专题2 化学反应速率与化学平衡 章末小结与质量评价（课件PPT）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中化学选择性必修1（苏教版2019 单选版）

(一)主干知识·系统整合　 一、化学反应的速率 二、化学反应的方向与限度 三、化学平衡的移动 1.化学反应从开始到2秒末的反应速率是指化学反应2秒末的瞬时速率吗？ 提示：化学反应速率是指一段时间内的平均速率。 2．碳酸钙与盐酸反应过程中，能用碳酸钙的变化来表示反应速率吗？ 提示：固体物质的量浓度是个定值，不能用来表示反应速率。 3．对反应3Fe(s)＋4H2O(g)===Fe3O4(s)＋4H2(g)，增加铁的量，可增大反应速率吗？ 提示：铁是固体，增加铁的量不能改变化学反应速率。 4．若某温度和压强下，化学反应的ΔH－TΔS＜0能否说明这个反应在该条件下一定能进行，进行完全，反应快速？ 提示：不能，因为综合判据判断出该反应在此条件下进行的趋向，据此无法判断该反应在此条件下进行的限度及快慢。 5．化学平衡常数表达式可以用反应物和生成物的物质的量来表达吗？ 提示：不能。平衡常数表达式中的量是物质的物质的量浓度而不是物质的量。 6．平衡常数的值是用所有参加反应的物质的浓度计算得来的吗？ 提示：不是。在平衡常数的计算式中，固体和纯液体不在计算公式中。 7．温度升高时，如果一个化学反应的平衡常数变大，则这个反应是放热反应吗？ 提示：不是。 升温，平衡常数变大，说明平衡向右移动，正反应为吸热反应。 8．处于平衡状态的可逆反应，若升高温度，则v正和v逆将以同样的倍数增大吗？ 提示：因为反应不是吸热就是放热，所以升高温度平衡要发生移动，v正和v逆一定不相等。 (二)课题探究·提升素养　 课题——降碳减排助力“碳中和、碳达峰” 气候变化是人类面临的全球性问题。随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威胁。在这一背景下，世界各国以全球协约的方式减排温室气体，我国由此提出碳达峰和碳中和目标。作为有影响力的大国，我国承诺在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。所谓碳达峰即是以二氧化碳为衡量标准的温室气体排放达到历史最高值，而后开始陆续下降。碳中和即是排放的温室气体通过植树造林等方式相互抵消，实现某种意义上的零排放。 探究目标(一)　CO2的再利用—合成甲醇的优化研究 研究发现，以二氧化碳和氢气为原料合成甲醇时，通常还伴随着以下副反应： CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) 298 K时，该反应的焓变为＋41.17 kJ·mol－1，熵变为＋42.08 J·mol－1·K－1。 资料1　反应物的物质的量之比对反应的影响[不同n(H2)∶n(CO2)对反应的影响] 注：①α为转化率，φ为产率，反应条件为温度553 K、总压2 MPa，催化剂为CuO-ZnO-Al2O3。 ②在等温条件下，气体的总压不变，各气体的物质的量比值不变，则各气体的浓度就不变。 n(H2)∶n(CO2) 2∶1 3∶1 5∶1 7∶1 α(CO2)/% 11.63 13.68 15.93 18.71 φ(CH3OH)/% 3.04 4.12 5.26 6.93 资料2　压强与温度对甲醇产率的影响 资料3　催化剂的组成对反应的影响[催化剂组成的改变对甲醇产率和选择性的影响] 组成 CuO/ (w%) ZnO/ (w%) Al2O3/ (w%) ZrO2/ (w%) MnO/ (w%) φ(CH3OH)/ [g·(kg-催化剂)－1·h－1] 选择性/% Al2O3/CuO/ZnO 65.8 26.3 7.9 0 0 78 40 ZrO2/CuO/ZnO 62.4 25.0 0 12.6 0 96 88 ZrO2/MnO/CuO/ZnO 65.8 26.6 0 3.6 4 88 100 ZrO2/MnO/CuO/ZnO 65.8 26.6 0 5.6 2 138 91 注：①反应条件为n(H2)∶n(CO2)＝3∶1，温度553 K，总压4 MPa。 ②w%：质量分数。 ③选择性：生成甲醇的二氧化碳在全部二氧化碳反应物中所占的比例。 ④甲醇产率单位[g·(kg-催化剂)－1·h－1]：单位质量催化剂在单位时间内所获得的产物量；该产率多称为时空收率，常用于评价催化剂活性。 1．根据上述素材，在选择适宜的反应条件时，一般要考虑哪些方面？具体考虑哪些外界因素？ 提示：一般要从化学平衡和反应速率，主反应和副反应等考虑。具体因素可考虑温度条件、浓度条件、压强条件和催化剂活性条件等。 2．对于压强条件的选择，应考虑哪些因素？ 提示：压强增大是否有利于化学平衡正向移动，同时还要考虑高压对设备的要求及动力问题。 3．对于温度条件的选择，应考虑哪些因素？ 提示：温度对反应速率、反应平衡的影响是否有利于生产效率，同时要考虑催化剂的活性温度。 4．根据资料2数据分析，520 K温度左右甲醇的产率最高，为什么？ 提示：合成甲醇