1、20222022人教版高中化学新教材同步人教版高中化学新教材同步 精品课件精品课件 本章知识体系构建与核心素养提升 知识体系构建 核心素养提升 内 容 索 引 知识体系构建 返回 核心素养提升 本章充分体现了化学核心素养中的“变化观念与平衡思想” 。 化学反应在达 到平衡前， 体系中的相关物质的量一直存在着趋向于达到平衡的变化过程， 即使是达到平衡状态后， 体系中的物质相互之间仍然存在着各种变化。 例如， 向密闭容器中通入一定量的SO2(g)和O2(g)， 在催化剂作用下生成SO3(g)， 该反 应过程中SO2(g)、 O2(g)的体积分数逐渐减小， 而SO3(g)的体积分数逐渐增大， 这体现
2、了化学反应中的“变化观念”； 而反应达到平衡后，SO2(g)、 O2(g)、 SO3(g)的体积分数保持不变， 但反应仍在进行， 这体现了化学反应中的“平衡 思想”。 因此，在学习过程中要抓住本质， 即应用“变化观念与平衡思想”， 从不同视角对纷繁复杂的化学变化进行分类研究， 逐步揭示各类化学变化的 特征和规律； 能用对立统一、 联系发展和动态平衡的观点分析化学平衡。 在学习过程中，还应注意通过分析探究外界因素对化学反应速率和化学 平衡的影响，理清证据与结论之间的关系，并能根据化学反应速率和化 学平衡的知识规律构建模型，建立分析解决各种相关问题的思维框架， 促进“证据推理与模型认知”等化学核心
3、素养的发展。 例1在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。 典例剖析典例剖析 回答下列问题： (1)反应的H_(填“大于”或“小于”)0；100 时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在 060 s时段，反应速率v(N2O4)为_ molL1s1； 反应的平衡常数K1为_。 大于 0.001 0 0.36 解析随温度升高，混合气体的颜色变深，说明升温平衡向正反应方向 移动，H0。 (2)100 时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 molL1s1 的平均速率降低，经10 s又达到平衡
4、。 T_(填“大于”或“小于”)100 ，判断理由是_ _。 列式计算温度T时反应的平衡常数K2：_ _ _。 大于反应正方向吸热， 平衡向吸热方向移动，故温度升高 平衡时，c(NO2)0.120 molL1 0.002 0 molL1s110 s20.160 molL1，c(N2O4)0.040 molL1 0.002 0 molL1s110 s0.020 molL1，K2 1.28 解析当温度由100 变为T时，N2O4的浓度降低，“三段式”如下： N2O4(g) 2NO2(g) 100 平衡时 0.040 molL1 0.120 molL1 温度T时变化 0.020 molL1 0.04
5、0 molL1 温度T平衡时 0.020 molL1 0.160 molL1 由于温度变为T时平衡向N2O4浓度减小的方向移动，即向吸热方向移动， 故温度升高，所以T100 。 (3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减小一半。平衡向 _(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是_ _。 逆反应 对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动 解析温度不变，将反应容器的容积减小一半，压强增大，平衡向气体 分子数减小的方向(即逆反应方向)移动。 对气体分子 点评：本题综合考查了化学反应速率和化学平衡的相关知识。通过第(2) 小题和第(3)小题较好地考查了学生“证据推理”与“模型认
6、知”的能力 (“三段式”法解题步骤)等。 例2甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业 上合成甲醛的新方法，制备过程涉及的主要反应如下： 反应：CH3OH(g) HCHO(g)H2(g)H185.2 kJmol1 副反应： 反应：CH3OH(g)O2(g) CO(g)2H2O(g)H4393.0 kJmol1 (1)计算反应的反应热H2_。 156.6 kJmol1 解析根据盖斯定律计算： 反应的反应热H2H1H3 241.8 kJmol1 85.2 kJmol1156.6 kJmol1。 (2)750 K下，在恒容密闭容器中，发生反应CH3OH(g) HCHO(g)H2(g)
7、， 若起始压强为p0，达到平衡转化率为，则平衡时的总压强p平_ (用含p0和的式子表示)；当p0101 kPa，测得50.0%，计算反应平衡 常数Kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分 数，忽略其他反应)。 p0(1) 50.5 解析若起始压强为p0，达到平衡时转化率为， CH3OH(g) HCHO(g)H2(g) 起始量/mol 1 00 变化量/mol 平衡时/mol 1 压强之比等于物质的量之比，则p0p平1(1)，p平p0(1)；当p0 101 kPa，测得50.0%， (3)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂，有研究指出，催化反应的部分机 理如下： 历程：CH3OH
8、 HCH2OH 历程：CH2OH HHCHO 历程：CH2OH 3HCO 历程：HH H2 如图表示一定条件下温度对碳酸钠催化脱氢性能的影响，回答下列问题： 从平衡角度解析550650 甲醇生成甲醛的转化率随温度升高的原因 _。 甲醇脱氢反应为吸热反应，升高温度，有利于脱氢反应向正反应方向进行 解析从平衡角度可知，550650 甲醇生成甲醛的转化率随温度升高 的原因是：甲醇脱氢反应为吸热反应，升高温度，有利于脱氢反应向正 反应方向进行。 反应历程的活化能_(填“”“” 或“”，下同)CH3OH(g) HCHO(g) H2(g)活化能。 650750 ，反应历程的速率_反应历程的速率。 解析由盖
9、斯定律，历程历程历程得CH3OH(g) HCHO(g) H2(g)，前两者吸收能量，历程放出能量，总反应CH3OH(g) HCHO(g)H2(g)是吸热反应，故历程的活化能小于总反应的活化能。 解析由图可知650750 ，甲醇的转化率变大，但甲醛的选择性变小， 反应历程的速率小于反应历程的速率。 (4)吹脱是处理甲醛废水的一种工艺，吹脱速率可用方程v0.042 3c(mgL1h1) 表示(其中c为甲醛浓度)，下表为常温下甲醛的浓度随吹脱时间变化数据。 浓度/mgL110 0008 0004 0002 0001 000 吹脱时间/h07233955 则当甲醛浓度为2 000 mgL1时，其吹脱速
10、率v_ mgL1h1，分析 上表数据，起始浓度为10 000 mgL1，当甲醛浓度降为5 000 mgL1，吹 脱时间为_h。 84.6 16 解析当甲醛浓度为2 000 mgL1时，吹脱速率v 0.042 3c mgL1h10.042 32 000 mgL1h1 84.6 mgL1h1；根据甲醛浓度减少量和时间之间关 系作图，从图中读出当甲醛浓度减少量为5 000 mgL1 时，所耗时间约为16 h。 (1)该反应的H_(填“”“”或“”)0。 例3在恒容密闭容器中通入CH4与CO2，使其物 质的量浓度均为1.0 molL1，在一定条件下发生 反应：CO2(g)CH4(g) 2CO(g)2H
11、2(g)。测 得平衡时CH4的体积分数与温度及压强的关系 如图1所示。回答下列问题： 解析由图1可知，压强不变时，升高温度，CH4的体积分数减小，平衡 右移，说明正反应为吸热反应，则H0。 (2)压强p1、p2、p3由大到小的顺序为_； 压强为p 2时，b点处v正_(填“”“”或 “”)v逆。 p3p2p1 解析经三条等压线作一条垂线，会有三个交 点，如图： 交点分别为m、n、p；由p点n点m点，甲烷 的体积分数依次增大，根据反应体系特征，说明 体系压强逐渐增大，则p1p2p3。b点a点需要使CH4的体积分数减小， 才能建立平衡，故反应正向进行，v正v逆。 (4)为探究速率与浓度的关系，根据相关实验数据， 粗略地绘制出了两条速率浓度关系曲线：v正 c(CH4)和v逆c(CO)，如图2。 与曲线v正c(CH4)相对应的是图中曲线_(填 “甲”或“乙”)。 降低温度，反应重新达到平衡时，v正、v逆相应 的平衡点分别为_(填字母)。 (3)a点时CH4的转化率为_。 80% 乙 B、F 解析由于反应开始只加入了反应物，结合 平衡建立的过程可知，甲曲线为v逆c(CO)， 乙曲线为v正c(CH4)，降温后平衡逆向移动， 正、逆反应速率都要减小，而c(CH4)要增大， c(CO)要减小，综合考虑，只有B、F符合题意。 返回
