g)=8CO,2,(g)+9H,2,O(1),H=+5518 kJ,mol,-1,D,C,8,H,18,(1)+25/2O,2,(g)=8CO,2,(g)+9H,2,O(1),H=-48.40 kJ,mol,-1,B,2,、,1,克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量,55.625KJ,，试写出热化学方式。,CH,4,(g)+2O,2,(g)=CO,2,(g)+2H,2,O(l)H=-890 kJ/mol,3,、常温下,14,克,CO,在足量氧气中充分燃烧，,放出,141.3KJ,热量，写出该热化学方程式。,CO(g,)+1/2O,2,(g)=CO,2,(g)H=-282.6 kJ/mol,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l),，,H,1,=-Q,1,kJ/mol,H,2,(g)+1/2O,2,(g)=H,2,O(l),，,H,2,=-Q,2,kJ/mol,4,、比较,Q,1,和,Q,2,的大小、,H,1,和,H,2,的大小,Q,1,Q,2,H,1,H,2,注意：热量比较比数值，,H,比较带符号,练：,比较,Q,1,Q,2,的大小、,H,1,H,2,的大小,S(g)+O,2,(g)=SO,2,(g)H,1,=-Q,1,kJ/mol,S(s)+O,2,(g)=SO,2,(g)H,2,=-Q,2,kJ/mol,Q,1,Q,2,H,1,H,2,5,、已知某温度下的热化学方程式：,2SO,2,(g),O,2,(g)2SO,3,(g)H=,-197,kJ/mol,试写出,SO,3,分解的热化学反应方程式。,2SO,3,(g)2SO,2,(g),O,2,(g)H=+197kJ/mol,注意：,对于可逆反应，,当反应逆向进行时，其反应热与正反应的数值相等，符号相反。,其反应热是指反应物完全转变成生成物放出或吸收的热量。,6,、已知：,C(s)+O,2,(g)=CO,2,(g)H=-393.5 kJ/mol,要获得,1000kg,热量，需燃烧多少克碳？,30.5g,备用：,已知：,S(s)+O,2,(g)=SO,2,(g)H=-290.6 kJ/mol,求,1.6g,硫燃烧成为,SO,2,气体,放出多少热量？,14.53kJ,三、中和反应反应热的测定,1,、中和热,酸与碱反应生成,1mol H,2,O,时释放的热量称中和热。,数值：稀溶液中，强酸和强碱中和时,H=-57.3kJ/mol,2,、中和反应反应热的测定,原理：,Q=mct,仪器及药品,实验步骤,实验步骤：,a,、在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如上图所示。该实验也可在保温杯中进行。,b,、用一个量筒量取,50mL 0.5mol/L,盐酸，倒入 小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录,。,把温度计上的酸用水冲洗干净。,c,、用另一个量筒量取,50mL 0.55mol/L,氢氧化钠，并用温度计测量氢氧化钠的温度，记录。,d,、把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中，并把量筒中的,NaOH,溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒在外面），盖好盖板。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确量取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记录。,e,、重复实验步骤,2,4,三次,如何提高中和热测定的准确度呢？,增强保温、隔热措施，减少实验过程中热量的损失。,不断搅动，使热量分散均匀,使用稀酸溶液和稀碱溶液，减少溶解热的干扰,使用强酸和强碱溶液，减少电离热效应的干扰,第一章 化学反应与能量,第二节 燃烧热 能源,若,2.6 g,乙炔（,C,2,H,2,，气态）完全燃烧生成液态水和,CO,2,（,g,）时放热,130 kJ,。则乙炔燃烧的热化学方程式为,:,C,2,H,2,(g),5/2O,2,(g)=2CO,2,(g),H,2,O,（,l,）,H,=,1300 kJ/mol,2C,2,H,2,(g),5O,2,(g)=4CO,2,(g),2H,2,O(l),H,=,2600 kJ/mol,反应热,燃烧热,中和热,。,溶解热,一、燃烧热,1,、定义,101kPa,时，,1mol,纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。,例子：,CH,4,(g)+2O,2,(g)=CO,2,(g)+2H,2,O(l),H=-890.3kJ/mol,890.31kJ/mol,就是甲烷的燃烧热,2,、注意问题：,研究内容：放出的热量（,H0,，单,kJ/mol,）,研究条件：,25,、,101 kPa,反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。,燃烧物的物质的量：,1 mol,CO,2,(g),H,2,O,（,l,）,SO,2,（,g,）,如,:C,H,S,名称,化学式,H/kJ,mol,-1,名称,化学式,H/kJ,mol,-1,石墨,C(s),-393.5,乙烷,C,2,H,6,(g),-1559.8,金刚石,C(s),-395.0,乙烯,C,2,H,4,(g),-1411.0,氢气,H,2,(g),-285.8,乙炔,C,2,H,2,(g),-1299.6,一氧化碳,CO(g),-283.0,乙醇,C,2,H,5,OH(l),-1366.8,甲烷,CH,4,(g),-890.31,丙烷,C,3,H,8,(g),-2219.9,甲醇,CH,3,OH(l),-726.51,苯,C,6,H,6,(l),-3267.5,一些物质燃烧热,1,、能否根据式子,1/2CH,4,(g)+O,2,(g),=1/2CO,2,(g),+H,2,O(l)H=-445.15kJ/mol,认为甲烷的燃烧热是,445.15kJ/mol,？,2,、已知：,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l)H=-571.6,kJ/mol,H,2,(g)+1/2 O,2,(g)=H,2,O(g)H=-241.8,kJ/mol,求氢气的燃烧热。,答,:H=-285.8 kJ/mol,练习,2,、请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。,C(,石墨,s,）,+O,2,（,g,）,=CO,2,（,g,）,H=-393.5 kJ/mol,C(,金刚石,s,）,+O,2,（,g,）,=CO,2,（,g,）,H=-395.0 kJ/mol,因为石墨与金刚石的晶体结构不同,其具有的能量也不相同,石墨与金刚石的燃烧热为什么不相同？,燃烧热与中和热的区别与联系,相,同,点,燃烧热,中和热,能量变化,H,不,同,点,反应物的量,生成物的量,反应热,的含义,放热反应,H(4)(2)=(3),练习：在,25,时，向,100mL,含,HCl,14.6g,的盐酸中，放入,5.6g,铁粉，反应进行到,2s,时收集到氢气,1.12L(,标况,),，之后反应又进行了,4s,，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：,(1),前,2s,内用,FeCl,2,表示的平均反应速率为,；,(2),后,4s,内用,HCl,表示的平均反应速率为,；,(3),前,2s,与后,4s,比较，反应速率,较快，其原因可能,。,0.25mol/(,L,s,),0.25mol/(,L,s,),前,2s,前,2s,时段盐酸浓度比后,4s,时段大,练习：,1,、在,2L,的密闭容器中，发生下列反应：,3A(g)+B(g,)=2C(g)+D(g),。若最初加入的,A,和,B,都是,4mol,，在前,10sA,的平均反,应,速率为,0.12mol/L,s,，则,10s,时，容器中,B,的物质的量为,。,2,、一定温度下，向一容积为,2L,的真空容器中加入,1mol,氮气，,3mol,氢气，,3min,后测得容器内的压强是起始时压强的,0.9,倍，在此时间内用氢气的变化来表示反应速率为,。,3.2mol,0.1mol/(L,min),根据下图填空,:,(1),反应物是,_;,生成物是,_,。,(2)2min,内,A,、,B,、,C,三者的反应速率是多少？该反应的化学方程式是,_,_,、,二、化学反应速率模型,1,、有效碰撞,并不是每次碰撞都能发生化学反应，只有其中的部分气体的碰撞能发生化学反应,有效碰撞,活化分子、正确取向,（,1,）碰撞过轻,（,2,）碰撞取向不好,（,3,）活化分子的有效碰撞,HI,分子的几种可能的碰撞模式,分子,运动,相互,碰撞,分子具有,足够能量,有合适的取向,有效碰撞,化学反应,n,活,=n,总,活,%,活化分子,有效碰撞理论,反应速率与活化分子的百分率（活,%,）成正比,二、化学反应速率模型,2,、活化分子,具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子,发生有效碰撞的分子一定是活化分子，,但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。,二、化学反应速率模型,3,、活化能,E,1,是反应的活化能,E,2,是活化分子变成生成物分子放出的能量,E,2,-E,1,是,反应热,普通分子,活化能,活化分子,合理取向,有效碰撞,新物质,能量,第二章 化学反应速率和化学平衡,第二节 影响化学反应速率的因素,主要因素：参加反应的物质的性质,外界条件：,浓度、压强、温度、催化剂等,光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质、原电池等。,次要因素,:,化学反应速率的影响因素,一、浓度对反应速率的影响,1,、结论：当其它条件不变时，增加 反应物的浓度，可增大反应速率。,2,、微观解释,单位体积内活化分子数增多,活化分子百分数不变（与温度、活化能有关）,有效碰撞次数增多，反应速率加快,3,、适用范围,适用范围：气体、溶液,（固体或纯液体的浓度视为常数）,二、压强对反应速率的影响,1,、结论：当其它条件不变时，增加压强，可增大反应速率。,2,、微观解释,单位体积内活化分子数增多,活化分子百分数不变（与温度、活化能有关）,有效碰撞次数增多，反应速率加快,只适用于气体,（必须引起反应或生成物气体浓度改变）,3,、适用范围,三、温度对反应速率的影响,1,、结论：当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率一般要加快。,2,、微观解释,活化分子百分数增加（主要）,碰撞频率提高（次要）,3,、适用范围,所有状态 所有反应,温度每升高,10,，,v,增大到原来的,2 4,倍,四、催化剂对反应速率的影响,1,、结论：使用催化剂可加快化学反应速率,2,、微观解释,降低反应所需的活化能使得活化分子百分数增加,活化分子能量,反应物平均能量,生成物平均能量,有催化剂,3,、适用范围,催化剂具有专一性,1,、决定化学反应的主要因素是,A,、温度,B,、压强,C,、浓度,D,、催化剂,E,、反应物本身的性质,2,、盐酸与碳酸钙固体反应时，能使反应的初,速率明显加快的是,A,、增加碳酸钙固体的量,B,、盐酸的量增加一倍,C,、盐酸的用量减半，浓度加倍,D,、碳酸钙固体减半，盐酸浓度加倍,3,、足量铁粉与一定量盐酸反应，为了减慢反,应速率，但不减少氢气的产量，可加入下列,物质中的,A,、水,B,、,NaOH,固体,C,、,Na,2,CO,3,固体,D,、,NaCl,溶液,4,、增加压强，下列反应速率不会变大的是,A,、碘蒸气和氢气化合成碘化氢,B,、稀硫酸和氢氧化钠溶液反应,C,、二氧化碳通入澄清石灰水中,D,、氨的催化氧化,5,、在一定温度下的密闭容器中发生的反应,N,2,2O,2,2NO,2,，下列措施能加快反应速率,的是,A,、缩小体积使压强增大,B,、恒容，充入氮气,C,、恒压，充入,He,D,、恒容，充入,He,E,、恒压，充入氮气,增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（）,对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因是（）,升高温度使反应速率加快的主要原因是（）,使用催化剂使反应速率加快的主要原因是（）,A,、活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的总数,B,、增大分子的运动速率而使有效碰撞增加,C,、升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加,D,、降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加,A,A,C,D,1,、将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中，若作如下改变的情况，其中能使最初的化学反应速率增大的是 （）,A,、盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量一倍,B,、盐酸的浓度增大一倍，而使盐酸的用量减少到原来的一半,C,、盐酸的浓度和用量都不变，增加碳酸钙的量,D,、盐酸和碳酸钙不变，增大压强一倍,E,、加入,CaCl,2,溶液,F,、加入,CaCl,2,固体,G,、将,CaCO,3,用,CaCO,3,粉末代替,BG,2,、硫代硫酸钠（,Na,2,S,2,O,3,）与稀硫酸发生如下反应：,Na,2,S,2,O,3,+H,2,SO,4,=Na,2,SO,4,+SO,2,+S+H,2,O,下列四种情况中最早出现浑浊的是：（）,（,1,）,10,时,0.1 mol/L Na,2,S,2,O,3,和,0.1 mol/L H,2,SO,4,各,5 mL,（,2,）,10,时,0.1 mol/L Na,2,S,2,O,3,和,0.1 mol/L H,2,SO,4,各,5 mL,，加水,10mL,（,3,）,20,时,0.1 mol/L Na,2,S,2,O,3,和,0.1 mol/L H,2,SO,4,各,5 mL,（,4,）,20,时,0.2mol/L Na,2,S,2,O,3,和,0.1 mol/L H,2,SO,4,各,5 mL,，加水,10 mL,C,第二章 化学反应速率和化学平衡,第三节 化学平衡,一、可逆反应与不可逆反应,1,、可逆过程,固体溶质 溶液中的溶质,溶解,结晶,现象：浓度不变或晶体质量不变,本质：溶解速率,=,析出速率,为什么饱和溶液不再溶解溶质？,2,、可逆反应,在同一条件下，既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应,特点：同一条件、同时进行、反应物生成物同时存在（反应不能进行到底）,V=1L,的密闭容器，,800,，,1atm,CO +H,2,O CO,2,+H,2,催化剂,高温,根据浓度对反应速率的影响,试画出该反应的速率与时间的图象,V,t,V,正,V,逆,V,正,V,逆,V,正,V,逆,二、化学平衡状态,1,、化学平衡状态,指在一定条件下的可逆反应里，正反应,和逆反应的速率相等，反应混合物中各,组分的浓度保持不变的状态。,前提条件：,一定条件（,T,、,P,、,V,）,研究对象：,密闭容器的可逆反应,平衡本质：,V,正,=V,逆,0,平衡标志：,各物质的浓度不变,V=1L,的密闭容器，,800,，,1atm,CO +H,2,O CO,2,+H,2,始,0.1 0.1 0 0,（,mol/L),0.5min 0.08 0.08 0.02 0.02,1min 0.06 0.06 0.04 0.04,2min 0.05 0.05 0.05 0.05,4min 0.05 0.05 0.05 0.05,催化剂,高温,2,、化学平衡的特征,动,：,动态平衡,等：,V,正,=V,逆,0,定：,反应条件一定,反应混合物中各组分的浓度一定,变：,条件改变，平衡将被破坏,。,在一定温度下，反应,X,2,(g),Y,2,(g)2XY(g),达到平衡的标志是,单位时间内同时生成,n mol X,2,和,n mol XY,单位时间内生成,2n molXY,的同时生成,n mol Y,2,容器内总压强不随时间变化,单位时间内有,n mol XX,键断裂，同时有,n mol YY,键断裂,单位时间内生成,n mol X,2,同时生成,n mol Y,2,V,正,V,逆,0,在一定温度下，反应,X,2,(g),Y,2,(g)2XY(g),达到平衡的标志是,X,2,、,Y,2,或,XY,的浓度不再随时间的改变而改变,容器中,X,2,、,Y,2,、,XY,物质的量之比为,112,X,2,、,Y,2,的物质的量浓度相等,容器中气体的总质量不随时间的改变而改变,若只有,X,2,有颜色，容器中的颜色不随时间的,改变而改变,3,、化学平衡状态的判定,浓度、温度、颜色、各种分数、转化率,总压强、总体积、总物质的量、密度,平均分子量,速率相等,同一物质，正逆反应,不同物质，正逆反应速率成比例,三、化学平衡的影响因素,1,、浓度因素,增大反应物浓度，平衡向正向移动,Fe,3+,+3SCN,Fe(SCN),3,Cr,2,O,7,2,+H,2,O 2,CrO,4,2,+2H,+,黄,红,橙,黄,2,、温度因素,升高温度，平衡向吸热反应正向移动,2NO,2,(g)N,2,O,4,(g),H,=-56.9kJ/mol,红棕色,无色,3,、压强因素,同浓度,增大压强，向气体系数和小的方向移动,4,、催化剂因素（不使平衡移动）,5,、勒夏,(,沙,),特列原理,如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向,着减弱这种改变的方向移动,练习：判断平衡移动的方向,P,T,加,C,通入,O,2,通入,O,2,加入,CaCO,3,加入,NH,4,Cl,2,、,4NH,3,+5O,2,4NO+6H,2,O(,气,),H,0,3,、,3NO,2,+H,2,O 2HNO,3,+NO,H,0,1,、,CaO+3C CaC,2,+CO,H,0,4,、,N,2,+O,2,2NO,H,0,5,、,CaCO,3,CaO+CO,2,H,0,6,、,2NH,3,N,2,+3H,2,500600,H,0,练习：,1,、,2NO,2,N,2,O,4,P,正,P,逆,2,、,2NH,3,N,2,+3H,2,逆,正,3,、,3NO,2,+H,2,O 2HNO,3,+NO,正,逆,4,、,CO+H,2,O(g)CO,2,+H,2,5,、,CH,3,COOH+C,2,H,5,OH CH,3,COOC,2,H,5,（液）,+H,2,O,牙齿的损坏实际是牙釉质,Ca,5,(PO,4,),3,OH,溶解的结果。在口腔中存在着如下平衡：,Ca,5,(PO,4,),3,OH 5Ca,2+,+3PO,4,3-,+OH,-,当糖附着在牙齿上发酵时，会产生,H,+,，试用,化学平衡理论说明经常吃甜食对牙齿的影响。,联系实际 健康生活,练习,1,:,在新制的氯水中存在下列平衡：,Cl,2,+H,2,O HCl+HClO,，若向氯水中投入少量,CaCO,3,粉末,则：,A,、平衡不移动,B,、平衡向正反应方向移动，氯水颜色变浅,C,、平衡移动，且,HClO,浓度减小,D,、平衡移动，且,HClO,浓度增大,B,、,D,练习,2:,在某容器中，,C+H,2,O(g)CO+H,2,反应达到平衡，在温度、体积不变的情况下，向容器中充入一定量,H,2,，当建立新平衡时：,A,、,CO,、,H,2,的浓度都比原平衡时的要小,B,、,CO,、,H,2,的浓度都比原平衡时的要大,C,、,H,2,、,H,2,O(g),的浓度都比原平衡时的要大,D,、,CO,、,H,2,O(g),的浓度都比原平衡时的要大,C,练习,3:,当化学反应,PCl,5,PCl,3,+Cl,2,处于,平衡状态时，向其中加入一种,37,Cl,含量较,多的,Cl,2,，平衡发生移动。在建立新平衡以,前，,PCl,3,中所含,37,Cl,的质量分数比原平衡,状态时（,“,增加,”,或,“,减少,”,），理由是,增加,平衡左移，使,PCl,5,中,37,Cl,增加，,PCl,5,分解生成的,PCl,3,中,37,Cl,也,会增加。,四、化学平衡图像,1,、速率平衡图像,像谁动，谁在上,上下动，看速率,上图表示该反应的速率（,v,）随时间（,t,）变化的关系，,t,2,、,t,3,、,t,5,时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是 （）,A,t,2,时加入了催化剂,B,t,3,时降低了温度,C,t,5,时增大了压强,D,t,5,时增大了,X,浓度,A,t,t,1,v,(,正,),v,(,逆,),v,(,正,),v,(,逆,),v,t,2,t,3,v,(,正,),v,(,逆,),t,4,t,5,t,6,2,、拐点图像,先拐先平数值大，固定一个看其他,T,2,T,1,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g,);,H=QkJ,/mol,C%,时间,0,t,1,t,2,T,1,T,2,Q,0,判断,:,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g,);,H=QkJ,/mol,P,2,P,1,A,转化率,时间,0,t,1,t,2,判断,:,P,1,P,2,m+n p+q,T,2,，正反应吸热,B,T,1,T,2,，正反应放热,D,T,1,Q,0,等温线,300,C,转,化,率,压强,0,P,等压线,200,C,100,C,m+n p+q,0,五、等效平衡,在一定条件下,(,恒温恒容或恒温恒压,),由不同,的起始加入达到相同的平衡效果,即平衡时,各物质的百分含量分别相同。这样的化学平,衡互称为等效平衡。,1,、恒温恒容，,将生成物按反应方程式完全转化至反应物，若反应物物质的量相同，即可达到同一平衡状态，也互为等效平衡。,催化剂,高温,2SO,2,+,O,2,2SO,3,(,气,),（）,（）,（）,.,某,.,.,.,在一个恒温恒容的密闭容器中，加入,mol A,和,1mol B,，发生反应：,2 A,（气）,+B,（气）,C,（气）,下列配比作为起始物质，可达到同一平衡状态的是（）,A,、,4mol A +2 mol B,B,、,4mol C,C,、,1.6 mol A+0.8mol B+0.,mol C,D,、,4mol A +2 mol B+3mol C,2,、恒温恒容，,将生成物按反应方程式完全转化至反应物，若反应物物质的量比相同，即互为等效平衡状态,3,、恒温恒压条件,将生成物按反应方程式完全转化至反应物，若反应物物质的量相同，即可达到同一平衡状态，也互为等效平衡。,在一个恒温恒容的密闭容器中，充入,molA,和,molB,，发生反应：,A+B,C,达平衡后，,C,的体积分数为，若维持容器体积不变，,0.6molA,、,0.,molB,、,.,molC,为起始物质，达到平衡后，,C,的体积分数不变，则值为,可能为，也可能为,只能为,只能为,无法确定,恒温恒压下,以下列配比发生反应,:N,2,+3 H,2,2 NH,3,互为等效平衡状态的是,N,2,H,2,NH,3,A.1 mol 3 mol 0 mol,B.0.5 mol 1.5 mol 0 mol,C.2 mol,6 mol 0 mol,D.0 mol 0 mol 2 mol,在一个体积恒定的密闭容器中，加入,mol A,和,1mol B,，发生反应：,2 A,（气）,+B,（气）,3C,（气）,+D,（气），若达平衡时，,C,的浓度为,W mol/L,。在恒温恒容条件下，按下列配比作为起始物质，达平衡后，,C,的浓度仍为,W mol/L,的是,:,A,、,4mol A +2 mol B,B,、,3mol C +1 mol D,C,、,1 mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D,D,、,4mol A +2 mol B+3mol C +1 mol D,BC,在一个体积恒定的密闭容器中,N,2,与,H,2,反应合成氨的反应达到平衡后,容器中含,1molN,2,3molH,2,1molNH,3,保持温度不变，向该容器中再加,1molN,2,3molH,2,1molNH,3,，下列说法正确的是（）,正逆反应速率同时增大，平衡不移动,正逆反应速率同时增大，,百分含量增大,正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向逆反应移动,正逆反应速率不变，平衡不移动,B,有两只密闭容器,A,和,B,，有一个可移动的活塞，保持恒压，保持恒容开始时向中分别充入等量的体积比为：的,和,的混合气体，并使二者容积相等，试判断：,）反应开始时及反应进行中与反应速率的大小关系,）当两容器均达平衡后，,转化率的大小关系,）达平衡后，向中再分别充入等量的体积比为,：的,和,的混合气体重新达到平衡后，中,的质量分数（），中,的质量分数（）,增大，减小，不变,综合练习,2,：,增大,不变,六、化学平衡常数,1,、定义,在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）。,2,、表达式及单位,K,的单位为,(mol,L,-1,),n,c,p,(C),c,q,(D,),c,m,(A),c,n,(B,),K,=,mA+nB pC+qD,3,、注意问题,K,只受到温度影响，与浓度无关,纯固体、液体浓度，一般不出现在表达式中,同一反应，系数不同，,K,值不同,例,N,2,(g)+3 H,2,(g)2NH,3,(g),K,1,1/2N,2,(g)+3/2 H,2,(g)NH,3,(g),K,2,K,1,K,2,，,K,1,=K,2,2,一般来说，,K,10,5,，认为正反应进行得较完全,K,10,-5,认为 正反应很难进行（逆反应较完全）,10,-5,K,10,5,认为是可逆反应,N,2,(g)+O,2,(g),2NO(g),K,=110,-30,(298K),判断反应进行的程度,4,、化学平衡常数意义,若正反应是吸热反应,升高温度,例：反应,:H,2,(g)+I,2,(g)2HI(g),H k,，未达平衡，逆向进行。,Q,C,=k,达平衡，平衡不移动。,Q,C,k,未达平衡，正向进行。,判断反应方向,例题,:,高炉炼铁中发生的反应有,:,FeO(s)+CO(g,)Fe(s)+CO,2,(g);H,k,Q,C,=k,Q,C,k,逆向进行,平衡不移动,正向进行,K,10,5,，认为正反应进行得较完全,K,10,-5,认为 正反应很难进行（逆反应较完全）,10,-5,K,10,5,认为是可逆反应,N,2,(g)+O,2,(g),2NO(g),K,=110,-30,(298K),D.CO(g,),C(s,),1/2O,2,B.2N,2,O,5,(g),4NO,2,(g),O,2,(g),A.(NH,4,),2,CO,3,(s),NH,4,HCO,3,(s)+NH,3,(g),C.MgCO,3,(s),MgO(s),CO,2,(s),常温下下列反应向那个方向进行？,化学反应进行的快慢,化学反应的限度,化学反应进行的方向,化学反应速率,化学平衡,?,化学反应原理,第二章 化学反应速率和化学平衡,第四节 化学反应进行的方向,镁条燃烧；,酸碱中和；,铁器暴露在潮湿空气中会生锈；,甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧，,锌遇,CuSO,4,溶液自动反应生成,Cu,和,ZnSO,4,等,自然界中水总是从高处往低处流；,电流总是从高电势流向低电势；,室温下冰块自动融化；,墨水扩散；,食盐溶解于水；,火柴棒散落等。,自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程,自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。,镁条燃烧；,酸碱中和；,甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧,自然界中水总是从高处往低处流；,电流总是从高电势流向低电势；,1,、反应方向的焓判据（能量判据）,体系趋向于从高能状态转变为低能状态,H0,）的倾向，,化学反应的,越大，越有利于反应自发进行,在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理,判断下列过程的熵变大于零还是小于零,1,、,H,2,O(s)H,2,O(l)H,2,O(g),2,、,CaCO,3,(s)=CaO(s)+CO,2,(g),3,、,NaOH,（,s,）,=Na,+,(aq)+OH,-,(aq,),4,、,N,2,(g)+3H,2,(g),2NH,3,(g),S,0,S,0,S,0,S,0,少数熵减小的反应，在一定条件下也可以自发地进行,焓变,熵变,反应能否自发进行,自发进行,不自发进行,不能定性判断,不能定性判断,H,0,H,0,H,0,S,0,S,0,S,0,S,0,反应在常温常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行,反应能否自发进行，还与什么因素有关？,3,、自由能判据（复合判据）,G=HTS,G,：自由能，状态函数,G,：自由能变化量（自由能变）,G0,的反应不可自发进行,练习,3,碳铵,(NH,4,),2,CO,3,在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是,A,、碳铵分解是因为生成了易挥发的气,体，使体系的熵增大。,B,、碳铵分解是因为外界给予了能量,C,、碳铵分解是吸热反应，根据能量判据,不能自发分解,D,、,碳酸盐都不稳定，都能自发分解。,A,信息：,体系自由能变化（,G,）综合考虑了焓变和熵变对反应体系的影响：,G=,H-T,S,（,为热力学温度）。在恒温、恒压下，用,G,判断化学反应自发进行的方向显得更为科学（当,G,K,2,，因此以第一步电离为主,CH,3,COOH,H,+,+,CH,3,COO,在醋酸溶液中，存在如下电离平衡：,加入固体,NaOH,，电离平衡向,_,反应方向移动，,c(H,)_,加入固体,CH,3,COONa,，电离平衡向,_,反应方向移动，,c(H,)_,滴入少量浓硫酸，电离平衡向,_,反应方向移动，,c(H,)_,加入同浓度的醋酸，电离平衡,_,，,c(H,)_,正,减小,减小,逆,逆,增大,不变,不变,4,、电离平衡的移动,电离吸热,越稀越电离，越热越电离,CH,3,COOH,H,+,+,CH,3,COO,升高温度，电离平衡向,_,反应方向移动，,c(H,)_,加水，电离平 衡向,反应方向移动，,C,（,H,+,）。,正,正,减小,增大,HA H,+,+A,H 0,移动方向,c(H,+,),c(A,),升高温度,降低温度,加入,HA,加入,H,2,O,加浓硫酸,加,NaOH,加,NaA,BOH B,+,+OH,H 0,移动方向,c(OH,),c(B,+,),升高温度,降低温度,加入,BOH,加大量水,加浓硫酸,加,NaOH,加,BCl,.,下列叙述正确的是（）,A.,强弱电解质的根本区别在于电离时是否存在电离平衡,B.,所有的离子化合物都是强电解质，所有的共价化合物都是弱电解质,C.,强电解质的水溶液中只有离子，没有分子,D.,强电解质融化状态下都能导电,A,一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为减缓反应速率而不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的（）,A.NaOH,(,固）,B.H,2,O C.NH,4,Cl,（固）,D.CH,3,COONa(,固）,BD,E.,降低温度,F.,NaCl,溶液,EF,有,H,+,浓度相同、体积相等的三种酸,a,、盐酸,b,、硫酸,c,、醋酸，同时加入足量的锌，则开始反应时速率,_,，反应完全后生成,H,2,的质量,_,。,a=b=c,a=b,7,pHNaClO,Na,2,CO,3,CH,3,COONa,Na,2,SO,4,(NH,4,),2,SO,4,NaHSO,4,7:,0,越热越水解,浓度：,温度：,越稀越水解,溶液的酸、碱性：,加酸,加碱,加盐,强碱弱酸盐,NaA,：,A,+H,2,O HA+OH,移动,c(H,+,),c(A,),c(OH,),pH,升高温度,降低温度,加大量水,加浓硫酸,加,NaOH,加,NaA,强酸弱碱盐,BCl,：,B,+,+H,2,O H,+,+BOH,移动,c(H,+,),c(,B,+,),c(OH,),pH,升高温度,降低温度,加大量水,加浓硫酸,加,NaOH,加,BCl,3mL CH,3,COONa,溶液后，滴加酚酞，有何现象？,将溶液加热后，颜色有何变化？,0.1mol/L,的,NaCl,溶液中,Na,+,、,Cl,、,H,+,、,OH,设,Na,+,、,Cl,、,H,+,、,OH,分别表示四种离子的物质的量浓度，则完成下列各关系式子,存在哪些离子,建立一个只含有,Na,+,、,Cl,的等式,建立一个只含有,Na,+,、,Cl,、,H,+,、,OH,的等式,建立一个只含有,H,+,、,OH,的等式,a.,建