化学反应速率与化学平衡整理与提升课件-高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

1、核心素养核心素养发展要点变化观念与平衡思想科学探究与创新意识科学态度与社会责任第二章 化学反应速率与化学平衡 整理与提升 能从化学反应的方向、快慢、限度认识化学反应，丰富对化学反应认识的角度；形成化学变化是有条件的观念。认识反应条件对化学反应速率和化学平衡的影响。能从快慢、限度的角度调控反应条件，形成调控化学反应的思路。 发展运用变量控制思想设计、实施探究的能力。能利用实验探究影响反应速率和化学平衡的因素。能用数据、图表、符号等处理实验信息。能从方向、限度、快慢角度分析实验体系中的化学变化，丰富分析实验中“异常现象”的角度。 增强将化学反应原理应用于生产、生活的意识。提高理论联系实际的能力。能

2、结合生产实际问题情境说明调控反应条件等的重要应用；能从调控反应速率、提高反应转化率等方面综合分析反应的条件。提出有效控制反应条件的措施；能综合节约成本、循环利用、保护环境等观念，设计、优化简单的工业流程。【学业要求】1.能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算，能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。2.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律，推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化，能讨论化学反应条件的选择和优化。3.能进行化学反应速率的简单计算，能通过实验探究分析不同组分浓度改变对化学反应速率的影响，能用一定的理论模型说明外界条件改变

3、对化学反应速率的影响。4.能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的实际问题，能讨论化学反应条件的选择和优化。5.针对典型案例，能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。一、化学反应的认识视角化学反应往往经历多个基元反反应反应历程反应速率nVt c t 表示速率之比等于计量数比规律浓度、温度、压强、催化剂、固体表面积碰撞理论影响因素解释化学平衡特点表达移动逆、等、动、定、变判断同边异向，异边同向；变量不变平衡常数(K)勒夏特列原理 v(正)v(逆)、Q K 反应方向与反应的焓变、熵变有关G=H-TS应用化学反应的调控化学反应二、化学反应速率

4、和化学平衡影响因素化学反应速率化学平衡浓度压强温度催化剂在密闭容器中发生如下反应：当下列某一因素变化时，分析对化学反应速率的影响；若达到化学平衡时，分析的这些因素对平衡移动的影响。完成下表。m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g) Hq+q增大反应物浓度或生成物浓度减小反应物浓度或生成物浓度v正、v逆都增大正向移动或逆向移动逆向移动或正向移动v正、v逆都减小缩体增压正向移动v正、v逆都增大增体减压v正、v逆都减小逆向移动升高温度v正、v逆都增大逆向移动降低温度v正、v逆都减小正向移动使用催化剂v正、v逆都增大不移动x3(H2) x (N2)三、重、难点突破(一)用物质的量

5、分数或分压强表示化学平衡常数的计算1.物质的量分数(用x表示)表示的化学平衡常数Kx例1 在500 时，将0.1molN2、0.3molH2充入容积不变的密闭容器中，发生如下反应：3H2(g) + N2(g) 2NH3(g)，达到平衡后测得生成NH3的物质的量为0.04mol。试求该反应500 时用物质的量分数表示的平衡常数Kx。解：3H2(g) + N2(g) 2NH3(g)始/mol变/mol平/mol0.10.300.040.040.020.060.240.08n总0.36x0.240.360.080.360.040.3623=29=19=Kx=x2(NH3)Kx=( )219( )32

6、329= 316 0.19答：略Kx：生成物物质的量分数的计量数幂之积除以反应物物质的分数的计量数幂之积。2.气体的分压强(用p表示)表示的化学平衡常数Kp(己知p分p总物质的量分数)例2 在500 时，将N2、H2按1：3的体积比充入容积不变的密闭容器中，测得此时容器中的压强为10kPa，一段时间后达到平衡，测得平衡时容器中压强为6kPa。试求该反应500 时用气体分压强表示的平衡常数Kp。解：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)p3(H2) p (N2)Kp=p2(NH3)设起始时N2物质的量为a,平衡时转化物物质量为y。始/mol变/mol平/mola3a0y2y3ya-y2y3

7、a-3yn总4a-2yp始p平n始n平1064a4a-2yy=0.8axn总2.4a0.2a0.6a1.6a 112 1 4 2 3P分 1 2 3 2 4Kp=( )33212= 256 27 9.4842Kp：生成物分压强的计量数幂之积除以反应物分压强的计量数幂之积。(二)多平衡的计算例3 加热N2O5时，发生下列两个分解反应： N2O5 N2O3O2 ， N2O3 N2OO2；在1L密闭容器中加热4mol N2O5达到化学平衡时O2的浓度为4.50 mol/L， N2O3的浓度为1.62 mol/L，求其他各物质的平衡浓度。解析：这是一个连续平衡的计算，计算思路为：第一个反应的平衡量作为

8、第二个反应的 起始量。解：始 /mol变/ mol平/ mol4 00 x x x4 - x x x x 0 xyyy x - yy x +y x y = 1.62x +y = 4.50解得： x = 3.06 mol y = 1.44mol 故：c (N2O5)= (4 3.06) mol / 1L=0.94 mol/L c (N2O ) = 1.44 mol / 1L=1.44 mol/L N2O5 N2O3O2N2O3 N2OO21.25时，在含 Pb 2+、 Sn 2+的某溶液中，加入过量金属锡( Sn)，发生反应： Sn(s) + Pb 2+ (aq) Sn 2+ (aq) + Pb

9、(s)，体系中c(Pb 2+)和c(Sn 2+ ) 变化如图所示。下列判断正确的是：(三)学习评价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量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，该反应的平衡常数K2.2DC2.可逆反应L(s)+aG(g) bR(g) H 达到平衡时，温度和压强对该反应的影响如图所示：x轴表示温度，y轴表示平衡混合气中G的体积分数,压强p1p2。下列判断正确的是：A.1+abB. HbD.增加L的物质的量，可提高G的转化率3.反应 SiCl4(g) +2H2(g) Si(s) +4HCl

10、(g)可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是：高温A.该反应H0, S0B.该反应的平衡常数C.高温下反应每生成1molSi需要消耗222.4LH2D.用E表示键能，该反应H4E(Si-Cl)+2E(H-H)-4E(H-Cl)c(SiCl4)c2(H2)c4(HCl)K=B4. 已知： H2.5MPa = p2，所以p1= 5.0Mpa （3）将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为，则SO3压强为_，平衡常数Kp=_(以分压表示，分压=总压物质的量分数)。2m100-mp

11、0.975 温度、压强和反应物的起始浓度（组成）(1-)1.5( )0.5m100-mp（4）研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v=k( 1)0.8(1n)，式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；为SO2平衡转化率，为某时刻SO2转化率，n为常数。在=0.90时，将一系列温度下的k、值代入上述速率方程，得到vt曲线，如图（c）所示。曲线上v最大值所对应温度称为该下反应的最适宜温度tm。ttm后，v逐渐下降。原因是_。 升高温度，k增大使v逐渐提高，但降低使v逐渐下降。ttm后，k增大对v的提高小于引起的降低(1) H3=_kJ/mol40.99.山东/20探究 CH3OH合成反应

12、化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以 CO2、H2为原料合成涉及的主要反应如下：.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) H=-49.5 kJmol-1 . CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H=-90.4 kJmol-1. CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H3回答下列问题： (2)一定条件下，向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为a mol，CO为b mol，此时H2O(g)的浓度为_ molL1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应的平衡常

13、数为 _。a+b V b(a+b) (1-a-b)(3-3a-b)(3)不同压强下，按照n(CO2)n(H2)13投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。已知：CO2的平衡转化率=CH3OH的平衡产率=(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为_。 A低温、高压 B高温、低压 C低温、低压 D 高温、高压A其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图_(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为_；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是_。乙p1、p2、p3T1时以反应为主，反应前后气体分子数相等，压强改变

14、对平衡没有影响10湖南/19水煤气变换CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：(1)Shibata曾做过下列实验：使纯H2缓慢地通过处于721 下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_H2(填“大于”或“小于”)。大于(2)721 时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为_(填标号)。A0.50C(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。可知水煤气变换的H_0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正_eV，写出该步骤的化学方程式_小于2.02COOH*H*H2O* COOH*2H*OH*(或H2O* H*OH*)(4)Shoichi研究了467 、489 时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下