高中化学常见吸热反应与放热反应ppt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 1 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 2 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 3 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 4 3、反应热产生的原因 5 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： 6 -183 kJ/mol（理论值） H= -184.6 kJ/mol（实验值） H= 7 化学键断裂 吸热 化学键形成 放热 从化学键的角度 8 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 10 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 H O键要放出 463 kJ 的能量，试说明 2H2+ O2 = 2H2O中的能量变化。 H=-484kJ/mol 11 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 H H键、 lmol N H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 12 13 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。 H2 (g)+ I2 (g) 2HI (g) 200 101KPa H= 14.9kJ/mol 14 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 15 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 16 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 A C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) H=-48.40 kJmol -1 B C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) H=-5518 kJmol -1 C C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) H=+5518 kJmol -1 D C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) H=-48.40 kJmol -1 17 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 18 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 Q1 Q2 H1 H2 注意：热量比较比数值， H比较带符号 练：比较 Q1 Q2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 19 5、已知某温度下的热化学方程式： 2SO2(g) O2(g) 2SO3(g) H=-197kJ/mol 试写出 SO3分解的热化学反应方程式。 2SO3(g) 2SO2(g) O2(g) H=+197kJ/mol 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。 20 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 21 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 22 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 23 2、中和反应反应热的测定 原理： Q=mc t 仪器及药品 实验步骤 24 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。 25 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 2 4三次 26 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 27 第一章 化学反应与能量 第二节 燃烧热 能源 28 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 29 反应热 燃烧热 中和热 。 溶解热 30 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 31 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 32 名称 化学式 H/kJ mol-1 名称 化学式 H/kJ mol-1 石墨 C(s) -393.5 乙烷 C2H6(g) -1559.8 金刚石 C(s) -395.0 乙烯 C2H4(g) -1411.0 氢气 H2(g) -285.8 乙炔 C2H2(g) -1299.6 一氧化碳 CO(g) -283.0 乙醇 C2H5OH(l) -1366.8 甲烷 CH4(g) -890.31 丙烷 C3H8(g) -2219.9 甲醇 CH3OH(l) -726.51 苯 C6H6(l) -3267.5 一些物质燃烧热 33 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 34 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？ 35 燃烧热与中和热的区别与联系 相 同 点 燃烧热 中和热 能量变化 H 不 同 点 反应物的量 生成物的量 反应热 的含义 放热反应 H(4)(2)=(3) 53 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 54 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 ) 55 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 _ _ 、 56 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 57 （ 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 58 分子 运动 相互 碰撞 分子具有 足够能量 有合适的取向 有效碰撞 化学反应 n活 =n总 活 % 活化分子 有效碰撞理论 反应速率与活化分子的百分率（活 %）成正比 59 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。 60 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 61 普通分子 活化能 活化分子 合理取向 有效碰撞 新物质 能量 62 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 63 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 64 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 65 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） 66 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 67 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 68 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） 69 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 70 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 活化分子能量 反应物平均能量 生成物平均能量 有催化剂 71 3、适用范围 催化剂具有专一性 72 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 73 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 74 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 75 5、在一定温度下的密闭容器中发生的反应 N2 2O2 2NO2，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 76 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 77 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 78 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 79 第二章 化学反应速率和化学平衡 第三节 化学平衡 80 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？ 81 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） 82 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 t V正 V逆 V正 V逆 V正 V逆 83 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。 84 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 85 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 86 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 。 87 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 88 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 1 1 2 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 89 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 90 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 91 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 ） 92 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 93 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 2、 4NH3+5O2 4NO+6H2O(气 ) H 0 3、 3NO2+H2O 2HNO3+NO H 0 1、 CaO+3C CaC2+CO H 0 4、 N2+O2 2NO H 0 5、 CaCO3 CaO+CO2 H 0 6、 2NH3 N2+ 3H2 500600 H 0 94 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 95 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。 96 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 97 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 98 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。 99 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 100 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 （ ） A t2时加入了催化剂 B t3时降低了温度 C t5时增大了压强 D t5时增大了 X浓度 A t t1 v(正 ) v(逆 ) v(正 ) v(逆 ) v t2 t3 v(正 ) v(逆 ) t4 t5 t6 101 2、拐点图像 先拐先平数值大，固定一个看其他 T2 T1 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g); H =QkJ/mol C% 时间 0 t1 t2 T1 T2 Q 0 判断 : 102 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g); H =QkJ/mol P2 P1 A转化率 时间 0 t1 t2 判断 : P1 P2 m+n p+q T2，正反应吸热 B T1T2，正反应放热 D T1 Q 0 等温线 300C 转 化 率 压强 0 P 等压线 200C 100C m+n p+q 0 107 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。 108 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。 109 催化剂 高温 2SO2 + O2 2SO3(气 ) （） （） （） . 某 . . . 110 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 111 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 112 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。 113 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 114 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 115 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 116 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 3molH2 1molNH3，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 117 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 118 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）。 119 2、表达式及单位 K的单位为 (molL-1)n cp (C) c q(D) cm (A) c n(B) K = mA+nB pC+qD 120 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 例 N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) K1 1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g) K2 K1 K2 ， K1 = K22 121 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 =1 10-30(298K) 判断反应进行的程度 4、化学平衡常数意义 122 若正反应是吸热反应 ,升高温度 , 例：反应 :H2(g)+I2(g) 2HI(g) H k ， 未达平衡， 逆向进行 。 逆正 QC = k , 达平衡， 平衡不移动 。 逆正 逆正 QC k , 未达平衡， 正向进行。 )()( )()( BcAc DcCc Q nm qp C )()( )()( BcAc DcCcQ nm qp C 判断反应方向 124 例题 :高炉炼铁中发生的反应有 : FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g); H , k QC = k QC k )()( )()( BcAc DcCc Q nm qp C )()( )()( BcAc DcCc Q nm qp C 逆向进行 平衡不移动 正向进行 134 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 =1 10-30(298K) 135 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？ 136 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 137 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 138 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 139 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。 140 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。 141 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； 142 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 150 判断下列过程的熵变大于零还是小于零 1、 H2O(s)H 2O(l)H 2O(g) 2、 CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) 3、 NaOH（ s） =Na+(aq)+OH-(aq) 4、 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) S 0 S 0 S 0 S 0 少数熵减小的反应，在一定条件下 也可以自发地进行 151 焓变 熵变 反应能否自发进行 自发进行 不自发进行 不能定性判断 不能定性判断 H0 H0 H0 S0 S0 S0 S0 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？ 153 3、自由能判据（复合判据） G= HT S G：自由能，状态函数 G：自由能变化量（自由能变） G0的反应不可自发进行 154 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 155 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 K2，因此以第一步电离为主 180 CH3COOH H+ + CH3COO 在醋酸溶液中，存在如下电离平衡： 加入固体 NaOH，电离平衡向 _反应方向 移动， c(H )_ 加入固体 CH3COONa，电离平衡向 _反 应方向移动， c(H )_ 滴入少量浓硫酸，电离平衡向 _反应方向 移动， c(H )_ 加入同浓度的醋酸，电离平衡 _， c(H )_ 正 减小 减小 逆 逆 增大 不变 不变 181 4、电离平衡的移动 电离吸热 越稀越电离，越热越电离 CH3COOH H+ + CH3COO 升高温度，电离平衡向 _反应方向移 动， c(H )_ 加水，电离平 衡向 反应方向移动， C（ H+） 。 正 正 减小 增大 182 HA H+A H 0 移动方向 c(H+) c(A ) 升高温度 降低温度 加入 HA 加入 H2O 加浓硫酸 加 NaOH 加 NaA 183 BOH B+OH H 0 移动方向 c(OH) c(B+ ) 升高温度 降低温度 加入 BOH 加大量水 加浓硫酸 加 NaOH 加 BCl 184 .下列叙述正确的是（ ） A.强弱电解质的根本区别在于电离时是否 存在电离平衡 B.所有的离子化合物都是强电解质，所有 的共价化合物都是弱电解质 C.强电解质的水溶液中只有离子，没有分 子 D.强电解质融化状态下都能导电 A 185 一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为减 缓反应速率而不影响生成氢气的总量，可 向盐酸中加入适量的（ ） A.NaOH(固） B.H2O C.NH4Cl（固） D.CH3COONa (固） BD E.降低温度 F. NaCl溶液 EF 186 有 H+浓度相同、体积相等的三种酸 a、盐酸 b、硫酸 c、醋酸，同时加 入足量的锌，则开始反应时速率 _，反应完全后生成 H2的质 量 _。 a=b=c a=b 7 pHNaClONa2CO3CH3COONa Na2SO4 (NH4)2SO4NaHSO4 7: 0 越热越水解 浓度： 温度： 越稀越水解 溶液的酸、碱性： 加酸 加碱 加盐 229 强碱弱酸盐 NaA： A+H2O HA +OH 移动 c(H+) c(A ) c(OH ) pH 升高温度 降低温度 加大量水 加浓硫酸 加 NaOH 加 NaA 230 强酸弱碱盐 BCl： B+H2O H+BOH 移动 c(H+) c(B+ ) c(OH ) pH 升高温度 降低温度 加大量水 加浓硫酸 加 NaOH 加 BCl 231 3mL CH3COONa溶液后，滴加酚酞，有何现象？ 将溶液加热后，颜色有何变化？ 232 0.1mol/L的 NaCl溶液中 Na+、 Cl、 H+、 OH 设 Na+ 、 Cl 、 H+ 、 OH分别表 示四种离子的物质的量浓度，则完成下列 各关系式子 存在哪些离子 建立一个只含有 Na+、 Cl的等式 建立一个只含有 Na+ 、 Cl 、 H+ 、 OH的等式 建立一个只含有 H+、 OH的等式 233 a.建立一个只含有 Na+、 Cl的等式 b.建立一只含有 Na+ 、 Cl 、 H+ 、 OH 的等式 c.建立一个只含有 H+、 OH的等式 Na+=SO42 Na+H+=Cl+OH H+=OH 234 0.1mol/L的 Na2SO4溶液中 Na+、 SO42、 H+、 OH 设 Na+ 、 SO42 、 H+ 、 OH分别 表示四种离子的物质的量浓度，则完成下 列各关系式子 存在哪些离子 建立一个只含有 Na+、 SO42的等式 建立一个只含有 Na+ 、 SO42 、 H+ 、 OH的等式 建立一个只含有 H+、 OH的等式 235 a.建立一个只含有 Na+、 SO42的等式 b.建立一个只含有 Na+ 、 SO42 、 H+ 、 OH的等式 c.建立一个只含有 H+、 OH的等式 Na+=SO42 2 1 Na+H+=2SO42+OH H+=OH 溶质浓度关系 溶液中的电荷关系 水电离出的两种离子的关系 236 4、水溶液中的三个守恒 物料守恒 溶液中某一组分的 原始浓度 应该 等于 它在溶液中 各种存在形式 的 浓度之和 电荷守恒 溶液中正负电荷总数相等 质子守恒 水电离出的 H+存在形式各浓度之和与 水电离出的 OH存在形式各浓度之和相等 237 【 例 1】 写出 CH3COONa溶液中的三个守恒 Na+、 CH3COO、 CH3COOH、 H+、 OH 物料守恒 电荷守恒 质子守恒 CH3COO+CH3COOH=Na+ CH3COO+OH=Na+H+ OH=CH3COOH+H+ 238 【 例 2】 写出 Na2CO3溶液中的三个守恒 Na+、 CO3 2 、 HCO3 、 H2CO3、 H+、 OH 物料守恒 电荷守恒 质子守恒 Na+=CO3 2+HCO3 +H2CO3 2 1 H+Na+=2CO3 2+HCO3 +OH OH =HCO3 +2H2CO3+H+ 239 写出 NH4Cl溶液中的三个守恒 写出 CuCl2溶液中的三个守恒 240 相同浓度的下列溶液中， c(CO32-)的大小关系依次（ ） Na2CO3 NaHCO3 NH4HCO3 (NH4)2CO3 241 5、盐类水解反应的利用 实验室配制 FeCl3 CuSO4 溶液为何易浑浊， 如何克服？ 将 FeCl3 CuSO4 溶液蒸干灼烧，最终得到什 么物质？ 盐类水解与温度 为什么生活中常用 Na2CO3溶液代替 NaOH 溶液去油污？热水好还是冷水好？ 242 双水解 泡末灭火器是 Al2(SO4)3 溶液和 NaHCO3 溶 液混合产生 大量 CO2 来灭火的，分析产 生 CO2的原理 草木灰不能与铵态氮肥混用 243 胶体（纳米材料）制备 明矾为何会净水 氢氧化铁胶体的制备 244 长期使用 (NH4)2SO4 化肥，土壤会酸化 Mg 放入 NH4Cl 溶液中会有小气泡 相同浓度，相同温度的 Na2CO3 、 NaHCO3 水解程度哪个大， pH值哪个大？ 要使 CH3COONa中 CH3COO- 浓度与 Na+ 浓度相等，应采取什么措施？ 其它问题 245 第三章 水溶液中的离子平衡 第四节 难溶电解质的溶解平衡 246 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？ 【 知识回顾 】 2-3可逆过程 向小试管加少量水中，再加入 AgCl，则 溶液是否达到饱和呢？ 如何来表示呢？ 247 一、 Ag+和 Cl的反应真能进行到底吗？ 1、沉淀溶解平衡 在一定条件下，难溶电解质溶解成离子的 速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶 液中各 离子的浓度 保持不变的状态 2、沉淀溶解平衡的表示 AgCl(s) Ag+(aq)+Cl (aq) 248 3、沉淀溶解平衡的特点 动、等、定、变（ 一切平衡的特点 ） 4、沉淀溶解平衡的影响因素 内因：电解质本身的性质。 只要是饱和溶液都存在溶解平衡。 绝对不溶的物质是没有的 不同难物其溶解度差别也很大 0.01g 10g m 难溶 微溶 易溶 可溶 1g 249 外因 加 相同离子 ，沉淀。 温度： 升温 ，多数溶解 浓度： 加水 ，溶解； 压强（气体）： 加压 ，多数溶解 (气体， Ca(OH)2除外 ) 250 AgCl(s) Ag+(aq)+Cl (aq) )()( )()( BcAc DcCc K nm qp )()( ClcAgcK 251 5、沉淀溶解平衡常数 AgCl(s) Ag+(aq)+Cl (aq) )Cl()Ag( ccK sp 沉淀溶解平衡常数 KSP，又称溶度积 )A()B( -nm ccK BmAn (s) Bm+ (aq)+An(aq) 252 二、沉淀反应的应用 1、沉淀的生成 调 pH值 如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水 调 pH值至 7 8 Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4 工业除去沉淀 Cu2+、 Hg2+等，以 Na2S、 H2S 做沉淀剂 Cu2 +S2 =CuS Hg2 +S2 HgS 加沉淀剂 253 2、沉淀的溶解 原理 :化学平衡移动 FeS、 Al(OH)3、 Cu(OH)2溶于强酸 难溶于水的盐溶于酸中 CaCO3溶于盐酸 如： AgCl溶于 NH3的水溶液中 难溶于水的盐溶其它物质中 254 3、沉淀的转化 原理 :不同物质的 Ksp不同，以此进行转化 锅炉水垢中含有 CaSO4 ，可先用 Na2CO3溶液 处理，使 之转化为疏松、易溶于酸的 CaCO3 CaSO4 SO42- + Ca2+ + CO32- CaCO3 锅炉除水垢 255 当 Qc Ksp时 过饱和溶液，有沉淀生成 当 Qc = Ksp时 饱和溶液，为 溶解平衡状态 当 Qc Ksp时 不饱和溶液，无沉淀生成 256 矿物的转化 分步沉淀 257 第四章 电化学基础 第一节 原电池 258 思考题 1、锌片和铜片插入稀硫酸的现象是什么？ 2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中， 现象是什么？ 3、铜片为什么有气泡产生？ 4、如何检验证明是那种情况 ? 5、电子流向如何？ 6、该装置实现了怎样的能量转化 ? 259 1、原电池的构成条件 把化学能直接转化为电能的装置 原电池 两极： 正极： 负极： 较不活泼的金属或非金属 (如石墨 ) 较活泼的金属 电解质溶液 形成闭合回路 260 下列装置中属于原电池的是 261 氧化反应 Zn 2e Zn2 电解质溶液 失 e ,沿导线传递，有电流产生 还原反应 2H 2e H2 阴离子 阳离子 负极 正极 Zn 2e Zn2 2H 2e H2 Zn 2H Zn2 H2 (离子方程式） Zn H2SO4 ZnSO4 H2 （化学方程式） 电 极 反 应 负极： 正极： 总反应： （氧化反应） （还原反应） 锌 铜 原电池 262 2、原电池反应原理 粒子流向 电子：负极 正极 电流：正极 负极 溶液中阴离子 负极 溶液中阳离子 正极 电极 反应 负 极： 氧 化反应 活泼金属失电子变阳离子 正 极： 还 原反应 溶液中离子得电子 总反应：负极金属与电解液的离子反应 263 3、化学电池