沪教版高一化学上期末复习教师版.docx
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沪教版高一化学上期末复习教师版
教师
日期
学生
课程编号
20
课型
复习
课题
期末复习
教学目标
1、掌握化学反应速率与化学平衡的相关知识点。
2、熟练掌握并记忆氮、硫及其化合物的方程式。
教学重点
1、化学反应速率的计算
2、化学平衡与平衡移动
3、氮、硫及其化合物的方程式
教学安排
版块
时长
1
知识梳理
60mins
2
课堂小憩
5mins
3
典例解析
50mins
4
师生总结
5mins
5
课后作业
60mins
期末复习
知识梳理
一、化学反应速率与化学平衡
(一)化学反应速率
1.表达方法
通常用单位时间内反应物浓度的_______或生成物浓度的________来表示。
2.数学表达式及单位
v=
,单位为mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。
3.规律
同一反应在同一时间内,用不同物质来表示的反应速率可能_________,但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的_______________之比。
【答案】减少增加不同化学计量数
【思考1】能否用固体或纯液体表示化学反应速率?
答案:
不能,因为固体或纯液体的浓度在化学反应中视为定值。
【思考2】在反应aA+bB→cC+dD中,若v(A)=2mol·L-1·min-1,而v(B)=1.5mol·L-1·min-1,能否说明A表示的反应速率比B表示的反应速率快?
答案:
不一定,因为化学反应速率与其化学计量数成正比,a、b数值不确定,故无法判断A、B的反应速率哪一个快。
(二)影响化学反应速率的因素
1.内因(主要因素)
反应物本身的性质。
2.外因(其他条件不变,只改变一个条件)
3.外界条件对化学反应速率影响的原因分析(拓展)
规律总结:
浓度、压强、温度、催化剂影响化学反应速率的实质——改变了单位体积内活化分子的数目。
单位体积内活化分子的数目增加,反应速率加快;反之减小。
【思考3】对于固体和纯液体反应物,其浓度可视为常数,若增加反应物的用量,对反应速率有何影响?
答案:
对于固体和纯液体反应物,增加反应物的用量,对反应速率无影响,但固体的表面积会对反应速率产生影响。
【思考4】压强对反应速率影响的实质是什么?
改变体系压强,反应速率是否一定改变?
答案:
改变压强实质是改变体积而使浓度发生改变来实现反应速率的改变。
对于没有气体参加的反应,改变体系压强,反应物的浓度不变,反应速率不发生改变。
(三)可逆反应与化学平衡
1.可逆反应
在同一条件下既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。
2.化学平衡状态
(1)概念
一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。
(2)化学平衡的建立
(3)平衡特点
【思考5】向含有2mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2+O2
2SO3,充分反应后生成SO3的物质的量______2mol(填“<”、“>”或“=”,下同),SO2的物质的量______0mol,转化率________100%。
答案:
<><
3.化学平衡状态的判断
(1)两审
一审题干条件,是恒温恒容还是恒温恒压;二审反应特点:
①全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应;②有固体参与的等体积反应还是非等体积反应。
(2)两标志
①本质标志
v正=v逆≠0。
对于某一可逆反应来说,正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。
②等价标志
A.全部是气体参加的气体体积可变的反应,体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。
例如,N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。
B.体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量分数保持不变。
C.对同一物质而言,断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。
D.对于有有色物质参加或生成的可逆反应,体系的颜色不再随时间而变化。
例如,2NO2(g)
N2O4(g)。
E.体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。
注意:
以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡状态的标志:
a.恒温、恒容条件下气体体积不变的反应,混合气体的压强或气体的总物质的量不随时间而变化。
如2HI(g)
I2(g)+H2(g)。
b.全部是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不随时间而变化。
如2HI(g)
I2(g)+H2(g)。
c.全部是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。
【练一练】
1.可逆反应:
2NO2(g)
2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志的是()
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2
②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦B.②③⑤⑦C.①③④⑤D.全部
【答案】A
2.一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)
Y(g)+Z(s),以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是()
A.混合气体的密度不再变化
B.反应容器中Y的质量分数不变
C.X的分解速率与Y的消耗速率相等
D.单位时间内生成1molY的同时生成2molX
【答案】C
3.在一定温度下的某容积可变的密闭容器中,建立下列化学平衡:
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是()
A.体系的压强不再发生变化
B.v正(CO)=v逆(H2O)
C.生成nmolCO的同时生成nmolH2
D.1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键
【答案】C
(四)化学平衡的移动
1.概念
可逆反应达到平衡状态以后,若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化,平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变,从而在一段时间后达到新的平衡状态。
这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程,叫做化学平衡的移动。
2.过程
3.化学平衡移动与化学反应速率的关系
(1)v正>v逆:
平衡向正反应方向移动。
(2)v正=v逆:
反应达到平衡状态,不发生平衡移动。
(3)v正 平衡向逆反应方向移动。 4.影响化学平衡的外界因素 (1)勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强,以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够________________的方向移动。 (2)影响化学平衡的因素 若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下: 条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向_______方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向________方向移动 压强(对有气体存在的反应) 反应前后气体分子数改变 增大压强 向______________的方向移动 减小压强 向_____________的方向移动 反应前后气体分子数不变 改变压强 _____________ 温度 升高温度 向______反应方向移动 降低温度 向______反应方向移动 催化剂 使用催化剂 ______________ 【答案】减弱这种改变正反应逆反应气体体积减小气体体积增大 平衡不移动吸热放热平衡不移动 5.几种特殊情况 (1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或液体的量,对化学平衡没影响。 (2)对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应,压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的,故平衡不移动。 (3)“惰性气体”对化学平衡的影响 ①恒温、恒容条件 原平衡体系 体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动。 ②恒温、恒压条件 (4)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。 (五)化学平衡在工业上的应用 1.硫酸工业 (1)三原料、三反应、三设备: ①二氧化硫的制取和净化: _______________________________(________炉) ②二氧化硫氧化成三氧化硫: _________________________________(_______室) ③三氧化硫的吸收和硫酸的生成: ______________________________(______塔) (2)适宜生产条件的三个问题: (速率,转化率) ①催化剂: 为了加快反应速率,工业上常选用_______作SO2氧化的催化剂。 ②温度: 从反应速率要求看,反应温度必须较高,从化学平衡要求看,反应温度必须较低,结合催化剂的活性温度考虑,选择________________作为SO2氧化的温度。 ③压强: 从反应速率要求看,理想压强应该较高,从化学平衡要求看,理想压强也应较高,所以SO2氧化可以在压强很高的条件下进行。 但常压下SO2的转化率已经较高,加压增大投资和能量消耗,因此SO2的氧化选择在______下进行。 (3)三注意: ①硫铁矿在反应以前为什么要粉碎? 沸腾炉的目的? 答: ②如何使生产又快又多? 从温度、压强、催化剂和反应物浓度上考虑。 答: ③在吸收塔中用的什么原料? 为什么? 答: 【答案】4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2沸腾2SO2+O2 2SO3接触 SO3+H2O→H2SO4吸收V2O5400℃~500℃常压 粉碎,增大接触面积;沸腾炉,顾名思义,使硫铁矿像沸腾一样,也是增大接触面积。 通入强大的空气流来实现。 前三者已叙述,反应物浓度上,采用增加空气量,从而增大廉价反应物浓度,提高贵重反应物的转化率。 98.3%的浓硫酸吸收SO3,这样能防止大量放热,形成酸雾。 2.合成氨工业 (1)原理: _________________________________ (2)条件的选择: ①催化剂: ____________ ②压强: ___________ 从化学平衡考虑,压强应大一些;从化学反应速率考虑,压强也应大一些;但从设备成本方面考虑,最终选择20-50Mpa之间适宜的压强。 ③温度在_____________ 从化学平衡考虑,应选择低一点的温度;从化学反应速率考虑,应选择高一点的温度;从催化剂最佳催化温度考虑,最终选择450-500℃。 ④反应物的浓度 增加廉价原料的浓度,从而增加贵重原料的产率。 【答案】N2+3H2 2NH3铁触媒高压500℃左右 二、氮、硫及其化合物 (一)硫及其化合物方程式汇总 硫 铁粉、硫粉混合共热 Fe+S FeS 铜粉、硫粉混合共热 2Cu+S Cu2S *实验室处理散落的汞滴 Hg+S→HgS 硫化氢热稳定性 H2S H2+S *实验室制硫化氢(或稀硫酸) FeS+2HCl→FeCl2+H2S↑ *硫化氢的检验 CuSO4+H2S→CuS↓+H2SO4 卤素单质的氧化性强于硫 H2S+I2→2HI+S↓ 久置的氢硫酸变浑浊 2H2S+O2→2H2O+2S↓ 硫化氢在空气中的充分燃烧 2H2S+3O2 2H2O+2SO2 实验室制二氧化硫(用浓硫酸) Na2SO3+H2SO4→Na2SO4+SO2↑+H2O *硫代硫酸钠与稀硫酸的反应 Na2S2O3+H2SO4→Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O 二氧化硫的弱酸性 SO2+H2O H2SO3 NaOH与少量的SO2 SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O NaOH与足量的SO2 SO2+NaOH→NaHSO3 体现二氧化硫氧化性 SO2+2H2S→3S↓+2H2O 二氧化硫和氯气同时通入品红溶液中现象(漂白能力消失) SO2+Cl2+2H2O→2HCl+H2SO4 酸雨形成的原因 S+O2 SO2,SO2+H2O H2SO3,H2SO3+O2→H2SO4 *酸雨防治(钙基固硫) CaO+SO2→CaSO3,CaSO3+O2→CaSO4 二氧化硫使澄清石灰水变浑浊 SO2+Ca(OH)2→CaSO3↓+H2O 铜与浓硫酸反应 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 炭粉与浓硫酸 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O 实验室制钡餐 BaCl2+Na2SO4→BaSO4↓+2NaCl 硫酸根离子的检验 SO42-+Ba2+→BaSO4↓ 工业制硫酸 沸腾炉 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 接触室 2SO2+O2 2SO3 吸收塔 SO3+H2O→H2SO4 (二)氮及其化合物方程式汇总 氮 *镁在氮气中燃烧 3Mg+N2 Mg3N2 大气固氮 N2+O2 2NO,2NO+O2→2NO2,3NO2+H2O→2HNO3+NO 工业固氮(合成氨) N2+3H2 2NH3 氨的催化氧化 4NH3+5O2 4NO+6H2O 氨气溶于水 NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH- 氨水的碱性 AlCl3+3NH3·H2O→Al(OH)3↓+3NH4Cl 实验室制取氨气 Ca(OH)2+2NH4Cl 2NH3↑+CaCl2+2H2O *铜与浓硝酸 Cu+4HNO3(浓)→Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O *铜与稀硝酸 3Cu+8HNO3(稀)→3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 铵盐的检验 NH4Cl+NaOH NaCl+NH3↑+H2O NH4++OH- NH3↑+H2O 浓氨水与浓盐酸形成白烟 NH3+HCl→NH4Cl 氯化铵的“升华”(分离氯化铵和氯化钠) NH4Cl NH3↑+HCl↑ 碳铵分解 NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O 课堂小憩 “会预报天气的图画” 找一张吸水性比较好的白纸,在纸的下半部用水彩画出绿色的草原。 再用另一支毛笔把1mol/L的氯化钴溶液均匀地涂刷在白纸的上半部,然后把这张图放在炉火上烘烤,或者把它放在酒精灯火焰上微热,直到纸的上半部变成蓝色为止。 所画的气候图片就变成了蔚蓝色的天空下展示出一片茫茫的大草原。 这蔚蓝色的天空就是无水氯化钴显示出来的颜色。 每当空气中的湿度增大到一定程度时,蓝色的氯化钴就会吸水转变成玫瑰色的六水氯化钴,气候图片上蔚蓝色的天空也就变成粉红色了,空气中的湿度增大了,或者说,可能要下雨。 等到天气变睛,空气中的湿度减小了,我们又能看到蓝天了。 例题解析 知识点1: 化学反应速率的计算 题型一: 化学反应速率的简单计算 (1)根据定义式v= 进行计算。 (2)对某一具体反应,知其中一种物质的反应速率,其余物质的反应速率可根据化学方程式中的______________求算。 (化学计量数之比) (3)对于较为复杂的题目,采用以下步骤和模板计算: ①写出有关反应的化学方程式; ②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量; ③根据已知条件列方程式计算。 例如: 反应mA+nB pC 起始浓度(mol·L-1)abc 转化浓度(mol·L-1)x 某时刻浓度(mol·L-1)a-xb- c+ 【例1】 (1)将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合,并在一定条件下发生如下反应: 2A(g)+B(g) 2C(g),若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L-1,现有下列几种说法: ①用物质A表示反应的平均速率为0.3mol·L-1·s-1 ②用物质B表示反应的平均速率为0.6mol·L-1·s-1 ③2s时物质A的转化率为70% ④2s时物质B的浓度为0.7mol·L-1 其中正确的是() A.①③B.①④C.②③D.③④ (2)若①②中用A、B表示反应的平均速率分别为0.3mol·L-1·s-1、0.6mol·L-1·s-1,哪种物质表示的反应速率更快? (3)若物质A的转化率经过计算为30%,那么,物质B的转化率为多少? 你能迅速得出答案吗? 【难度】★★ 【答案】 (1)B (2)B(3)30%,能迅速得出答案,因为通入和消耗的A、B的物质的量之比均为2∶1,则A、B转化率相等。 变式1: NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应: 4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) 现向一容积不变的2L密闭容器中充入4molNH3和3molO2,4min后,测得生成的H2O占混合气体体积的40%,则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是() A.v(N2)=0.125mol·L-1·min-1B.v(H2O)=0.375mol·L-1·min-1 C.v(O2)=0.225mol·L-1·min-1D.v(NH3)=0.250mol·L-1·min-1 【难度】★★ 【答案】C 题型二: 化学反应速率的大小比较 【例2】可逆反应2A(g)+3B(g) 2C(g)+D(g),在四种不同条件下的反应速率分别为: ①v(A)=0.5mol·L-1·min-1②v(B)=0.6mol·L-1·min-1 ③v(C)=0.35mol·L-1·min-1④v(D)=0.4mol·L-1·min-1 则该反应在不同条件下反应速率最快的是() A.①B.②C.③D.④ 【难度】★★ 【答案】D 变式1: 已知反应4CO+2NO2 N2+4CO2在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是() A.v(CO)=1.5mol·L-1·min-1B.v(NO2)=0.7mol·L-1·min-1 C.v(N2)=0.4mol·L-1·min-1D.v(CO2)=1.1mol·L-1·min-1 【难度】★★ 【答案】C 【方法提炼】化学反应速率大小比较的方法 由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同,所以比较反应的快慢不能只看数值的大小,而要进行一定的转化。 (1)看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。 (2)换算成同一物质表示的速率,再比较数值的大小。 (3)比较化学反应速率与化学计量数的比值,即对于一般反应aA+bB→cC+dD,比较 与 ,若 ,则A表示的反应速率比B大。 知识点2: 极端假设法解化学平衡状态题的应用 【例1】一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g) 2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1,则下列判断正确的是() A.c1∶c2=3∶1 B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3 C.X、Y的转化率不相等 D.c1的取值范围为0 【难度】★★ 【答案】D 【解析】平衡浓度之比为1∶3,转化浓度亦为1∶3,故c1∶c2=1∶3,A、C不正确;平衡时Y生成表示逆反应,Z生成表示正反应且vY(生成)∶vZ(生成)应为3∶2,B不正确;由可逆反应的特点可知0 变式1: 在密闭容器中进行反应: X2(g)+Y2(g) 2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是() A.Z为0.3mol·L-1B.Y2为0.4mol·L-1 C.X2为0.2mol·L-1D.Z为0.4mol·L-1 【难度】★★ 【答案】A 知识点3: 平衡移动 【例1】COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)+Q,Q<0,当反应达到平衡时,下列措施: ①升温②恒容通入惰性气体③增加CO浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是() A.①②④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥ 【难度】★★ 【答案】B 【解析】该反应为体积增大的吸热反应,所以升温和减压均可以促使反应正向移动。 恒压通入惰性气体,相当于减压。 恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。 增加CO的浓度,将导致平衡逆向移动。 变式1: 某温度下,在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应[2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)+Q,Q>0]的正、逆反应速率的影响如图所示: (1)加催化剂对反应速率影响的图像是________(填序号,下同),平衡________移动。 (2)升高温度对反应速率影响的图像是________,平衡向________方向移动。 (3)增大反应容器体积对反应速率影响的图像是________,平衡向________方向移动。 (4)增大O2的浓度对反应速率影响的图像是__________,平衡向________方向移动。 【难度】★ 【答案】 (1)C不 (2)A逆反应(3)D逆反应(4)B正反应 变式2: 合成氨时,既要使合成氨的产率增大,又要使反应速率加快,可采取的办法是() ①减压②加压③升温④降温⑤及时从平衡混合气体中分离出NH3⑥补充N2或H2⑦加催化剂⑧减小N2或H2的量 A.③④⑤⑦B.②⑤⑥C.②⑥D.②③⑥⑦ 【难度】★★ 【答案】C 【方法提炼】解析化学平衡移动题目的一般思路 知识点4: 图像 【例1】已知某可逆反应在密闭容器中进行: A(g)+2B(g) C(g)+D(s),放出热量,图中曲线a代表一定条件下该反应的过程。 若使a曲线变为b曲线,可采取的措施是() A.增大A的浓度B.缩小容器的容积 C.加入催化剂D.升高温度 【难度】★★ 【答案】C 变式1: 在mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)反应中,达到平衡后,D的质量分数D%随温度、压强的变化曲线如下图所示正确的结论是() A.正反应放热,且m+n>p+q B.正反应放热,且m+n C.正反应吸热,且m+n>p+q D.正反应吸热,且m+n 【难度】★★ 【答案】B 变式2: 已知可逆反应mA(g) nB(g)+pC(g),温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下面两个图像,以下叙述正确的是() A.m>n,正反应为放热反应 B.m>n+p,正反应为放热反应 C.m D.m 【难度】★★ 【答案】B 知识点5: 硫氮化合物 【例1】不能由单质直接化合得到的物质是() A.SO2
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