高中化學選修4全冊家教教案人教版



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1、第一節(jié)化學反響與能量的變化 一.一個化學反響過程中,除了生成了新物質(zhì)外,還有 1.放熱反響:_____________________________反響物具有的總能量___ 生成物具有的總能量 2.吸熱反響:____________________________反響物具有的總能量 ______生成物具有的總能量 二.反響熱,焓變 1.化學反響過程中為什么會有能量的變化。 化學反響的實質(zhì)就是反響物分子_____斷裂,形成_____鍵。舊鍵斷裂需要_____能量,新鍵形成需要_____能量。而一般化學反響中,舊鍵的斷裂所吸收的總能量與新鍵形成所放出的總能量是不相
2、等的,而這個差值就是反響中能量的變化。所以化學反響過程中會有能量的變化。 2. 焓變 化學反響過程中所釋放或吸收的能量,都可以熱量〔或換算成相應的熱量〕來表述,叫做反響熱,又稱為“焓變〞。符號:____,單位:_____?H為“_____〞 為_____反響;?H為“_____〞 為_____ 放熱反響ΔH為“_____〞或ΔH_____ 0 吸熱反響ΔH為“_____〞或ΔH_____0 ?H=E〔生成物的總能量-E〔反響物的總能量〕 ?H=E〔反響物的鍵能-E〔生成物的鍵能〕 練習 ⑴1molC與1molH2O(g)反響失成lmol CO(g)和1mol
3、 H2(g),需要吸收131.5kJ的熱量,該反響的反響熱為△H= kJ/mol。 ⑵拆開 lmol H—H鍵、lmol N-H鍵、lmolN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,那么 1mol N2生成NH3的反響熱為 ,1mol H2生成NH3的反響熱為 ⑶以下說法正確的選項是 A、需要加熱方能發(fā)生的反響一定是吸熱反響B(tài)、放熱的反響在常溫下一定很易發(fā)生 C、反響是放熱的還是吸熱的必須看反響物和生成物所具有的總能量的相對大小 D、吸熱反響在一定的條件下也能發(fā)生 ⑷反響C(石墨) → C(金剛石)是吸熱反響,由此可知 A、石墨比金剛石更穩(wěn)定?B、金剛
4、石和石墨可以相互轉(zhuǎn)化 C、金剛石比石墨穩(wěn)定 D、金剛石和石墨不能相互轉(zhuǎn)化 3.熱化學方程式的書寫 ⑴熱化學方程式定義:表示參加反響物質(zhì)的量和反響熱的關系的化學方程式。 ⑵正確書寫熱化學方程式應注意: ① 書寫熱化學方程式要注明反響的溫度和壓強,〔為什么?〕而常溫、常壓可以不注明,即不注明那么是常溫、常壓。 ② ②標出了反響物與生成物的狀態(tài),〔為什么要標出?〕 ③ 寫出了反響熱,還注明了“+〞,“-〞 ④ ④方程式中的計量系數(shù)可以是整數(shù)也可以是分數(shù)。 4.注意點: 熱化學方程式中各物質(zhì)前的化學計量數(shù)不表示分子個數(shù),表示對應物質(zhì)的物質(zhì)的量。?H(KJ/mol)它
5、表示每摩爾反響所放出的熱量,?H的值與方程式中的計量系數(shù)有關,即對于相同的反響,當化學計量數(shù)不同時,其?H不同。 練習: 1.當1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反響生成2mol氣態(tài)HCl,放出184.6KJ的熱量,請寫出該反響的熱化學方程式。____________________________________________________ 2.寫出以下反響的熱化學方程式 ①1molN2(g)與適量O2(g)反響生成NO (g),需吸收68kJ的熱量; ②2molCu(s)與適量O2(g)反響生成CuO(s),放出314kJ熱量; ③ 1g 硫粉在氧氣中充分燃燒放出
6、 9.36kJ熱量,寫出硫燃燒的熱化學方程式。 ④4g CO在氧氣中燃燒生成CO2,放出 9. 6kJ熱量,寫出CO燃燒的熱化學方程式。 ⑤在一定條件下,氫氣和甲烷燃燒的化學方程式為: 2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); ?H = – 572 kJ /mol CH4(g) +2O2 (g) = CO2(g)+2H2O (l); ?H = – 890 kJ/mol由1mol 氫氣和2mol甲烷組成的混合氣體在上述條件下完全燃燒時放出的熱量為____________ kJ。 3.在一定條件下,氫氣和丙烷燃燒的化學方程式為: 2H2(g) + O2 (g
7、) = 2H2O (l); ?H= – 572 kJ/mol C3H8(g) +5O2(g)= 3CO2 (g) +4H2O (l);?H = – 2220 kJ/mol 5mol 氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時放熱3847kJ,那么氫氣和丙烷的體積比為 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1 4. 〔1〕H2( g )+1/2O2 ( g ) = H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol 〔2〕2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol 〔3〕 H2( g )+1/2
8、O2 ( g ) = H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol
〔4〕 2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol
那么a、b、c、d的關系正確的選項是 。A.a
9、燒熱定義:在25℃,101 kPa時,1 mol 物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。燃燒熱通常可由實驗測得。 2.在理解物質(zhì)燃燒熱的定義時,要注意以下幾點: ①研究條件: 25℃ ,101 kPa ②反響程度:完全燃燒,產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。 ③燃燒物的物質(zhì)的量:1 mol ④研究內(nèi)容:放出的熱量?!拨<0,單位kJ/mol〕 ⑤在未有特別說明的情況下,外界壓強一般指25℃ ,101 kPa.所謂完全燃燒也是完全氧化,它是指物質(zhì)中穩(wěn)定物。如: C→CO2(_)、H → H2O〔_〕、S → SO2 〔_〕 練習 1.分析以下幾個熱化學方程式,哪
10、個是表示固態(tài)碳和氣態(tài)氫氣燃燒時的燃燒熱的?為什么? A.C〔s〕+O2〔g〕=CO(g);ΔH=110.5 kJ/molB.C〔s〕+O2〔g〕=CO2(g);ΔH=-393.5 kJ/mol C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);ΔH=-571.6 kJ/molD.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);ΔH=-241.8 kJ/mol 你能根據(jù)題中信息寫出表示H2燃燒熱的熱化學方程式嗎?__________________________ 3.燃燒熱的計算及應用 [例題]1.在101 kPa時,1 mol CH4 完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O,放出890.3
11、kJ的熱量,CH4的燃燒熱為多少?1000 L CH4〔標準狀況〕燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少?CH4的燃燒熱為890.3 kJ/mol,1000 L CH4〔標準狀況〕完全燃燒產(chǎn)生的熱量為3.97×104 kJ 2.葡萄糖是人體所需能量的重要來源之一。葡萄糖燃燒的熱化學方程式為:C6H12O6〔s〕+6O2〔g〕=6CO2〔g〕+6H2O〔l〕ΔH=-2 800 kJ/mol葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學方程式與它燃燒的熱化學方程式相同。計算100 g葡萄糖在人體中完全氧化時所產(chǎn)生的熱量。 二.中和熱 1.定義:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反響,生成1mol水時的反響熱叫做中和熱。 2.中
12、和熱的表示:H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l);△H=-57.3kJ/mol。 3.要點 ①條件:稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子。 ②反響物:〔強〕酸與〔強〕堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應。 ③生成1mol水,中和反響的實質(zhì)是H+和OH-化合生成 H20,假設反響過程中有其他物質(zhì)生成,這局部反響熱也不在中和熱內(nèi)。 ④放出的熱量:57.3kJ/mol 例:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△ H=-57.3kJ/mol ,求以下中和反響中放出的熱量。 〔1〕用20gNaOH配稀溶液跟足量稀鹽酸反響放出_______
13、_____ kJ的熱量。 〔2〕用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反響,放出____________kJ的熱量。 4.燃燒熱和中和熱的區(qū)別與聯(lián)系 5.蓋斯定律: 不管化學反響是分一步完成或分幾步完成,其反響熱是相同的。化學反響的反響熱只與反響體系的始態(tài)和終態(tài)有關,而與反響的途徑無關。 例題 ①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s);ΔH = -2983.2 kJ/mol P(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s);ΔH = -738.5 kJ/mol 試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式_______
14、__________________________。 ②在同溫同壓下,以下各組熱化學方程式中Q2>Q1的是〔 〕 A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);△H =-Q2 B.C(s)+1/2O2(g)=CO (g); △H= -Q1 C(s)+O2(g)=CO2 (g); △H= -Q2 C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H= -Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); △H= -Q2 D. S(g)+O2(g)=SO2 (g); △H= -Q1 S(s)+O2(
15、g)=SO2 (g); △H= -Q2 ③298K,101kPa時,合成氨反響的熱化學方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);△H= -92.38kJ/mol。 在該溫度下,取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密閉容器中,在催化劑存在進行反響,測得反響放出的熱量總是_______92.38kJ,其原因是__________________________________。 ④①C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=? ②CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol ③C(s)+O2(g)==CO2(
16、g) ΔH3=-393.5kJ/mol 第二章第一節(jié)化學反響速率 一.化學反響速率 1.定義:用單位時間內(nèi)反響物濃度的減少或生成物的濃度增加來表示。 假設濃度用物質(zhì)的量〔C〕來表示,單位為:mol/L,時間用t來表示,單位為:秒〔s〕或分〔min〕或小時〔h〕來表示,那么化學反響速率的數(shù)學表達式為: V == ________ 單位是:______________________________________ 【例題】在2L的密閉容器中,參加1mol和3mol的H2和N2,發(fā)生 N2 + 3H2 2NH3 ,在2s末時,測得容器中含有0.4mol的NH
17、3,求該反響的化學反響速率。 . 【明確】理解化學反響速率的表示方法時應注意的幾個問題: 1.上述化學反響速率是平均速率,而不是瞬時速率。 2.無論濃度的變化是增加還是減少,一般都取正值,所以化學反響速率一般為正值。 3.對于同一個反響來說,用不同的物質(zhì)來表示該反響的速率時,其數(shù)值不同,但每種物質(zhì)都可以用來表示該反響的快慢。 4.用化學反響速率來比擬不同反響進行得快慢或同一反響在不同條件下反響的快慢時,應選擇同一物質(zhì)來比擬。例如: 可逆反響A〔g〕+ B〔g〕 C〔g〕+ D〔g〕 ,在四種不同情況下的反響速率如下,其中反響進行得最快的是〔 〕
18、 A. VA==0.15mol/L·min B. VB==0.6 mol/L·min C. VC==0.4 mol/L·min D.VD==0.01 mol/L·s 5.用不同的物質(zhì)表示同一時間的反響速率時其數(shù)值可能不同,但表達的意義是相同的,各物質(zhì)表示的反響速率的數(shù)值有相互關系,彼此可以根據(jù)化學方程式中的各化學計量數(shù)進行換算: 對于反響來說,那么有。 二、外界條件對化學反響速率的影響: 〔一〕在其它條件不變的情況下,濃度對化學反響速率的影響 【表征性抽象】當其它條件不變時,增加反響物的濃度,可以增大反響的速率。 【原理性抽象】為什么增大反響物的濃度會影響反響速率呢
19、? 〔明確〕當增加反響物的濃度時,活化分子的數(shù)量增加,有效碰撞的頻率增大,導致反響速率增大。 【對結論的再理解】固體和純液體的濃度是一個常數(shù),所以增加這些物質(zhì)的量,不會影響反響的速率。 【應用】1.用飽和食鹽水代替水制乙炔,以減緩太快的反響速率。 2. 制Fe〔OH〕2時,通過降低NaOH溶液的含氧量〔給溶液加熱〕來降低Fe〔OH〕2被氧化的速率。 〔二〕在其它條件不變的情況下,壓強對化學反響速率的影響 【表征性抽象】對于有氣體參加的反響來說,當溫度一定時,增大體系的壓力,反響速率會加大。 【原理性抽象】為什么增大壓強會影響有氣體參加的化學反響的速率? 〔明確〕1.一定量
20、氣體的體積與其所受的壓強成正比。這就是說,如果氣體的壓強增大到原來的2倍,氣體的體積就縮小到原來的一半,單位體積內(nèi)的分子數(shù)就增多到原來的2倍,即體系中各個物質(zhì)的濃度都增加,所以化學反響速率增大。相反,減小壓強,氣體的體積就擴大,濃度減小,因而反響速率減小。 2.如果參加反響的物質(zhì)是固體、液體或溶液時,由于改變壓強對它們的體積改變很小,因而它們的濃度改變也很小,可以認為壓強與它們的反響速率無關。 【結論的再理解】1.壓強對反響速率的影響是通過改變濃度而影響反響速率的。我們在分析壓強對反響速率的影響時,應最終落實到濃度上,將壓強問題轉(zhuǎn)化為濃度問題。 2. 對于那些反響物和生成物
21、都有氣體參加的可逆反響來說,增大體系的壓強,反響物和生成物的濃度都增加,所以,正反響的速率和逆反響的速率都增大。 〔三〕在其它條件不變的情況下,溫度對化學反響速率的影響 【表征性抽象】在其它條件不變的情況下,升高溫度,化學反響要加快。經(jīng)過實驗測定,溫度每升高10℃,反響速率通常要增大到原來的2~4倍。 【原理性抽象】為什么升高溫度會使反響速率加快? 〔明確〕當反響物濃度一定時,分子總數(shù)一定,升高溫度,反響物分子的能量增高,是活化分子的百分比增大,因而活化分子數(shù)量增多,有效碰撞頻率增大,所以,反響速率加大。 【對結論的再理解】對于可逆反響來說,升高體系的溫度,反響物和生成物中的活化分子
22、數(shù)都增加,所以,正反響的速率和逆反響的速率都增大。 【應用】1.在實驗室進行化學反響時,常常通過給反響物加熱來增大反響的速率。 2. 合成氨工業(yè)中,是在500℃的條件下進行反響,以加快反響進行的速度。 3. 為防止食品變質(zhì),我們將食品放入冰箱中保存,以降低食品變質(zhì)的速率。 〔四〕催化劑對化學反響速率的影響 【表征性抽象】催化劑能加快化學反響速率。 【原理性抽象】為什么催化劑能加快化學反響速率? 〔明確〕當溫度和反響物濃度一定時,使用催化劑可使反響途徑發(fā)生改變,從而降低了反響的活化能,使得活化分子的百分比增大,因此活化分子的數(shù)目增多,有效碰撞頻率增大,故
23、 化學反響速率加大。 【對結論的再認識】1.催化劑改變化學反響速率的原因僅僅是改變始態(tài)到終態(tài)的途徑,不改變反響的結果。 2. 能加快反響速率的催化劑叫正催化劑;能減慢化學反響速率的催化劑叫負催化劑。 3. 對可逆反響而言,正催化劑使正、逆反響速率都加快,且加快的程度相同。相反,負催化劑使正、逆反響速率都減小,且減小的程度相同。 【應用】催化劑在現(xiàn)代化學和化工生產(chǎn)中占有極為重要的地位。大約85%的反響需要催化劑。尤其是現(xiàn)代大型化工業(yè)、石油工業(yè)中,很多反響還必須使用性能良好的催化劑。例;接觸法制硫酸工業(yè)。 【課堂練習】1.要使在容積恒定的密閉容器中進行的可逆反響2A〔氣〕+B〔固〕
24、== 2C〔氣〕△H<0的正反響速率顯著加快,可采用的措施是〔不考慮固、氣態(tài)間的接觸面積〕〔 〕 A.降溫 B.參加B C.增大體積使壓強減小 D.參加A 2.把除去氧化膜的鎂條放入一定濃度的稀鹽酸的試管中,發(fā)現(xiàn)H2的生成速度V隨時間t變化如圖。其中t1——t2速度變化的原因是___________________ ;t2——t3速度變化的原因是_________________________________。 V t 1
25、 t 2 t 3 第三節(jié) 化學平衡〔第一課時〕 —.化學平衡。 1.可逆反響與不可逆反響〔閱讀教材27頁理解可逆反響的概念〕 可逆反響的概念:在 下,既可以向 進行,同時,又可以向 進行的反響。 二.化學平衡狀態(tài) 1.化學平衡的建立 類比:溶解平衡的建立:〔以蔗糖為例〕 開始時:___________________平衡時:____________________結論:__________________。 那么對于可逆反響來說,又是怎樣的情形呢?我們以CO和H2O (
26、g)的反響為例來說明化學平衡的建立過程。 CO + H2O (g) CO2 + H2 開始濃度 0.02 0.01 0 0 一段時間后0.015 0.005 0.005 0.005 如圖: 歸納: 反響開始:_____________反響過程中:________________一定時間后:________________ 2.化學平衡的定義: 在 下的 反響里,正反響和逆反響速率 ,反響混合物中各組分的 或
27、 保持不變的狀態(tài)。 3.化學平衡的特征: (1)條件:(2)對象:(3) 等:(4) 動:(5) 定: 4.應用: 例1、可逆反響2NO22NO + O2在密閉容器中反響,到達平衡狀態(tài)的標志是( ) ①單位時間內(nèi)生成n mol O2 的同時生成2n mol NO2 ②單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時,生成2n mol NO ③用NO2 、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反響速率的比為2∶2∶1的狀態(tài) ④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) ⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) ⑥混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)l A
28、.① ④ ⑥ B.② ③ ⑤ C.① ③ ④ D.① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 反響練習: 1.可以說明密閉容器中可逆反響P〔g〕 + Q〔g〕 R〔g〕 + S〔g〕在恒溫下已達平衡的是〔 〕 A.容器內(nèi)壓強不隨時間變化 B.P和S生成速率相等 C.R和S的生成速率相等 D.P、Q、R、S的物質(zhì)的量相等 2.以下方法中可以證明A(s) + 2B2(g) 2C2(g) +D2(g) 已經(jīng)到達平衡狀態(tài)的是________. ⑴、單位時間內(nèi)生成了2molC2的同時也生成了1molA ⑵、一個B — B鍵的斷裂
29、的同時有一個C — C鍵的生成 ⑶、反響速率v(B2)=v(C2)=1/2v(D2)⑷、C(B2):C(C2):C(D2) = 2:2:1 ⑸、溫度、體積一定時, B2、C2、D2濃度不再變化 ⑹、溫度、體積一定時,容器內(nèi)的壓強不再變化 ⑺、條件一定時,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化 ⑻、溫度、體積一定時,混合氣體的密度不再變化 ⑼、百分組成 B2% = C2% = D2% 3.在一定溫度下,可逆反響:A2(氣)+B2(氣) 2AB(氣)到達平衡的標志是( ) (A) A2、B2、AB的濃度不再變化 (B) 容器中的壓強不再隨時間變化 (C) 單
30、位時間內(nèi)生成n mol的A2同時生成2n mol的AB (D) A2、B2、AB的濃度之比為1:1:2 4.在1大氣壓390℃時,可逆反響:2NO2 2NO△H<0到達平衡,此時平衡混合氣體的密度是相同條件下H2密度的19.6倍,求NO2的分解率。 第三節(jié) 化學平衡〔第二課時〕 1.濃度對化學平衡的影響的規(guī)律 在其他條件不變的情況下,增大反響物濃度或減小生成物濃度,都可以使平衡向著
31、 移動;增大生成物濃度或減小反響物濃度,都可以使平衡向著 移動。 〔2〕用v-t圖表示化學平衡的移動: 請同學們用v-t圖表示以下平衡的移動: ③減少反響物的濃度④增大生成物的濃度⑤減少生成物的濃度 化學反響速率、化學平衡、平衡移動三者之間的關系 以一般反響:mA〔氣〕+n B〔氣〕= p C〔氣〕+qD〔氣〕△H<0通式為例來討論濃度,溫度,壓強,催化劑等對三者的影響極其規(guī)律。 反響特征 改變條件 v—t圖象 改變條件瞬間 到達平衡前 平衡移動方向 到達新平衡 v正 v逆 v正與v逆的關系 A轉(zhuǎn)化率 B轉(zhuǎn)化率
32、 Q>0 升高溫度 ↑ ↑ < ← ↓ ↓ 降低溫度 Q < 0 升高溫度 ↑ ↑ > → ↑ ↑ 降低溫度 m+n
→ ↑ ↑ V變小 增大壓強 減小壓強 m+n=p+q 參加惰性氣體 V不變 — — = — — — V變大 ↓ ↓ = — — — V
33、變小 增大壓強 減小壓強 m+n>p+q 參加惰性氣體 V不變 — — = — — — V變大 ↓ ↓ < ← ↓ ↓ V變小 增大壓強 減小壓強 注:用“=〞表示相等 “↑〞表示升高或增加 “↓〞表示降低或減少 “—〞表示無關或不變 “V〞表示體積 “v〞表示速率 練習: 1.在密閉容器中存在以下平衡: ,CO2的平衡濃度為C1摩/升,現(xiàn)再
34、充入CO2使其濃度到達2C1摩/升,重新到達平衡后, CO2的濃度為C2摩/升(設溫度不變),那么C1和C2的關系是〔 〕 A. C1 < C2 B. C1 = C2 C. C1 > C2 D. 2C1 = C2 2.現(xiàn)有可逆反響2A + B + H2O C + D已到達平衡,往平衡體系中加水稀釋,平衡向_____方向移動,理由是__________________________________ 3. 對于mA(氣)+nB(氣) pC(氣)+qD(氣)的平衡體系,當升高溫度時,體系對氫氣的相對密度從16.5變成16.9,那么以下說法正確的選項是 〔 〕
35、 A.m+n>p+q 正反響是放熱反響 B.m+n>p+q 正反響是吸熱反響 C.m+n
0處于平衡狀態(tài)〔m+n>p+q〕,以下說法正確的選項是 〔 〕 ①升溫時C〔B〕/C〔C〕的值減小 ②降溫時,體系內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大③參加B后,A的轉(zhuǎn)化率變大 A.①②③ B.②③ C.①② D
36、.①③ 5.對于反響A2+3B2 2AB3以下表示的反響速率中,速率最大的是 A.vA=0.4mol·L-1min-1 B.vB=0.8mol·L-1min-1 C.v=0.6mol·L-1min-1 D.v=0.01mol·L-1·S-1 6.在2L密閉容器中,盛有2mol X和2molY物質(zhì)進行如下反響:X(s)+3Y(g) Z(g),當反響進行到10s后,測得生成0.5mol Z,這期間的平均反響速率為 A.vX=0.05mol·s-1 B.vX=0.025mol·L-1·s-1 C.vy=0.05mol·L-1·s-1 D.vy=0.0
37、75mol·L-1·s-1 7.現(xiàn)有三個體積相等的密閉容器中都進行如下反響:CO2+H2 CO+H2O(g),反響所處的溫度相同,但反響的起始濃度不同,其中甲:[H2]=[CO]=amol 乙:[CO2]=amol [H2]=2amol 丙[CO2]=[H2]=[H2O]=amol,到達平衡時,CO的濃度由大到小的順序排列正確的選項是 A、丙>甲>乙 B、甲>乙>丙 C、乙>丙>甲 D、乙>甲>丙 8.在一個固定體積的密閉容器中,放入mmol的A和nmol的B,發(fā)生如下反響: mA(g)+nB(g) PC(g),平衡時C的濃度是wmo
38、l·L-1,假設維持容器的體積不變,起始時放入amolA、bmolB和cmolC,要使平衡時C的濃度仍為wmol·L-1,那么a、b、c必須滿足的條件是 A、a:b:c=m:n:p B、a:b=m:n和 C、和 D、a=, c=和c= 9.對處于化學平衡的體系,以化學平衡與化學反響速率的關系可知: A、化學反響速率變化時,化學平衡一定發(fā)生移動。 B、化學平衡發(fā)生移動時、化學反響速率一定變化。 C、正反響進行的程度大、正反響速率一定大。 D、只有催化劑存在下,才會發(fā)生化學反響速率變化,而化學平衡
39、不移動的情況。 10.在PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g),到達平衡后,其它條件不變,向平衡體系中參加37Cl2,到達新平衡后,含37Cl的PCl3的物質(zhì)的量與原平衡相比 A、增大 B、減小 C、不變 D、不能確定 11.以下事實不能用勒沙特列原理說明的是 A.往氫硫酸溶液中參加鹽酸,[S2-]降低。 B.溫度不變時,敞口久置于空氣中的飽和KNO3溶液含有晶體析出。 C.在合成氨的工業(yè)生產(chǎn)中,使用較高的溫度有利于提高產(chǎn)量。 D.在密閉容器中,水面上方的蒸氣壓強隨溫度升高而增大。 12.在C
40、uCl2水溶液中存在如下平衡:[Cu(H2O)4]2++4Cl- [CuCl4]2-+4H2O能使黃綠 〔藍〕 〔綠〕 色CuCl2溶液向藍色轉(zhuǎn)化的操作是 A、蒸發(fā)濃縮 B、加水稀釋 C、參加AgNO3 D、參加食鹽晶體 13.反響A(g)+xB(g) yC(g),將A與B按體積比1:x混合反響當A的轉(zhuǎn)化率是50%時,反響前混合氣體的密度是反響后混合氣體密度的〔同溫同壓〕,那么x、y的值可能是 A、3,4 B、
41、3,2 C、3,3 D、1,1 14.在容積一定的密閉窗口中,反響A B(g)+C(s)達平衡,假設繼續(xù)升高溫度,容器內(nèi)氣體的密度增大,以下判斷正確的選項是 A.壓強對該反響的平衡移動沒有影響 B.在平衡體系中參加C,混合氣體平均分子量增大 C.假設正反響為吸熱反響,那么A為非氣態(tài)D.假設正反響為放熱反響,那么A為氣態(tài) 15.某溫度下,反響H2(g)+I2(g) 2HI(g)+Q,在一帶有活塞的密閉容器中到達平衡,以下說法不正確的選項是 A.恒溫壓縮體積,平衡不移動,顏色加深B.恒壓迅速充入HI,開始時正反響速率減小 C.恒容
42、,升溫正反響速率減小D.恒容,充入H2,I2的百分比含量降低 16.t0C在VL密閉容器中參加vmol N2和3vmol H2,當反響N2+3H2 2NH3達平衡時, 混合氣體中N2、H2、NH3分別為A、B、Cmol,仍在t0C,假設只改變起始物的參加量,但要維持A、B、C值不變,那么在N2、H2、NH3的參加量用X、Y、Z表示,應滿足的條件是 (1) 假設X=0,Y=0,那么Z=_______假設X=0.75vmol,那么Y=________ Z=________ (2) X、Y、Z應滿足的一般條件,用X、Y、Z的方程式表示式是 ______________________
43、________、________________________。 化學平衡常數(shù) 一.化學平衡常數(shù) 1.定義:在一定溫度下,當一個可逆反響到達平衡狀態(tài)時,_______________________的比值是一個常數(shù)。這個常數(shù)就是該反響的化學平衡常數(shù)〔簡稱平衡常數(shù)〕 2.表達式:對于一般的可逆反響,mA〔g〕+ nB〔g〕pC〔g〕+ qD〔g〕 當在一定溫度下到達平衡時,K=_________________________________ 閱讀45頁表2-7,你能得出什么結論? 3.平衡常數(shù)的意義: 〔1〕平衡常數(shù)的大小反映了化學反響進行的 ____ 〔也叫 __
44、___ 〕。 K值越大,表示反響進行得 ______ ,反響物轉(zhuǎn)化率 ______ ; K值越小,表示反響進行得 ________ ,反響物轉(zhuǎn)化率 ________ 。 〔2〕判斷正在進行的可逆是否平衡及反響向何方向進行: 對于可逆反響:mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g),在一定的溫度下的任意時刻,反響物的濃度和生成物的濃度有如下關系:Qc=Cp(C)·Cq(D)/Cm(A)·Cn(B),叫該反響的濃度商。 Qc<K ,反響向 ___ 進行Qc=K ,反響處于平衡狀態(tài)Qc>K ,反響向 _ 進行 〔3〕利用K可判斷反響的熱效應 假設升高溫度
45、,K值增大,那么正反響為 _____ 反響(填“吸熱〞或“放熱〞)。 假設升高溫度,K值減小,那么正反響為 ____ 反響(填“吸熱〞或“放熱〞)。 二.使用平衡常數(shù)應注意的幾個問題: 1.化學平衡常數(shù)只與 有關,與反響物或生成物的濃度無關。 2.在平衡常數(shù)表達式中:水(液態(tài))的濃度、固體物質(zhì)的濃度不寫 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),K=________ Fe(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g),K=______ 3.化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫有關 例如:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常數(shù)為K1,1/2N2(g
46、)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常數(shù)為K2,NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常數(shù)為K3; 寫出K1和K2的關系式: _____ 。 寫出K2和K3的關系式: _____ 。 寫出K1和K3的關系式: ____ 。 三.某個指定反響物的轉(zhuǎn)化率=×100% 或者=×100% 或者=×100% 轉(zhuǎn)化率越大,反響越完全! 四.有關化學平衡常數(shù)的計算。 【課堂練習】: 1.設在某溫度時,在容積為1L的密閉容器內(nèi),把氮氣和氫氣兩種氣體混合,反響后生成氨氣。實驗測得,當?shù)竭_平衡時,氮氣和氫氣的濃度各為2mol/L,生成氨氣的濃度為3mol/L,求這個反響
47、在該溫度下的平衡常數(shù)和氮氣、氫氣在反響開始時的濃度。 2.現(xiàn)有一定溫度下的密閉容器中存在如下反響:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),知CO和H2O的起始濃度均為2mol/L經(jīng)測定該反響在該溫度下的平衡常數(shù)K=2.60,試判斷, 〔1〕當CO轉(zhuǎn)化率為50%時,該反響____ (是,否〞)到達平衡狀態(tài),假設未到達,哪個方向進行? 〔2〕達平衡狀態(tài)時,CO的轉(zhuǎn)化率應為多少? 〔3〕當CO的起始濃度仍為2mol/L,H2O的起始濃度為6mol/L時,CO的轉(zhuǎn)化率為多少? 3.在一定體積的密閉容器中,進行如下反響:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化學平衡常數(shù)
48、K和溫度t的關系如下表所示: t℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 答復以下問題: ⑴該反響化學平衡常數(shù)的表達式:K= ____________________ ; ⑵該反響為 吸熱 〔填“吸熱〞或“放熱〞〕反響; ⑶以下說法中能說明該反響達平衡狀態(tài)的是 __ A.容器中壓強不變 B.混合氣體中c(CO)不變C.混合氣體的密度不變 D.c(CO) = c(CO2) E.化學平衡常數(shù)K不變 F.單位時間內(nèi)生成CO的分子數(shù)與生成H2O的分子數(shù)相等 ⑷某溫度下,各物質(zhì)的平
49、衡濃度符合下式:c(CO2)×c(H2)=c(CO)×c(H2O),試判此時的溫度為 ____。 化學反響進行的方向 一.熵: 1.概念:描述體系混亂度的物理量2。符號:S 3.單位:J?mol-1?K-1 4.熵判據(jù):在與外界隔離的體系中,自發(fā)過程將導致體系的熵增大,這個原理也叫做熵增原理。在用來判斷過程的方向時,就稱為熵判據(jù)。 5.同一物質(zhì)的熵與其聚集狀態(tài)有關:S〔g〕>S〔l〕>S〔s〕 6.熵變〔?S〕:?S==反響物總熵—生成物總熵 7.反響進行方向的判斷方法: ?H—T?S<0 反響能自發(fā)進行.?H—T?S=0 反響到達平衡狀態(tài) ?H—T?S>0 反響不
50、能自發(fā)進行 〖講解〗在溫度、壓強一定的條件下,焓因素和熵因素共同決定一個化學反響的方向。放熱反響的焓變小于零,熵增加反響的熵變大于零,都對?H—T?S<0有所奉獻,因此放熱和熵增加有利于反響自發(fā)進行。 〖補充習題〗 1.以下說法中,正確的選項是 ( ) A.化學反響總是伴隨著能量變化的 B.能夠自發(fā)進行的反響不一定都是放熱反響 C.只有放熱反響才能夠自發(fā)進行 D.能夠自發(fā)進行的反響就一定能夠發(fā)生并完成 2.以下物質(zhì)中,熵值(S)最大的是 ( ) A.金剛石 B.Cl2(1) C.I2(g) D.Cu(s) 3.水在273
51、 K、1.01×105Pa時可轉(zhuǎn)化為固態(tài),在373 K時那么又可轉(zhuǎn)化為氣態(tài)。假設分別用S(g)、S(1)、S(s)表示水的氣、液、固三種狀態(tài)的熵值,那么以下表達式中,正確的選項是 ( )
A.S(g) 52、 D.反響吸熱
5.以下熱化學方程式中,放出的熱量最多的是 ( )
A.CH4 (g)+2O2 (g) == CO2 (g)+2H2O (1) B.2CH4 (g)+4O2 (g) == 2CO2 (g)+4H2O (1)
C.CH4 (g)+2O2 (g) == CO2 (g)+2H2O (g) D.2CH4 (g)+4O2 (g) == 2CO2 (g)+4H2O (g)
6.在25℃、1.01×105 Pa條件下,反響2N2O5(g)= 4NO2(g)+O2(g) ?H= +56.7 kJ· mol-1能夠自發(fā)進行。從能量上分析,生成 53、物的總能量比反響物的總能量 ,從反響前后的熵值看,反響后的熵值 (填“增加〞、“減小〞或“不變〞)。
7.:298 K、1.01×105Pa下:
石墨:△H===0.0 kJ·mol-1、S== 5.74 J·mol-1·K-1;
金剛石:△H== 1.88 kJ·mol-1、S== 2.39 J·mol-1·K-1。
以下表達中,正確的選項是 ( )
A.根據(jù)焓和熵的觀點,石墨比金剛石穩(wěn)定 B.根據(jù)焓和熵的觀點,金剛石比石墨穩(wěn)定
C.根據(jù)熵的觀點,石墨比金剛石穩(wěn)定,但根據(jù)焓的觀點,金剛石比石 54、墨穩(wěn)定
D.根據(jù)焓的觀點,石墨比金剛石穩(wěn)定,但根據(jù)熵的觀點,金剛石比石墨穩(wěn)定
8.某化學反響其△H== —122 kJ·mol-1,?S== 231 J·mol-1·K-1,那么此反響在以下哪種情況下可自發(fā)進行 ( )
A.在任何溫度下都能自發(fā)進行 B.在任何溫度下都不能自發(fā)進行
C.僅在高溫下自發(fā)進行 D.僅在低溫下自發(fā)進行
9.煤中含有硫,燃燒時會產(chǎn)生有害的SO2,用生石灰可以消除SO2,減少污染,其反響為
CaO(s)+SO2(s) == CaSO3(s)298 K、1.01×1.01×105Pa時,此反響的△H== —40 55、2.0 kJ·mol-1,?S= 345.7 J·mol-1·K-1,在室溫下自發(fā)進行。那么保持此反響自發(fā)進行的最高爐溫是多少(焓變△H及熵變?S受溫度的影響可忽略)?
第三章第一節(jié):電離平衡
1.弱電解質(zhì)電離過程〔用圖像分析建立〕
2.當
那么弱電解質(zhì)電離處于平衡狀態(tài),叫“電離平衡〞,此時溶液中的電解質(zhì)分子數(shù)、離子數(shù)保持恒定,各自濃度保持恒定。
3.與化學平衡比擬
〔1〕電離平衡是動態(tài)平衡:即弱電解質(zhì)分子電離成離子過程和離子結合成弱電解質(zhì)分子過程仍在進行,只是其速率相等。
〔2〕此平衡也是有條件的平衡:當條件改變,平衡被破壞,在新的條件下建立新的平衡,即 56、平衡發(fā)生移動。
〔3〕影響電離平衡的因素
A.內(nèi)因的主導因素。
B.外因有:
①溫度:電離過程是一個吸熱過程,所以,升高溫度,平衡向電離方向移動。
②濃度:問題討論:在的平衡體系中:
①參加:②參加:
③參加:各離子分子濃度如何變化:、、、溶液如何變化?〔“變高〞,“變低〞,“不變〞〕
〔4〕電離平衡常數(shù)
〔ⅱ〕一元弱酸:
_____________
〔3〕一元弱堿
_________________
①電離平衡常數(shù)化是溫度函數(shù),溫度不變K不變。
②值越大,該弱電解質(zhì)較易電離,其對應的弱酸弱堿較強;值越小,該 57、弱電解質(zhì)越難電離,其對應的弱酸弱堿越弱;即值大小可判斷弱電解質(zhì)相對強弱。
③多元弱酸是分步電離的,一級電離程度較大,產(chǎn)生,對二級、三級電離產(chǎn)生抑制作用。
隨堂練習
1.足量鎂和一定量的鹽酸反響,為減慢反響速率,但又不影響的總量,可向鹽酸中參加以下物質(zhì)中的〔 〕A. B. C. D.
2.是比碳酸還要弱的酸,為了提高氯水中的濃度,可參加〔 〕
A. B. C. D.
3.濃度和體積都相同的鹽酸和醋酸,在相同條件下分別與足量固體〔顆粒大小均相同〕反響,以下說法中正確的選項是〔 〕
A.鹽酸的反響速率大于醋酸的反響速率B. 58、鹽酸的反響速率等于醋酸的反響速率
C.鹽酸產(chǎn)生的二氧化碳比醋酸更多D.鹽酸和醋酸產(chǎn)生的二氧化碳一樣多
4.以下表達中可說明酸甲比酸乙的酸性強的是〔 〕
A.溶液導電性酸甲大于酸乙
B.鈉鹽溶液的堿性在相同物質(zhì)的量濃度時,酸甲的鈉鹽比酸乙的鈉鹽弱
C.酸甲中非金屬元素比酸乙中非金屬元素化合價高
D.酸甲能與酸乙的銨鹽反響有酸乙生成
第二課時
一.電解質(zhì),非電解質(zhì)
1.定義:在水溶液中或熔融狀態(tài)下,能導電的化合物叫電解質(zhì)。
[思考]①,在水溶液中,不導電,它屬于非電解質(zhì)嗎?為什么?
②溶于水能導電,那么氨氣是電解質(zhì)嗎?為什么?
③共價化合 59、物在液態(tài)時,能否導電?為什么?
2.電解質(zhì)導電實質(zhì),電解質(zhì)溶液導電能力強弱的原因是什么?
二.強電解質(zhì),弱電解質(zhì)
1.區(qū)分電解質(zhì)強弱的依據(jù):
電解質(zhì)在溶液中“電離能力〞的大小。
2.電離方程式:
電離方程式書寫也不同
〔1〕強電解質(zhì):
〔2〕弱電解質(zhì):
3.強弱電解質(zhì)與結構關系。
〔1〕強電解質(zhì)結構:強堿,鹽等離子化合物〔低價金屬氧化物〕; 強酸,極性共價化合物;
〔2〕弱電解質(zhì)結構:弱酸,弱堿具有極性共價位的共價化合物。
三.弱電解質(zhì)電離平衡
1.電離平衡定義
在一定條件下〔如溫度,濃度〕,當電解質(zhì)分子 60、電離成離子的速率和離子重新結合成分子的速度相等時,電離過程就到達了平衡狀態(tài),這叫做電離平衡。
2.電離平衡與化學平衡比擬
“等〞:電離速率與離子結合成分子的速率相等。
“定〞:離子、分子的濃度保持一定。
“動〞:電離過程與離子結合成分子過程始終在進行。
“變〞:溫度、濃度等條件變化,平衡就被破壞,在新的條件下,建立新的平衡。
3.影響電離平衡的外界因素
〔1〕溫度:溫度升高,電離平衡____移動,電離程度____。
溫度降低,電離平衡____移動,電離程度____。
〔2〕濃度:電解質(zhì)溶液濃度越大,平 61、衡向____移動,電離程度____;
電解質(zhì)溶液濃度越小,平衡____移動,電離程度____;
4.電離平衡常數(shù)
⑴電離平衡常數(shù)只隨溫度變化而變化,而與濃度無關。
⑵K的意義:K值越大,弱電解質(zhì)較易電離,其對應弱酸、弱堿較強。
K值越小,弱電解質(zhì)較難電離,其對應弱酸、弱堿較弱。
第二節(jié) 水的電離和溶液的pH
第一課時
一.水的電離
1.水的電離
H2O + H2O H3O+ + OH— 簡寫為:H2O H+ + OH—
實驗測定:25℃c〔H+〕= c〔OH—〕=1mol/L 100℃c〔H+〕= c〔OH—〕= 1mol/L
水 62、的電離與其它弱電解質(zhì)的電離有何異同?
不同點:水是“自身〞作用下發(fā)生的極微弱的電離。相同點:均是局部電離,存在電離平衡
\2.水的離子積: Kw = c〔H+〕·c〔OH—〕
由于250C時,c〔H+〕= c〔OH—〕= 1×10-7mol/L
所以250C時,Kw = c〔H+〕·c〔OH—〕=1×10-14〔定值〕〔省去單位〕
提問:當溫度升高時,Kw變_____. 1000C時,Kw = c〔H+〕·c〔OH—〕=1×10-12
影響因素:溫度越高,Kw越____,水的電離度越大。對于中性水,盡管Kw,電離度增大,但仍是____性水,c〔H+〕_______c〔OH—〕 63、.
注:溫度升高時Kw增大,所以說Kw時要強調(diào)溫度。
練習:
影響因素
條件改變
平衡移動
溶液中的c(H+)
溶液中的c(OH-)
Kw
溫度
升高溫度
____
____
____
____
降低溫度
____
____
____
____
酸堿性
參加酸
____
____
____
____
參加堿
____
____
____
____
二.溶液的酸堿性和pH〔常溫下〕:
1.溶液的酸堿性與c〔H+〕和c〔OH—〕的關系:
電解質(zhì)
溶液
對水電離平衡的影響
溶 液 中
c〔H+〕
〔mol/L〕
溶 液 中 64、c〔OH—〕〔mol/L〕
c〔H+〕與
c〔OH—〕比擬
c〔H+〕·
c〔OH—〕
溶液酸堿性
純水
____10-7
____10-7
____
____
____
鹽酸
加HCl,c〔H+〕增大,平衡左移
____10-7
____10-7
c〔H+〕__
c〔OH—〕
____
____
氫氧化鈉
加NaOH,c〔OH—〕增大,平衡左移
____10-7
____10-7
c〔H+〕__
c〔OH—〕
____
____
注:①水中加酸或堿均 抑 制水的電離,但由水電離出的c〔H+〕與c〔OH—〕總是相等。
②任何電解質(zhì)溶 65、液中,H+與OH—總是共存,但不能大量共存。溶液的酸、堿性主要在于c〔H+〕與c〔OH—〕的相對大小。c〔H+〕與c〔OH—〕此增彼長,且Kw = c〔H+〕·c〔OH—〕不變。
2.溶液的pH:
〔1〕定義:pH =-lg{c〔H+〕}
(2)適應范圍:稀溶液,0~14之間。
有關溶液的pH值的幾個注意問題:
①pH值是溶液酸堿性的量度。常溫下,pH=7溶液呈中性;pH值減小,溶液的酸性增強;pH值增大,溶液的堿性增強。
②pH值范圍在0-14之間。pH=0的溶液并非沒有H+,而是C(H+)=1mol/L;pH=14的溶液并非沒有OH-,而是C(OH-)=1mol/L。pH改變一 66、個單位,C(H+)就改變10倍,即pH每增大一個單位,C(H+)就減小到原來的1/10;pH每減小一個單位,C(H+)就增大到原來的10倍。
③當C(H+)>1mol/L時,pH值為負數(shù),當C(OH-)>1mol/L時,pH>14。對于C(H+)或C(OH-)大于1mol/L的溶液,用pH值表示反而不方便,所以pH值僅適用于C(H+)或C(OH)小于等于1mol/L的稀溶液。
④也可用pOH來表示溶液的酸堿性,pOH=-lgC(OH--),因為C(H+)·C(OH-)=10-14,假設兩邊均取負對數(shù),得pH+pOH=14。
⑤可用?pH試紙來測定溶液的pH值。方法:用潔凈的干玻璃棒直接蘸取少許待測液,滴在pH試紙上〔注意不能將pH試紙先用水沾濕或用濕的玻璃棒,因為這樣做,實際上已將溶液稀釋,導致所測定的pH不準確〕將pH試紙顯示的顏色隨即〔半分鐘內(nèi)〕與標準比色卡對照,確定溶液的pH值〔因為時間長了,試紙所顯示的顏色會改變,致使測得的pH不準?!?
三.有關溶液pH的計算
1.強酸、強堿自相或互相混合〔體積變化忽略不計〕
〔1〕酸I+酸II C(H+) =
(2)S(1)>S(s) C.S(g)>S(1)= S(s) D.S(g)>S(s)>S(1)
4.反響2H2 (g) + O2 (g) == 2H2O (1) ?H == 285.8 kJ·mol-1,以下結論中,正確的選項是 ( )
A.E(反響物)>E(生成物) B.E(反響物)
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