高中化学选修四人教版全套课件.ppt

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,H0,H0,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,常见放热反应：中和反应 燃烧反应 活泼金属与酸反应 大多数化合反应,吸热反应,吸收热量的化学反应。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+CO2 C+H2O Ba(OH)28H2O+NH4Cl,已知拆开1mol H2中的化学键要吸收436 kJ的能量，拆开1mol O2中的化学键要吸收496 kJ的能量，形成水分子中的1mol HO键要放出463 kJ的能量，试说明 2H2+ O2 = 2H2O中的能量变化。,练习,H=-484kJ/mol,1、1molC与1molH2O(g)反应生成lmol CO(g)和1mol H2(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 HH键、lmol NH键、lmolNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为 ，1mol H2生成NH3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。,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,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H1=-Q1kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H2=-Q2kJ/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,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，,H=-285.8kJ/mol,右端标注热量数值和符号， H：吸热用“+”，放热用：“-”。,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，H=-571.6kJ/mol,1、已知在25，101kpa下，1gC8H18(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 AC8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) H=-48.40 kJmol-1 BC8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) H=-5518 kJmol-1 CC8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) H=+5518 kJmol-1 DC8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) H=-48.40 kJmol-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。,CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(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) + 1/2O2(g)=CO2(g) H=- 282.6 kJ/mol,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，H1=-Q1kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，H2=-Q2kJ/mol,4、比较Q1和Q2的大小、 H1和H2的大小,Q1Q2,H1 H2,注意：热量比较比数值， H比较带符号,练：比较Q1Q2的大小、H1 H2的大小,S(g)+O2(g)=SO2(g) H1=- Q1 kJ/mol S(s)+O2(g)=SO2(g) H2=- Q2 kJ/mol,Q1Q2,H1 H2,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)+O2(g)=CO2(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)+O2(g)=SO2(g) H=- 290.6 kJ/mol 求1.6g硫燃烧成为SO2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 H2O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24三次,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（C2H2，气态）完全燃烧生成液态水和CO2（g）时放热130 kJ。则乙炔燃烧的热化学方程式为:,C2H2(g) 5/2O2 (g) = 2CO2 (g) H2O（l） H=1300 kJ/mol,2C2H2 (g) 5O2 (g) = 4CO2(g)2H2O(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：CH4(g)+2O2 (g) =CO2 (g) +2H2O (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, CO2(g) H2O（l） SO2（g）,如:C H S,一些物质燃烧热,1、能否根据式子 1/2CH4(g)+O2 (g) =1/2CO2 (g) +H2O(l) H=-445.15kJ/mol 认为甲烷的燃烧热是445.15kJ/mol？,2、已知：,2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) H= - 571.6 kJ/mol H2( g ) +1/2 O2 ( g) = H2O ( 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）+ O2（g）= CO2（g） H= -393.5 kJ/mol C(金刚石s）+ O2（g）= CO2（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,放热反应,H0 , 单位 kJ/mol,1mol可燃物,可能是1mol也可以是0.5mol(不限),不限量,H2O 1mol,1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同的物质燃烧热不同,酸碱中和生成1molH2O时放出的热量,强酸强碱间的中和反应中和热大致相同,均约为57.3kJ/mol,二、能源,1、能源定义,2、能源种类,3、我国现阶段能源构成,4、能源研究热点课题,练习,1、下列性质中，能说明乙醇宜作燃料的是 燃烧时发生氧化反应 充分燃烧的产物不污染环境 乙醇是一种再生能源 燃烧时放出大量的热,A. B. C. D. ,D,2、1.5g火箭燃料二甲基肼（CH3NHNHCH3）完全燃烧，放出50kJ热量，则二甲基肼的燃烧热为：,A.1000kJ/mol B.1500kJ/mol C.2000kJ/mol D.3000kJ/mol,C,3.家用液化气中主要成分是丁烷，当10kg 丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出热量5105kJ。 写出丁烷燃烧的热化学方程式。,第一章 化学反应与能量,第三节 化学反应热的计算,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1=241.8kJ/mol,已知： H2O(g)=H2O(l) H= 44kJ/mol 是否可以求出氢气的燃烧热？,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H2=H1+H= 285.8kJ/mol,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H2=285.8kJ/mol,上式中的H1是否表示氢气的燃烧热？,一、盖斯定律,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。,条条大路通罗马,CO(g),C(s),CO2(g),已知 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H2=-283.0kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol 求算C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=?,C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=? CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H2=-283.0kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol,方法： 写出目标方程式;,确定“中间产物”（要消去的物质）;,变换方程式, H要同时变化,然后用消元法逐一消去“中间产物”;,得到目标方程式并进行相应的运算。,例1：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25,101kPa时) 说明： （1）可以在书中查找需要的数据 （2）并告诉大家你设计的理由。,用一用盖斯定律,石墨能直接变成金刚石吗？,先思考，之后小组讨论汇报,查燃烧热表知： C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/mol C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) H2=-395.0kJ/mol,所以， - 得： C(石墨，s)= C(金刚石，s) H=+1.5kJ/mol,你知道神六的火箭燃料是什么吗？,例2：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知： N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) H2=-534kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。,2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol,二、反应热的计算,（一）、元素周期表 38 楷体,1、元素周期表 36 楷体,元素周期表 34 楷体,元素周期表 34 黑体,蓝字：记录,绿字：了解,红字：重要,第二章 化学反应速率和化学平衡,第一节 化学反应速率,一、化学反应速率,用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示。,符号：v,单位：,moL / ( L min ) 或moL / ( L s )等,表达式,1、化学反应速率,反应速率比=方程式系数比=浓度变化量比,指明反应速率所属物质 同一反应，如用不同物质表示，数值可能不同，但表示的意义相同。,2、注意问题,化学反应速率为平均速率且速率取正值,练习：反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为： (1)v(A)=0.3mol/（Ls ） (2)v(B)=0.6mol/ （Ls ） (3)v(C)=0.4mol/ （Ls ） (4)v(D)=0.45mol/ （Ls ） 则该反应速率的快慢顺序为。,(1)(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FeCl2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/(Ls),0.25mol/(Ls),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/Ls，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/(Lmin ),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,分子具有 足够能量,有合适的取向,n活=n总活%,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,E1是反应的活化能,E2是活化分子变成生成物分子放出的能量,E2-E1是,反应热,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,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、Na2CO3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 N22O22NO2，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CaCl2溶液 F、加入CaCl2固体 G、将CaCO3用CaCO3粉末代替,BG,2、硫代硫酸钠（ Na2S2O3）与稀硫酸发生如下反应：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O,下列四种情况中最早出现浑浊的是： （ ） （1）10时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各 5 mL （2）10时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4 各5 mL，加水10mL （3） 20 时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各 5 mL （4） 20 时0.2mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4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 + H2O CO2 + H2,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 + H2O CO2 + H2,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X2(g)Y2(g) 2XY(g) 达到平衡的标志是 单位时间内同时生成 n mol X2 和n mol XY 单位时间内生成 2n molXY的同时生成n mol Y2 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 X2 同时生成n mol Y2 V正V逆0,在一定温度下，反应X2(g)Y2(g) 2XY(g) 达到平衡的标志是 X2、Y2或XY的浓度不再随时间的改变而改变 容器中X2、Y2、XY物质的量之比为 112 X2、Y2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X2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,Fe3+3SCN Fe(SCN)3,Cr2O72 +H2O 2CrO42 + 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,2NO2(g) N2O4(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O2,通入O2,加入CaCO3,加入NH4Cl,练习：,1、2NO2 N2O4,P,正,P,逆,2、2NH3 N2 +3H2,逆,正,3、3NO2 +H2O 2HNO3 +NO,正,逆,4、CO +H2O(g) CO2 +H2,5、CH3COOH +C2H5OH CH3COOC2H5（液） +H2O,牙齿的损坏实际是牙釉质Ca5(PO4)3OH 溶解的结果。在口腔中存在着如下平衡： Ca5(PO4)3OH 5Ca2+ + 3PO43- + 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： Cl2 + H2O HCl + HClO，若向氯水中投入少量CaCO3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+H2O(g) CO +H2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H2，当建立新平衡时： A、CO、H2的浓度都比原平衡时的要小 B、CO、H2的浓度都比原平衡时的要大 C、H2、H2O(g)的浓度都比原平衡时的要大 D、CO、H2O(g)的浓度都比原平衡时的要大,C,练习3 :,当化学反应PCl5 PCl3 + Cl2处于 平衡状态时，向其中加入一种37Cl含量较 多的Cl2，平衡发生移动。在建立新平衡以 前，PCl3中所含37Cl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PCl5中37Cl增加， PCl5分解生成的PCl3中37Cl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，t2、t3、t5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 （ ） At2时加入了催化剂 Bt3时降低了温度 Ct5时增大了压强 Dt5时增大了X浓度,A,2、拐点图像,先拐先平数值大，固定一个看其他,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g); H =QkJ/mol,0,T1 T2,Q 0,判断:,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g); H =QkJ/mol,P2,P1,A转化率,时间,0,判断:,P1 P2,m+n p+q,在相同压强不同温度下的反应： A(g)+B(g) C(g)； A的含量和温度的关系如右图所示，下列结论正确的是 （ ） AT1T2，正反应吸热 BT1T2，正反应放热 DT1T2，正反应放热,A%表示物质的百分含量,C,2、在密闭容器中进行下列反应： M（g）+N（g） R（g）+2L,在不同条件下R的百分含量R%的变化情况如下图，下列叙述正确的是（ ） A、正反应吸热，L是气体 B、正反应吸热，L是固体 C、正反应放热，L是气体 D、正反应放热，L是固体或液体,C,判断：,A转 化 率,温度,0,T,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)； HkJ/mol,m+n p+q,Q 0,等温线,3、等温、等压图像,竖直做垂线,判断：,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)； HkJ/mol,300C,转 化 率,压强,0,P,等压线,200C,100C,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。,2SO2 + O2 2SO3(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:N2 + 3 H2 2 NH3互为等效平衡状态的是 N2 H2 NH3 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,N2与H2反应合成氨的反应达到平衡后,容器中含 1molN2 3molH2 1molNH3,保持温度不变，向该容器中再加1molN2 3molH21molNH3，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(molL-1)n,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,K1 K2 ， K1 = K22,一般来说， K 105，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 105 认为是可逆反应,N2(g)+O2(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,K 值增大;,若正反应是放热反应,升高温度,K值减少。,判断反应H,QC k ， 未达平衡，逆向进行。,QC = k , 达平衡，平衡不移动。,QC 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)+CO2(g); H , , =).,减小,否,例1：在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.1mol混合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c（H2）=0.0080mol/L，求： (1)该反应的平衡常数 (2)在上述温度下，若充入的H2(g)和I2(g)各0.2mol,求达平衡时各物质的浓度。,例2:在密闭容器中充入 2.0mol CO和 10mol H2O(g),发生反应： CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 800时反应达平衡,若k=1. 求： CO转化为CO2的 转化率。,1 、在某温度下，可逆反应： mA(g)+nB(g) pC(g) + qD(g)的平衡常数为，下列说法正确的是（ ） .越大，达到平衡时，反应进行的程度越大 .越小，达到平衡时，反应物的转化率越大 .随反应物浓度改变而改变 .随温度改变而改变,2、在一定体积密闭容器中，进行如下反应： CO2(g)+H2(g) CO(g) +H2O(g), 其平衡常数和温度t的关系如下： (1)k的表达式为： (2)该反应为 反应（“吸热”或“放热”）,吸热,(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据（ ） .容器中压强不变 .混合气体中浓度不变 .v(H2)正=v(H2O)逆 D.c(CO2)=c(CO) (4)若c(CO2) .c(H2)=c(CO) .c(H2O),此时温度为 .,例1:合成氨的反应N2+3H22NH3在某温度下各物质的浓度平衡是:N2=3molL-1, H2=9molL-1,NH3 =4molL-1求该反应的平衡常数和N2、H2的初始浓度。,K=7.3210-3 初始N2、H2为5、15molL-1。,多重平衡规则 若干方程式相加(减)，则总反应的平衡 常数等于分步平衡常数之乘积(商) 例1: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1 2NO2 (g) N2O4 K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K = K1 K2,例2: C (s) + CO2(g) 2CO(g) K C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1 CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2 K = K1/K2,QC k,QC = k,QC k,逆向进行,平衡不移动,正向进行,K 105，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 105 认为是可逆反应,N2(g)+O2(g) 2NO(g) K =110-30(298K),D. CO(g)C(s)1/2O2,B. 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),A. (NH4 )2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g),C. MgCO3(s)MgO(s)CO2(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CuSO4溶液自动反应生成Cu和ZnSO4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的放热反应有利于反应自发进行,这时体系会对外做功或者释放热量,“放热反应可以自发进行，吸热反应不能自发进行”，你同意这种观点吗？,NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)= CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l) H=37.3KJ/mol,(NH4)2CO3(s)= NH4HCO3(s)+NH3 (g) H=37.3KJ/mol,室温下冰块自动融化； 室温下水变水蒸气 硝酸铵溶解于水； 墨水扩散； 火柴棒散落等。,2、反应方向的熵判据（混乱度判据）,状态函数，符号为“S”.单位： Jmol-1K-1,熵,混乱度越高，熵值就越大。,热力学上用来表示混乱度,S=S生成物总熵S反应物总熵,S（s） S（l） S（g）,熵判据,大多数自发进行的反应趋向于使体系的混乱度增大（即熵变S0）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、H2O(s)H2O(l)H2O(g) 2、CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) 3、NaOH（s）=Na+(aq)+OH-(aq) 4、N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),S0,S0,S0,S0,少数熵减小的反应，在一定条件下也可以自发地进行,自发进行,不自发进行,不能定性判断,不能定性判断,H0,H0,H0,H0,S0,S0,S0,S0,CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) H0 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的反应可自发进行,G0的反应不可自发进行,练习3,碳铵(NH4)2CO3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-TS（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 0时可自发进行）吉布斯自由能。,自发进行,不自发进行,低温时,高温时,低温时,高温时,低温不自发,高温自发,低温自发,高温不自发,H,练习:,下列说法不正确的是 A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数的能自发进行的反应是放热反应。 B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大。 C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热 D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关,C,下列说法正确的是（ ） A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的； B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变； C、自发反应在恰当条件下才能实现； D、自发反应在任何条件下都能实现。 自发进行的反应一定是（ ） A、吸热反应； B、放热反应； C、熵增加反应；D、熵增加或者放热反应。,C,D,250C和1.01105Pa时，反应 2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）； H=56.76kJ/mol，自发进行的原因是（ ） A、是吸热反应； B、是放热反应； C、是熵减少的反应； D、熵增大效应大于能量效应。,D,某化学反应其H= 122 kJmol-1， S=231 Jmol-1K-1，则此反应在下列 哪种情况下可自发进行 ( ) A在任何温度下都能自发进行 B在任何温度下都不能自发进行 C仅在高温下自发进行 D仅在低温下自发进行,A,2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g),H = -78.03 kJmol-1,S = 494.4 Jmol-1K-1,CO(g)=C(s,石墨)+1/2O2(g),H = 110.5 kJmol-1,S = -89.36 Jmol-1K-1,第三章 水溶液中的离子平衡,第一节 弱电解质的电离,一、强弱电解质,1、电解质与非电解质,电解质,在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,化合物,常见的电解质：,金属氧化物,酸 碱 盐,水,范围：,前提：,水溶液,或,熔化状态,导电,自身,非电解质,在水溶液中和熔化状态下都不导电的化合物,常见的非电解质,非金属氧化物（除H） 乙醇等绝大多数有机物 NH3,练习： 指出下列物质属于电解质、非电解质 H2SO4、HCl、SO3、Cl2、KOH、 AgNO3、CO、H2O、NH3、Na2SO4、 BaSO4、Al(OH)3、CuSO45H2O、Cu、 盐酸、CH3COOH,练习： 指出下列物质属于电解质、非电解质 H2SO4、HCl、SO3、Cl2、KOH、 AgNO3、CO、H2O、NH3、Na2SO4、 BaSO4、Al(OH)3、CuSO45H2O、Cu、 盐酸、CH3COOH,Na b. Br2 c.CaO d.Al2O3 e. SO3 f. H2S g. H2SO4 h. HCl HClO j. HF k. Ba(OH)2 NH3H2O m. NaCl n. BaSO