优化探究化学二轮复习第部分专题第讲化学反应的方向限度和速率省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第第3讲讲化学反化学反应应方向、程度和速率方向、程度和速率 第1页第2页第3页3条件对化学反应速率和化学平衡影响条件对化学反应速率和化学平衡影响(1)浓浓度：增大反度：增大反应应物物浓浓度，度，v(正正)马马上增大，上增大，v(逆逆)逐步增大，平逐步增大，平衡向正反衡向正反应应方向移方向移动动。注意注意：固体、纯液体浓度视为定值，不因其量增减而影响反应速：固体、纯液体浓度视为定值，不因其量增减而影响反应速率，但因表面积率，但因表面积(接触面积接触面积)改变而改变反应速率。改变而改变反应速率。(2)温度：温度：升高温度，不升高温度，不论论正反正反应还应还是逆反是逆反应应，不，不论论放放热热反反应还应还是吸是吸热热反反应应，反，反应应速率都加速率都加紧紧，且，且对对吸吸热热反反应应方向影响方向影响较较大，平衡向吸大，平衡向吸热热反反应应方向移方向移动动。降低温度，降低温度，v(正正)，v(逆逆)均减小，平衡向放均减小，平衡向放热热反反应应方向移方向移动动。(3)压压强强：改：改变压变压强强，对对化学反化学反应应速率速率产产生影响根本原因是引生影响根本原因是引发发浓浓度改度改变变。且。且对缩对缩体反体反应应方向影响方向影响较较大。大。(4)催化催化剂剂：加入催化：加入催化剂剂，降低反，降低反应应活化能，使活化能，使v(正正)、v(逆逆)同倍同倍增大，平衡不移增大，平衡不移动动，H不不变变。第4页易错警示易错警示1易忽略影响化学反应速率根本原因是反应物本身性质。易忽略影响化学反应速率根本原因是反应物本身性质。2比较同一反应在不一样条件下反应速率大小时，易忽略单位比较同一反应在不一样条件下反应速率大小时，易忽略单位换算，只有单位一致时才能比较数值大小。换算，只有单位一致时才能比较数值大小。3误认为升高温度，吸热反应速率增大，而放热反应速率减小。误认为升高温度，吸热反应速率增大，而放热反应速率减小。正确应为：升高温度，反应速率都增大，只是增大程度不一样。正确应为：升高温度，反应速率都增大，只是增大程度不一样。第5页二、化学平衡状态判断方法二、化学平衡状态判断方法 第6页1利用反应速率和各组分含量判断利用反应速率和各组分含量判断(1)v正正v逆逆0，现现以反以反应应N23H2 2NH3为为例，例，对对等速等速标标志志v正正v逆逆0了解：了解：a若有若有1 mol N2消耗，消耗，则则有有1 mol N2生成生成(同种物同种物质质，物，物质质量相等，量相等，代表改代表改变变方向相反方向相反)；b若有若有1 mol N2消耗，消耗，则则有有3 mol H2生成生成(同同侧侧不一不一样样种物种物质质，物物质质量之比化学量之比化学计计量数之比，代表改量数之比，代表改变变方向相反方向相反)；c若有若有1 mol N2消耗，消耗，则则有有2 mol NH3消耗消耗(异异侧侧物物质质，物，物质质量之量之比化学比化学计计量数之比，代表改量数之比，代表改变变方向相反方向相反)。(2)各各组组分物分物质质量量浓浓度、度、质质量分数、体量分数、体积积分数、分数、转转化率等保持不化率等保持不变变。第7页第8页(3)混合气体密度混合气体密度在恒温恒在恒温恒压压条件下，气条件下，气态态反反应应物与气物与气态态生成物化学生成物化学计计量数之和不量数之和不相等反相等反应应，当密度不再改，当密度不再改变时变时，反，反应应到达平衡状到达平衡状态态。在恒温恒容条。在恒温恒容条件下，反件下，反应应前后气体前后气体质质量不量不变时变时，气体密度不能作，气体密度不能作为为判据。判据。(4)颜颜色色对对于反于反应应前后气体前后气体颜颜色不一色不一样样可逆反可逆反应应，当反，当反应应混合物混合物颜颜色不再色不再改改变时变时，反，反应应到达平衡状到达平衡状态态。第9页三、化学平衡常数应用三、化学平衡常数应用1影响原因影响原因化学平衡常数只与温度相关，升高或降低温度化学平衡常数只与温度相关，升高或降低温度对对平衡常数影响取平衡常数影响取决于决于对应对应化学反化学反应热应热效效应应情况；反情况；反应应物和生成物物和生成物浓浓度度对对平衡常数没平衡常数没有影响。有影响。2应用应用(1)判断反判断反应进应进行程度行程度对对于同于同类类型反型反应应，K值值越大，表示反越大，表示反应进应进行程度越大；行程度越大；K值值越小，越小，表示反表示反应进应进行程度越小。行程度越小。第10页(2)判断反判断反应进应进行方向行方向若任意状若任意状态态下生成物与反下生成物与反应应物物浓浓度度幂幂之之积积比比值为值为Qc，则则QcK，反，反应应向逆反向逆反应应方向方向进进行；行；QcK，反，反应处应处于平衡状于平衡状态态；QcK，反，反应应向正反向正反应应方向方向进进行。行。(3)判断反判断反应热应热效效应应若升高温度，若升高温度，K值值增大，增大，则则正反正反应为应为吸吸热热反反应应；若升高温度，若升高温度，K值值减小，减小，则则正反正反应为应为放放热热反反应应。(4)利用化学平衡常数利用化学平衡常数计计算平衡算平衡浓浓度、度、转转化率、体化率、体积积分数等。分数等。第11页第12页化学反化学反应应速率速率计计算及影响原因算及影响原因 例1(南京模拟)Fenton法惯用于处理含难降解有机物工业废水，通常是在调整好pH和Fe2浓度废水中加入H2O2，所产生羟基自由基能氧化降解污染物。现利用该方法降解有机污染物pCP，探究相关原因对该降解反应速率影响。试验设计控制pCP初始浓度相同，恒定试验温度在298 K或313 K(其余试验条件见下表)。设计以下对比试验。第13页第14页数据处理数据处理试验测得试验测得pCP浓度随时间改变关系如上图。浓度随时间改变关系如上图。(2)请请依据上依据上图试验图试验曲曲线线，计计算降解反算降解反应应在在50150 s内反内反应应速率；速率；v(p CP)_mol/(Ls)。解解释释与与结论结论(3)试验试验、表明温度升高，降解反表明温度升高，降解反应应速率增大。但温度速率增大。但温度过过高高时时反而造成降解反反而造成降解反应应速率减小，速率减小，请请从从Fenton法所用法所用试剂试剂H2O2角度分析角度分析原因：原因：_。(4)试验试验得出得出结论结论是：是：pH等于等于10时时，_。思索与交流思索与交流(5)试验时试验时需在不一需在不一样时间样时间从反从反应应器中取器中取样样，并使所取，并使所取样样品中反品中反应应马马上停下来，依据上上停下来，依据上图图中信息，中信息，给给出一个快速停出一个快速停顿顿反反应应方法：方法：_。第15页解析解析本题是一道新型试验探究题，依据题给信息能很轻易处理。本题是一道新型试验探究题，依据题给信息能很轻易处理。(1)由题中由题中“控制控制pCP初始浓度相同，恒定试验温度在初始浓度相同，恒定试验温度在298 K或或313 K(其余试验条件见下表其余试验条件见下表)”这句话中信息能处理表格第二列这句话中信息能处理表格第二列“探究温度探究温度对降解反应速率影响对降解反应速率影响”，故表格这一行应该填写，故表格这一行应该填写“313、3、6.0、0.30”；对比能够发觉温度、浓度均没发生改变，只有对比能够发觉温度、浓度均没发生改变，只有pH由由3变成变成10，所以第三行空中应该填写是，所以第三行空中应该填写是“探究溶液探究溶液pH对降解反应速率影响对降解反应速率影响”。(2)依据化学反应速率定义，结合图象即可计算出结果，依据化学反应速率定义，结合图象即可计算出结果，v(pCP)(1.20.4)103 mol/L(15050)s8106 mol/(Ls)。(3)提醒提醒“请请从从Fenton法所用试剂法所用试剂H2O2角度解释角度解释”，经过平时学习知，经过平时学习知，H2O2温度温度高时不稳定，故即使高温能加紧化学反应速率，但温度过高就造成高时不稳定，故即使高温能加紧化学反应速率，但温度过高就造成H2O2分解，消耗了反应物，速率自然会减小。分解，消耗了反应物，速率自然会减小。(4)由图象观察得到图由图象观察得到图象中随时间改变曲线象中随时间改变曲线表示在表示在pH10时，浓度不变，说明反应速率时，浓度不变，说明反应速率为为0，化学反应停顿。，化学反应停顿。(5)能够依据上一小题回答，使反应快速停顿，能够依据上一小题回答，使反应快速停顿，能够向溶液中加碱，调整能够向溶液中加碱，调整pH10即可。即可。第16页答案答案(1)(2)8.0106(3)过过氧化氧化氢氢在温度在温度过过高高时时快速分解快速分解(4)反反应应速率速率趋趋向于零向于零(或或该该降解反降解反应趋应趋于停于停顿顿)(5)将所取将所取样样品快速加入一定量品快速加入一定量NaOH溶液中，使溶液中，使pH约为约为10(或将所或将所取取样样品品骤骤冷等其它合理答案均可冷等其它合理答案均可)第17页第18页1(高考福建理综)化合物Bilirubin在一定波长光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间改变如右图所表示，计算反应48 min间平均反应速率和推测反应16 min时反应物浓度，结果应是()A2.5 molL1min1和2.0 molL1B2.5 molL1min1和2.5 molL1C3.0 molL1min1和3.0 molL1D5.0 molL1min1和3.0 molL1第19页答案：答案：B 第20页化学平衡常数化学平衡常数应应用用 例例2煤化工中常需研究不一煤化工中常需研究不一样样温度下平衡常数、投料比及温度下平衡常数、投料比及热热值值等等问题问题。已知：已知：CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)平衡常数随温度改平衡常数随温度改变变以下表：以下表：试试回答以下回答以下问题问题：(1)上述正向反上述正向反应应是是_(填填“放放热热”或或“吸吸热热”)反反应应。第21页(2)在在800 发发生上述反生上述反应应，以表中物，以表中物质质量投入恒容反量投入恒容反应应器，其中向器，其中向正反正反应应方向移方向移动动有有_(选选填填A、B、C、D、E)。第22页(3)已知在一定温度下，已知在一定温度下，C(s)CO2(g)2CO(g)平衡常数平衡常数K；C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)平衡常数平衡常数K1；CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)平衡常数平衡常数K2则则K、K1、K2之之间间关系是关系是_。(4)若在若在500 时进时进行，行，设设起始起始时时CO和和H2O起始起始浓浓度均度均为为0.020 molL1，在，在该该条件下，条件下，CO平衡平衡转转化率化率为为_。(5)若反若反应应在在800 进进行，行，设设起始起始时时CO和和H2O(g)共共5 mol，水蒸气，水蒸气体体积积分数分数为为x；平衡；平衡时时CO转转化率化率为为y，则则y随随x改改变变函数关系式函数关系式为为y_。第23页第24页第25页第26页2(高考江苏化学)(双选)700 时，向容积为2 L密闭容器中充入一定量CO和H2O，发生反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)反应过程中测定部分数据见下表(表中t2t1)：第27页第28页答案：答案：BC 第29页化学反化学反应应速率和化学平衡速率和化学平衡图图像像 例3(高考重庆理综)一定条件下，以下反应中水蒸气含量随反应时间改变趋势符合下列图是()第30页ACO2(g)2NH3(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)；H0CCH3CH2OH(g)CH2=CH2(g)H2O(g)；H0D2C6H5CH2CH3(g)O2(g)2C6H5CH=CH2(g)2H2O(g)；HT1，温度，温度升高，水蒸气含量降低，正反应是放热反应，所以升高，水蒸气含量降低，正反应是放热反应，所以B、C不符合题意；不符合题意；由压强由压强时间图像可知，时间图像可知，p1先到达平衡，即先到达平衡，即p1p2，伴随压强增加，水，伴随压强增加，水蒸气含量增加，所以正反应是气体体积减小反应，所以蒸气含量增加，所以正反应是气体体积减小反应，所以D不符合题不符合题意，只有意，只有A符合题意。符合题意。答案答案A第31页第32页第33页第34页3(高考天津理综)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)到达平衡，正反应速率随时间改变示意图如右图所表示。由图可得出正确结论是()A反应在c点到达平衡状态B反应物浓度：a点小于b点C反应物总能量低于生成物总能量Dt1t2时，SO2转化率：ab段小于bc段第35页解析：解析：A项反应在项反应在c点时点时v正正达最大值，随即达最大值，随即v正正逐步减小，并非保逐步减小，并非保持不变，故持不变，故c点时反应未达平衡状态；点时反应未达平衡状态；B项由正反应速率改变曲线项由正反应速率改变曲线可知，可知，a点速率小于点速率小于b点，但开始时通入点，但开始时通入SO2和和NO2，反应由正反应，反应由正反应方向开始，故方向开始，故a点反应物浓度大于点反应物浓度大于b点；点；C项在项在c点之前，反应物浓点之前，反应物浓度逐步减小，容器容积保持不变，度逐步减小，容器容积保持不变，v正正逐步增大说明反应温度逐步逐步增大说明反应温度逐步升高，该反应为放热反应，反应物总能量高于生成物总能量；升高，该反应为放热反应，反应物总能量高于生成物总能量；D项项由由v正正改变曲线可知，改变曲线可知，ab段正反应速率小于段正反应速率小于bc段正反应速率，段正反应速率，t1t2时，时，ab段消耗段消耗SO2物质量小于物质量小于bc段，故段，故ab段段SO2转化转化率小于率小于bc段。段。答案：答案：D第36页某密某密闭闭容器中充入等物容器中充入等物质质量气体量气体A和和B，一定温度下，一定温度下发发生反生反应应：A(g)xB(g)2C(g)到达平衡后，只改到达平衡后，只改变变反反应应一个条件，一个条件，测测得得容器中物容器中物质浓质浓度、反度、反应应速率随速率随时间时间改改变变关系以下列关系以下列图图所表示。所表示。第37页请请回答以下回答以下问题问题：(1)020 min，A平均反平均反应应速率速率为为_；8 min时时，v(正正)_v(逆逆)。(选选填填“”、“”或或“”)(2)反反应应方程式中方程式中x_，30 min时时改改变变反反应应条件是条件是_。(3)2030 min时时反反应应平衡常数平衡常数_3040 min时时反反应应平衡常平衡常数。数。(选选填填“”、“”或或“”)(4)该该反反应应正反正反应为应为_(选选填填“放放热热”或或“吸吸热热”)反反应应。(5)反反应过应过程中程中B转转化率最大化率最大时间时间段是段是_min。答案：答案：(1)0.05 mol/(Lmin)(2)1扩扩大容器体大容器体积积(或减小或减小压压强强)(3)(4)放放热热(5)2040第38页第39页第40页1(高考福建理综)25 时，在含有Pb2、Sn2某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)Pb2(aq)Sn2(aq)Pb(s)，体系中c(Pb2)和c(Sn2)改变关系如右图所表示。以下判断正确是()A往平衡体系中加入金属铅后，c(Pb2)增大B往平衡体系中加入少许Sn(NO3)2固体后，c(Pb2)变小C升高温度，平衡体系中c(Pb2)增大，说明该反应H0D25 时，该反应平衡常数K2.2第41页答案：答案：D 第42页2(高考江苏化学)(双选)以下说法正确是()A一定温度下，反应MgCl2(l)=Mg(l)Cl2(g)H0、S0B水解反应NHH2O NH3H2OH到达平衡后，升高温度平衡逆向移动C铅蓄电池放电时负极和充电时阳极均发生还原反应D对于反应2H2O2=2H2OO2，加入MnO2或升高温度都能加紧O2生成速率解析：镁在氯气中燃烧是放热反应，反之则为吸热反应，A正确；水解反应是吸热，升高温度会促进水解，B错；铅蓄电池放电时负极、充电时阳极反应均失电子，发生氧化反应，C错；MnO2起催化剂作用，而升高温度，反应速率会加紧，故D正确。答案：AD第43页3在恒温、恒在恒温、恒压压下，下，a mol A和和b mol B在一个容在一个容积积可可变变容器中容器中发发生反生反应应：A(g)2B(g)2C(g)，一段，一段时间时间后到达平衡，生成后到达平衡，生成 n mol C。则则以下以下说说法中正确是法中正确是()A物物质质A、B转转化率之比化率之比为为1 2B起始起始时时刻和到达平衡后容器中刻和到达平衡后容器中压压强强之比之比为为(ab)(abn/2)C当当2v正正(A)v逆逆(B)时时，反，反应应一定到达平衡状一定到达平衡状态态D充入惰性气体充入惰性气体(如如Ar)，平衡向正反，平衡向正反应应方向移方向移动动解析：解析：因为因为a、b数值之比不一定为数值之比不一定为1 2，故即使转化，故即使转化A、B物质量物质量之比为之比为1 2，二者转化率之比不一定为，二者转化率之比不一定为1 2，A项错误；该容器为恒温、项错误；该容器为恒温、恒压，故恒压，故B项错误；在恒温、恒压下，充入惰性气体项错误；在恒温、恒压下，充入惰性气体(如如Ar)，容器容，容器容积变大，平衡向左移动，积变大，平衡向左移动，D项错误。项错误。答案：答案：C第44页第45页一定条件下，将一定条件下，将NO2与与SO2以体以体积积比比1 2置于密置于密闭闭容器中容器中发发生上述生上述反反应应，以下能，以下能说说明反明反应应到达平衡状到达平衡状态态是是_。a体系体系压压强强保持不保持不变变b混合气体混合气体颜颜色保持不色保持不变变cSO3和和NO体体积积比保持不比保持不变变d每消耗每消耗1 mol SO3同同时时生成生成1 mol NO2测测得上述反得上述反应应平衡平衡时时NO2与与SO2体体积积比比为为1 6，则则平衡常数平衡常数K_。(3)CO可用于合成甲醇，反可用于合成甲醇，反应应方程式方程式为为CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。CO在不一在不一样样温度下平衡温度下平衡转转化率与化率与压压强强关系以关系以下列下列图图所表示。所表示。该该反反应应H_0(填填“”或或“”)。实际实际生生产产条件控条件控制在制在250、1.3104 kPa左右，左右，选择选择此此压压强强理由是理由是_。第46页第47页第48页第49页第50页第51页本小节结束请按ESC键返回第52页