高中化学 习题课2课件 新人教版选修4.ppt

第二章习题课 任务一 任务二 复习回顾本章所学内容 完善下列知识网 熟练掌握本章的知识结构 任务一 任务二 任务一 任务二 1 如何根据化学平衡的移动方向判断下列内容 1 物质的聚集状态 2 气态反应物和生成物的化学计量数的大小 3 化学反应焓变的正负 4 反应物转化率的变化2 化学反应速率和化学平衡的图像各有哪几种类型 如何解决关于化学反应速率和化学平衡的图像问题 探究活动一 探究活动二 随堂训练 典型例题 2016山东师大附中月考 向2l密闭容器中通入amol气体a和bmol气体b 在一定条件下发生反应 回答下列问题 1 反应2min内 v a v b 2 化学方程式中 x y p q 3 反应平衡时 d为2amol 则b的转化率为 探究活动一 探究活动二 随堂训练 4 如果只升高反应温度 其他反应条件不变 平衡时d为1 5amol 则该反应的 h0 填 或 5 如果其他条件不变 将容器的容积变为1l 进行同样的实验 则与上述反应比较 反应速率 填 增大 减小 或 不变 理由是 平衡时反应物的转化率 填 增大 减小 或 不变 理由是 探究活动一 探究活动二 随堂训练 探究活动一 探究活动二 随堂训练 2 2316 4 5 增大体积减小 反应物的浓度增大 因而使反应速率增大 减小体积减小 气体的压强增大 平衡向气体分子数少的方向 即逆反应方向 移动 因而使反应物转化率减小 探究活动一 探究活动二 随堂训练 规律方法点拨勒夏特列原理指出 改变影响平衡的一个条件 平衡就向减弱这种改变的方向移动 反之 如果知道了化学平衡移动的方向 也可以推测使化学平衡移动的条件 1 根据化学平衡移动方向 判断物质的聚集状态如可逆反应 2a g nb 2c g 达到化学平衡后 若只增大压强 平衡向正反应方向移动 由此可判断b为气体 若增大压强 平衡并不移动 由此可判断b为固体或液体 探究活动一 探究活动二 随堂训练 2 根据化学平衡移动方向 判断化学方程式中气体反应物和气体生成物化学计量数的相对大小如可逆反应aa g bb g cc g dd g 在反应过程中a的百分含量 w a 随压强 p 变化的曲线如图所示 由图示可知 增大压强 a的百分含量逐渐变小 即平衡向正反应方向移动 又因增大压强 平衡向气体体积缩小的方向移动 故a b c d 探究活动一 探究活动二 随堂训练 根据化学平衡移动方向还可以判断化学方程式中某气体物质的化学计量数 如可逆反应 a g nb g 3c g 在恒温下 反应物b的转化率与压强的关系如图所示 由图示可知 增大压强 b的转化率不变 即平衡不移动 则1 n 3 n 2 3 根据化学平衡移动方向 判断化学反应的能量变化如可逆反应 a g b g 2c g 达到平衡后 升高温度 c的体积分数增大 由此可判断正反应为吸热反应 探究活动一 探究活动二 随堂训练 4 根据化学平衡移动方向 判断混合气体的平均相对分子质量的变化混合气体的平均相对分子质量为 对于反应物和生成物都是气体的可逆反应 当外界条件改变时 不管平衡怎样移动 混合气体的质量始终不变 故混合气体的平均相对分子质量与混合气体物质的量成反比 若平衡向气体物质的量减小的方向移动 混合气体的平均相对分子质量将变大 反之 平均相对分子质量将变小 5 根据化学平衡移动方向 判断反应物的平衡转化率 1 温度 压强对平衡转化率的影响 在其他条件不变的情况下 改变温度或改变气体反应物的容器容积 改变压强 若化学平衡向正反应方向移动 则反应物的平衡转化率一定增大 若平衡向逆反应方向移动 则反应物的平衡转化率一定减小 探究活动一 探究活动二 随堂训练 2 浓度对平衡转化率的影响 在其他条件不变的情况下 改变浓度 反应物的平衡转化率有可能增大 也有可能减小或不变 减小生成物的浓度 反应物的平衡转化率一定增大 对于多种物质参加的反应 增加某一反应物的浓度 其他反应物的平衡转化率一定增大 而该反应物本身的平衡转化率一般是减小的 探究活动一 探究活动二 随堂训练 对于分解反应 即反应物只有一种 其平衡转化率要视反应前后物质的化学计量数而定 如对于可逆反应 ma g nb g pc g 增加反应物a的浓度 a的转化率变化情况有如下几种 若m n p a的转化率不变 若m n p a的转化率增大 若m n p a的转化率减小 根据化学平衡移动还可以进行其他方面的判断 如正逆反应速率 各物质的平衡浓度 或百分含量 产物的产率 体系的压强等 探究活动一 探究活动二 随堂训练 学以致用 1和 2分别为a在两个恒容容器中的平衡体系的转化率 在温度不变的情况下 均增加a的物质的量 下列判断正确的是 a 1 2均减小b 1 2均增大c 1减小 2增大d 1增大 2减小 解析 当反应物和生成物都只有一种时 不管增加反应物还是生成物的量 都相当于增大压强 根据平衡移动的原理 a g 2b g 平衡将逆向移动 1减小 2a g c g 平衡将正向移动 2增大 选项c符合题意 答案 c 探究活动一 探究活动二 随堂训练 点拨解答有关平衡正向移动时的反应物转化率问题时 可采用虚拟法 即虚拟一种中间状态的平衡 它和第一个化学平衡是完全等效的 是第一个和第三个化学平衡的桥梁 有了这个桥梁 就能将第一个化学平衡和第三个化学平衡间接比较 只要将第一个化学平衡用这个虚拟平衡来代替 用这个虚拟平衡直接和第三个平衡比较 便能使复杂问题简单化 探究活动一 探究活动二 随堂训练 典型例题 已知no2和n2o4可以相互转化 2no2 g n2o4 g h 0 现将一定量no2和n2o4的混合气体通入一体积为1l的恒温密闭容器中 反应物浓度随时间变化关系如图所示 回答下列问题 1 图中共有两条曲线x和y 其中曲线表示no2浓度随时间的变化 a b c d四个点中 表示化学反应处于平衡状态的点是 探究活动一 探究活动二 随堂训练 2 前10min内用no2表示的化学反应速率v no2 mol l 1 min 1 反应进行至25min时 曲线发生变化的原因是 3 若要达到与最后相同的化学平衡状态 在25min时还可以采取的措施是 a 加入催化剂b 缩小容器体积c 升高温度d 加入一定量的n2o4 探究活动一 探究活动二 随堂训练 解析 1 根据浓度的变化程度来判断 浓度的变化量之比等于化学方程式中的化学计量数之比 浓度变化较大的为no2即曲线x 当体系中物质的量浓度不再发生变化时 即达到平衡 所以b d点均表示反应已达到平衡状态 2 no2在0 10min达到平衡时浓度变化了0 4mol l 1 所以用no2表示的反应速率为0 04mol l 1 min 1 而在25min时 no2的浓度由0 6mol l 1突变为1 0mol l 1 而n2o4的浓度在25min时没有发生改变 所以可得此时改变的条件是向容器中加入了0 4molno2 探究活动一 探究活动二 随堂训练 3 加入no2后平衡正向移动 所以若要达到与最后相同的化学平衡状态 还可通过增大压强 使平衡也同样正向移动 也可以向容器中充入一定量n2o4 因为这样相当于增大容器中气体的压强 答案 1 xbd 2 0 04加入了0 4molno2 或加入了no2 3 bd 探究活动一 探究活动二 随堂训练 规律方法点拨一 常见速率 平衡图像的类型及其处理方法1 物质的量 或浓度 速率 时间图像 1 物质的量 或浓度 时间图像此类图像能说明平衡体系中各组分 或某一成分 在反应过程中的变化情况 解题时要注意各物质的物质的量 或浓度 变化量之比等于化学方程式中化学计量数之比 探究活动一 探究活动二 随堂训练 2 速率 时间图像 v t图像 图像分析既能表示反应速率的变化 又能表示平衡移动的速率 时间图像 如下图a b c所示 a图 a t 0时 v 正 v 逆 0 表明反应由正反应开始 b t t1时 v 正 v 逆 v 逆 表明在改变条件的瞬间 v 正 变大 v 逆 不变 是增大了反应物的浓度 c t t1时 v 正 v 逆 表明平衡向正反应方向移动 随后又达到新的平衡状态 探究活动一 探究活动二 随堂训练 b图 a t 0时 反应由正反应开始 b t t1时 v 正 v 逆 在改变条件时同时增大 c t t1时 平衡向逆反应方向移动 随后又达到新的平衡状态 c图 a t 0时 反应由正反应开始 b t t1时 v 正 v 逆 在改变条件时同倍数增大 c t t1时 平衡不移动 探究活动一 探究活动二 随堂训练 规律总结 v t图像的分析和绘制a 在分析v t图像时 要特别注意两个方面 一是反应速率的变化 即v 正 v 逆 是都增大或都减小 条件改变的瞬间v 正 v 逆 的起点与原平衡点不重合 还是一个增大 或减小 而另一个不变 条件改变的瞬间 v 正 v 逆 中不变的那一个起点与原平衡点重合 二是平衡移动的方向 速率大的速率 时间曲线就在上面 且平衡向该方向移动 b 画出v t图像的 三段式 第一步 画出原平衡建立的过程 第二步 依据条件改变时的速率变化 确定两个起点 是都在上还是都在下 或一个在上 下 另一个不变 第三步 依据平衡移动方向确定哪条曲线 v 正 或v 逆 在上 下 面 完成图像 探究活动一 探究活动二 随堂训练 2 含量 时间 温度 压强 图像常见形式有如下几种 w c 指某生成物的质量分数 w b 指某反应物的质量分数 a用催化剂 b不用催化剂 t2 t1 正反应为吸热反应 探究活动一 探究活动二 随堂训练 t2 t1 正反应为放热反应 p1 p2 正反应为气体体积减小的反应 p1 p2 正反应为气体体积增大的反应 探究活动一 探究活动二 随堂训练 3 其他类型 1 恒压 温 线图像分析该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度 c 或反应物的转化率 横坐标为温度 t 或压强 p 常见类型如下所示 探究活动一 探究活动二 随堂训练 2 其他类型如图所示是其他条件不变时 某反应物的最大 平衡 转化率 与温度 t 的关系曲线 图中标出的a b c d四个点中 表示v 正 v 逆 的点是c 表示v 正 v 逆 的点是a 而b d点表示v 正 v 逆 探究活动一 探究活动二 随堂训练 二 解决速率 平衡图像问题的一般方法 探究活动一 探究活动二 随堂训练 三 速率平衡图像题解题技巧 1 先拐先平 在含量 转化率 时间曲线中 先出现拐点的则先达到平衡 说明该曲线反应速率快 表示温度较高 有催化剂 压强较大等 2 定一议二 当图像中有三个量时 先确定一个量不变 再讨论另外两个量的关系 有时还需要作辅助线 3 三步分析法 一看反应速率是增大还是减小 二看v 正 v 逆 的相对大小 三看化学平衡移动的方向 探究活动一 探究活动二 随堂训练 学以致用1 一定温度下 在某密闭容器中发生反应 h2 g i2 g 2hi g 并达到平衡状态 若保持温度不变 在t0时刻改变外界条件 反应速率发生如图所示的变化 则下列关于反应容器及反应条件变化的说法中正确的是 a 容器为恒压容器时 充入适量heb 容器为恒压容器时 充入适量hic 容器为恒容容器时 充入适量hed 容器为恒容容器时 充入适量hi 探究活动一 探究活动二 随堂训练 解析 恒容充入he时 对反应气体的浓度没有影响 正逆反应速率不变 所以c项错误 恒容充入hi时 相当于增大压强 而对于该反应 增大压强平衡不会移动 与图像不符 d项错误 恒压充入he 相当于减小压强 而对于该反应 减小压强平衡不会移动 与图像不符 a项错误 恒压充入hi时 体系的体积增大 h2和i2的浓度都变小 正反应速率减小 而充入的是纯hi 故hi的浓度增大 逆反应速率增大 而且最终达到平衡时 与原平衡态各物质的浓度完全一样 所以只有b项正确 答案 b 探究活动一 探究活动二 随堂训练 2 已知可逆反应 4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g h 1025kj mol 1 若反应物起始物质的量相同 下列关于该反应的示意图不正确的是 探究活动一 探究活动二 随堂训练 解析 升高温度 平衡向逆反应方向移动 平衡时一氧化氮的含量小 且达到平衡时需要的时间短 故a项正确 d项错误 b项增大压强 平衡向逆反应方向移动 平衡时一氧化氮的含量小 且达到平衡时需要的时间短 故正确 c项有无催化剂只影响到达平衡状态的时间 不影响平衡移动 故正确 答案 d 探究活动一 探究活动二 随堂训练 3 在容积一定的密闭容器中发生可逆反应a g 2b g 2c g h 0 平衡移动关系如右图所示 下列说法正确的是 a p1p2 纵坐标指c的质量分数c p1 p2 纵坐标指a的转化率d p1 p2 纵坐标指混合气体的平均摩尔质量解析 根据图像分析知纵坐标所代表的物理量随温度的升高而增大 结合上述反应知温度升高平衡将向正反应方向移动 所以增大的物理量有a b的转化率 c的质量分数和混合气体的平均摩尔质量 由题给反应知 随压强的增大 a b的转化率 c的质量分数和混合气体的平均摩尔质量均增大 故b项正确 答案 b 探究活动一 探究活动二 随堂训练 4 2016北京海淀调研 温度为t时 向vl的密闭容器中充入一定量的a和b 发生反应 a g b g c s xd g h 0 容器中a b d的物质的量浓度随时间的变化如图所示 下列说法正确的是 探究活动一 探究活动二 随堂训练 a 前10min的平均反应速率v d 0 15mol l 1 min 1c 若平衡时保持温度不变 压缩容器体积 平衡向逆反应方向移动d 反应至15min时 改变的条件是降低温度解析 反应在前10min的平均反应速率mol l 1 min 1 a项错误 根据物质的量浓度变化之比等于化学计量数之比 可知x 2 因c是固体 不能写入化学平衡常数表达式中 b项错误 反应前后气体的化学计量数相等 压缩容器体积平衡不移动 c项错误 由图像知 15min时 d浓度减小 a b浓度增大 而且变化较大 可知改变的条件是降低温度 d项正确 答案 d 探究活动一 探究活动二 随堂训练 5 2016山东潍坊月考 在容积不变的密闭容器中进行反应 2so2 g o2 g 2so3 g h 0 下列各图表示当其他条件不变时 改变某一条件对上述反应的影响 其中分析正确的是 a 图 表示温度对化学平衡的影响 且甲的温度较高b 图 表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响c 图 表示t0时刻增大o2的浓度对反应速率的影响d 图 中a b c三点中只有b点已经达到化学平衡状态 探究活动一 探究活动二 随堂训练 解析 根据 先拐先平条件高 判断乙的温度较高 a项错误 t0时刻 v 正 v 逆 同时增大 而且增大倍数相同 故此时使用了催化剂 b项正确 t0时刻增大o2的浓度 v 正 突然增大 v 逆 在原平衡基础上增大 具有连续性 c项错误 图 中a b c三点都是在不同温度下的平衡点 d项错误 答案 b 探究活动一 探究活动二 随堂训练 6 合成氨反应为n2 g 3h2 g 2nh3 g 图1表示在一定的温度下此反应过程中的能量变化 图2表示在2l的密闭容器中反应时n2的物质的量随时间的变化曲线 图3表示在其他条件不变的情况下 改变起始物氢气的物质的量 平衡时nh3的质量分数w nh3 的变化曲线 探究活动一 探究活动二 随堂训练 下列说法正确的是 a 该反应为自发反应 由图1可得加入适当的催化剂 e和 h都减小b 图2中0 10min内该反应的平均速率v h2 0 045mol l 1 min 1 从11min起其他条件不变 压缩容器的体积为1l 则n n2 的变化曲线为dc 图3中a b c三点所处的平衡状态中 反应物n2的转化率最高的是b点d 图3中t1和t2表示温度 对应温度下的平衡常数为k1 k2 则 t1 t2 k1 k2 探究活动一 探究活动二 随堂训练 解析 加入催化剂 活化能e减小 但反应热 h不变 a项错误 图3中c点起始时加入的h2最多 n2的转化率最高 c项错误 因合成氨正反应是放热反应 升高温度 平衡左移 图3中当n h2 相同时 t1温度下达到平衡时w nh3 高于t2温度下达到平衡时w nh3 所以t1 t2 d项错误 答案 b 探究活动一 探究活动二 随堂训练 1 2016四川理综 6 一定条件下 ch4与h2o g 发生反应 ch4 g h2o g co g 3h2 g 设起始 在恒压下 平衡时ch4的体积分数 ch4 与z和t 温度 的关系如右图所示 下列说法正确的是 a 该反应的焓变 h 0b 图中z的大小为a 3 bd 温度不变时 图中x点对应的平衡在加压后 ch4 减小 探究活动一 探究活动二 随堂训练 答案 a 探究活动一 探究活动二 随堂训练 2 2016全国甲 27 丙烯腈 ch2 chcn 是一种重要的化工原料 工业上可用 丙烯氨氧化法 生产 主要副产物有丙烯醛 ch2 chcho 和乙腈 ch3cn 等 回答下列问题 1 以丙烯 氨 氧气为原料 在催化剂存在下生成丙烯腈 c3h3n 和副产物丙烯醛 c3h4o 的热化学方程式如下 两个反应在热力学上趋势均很大 其原因是 有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是 提高丙烯腈反应选择性的关键因素是 探究活动一 探究活动二 随堂训练 2 图 a 为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线 最高产率对应的温度为460 低于460 时 丙烯腈的产率 填 是 或 不是 对应温度下的平衡产率 判断理由是 高于460 时 丙烯腈产率降低的可能原因是 双选 填标号 a 催化剂活性降低b 平衡常数变大c 副反应增多d 反应活化能增大 图 a 探究活动一 探究活动二 随堂训练 3 丙烯腈和丙烯醛的产率与n 氨 n 丙烯 的关系如图 b 所示 由图可知 最佳n 氨 n 丙烯 约为 理由是 进料气氨 空气 丙烯的理论体积比约为 图 b 探究活动一 探究活动二 随堂训练 解析 1 从反应的焓变可看出这两个反应都为放热反应 且 1mol反应 放出的热量大 故两个反应在热力学上的趋势很大 由于生成丙烯腈的反应为气体体积增大的放热反应 故要提高丙烯腈的产率可采取的措施为降温 降压 提高丙烯腈反应选择性的关键因素是使用合适的催化剂 2 图 a 中 低于460 时的曲线不表示丙烯腈的产率 因为合成丙烯腈的反应为放热反应 温度降低时 丙烯腈的产率应增大 而非减小 高于460 时 丙烯腈产率降低的原因分析 催化剂活性降低 合成丙烯腈的反应速率减小 而副反应可能更多地发生 a项符合题意 平衡常数增大 丙烯腈的产率增大 b项不符合题意 副反应增多 可能导致丙烯腈产率降低 c项符合题意 反应活化能增大 并不影响平