高三化学一轮复习反应方向和限度课件全国通用.ppt

第1节化学反应的方向和限度 考纲定位 1 掌握 熵变 焓变 对化学反应方向的共同影响 会利用所给数据判断化学反应进行的方向 2 理解化学反应速率的概念及表示方法 理解外界条件对化学反应速率的影响 3 了解化学反应的可逆性 了解化学平衡建立的过程 4 理解化学平衡常数的含义 能够利用化学平衡常数进行简单的计算 5 理解外界条件 浓度 温度 压强等 对化学平衡的影响 认识其一般规律 研究化学反应 化学反应进行的快慢问题 化学反应进行的程度问题 化学反应速率 化学平衡 化学反应的方向 焓变与熵变 水总是由高处往低处流 如何判断一个化学反应能否自发进行 一 化学反应的方向 判据 在温度 压强一定的情况下 若 h t s 0 反应不能自发进行若 h t s 0 反应达到平衡状态若 h t s 0 反应能自发进行 1 下列说法完全正确的是a 放热反应均是自发反应b s为正值的反应均是自发反应c 物质的量增加的反应 s为正值d 自发反应也需要一定条件 d ac 2 下列反应中熵增加的是 a 食盐晶体溶于水b 氢气在氧气中燃烧生成液态水c 碳酸氢铵分解d 水蒸气冷凝为水 思考 h t s 0的反应一定能自发发生吗 h t s 0只是说明在一定条件下该反应有自发发生的趋势 即反应发生的可能性 并不说明能实际发生 反应能否实际发生还涉及反应速率问题 二 化学反应速率 1 化学反应速率的含义 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度 通常用单位时间内某反应物浓度的减少或某生成物浓度的增大来表示 化学反应速率为正值 例题 反应4nh3 5o24no 6h2o在5升的密闭容器中进行 30秒后 no的物质的量增加了0 3mol 此反应的平均反应速率用no来表示为多少 问题1 若用o2的浓度变化来表示此反应速率是多少 问题2 v no 0 002mol l s与v o2 0 0025mol l s是否表示此反应的同一种速率 数值上有何规律 v no 0 002mol l 1 s 1 v o2 0 0025mol l 1 s 1 问题3 小结化学反应速率表示时的注意点 规律 注意 1 在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速率时 其数值是可以不同的 但是这些数值都表示同一个反应速率 因此化学反应速率的表示必须注明用哪种物质来做标准 2 用同一反应体系中不同物质表示同一速率时 其数值比一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比 3 一般来说 化学反应的速率随着反应的进行可不断变化 因此某一时间段内的反应速率实际是指这一时间段内的平均速率 而不是指瞬时速率 v 0 练习3 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 l s 2 v b 0 6mol l s 3 v c 0 4mol l s 4 v d 0 45mol l s则该反应速率的快慢顺序为 1 4 2 3 所以比较反应速率大小时 不仅要看反应速率数值本身的大小 还要结合化学方程式中物质的化学计量数的大小来说明 练习4 某温度时 在2l容器中 x y z三种物质的变化曲线如图所示 由图中数据分析该反应的化学方程式 反应开始至2min z的平均反应速率 时间 min 物质的量 mol 1 0 1 0 8 0 0 4 0 6 0 2 2 3 2 影响化学反应速率的因素 反应物本身的性质 浓度 温度 压强 催化剂等 能量 反应过程 e1 e2 反应物 生成物 活化分子 活化能 活化分子变成生成物分子放出的能量 反应热 没加催化剂 加了催化剂 催化剂对反应速率的影响 如 2so2 o22so3a 恒压时充入he 由于so2 o2 so3的物质的量不变 体积v变大 各成分浓度同等程度降低 相当于 减压 正逆反应速率均降低 b 恒容时充入he 由于反应物 生成物浓度不变 正逆反应速率均不变 小结 惰性气体的加入对速率的影响 练习5 设2no 2co2co2 n2 正反应吸热 反应速率为v1 n2 3h22nh3 正反应放热 反应速率为v2 对于前述反应 当温度升高时 v1和v2变化情况为 a 同时增大b 同时减小c v1减少 v2增大d v1增大 v2减小 a 练习6 在密闭容器里 通入xmolh2和ymol 2 改变下列条件 反应速率将如何改变 1 升高温度 2 加入催化剂 3 充入更多的h2 4 扩大容器的体积 5 容器容积不变 通入氖气 练习7 反应速度v和反应物浓度的关系是用实验方法测定的 化学反应h2 cl2 2hcl的反应速度v可表示为v kcm h2 cn cl2 式中k为常数 m n值可用下表中数据确定之 由此可推得 m n值正确的是am 1 n 1bm n cm n 1dm 1 n 练习8 下列条件的变化 是因为降低反应活化能致使反应速率加快的是 a 增大浓度b 增大压强c 升高温度d 使用催化剂 d 三 化学平衡的标志和特征化学平衡研究的对象是什么 可逆反应 如何证明so2和o2反应生成so3是可逆反应 可逆反应总是不能进行到底 得到的总是反应物与生成物的混合物 同位素示踪原子法 18o2 反应2so2 g o2 g 2so3 g 达平衡后 再向容器中通入含氧的同位素18o的氧气 经过一段时间后 18o原子位于 中 so2 o2和so3 1 化学平衡的建立 化学平衡状态指在一定条件下的可逆反应里 正反应速率和逆反应速率相等 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 是可逆反应过程中的一种特殊状态 1 等 即v正 x v逆 x 2 动 化学平衡是一种动态平衡 平衡时反应仍在进行 v正 x v逆 x 0 2 化学平衡的特征 同种物质 本质 3 定 外界条件 如 浓度 温度和压强 不改变时 化学平衡状态不变 反应混合物中各组分的浓度保持不变 各组分的含量一定 4 变 当外界条件发生改变时 化学平衡可能被破坏 一定时间后 在新条件下可重新建立新的平衡 4 化学平衡的标志的讨论 1 等 速标志 v正 x v逆 x 0 同种物质 1 比较同一种物质的消耗和生成速率 反应过程中始终满足 物质的量之比 系数对应比 不一定处于化学平衡状态 注意 若v n2 v h2 v nh3 1 3 2呢 2 比较化学键的断裂与生成的量的关系 练习1 可逆反应n2 3h22nh3的正 逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示 下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是a 3v正 n2 v正 h2 b v正 n2 v逆 nh3 c 2v正 h2 3v逆 nh3 d v正 n2 3v逆 h2 c 练习2 下列说法可以证明反应n2 3h22nh3已达平衡状态的是 a 1个n n键断裂的同时 有3个h h键形成b 1个n n键断裂的同时 有3个h h键断裂c 1个n n键断裂的同时 有6个n h键断裂d 1个n n键断裂的同时 有6个n h键形成 ac 2 百分含量一 定 标志 练习3 在体积不变的恒温密闭容器中放入反应物a发生反应 a g 2b g h 0直到达平衡 下图横坐标t表示时间 对于这一反应 纵坐标不能表示的意义是 a 容器内的压强b a物质表示的正反应速率c 容器内气体的密度d a物质的物质的量浓度 ac 返回 例4 在一定温度下的定容密闭容器中 当下列物理量不再变化时 表明反应 a 固 2b 气 c 气 d 气 已达平衡的是a 混合气体的压强 b 混合气体的密度c b的物质的量浓度 d 混合气体的平均相对分子质量 返回 若a为气体 acd 小结 可逆反应达到化学平衡状态的标志 正 逆反应速率相等 各组分浓度保持不变 相关物理量恒定不变 压强 密度 体系颜色 混合气体的平均相对分子质量等 注意 1 对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应 如2so2 o22so3 来说 可利用混合气体的总压 总体积 总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡 2 对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应 如h2 i2 g 2hi 不能用此标志判断平衡是否到达 因为在此反应过程中 气体的总压 总体积 总物质的量都不随时间的改变而改变 温度和体积一定时 某一生成物浓度不再变化 温度和体积一定时 容器内压强不再变化 条件一定 混合气体的平均相对分子质量不再变化 温度和体积一定时 混合气体的颜色不再变化 温度和压强一定时 混合气体的密度不再变化 2 在上述 的说法中能说明2no2n2o4达到平衡状态的是 例4 1 下列方法中可以证明2hih2 i2 g 已达平衡状态的是 四 衡量可逆反应进行程度的物理量 1 转化率 2 平衡常数 写出一定温度下反应n2 3h2 2nh3的平衡常数表达式 注意 反应中的固体或纯溶剂不列入平衡常数的表达式中 2 平衡常数k值的大小 可推断反应进行的程度 k值越大 表示反应进行的程度越大 反应物的转化率越大 k值越小 表示反应进行的程度越小 反应物的转化率越小 1 平衡常数k与温度有关 与浓度无关 由k随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热 若正反应是吸热反应 升高温度 k增大 若正反应是放热反应 升高温度 k减小 3 反应的平衡常数与反应可能进行的程度 一般来说 反应的平衡常数kc 105 认为正反应进行得较完全 kc 10 5则认为这个反应的正反应很难进行 逆反应较完全 4 k的表达式和数值与方程式的具体写法有关 通过改变温度 平衡常数大小的变化趋势可以判断上述可逆反应的正方向是 放热反应 对于可逆反应达到平衡后各物质的浓度变化关系 在计算中注意 2 生成物 平衡浓度 初始浓度 转化浓度生成物d d c0 d c d 3 各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比 c a c d a d 1 反应物 平衡浓度 初始浓度 转化浓度 反应物a a c0 a c a 3 与平衡常数有关的计算 0 675 4