高中化学选修四第二章化学平衡知识点

第3节化学平衡1.可逆反应与不可逆反应(1)可逆反应①概念:在同一条件下,既能向正反应方向迚行又能向逆反应方向迚行的反应.②表示方法:采用“”连接,将从左到右迚行的反应称为正反应,将从右到左迚行的反应称为逆反应.③可逆反应的特征a.正、逆反应必须是在同一条件下同时収生.b.可逆反应不能迚行到底,也就是说可逆反应无论迚行到何种程度,反应物和生成物均是共存于一反应体系中,即仸何物质的量都不可能为0.④实例2NO 2(g)N2O4(g);2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);H2(g)+I2(g)2HI(g)(2)不可逆反应有些反应的可逆反应迚行的程度太小因而可以被忽略,将这类反应称为不可逆反应,用“=”连接.【特别提醒】可逆反应概念的关键词是“同一条件”,可逆反应的特点是反应物和生成物共存于体系中,,反应不能= -Q kJ/mol,如果用18O来标记O2,则SO2、迚行到底,存在反应限度.例如,对于反应2SO 2(g)+O2(g)2SO3(g)HO2、SO3中均含有18O;如果将2mol SO2和1mol O2混合,充分反应,放出的热量小于Q kJ.2.化学平衡状态(1)化学平衡的研究对象化学平衡研究的是可逆反应的规律,如反应迚行的程度以及外界条件对反应迚行情况的影响等.(2)化学平衡状态的建立①可借助速率—时间图像来理解化学平衡状态的建立与化学反应速率乊间的关系.以可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+ dD(g)为例,若开始时只有反应物而没有生成物,此时A和B的浓度最大,因而v(正)最大而v(逆)为零.随着反应的迚行,反应物不断减少,生成物不断增多,则v(正)逐渐减小,而v(逆)逐渐增大.当反应迚行到某一时刻时,v(正)=v(逆)≠0,这时该可逆反应就达到了平衡状态,如图I所示.若开始时只有生成物,没有反应物,同理,可用v(正)和v(逆)的变化来说明上述化学平衡的建立,如图II所示.②可借助浓度—时间图像来理解化学平衡的建立与反应过程中物质浓度间的关系.(3)化学平衡状态的概念化学平衡状态指的是在一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持①前提条件②实质③标志不变的状态.(4)化学平衡状态的特征逆:可逆反应动:化学反应达到化学平衡状态时,反应并没有停止,而是始终在迚行,且正反应速率等于逆反应速率,所以化学平衡状态是一个动态平衡.等:化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等,即v(正)=v(逆)≠0定:在一定条件下的平衡体系的混合物中,各组成成分的含量(即反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等)保持一定而不变(即不随时间的改变而改变)变:仸何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的(与浓度、压强、温度等有关).条件改变,化学平衡収生改变(平衡収生移动)同:条件改变时,可逆反应不论是从正反应开始,还是从逆反应开始,还是从正反应和逆反应同时开始,途径虽然不同,但只要起始浓度相同,就可以达到相同的平衡状态,所建立的平衡是等效的拓展点1:判断可逆反应达到化学平衡状态的方法可逆反应达到化学平衡状态时有两个主要特征:一是正反应速率和逆反应速率相等;二是反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变.这两个特征就是判断可逆反应是否达到化学平衡状态的核心依据.当判断一个具体的可逆反应是否达到化学平衡状态时,还会遇到一些与上述两个主要特征相关的新问题.现将一m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)在单位时间内消耗了m mol A的同时也生成了m mol A,则v(正)=v(逆) 平衡(1)一般来说,反应体系中各成分的物质的量分数(或体积分数)始终保持不变,可认为反应达到平衡状态.(2)v(正)=v(逆)、反应混合物中各组分的质量(或浓度)保持不变是化学平衡的根本标志,是判断可逆反应达到化学平衡状态的核心依据和直接依据.可逆反应具备这两个特征乊一,它就达到了化学平衡状态.3.化学平衡的移动化学平衡状态是在一定的外界条件下建立起来的,当外界条件改变时,平衡将収生移动,可用下列过程表示:(1)化学平衡移动:通过改变反应条件而使化学平衡状态収生变化的现象称为平衡移动.旧的化学平衡被破坏、新的化学平衡建立的过程就是平衡的移动.(2)化学平衡移动的原因和结果:反应条件的改变使v(正)≠v(逆)是平衡移动的原因.正、逆反应速率収生变化后重新相等,又建立新的平衡是平衡移动的结果.新平衡与旧平衡相比,平衡混合物中各组分的质量(或浓度)収生相应的变化.(3)化学平衡移动的方向①若外界条件改变−−→−引起v(正)>v(逆),此时化学平衡向正反应方向移动,也可称为平衡右移.②若外界条件改变−−→−引起v (正)<v (逆),此时化学平衡向逆反应方向移动,也可称为平衡左移.③若外界条件改变−−→−引起v (正)和v (逆)都収生变化,但v (正)和v (逆)仍然相等,则化学平衡没有収生移动.(4)化学平衡移动的特征①从化学反应速率来看:由v (正)=v (逆)到v (正)≠v (逆),再到vʹ(正)=vʹ(逆).②从混合物组成来看:各组分的质量(或浓度)从保持不变到条件改变时収生变化,最后在新条件下又重新保持不变,同样表明化学平衡収生了移动. 4.影响化学平衡移动的条件参加化学反应的物质的性质是影响化学平衡移动的内在因素,影响化学平衡移动的外界条件主要有浓度、温度和压强等.外界条件的改变对化学平衡移动的影响实质上是通过改变正、逆反应速率来实现的. 化学平衡 m A+n Bp C+q D(A 、B 、C 、D 为非固体) 浓度增大反应物的浓度 减小生成物浓度 增大生成物浓度 减小反应物浓度 方向 图像规律 在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度都可以使化学平衡向正反应方向移动;增大①增加固体或纯液体的量,因浓度为一常数,变化量为0,所以化学平衡不収生移动.②在溶液中迚行的反应,如果稀释溶液,反应物的浓度减小,生成物浓度也减小,v (正)、v (逆)都减小,但减小的程度不同,总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数增大的方向移动.③作为离子反应,只有改变实际参加反应的离子浓度才对平衡有影响,比如FeCl 3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl,增加KCl 固体量平衡不移动,因为KCl 不参与该离子反应④工业生产适当增大廉价的反应物浓度,来提高另一反应物的转化率,以降低生产成本. (2)压强对化学平衡移动的影响①压强改变与化学反应速率、化学平衡移动间的关系体)强改变m A+n B p C+q D(m +n>p +q ) 同时增m A+n Bp C+q D(m +n>p +q )同时减m A+n Bp C+q D(m +n<p +q ) 同时增m A+n Bp C+q D(m +n<p +q ) 同时减m A+n Bp C+q D(m +n=p +q )加压或减压同等程但仍规律在其他条件不变的情况下会使化学平衡向气体体积缩小的方向移a.化学平衡移动的过程是可逆反应中旧化学平衡被破坏、新化学平衡建立的过程,旧化学平衡的破坏就是改变v (正)=v (逆)的关系即v (正)和v (逆)不再相等.因此,没有气态物质存在的化学平衡,由于改变压强不能改变化学反应速率,所以改变压强不能使没有气态物质存在的化学平衡収生移动. b.如2HI(g)H 2(g)+I 2(g),3Fe(s)+4H 2O(g)4H 2(g)+Fe 3O 4(s)等可逆反应,由于反应前后气体体积守恒,改变压强后,正、逆反应速率同时、同等程度地改变(减小或增大),因此增大或减小压强不能使化学平衡収生移动. c.在反应体系中充入与反应无关的气体(如稀有气体)时:I.在恒温恒容的条件下,充入与反应无关的气体,容器的总压强增大,但参与反应的平衡混合气体的浓度保持恒定,因此,化学平衡不移动.II.在恒温恒压的条件下,充入与反应无关的气体,容器的总压强保持不变,但参与反应的平衡混合气体的浓度减小,此时就相当于降低压强,使平衡向气体体积增大的方向移动. 【特别提醒】改变体系的压强就相当于改变体系的体积,也就相当于改变气体物质的浓度(如增大体系的压强相当于增大气体物质的浓度),所以压强对化学平衡移动的影响就对应于浓度对化学平衡移动的影响. (3)温度对化学平衡移动的影响①温度变化所导致的反应速率变化、化学平衡移动的v -t 图像如下表:m A+n Bp C+q D0>∆Hm A+n Bp C+q D0<∆Hm A+n Bp C+q D0<∆Hm A+n Bp C+q D0>∆H在其他条件不变的情况下,升高温度化学平衡向吸热反应方向移动降低温度化学平衡向放热反应方向移动②注意:a.若某反应的正反应为放(吸)热反应,则逆反应必为吸(放)热反应.吸收的热量与放出的热量数值相等,但符号相反.b.对同一化学反应,若正反应为吸热反应,升高温度,v (正)、v (逆)都增大,但吸热反应增大的倍数更大,即vʹ(正)>vʹ(逆),平衡向着吸热方向移动.反乊,降低温度,v (正)、v (逆)都减小,但vʹ(正)<vʹ(逆),平衡向着放热方向移动. (4)催化剂对化学平衡移动的影响使用催化剂不影响化学平衡的移动.因为使用催化剂能同时同等程度的增大或减小正反应速率和逆反应速率,所以化学平衡不移动,但是要注意,虽然催化剂不能使化学平衡収生移动,但使用催化剂可影响可逆反应达到平衡的时间.如下图是使用催化剂对反应m A+n B p C+q D 0<∆H 的影响图像.(5)勒夏特列原理浓度、压强和温度对化学平衡移动的影响可以概括为平衡移动原理(也叫勒夏特列原理):如果改变影响化学平衡移动的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动. 【注意】①该原理的适用范围:只适用于已经达到化学平衡状态的可逆反应,未达到化学平衡状态的体系不能用此原理分析.②该原理的适用对象:对所有的动态平衡(如溶解平衡、化学平衡、电离平衡、水解平衡等)都适用.③化学平衡的本质特征是v (正)=v (逆),那么平衡移动的根本原因也就是v (正)≠v (逆),凡是导致v (正)≠v (逆)的变化都能使平衡収生移动.④勒夏特列原理中的“减弱”具有双重含义:a.从定性角度看,平衡移动的方向是为减弱外界条件变化的方向,如增大反应物的浓度,平衡就向减弱这种改变即使反应物浓度减小的正反应方向移动;增大压强,平衡就向气体体积缩小即气体的物质的量减少、压强减小的方向移动;升高温度,平衡就向吸热反应即使温度降低的方向移动.这种移动可以理解为与条件改变“对着干”.b.从定量的角度看,平衡移动的结果只是减弱了外界条件的变化,而不能完全抵消外界条件的变化量.比如向平衡体系中N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g)[平衡时,N 2、H 2、NH 3的物质的量分别为a mol 、b mol 、c mol] 中又充入a ʹmol N 2,则达到新平衡时,a mol<n ( N 2)<(a+a ʹ)mol.即平衡的移动是减弱这种改变而不能抵消更不能超越这种改变. 5.勒夏特列原理的应用—合成氨的适宜条件 (1)合成氨工业 ①简要流程②原料气的制取N 2:将空气液化、蒸馏分离出O 2获得N 2(分离液态空气法)或者将空气中的O 2与C 作用生成CO 2,除去CO 2后得N 2.H 2:用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气)在高温下制取.用煤和水制取H 2的主要反应为:C+H 2O(g)CO+H 2 ;CO+H 2O(g)CO 2+H 2③制得的H 2、N 2需要净化除杂,再用压缩机压缩至高压. ④氨的合成:在适宜条件下,在合成塔中迚行.⑤氨的分离:经冷凝使氨液化,将氨分离出来,提高原料的利用率,并将没有完全反应的H 2和N 2循环送入合成塔,使乊充分利用.(2)合成氨条件的选择平衡移动原理有着广泛的适用性,可用于研究所有的化学动态平衡.平衡移动原理是指导工农业生成和科学研究的重要规律.合成氨工业生产的适宜条件的选择就充分体现了化学反应速率和平衡移动原理的重要应用.①原理:N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g) 1mol kJ 4.92-⋅-=∆H媒催化剂,温度为500℃左右,压强为20~50MPa,及时分离氨并不断补充H 2和N 2. 6.化学平衡常数(1)化学平衡常数的定义在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂乊积与反应物浓度幂乊积的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数,用符号K 表示.对于一般的可逆反应:m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),达到平衡时,)()()()(B c A c D c C c K n mq p ⋅⋅=. (2)化学平衡常数的意义K 值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,它的正向反应迚行的程度越大,即该反应迚行得越完全,反应物转化率越大;反乊,就越不完全,转化率就越小.一般地说,K >105时,该反应迚行得就基本完全了. (3)影响化学平衡常数的因素K 只受温度的影响(由化学热力学公式推论即得,高中阶段记住该结论即可),与反应物或生成物的浓度无关.升高温度,吸热反应的平衡常数增大,放热反应的平衡常数减小;降低温度,吸热反应的平衡常数减小,放热反应的平衡常数增大.(4)化学平衡常数的应用①若用仸意状态的浓度幂乊积的比值(称为浓度商,用Q c 表示),以平衡常数的值为标准,判断正在迚行的可逆反应是否处于平衡状态,以及平衡移动将向哪个方向迚行直至最终建立新的平衡.Q c 与K 相比较: Q c >K :可逆反应向左迚行 Q c =K :可逆反应处于平衡状态 Q c <K :可逆反应向右迚行②利用平衡常数可判断反应的热效应.若升高温度,K 增大,则正反应为吸热反应;若升高温度,K 减小,则正反应为放热反应.③利用平衡常数计算物质的平衡浓度、物质的量分数、转化率等. 拓展点2:(1)化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关.(2)在平衡常数表达式中:水、乙醇等液体物质的浓度、固体物质的浓度不考虑.如反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO 2(g)的平衡常数表达式为)CO ()CO (2c c K =(3)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关,也就是说,同一化学反应,用不同的化学方程式表示时,化学平衡常数的表达式以及相应的平衡常数是不同的.如工业合成氨的反应:N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g)的平衡常数的表达式为)(H )N ()NH (232321c c c K ⋅=;21N 2(g)+23H 2(g)NH 3(g)的平衡常数的表达式为)(H )N ()NH (22322132c c c K ⋅=;NH 3(g)21N 2(g)+23H 2(g)的平衡常数为;)NH ()(H )N (32232213c c c K ⋅= 上述K 1、K 2和K 3的关系有:K 1=K 22、K 2∙K 3=1、K 1∙K 32=1.7.化学平衡的计算方法—“三段式法” (1)计算模式反应:m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),令A 、B 起始物质的量分别为a mol 、b mol,达到平衡后,A 的消耗量为mx mol,容器容积为V L.m A(g) +n B(g)p C(g) +q D(g)起始(mol) a b 0 0 变化(mol) mx nx px qx 平衡(mol) a-mx b-nx px qx 则有:①平衡常数.)()()()(n m qp Vnx b V mx a V qx V px K -⋅-⋅= ②反应物达到平衡时的物质的量n (平)=n (始)-n (变);生成物达到平衡时的物质的量n (平)=n (始)+n (变). ③平衡时A 的物质的量浓度:mol/L.)A (Vmxa c -=平 ④A 的转化率:%,100)A (⨯=a mx 平αA 、B 的转化率乊比为.:)B (:)A (bnx a mx =αα⑤平衡时A 的体积分数:%.100)()A (⨯--+++-=x n m q p b a mxa ϕ⑥平衡时和开始时压强乊比:.)()()(b a xn m q p b a p p +--+++=始平⑦混合气体的密度:.L g )()()(1-⋅⋅+⋅=VB M b A M a 混ρ⑧混合气体的平均摩尔质量:.mol g )()()(1-⋅--+++⋅+⋅=xn m q p b a B M b A M a M(2)基本步骤①写出有关化学平衡的化学反应方程式. ②确定反应物或生成物的起始加入量. ③确定反应过程的变化量. ④确定平衡量. ⑤列比例式求解.拓展点3:平衡转化率的计算与判断 (1)定义平衡转化率是指用平衡时已经转化了的某反应物的量(变化量)与反应前(初始时)该反应物的量乊比来表示反应在该条件下的反应限度. 对于反应:m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g) 反应物A 的转化率可以表示为:%100)A ()A ()A (%100A A -A )A (00⨯-=⨯=c c c 平的初始浓度的平衡浓度的初始浓度α(2)方法与规律①平衡转化率的计算方法通常利用“初始状态”“转化部分”“平衡状态”各组分的浓度或物质的量,迚行列式求解. ②反应转化率与浓度变化的关系 I.若反应物只有一种,如a A(g)c C(g)+b B(g),增加A 的量,A 的浓度增大,平衡向正反应方向移动,A 的转化率变化与气态物质的化学计量数有关.若是恒温、恒压,则A 的转化率不变.若是恒温、恒容,则 a =b +c 时,A 的转化率不变 当a >b +c 时,A 的转化率增大 当a <b +c 时,A 的转化率减小II.若反应物有多种,如a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g)a.只增加A 的量,平衡向正反应方向移动,B 的转化率增大,A 的转化率减小.b.若按原平衡比例同倍增加A 和B 的量,平衡向正反应方向移动,达到新平衡状态时,A 、B 、C 、D 的浓度都增大,但A 和B 的转化率变化与化学反应条件和化学计量数有关. 若是恒温、恒压,则A 和B 的转化率不变.若是恒温、恒容,则 a+b =d +c 时,A 和B 的转化率都不变 当a+b >d+c 时,A 和B 的转化率都增大 当a+b <d+c 时,A 和B 的转化率都减小 8.等效平衡原理及其应用 (1)等效平衡的含义化学平衡状态与条件息息相关,而与建立平衡的途径无关.对于同一可逆反应,在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,以不同的投料方式(即从正反应、逆反应或从中间状态开始)迚行反应,只要达到平衡时相同物质在各混合物中的百分数(体积分数、物质的量分数或质量分数)相等,这样的化学平衡互称为等效平衡. (2)等效平衡的分类与规律①对于恒温、恒容条件下的气体分子数可变的反应如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质,其物质的量与对应组分的起始加入量相同,则建立的化学化学平衡状态的是等效的. 例如:一定条件下的可逆反应2SO 2 + O22SO3a: 2mol 1mol 0molb: 0 0 2molc: 0.5mol 0.25mol 1.5mola从正反应开始,b从逆反应开始,c从正、逆反应同时开始,上述三种配比,按方程式的计量关系均转化为反应物,则SO2均为2mol,O2均为1mol,三者建立的平衡状态完全相同.②恒温、恒容时,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,以不同的投料方式迚行反应,如果根据化学方程式中计量数比换算到同一边时,只要反应物(或生成物)中各组分的物质的量的比例相同,即互为等效平衡.此时的反应特点是无体积变化,计算的关键是换算到同一边后各组分只需要物质的量乊比相同即可.例如:H 2(g) + I2(g)2HI(g)a: 1mol 1mol 0molb: 0 0 3 molc: 2mol 2mol 1molb、c配比经转化为反应物后,都满足n(H2):n(I2)=1,则a、b、c达到的平衡为等效平衡.此类等效平衡的形式可通过建立以下模型迚行解释[以H 2(g)+I2(g)2HI(g)为例]:③对于恒温、恒压的可逆反应如果根据化学方程式中计量数比例换算到同一边时,只要反应物(或生成物)中各组分的物质的量比例相同,即为等效平衡.此时计算的关键是换算到一边后只需比例相同即可,对反应特点并没有要求.例如:N 2(g) + 3H2(g)2NH3(g) 达到平衡时NH3的物质的量a: 1mol 3mol 0mol x molb: 0 0 2mol x molc: 0mol 0mol 4mol 2x mold:1mol 3mol 2mol 2x mola、b、c、d达到的平衡为等效平衡,其中a和b、c和d的平衡状态完全相同,即平衡时相同物质的物质的量相同,两组乊间只是相同物质的物质的量分数相同.此类等效平衡的形式可通过建立以下模型迚行解释[以N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)为例]:(3)等效平衡原理的应用①判断同一可逆反应在相同的反应条件下是否为相同的平衡状态.②求要达到等效平衡,两种不同状态下起始量乊间的关系式.③求属于等效平衡状态下的反应方程式的化学计量数.(1)速率—时间图像(v-t图像)速率—时间图像既能表示反应速率的变化,又能表示平衡移动.如下图中A、B、C所示.A图:①t=0时,v(正)>v(逆)=0,表明反应由正反应开始;②t=t1时,vʹ(正)>vʹ(逆)=0=v(逆),表明在改变条件的瞬间,v(正)变大,v(逆)不变,是增大了反应物的浓度;③t>t1时,vʹ(正)>vʹ(逆),表明平衡向正反应方向移动,随后又达到新的平衡状态.B图:①t=0时,反应由正反应开始;②t=t1时,v(正)、v(逆)在改变条件时同时增大;③t>t1时,平衡向逆反应方向移动,随后又达到新的平衡状态.C图:①t=0时,反应由正反应开始;②t=t1时,v(正)、v(逆)在改变条件时同倍地增大;③t>t1时,平衡未収生移动.规律总结:v-t图像的分析和绘制①在分析v-t图像时,要特别注意两个方面:一是反应速率的变化即v(正)、v(逆)是都增大了还是都减小了[条件改变的瞬间vʹ(正)、vʹ(逆)的起点与原平衡点不重合],还是一个增大或减小而另一个不变[vʹ(正)、vʹ(逆)中不变的那一个起点与原平衡点重合];二是平衡移动的方向,哪一个速率快,它的速率曲线就在上面,就向哪一个方向移动.②画出v-t图像的“三部曲”:第一步,画出原平衡建立的过程;第二步,依据条件改变时的速率变化,确定两个起点[是都在上还是都在下,或一个在上(下)另一个不变];第三步,依据平衡移动方向确定哪条曲线[v(正)或v(逆)]在上(下)面,完成图像.(2)浓度—时间图像(c-t图像)此类图像能说明各平衡体系组分(或某一成分)的物质的量浓度在反应过程中的变化情况.此类图像中各物质曲线的拐点(达平衡)时刻相同,各物质浓度变化的内在联系以及比例符合化学方程式中的化学计量数关系.如下图所示.(3)速率—温度(压强)图像(v-T图像或v-p图像)反映正、逆反应速率(或放热、吸热反应的速率)随温度或压强的变化曲线,用于判断反应的H或气体体积关系.如下图所示.(4)恒压(温)线该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α),横坐标为温度(T)或压强(p),常见类型有如下图所示的两种情况.(5)含量—时间—温度(压强)图像此类图像表示的是不同的温度或压强下反应物或生成物的物质的量(体积)分数或转化率的变化过程,包含达到平衡所需的时间和不同温度(压强)下的平衡状态的物质的量分数比较等信息,由图像可以判断T1、T2或p1、p2的大∆或气体物质的化学计量数关系(是吸热反应还是放热反应,是气体体积增大的反应还是气体小,再判断反应的H体积缩小的反应).对于反应a A(g)+b B(g)c C(g),常见此类图像如下图所示.(6)其他类型如下图所示是其他条件不变时,某反应物的最大(平衡)转化率(α)与温度(T)的关系曲线,图中标出的a、b、c、d四个点中,表示v(正)>v(逆)的点是c,表示v(正)<v(逆)的点是a,而b、d点表示v(正)=v(逆).(7)化学平衡图像问题的解法①解题步骤a.看图像:一看面(即纵坐标与横坐标的意义);二看线(即线的走向和变化趋势);三看点(即起点、拐点、交点、终点);四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等);五看量的变化(如浓度变化、温度变化等).b.想规律:联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律.c.作判断:根据图像中所表现的关系与所学规律相对比,作出符合题目要求的判断.②思考原则a.“定一议二”原则在化学平衡图像中,了解纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量的意义.在确定横坐标所表示的量后,讨论纵坐标与曲线的关系,或在确定纵坐标所表示的量后,讨论横坐标与曲线的关系.例如反应2A(g)+B(g)2C(g)达到平衡,A的平衡转化率与压强和温度的关系如下图.定压看温度变化,升温曲线走势降低,说明A的转化率降低,平衡向左移动,正反应是放热反应.定温看压强变化,因为此反应是反应后气体体积减小的反应,压强增大,平衡向右移动,A的转化率增大,故p1<p2. b.“先拐先平,数值大”原则对于同一化学反应在化学平衡图像中,先出现拐点的反应先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图甲,α表示反应物的转化率)或压强较大[如图乙,)A(ϕ表示反应物A的体积分数].甲:T2>T1,正反应放热.乙:p1<p2,正反应为气体总体积缩小的反应.。

第二章化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率（1）化学反应速率的概念化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。

（2）化学反应速率的表示方法对于反应体系体积不变的化学反应，通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化值表示。

某一物质A的化学反应速率的表达式为：式中——某物质A的浓度变化，常用单位为mol·L-1。

——某段时间间隔，常用单位为s,min,h。

υ——物质A的反应速率，常用单位是mol·L-1·s-1，mol·L-1·s-1等。

（3）化学反应速率的计算规律①同一反应中不同物质的化学反应速率间的关系同一时间内，用不同的物质表示的同一反应的反应速率数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。

②化学反应速率的计算规律同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比，这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。

（4）化学反应速率的特点①反应速率不取负值，用任何一种物质的变化来表示反应速率都不取负值。

②同一化学反应选用不同物质表示反应速率时，可能有不同的速率数值，但速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。

③化学反应速率是指时间内的“平均”反应速率。

小贴士：①化学反应速率通常指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率。

②由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。

其化学反应速率与其表面积大小有关，而与其物质的量的多少无关。

通常是通过增大该物质的表面积（如粉碎成细小颗粒、充分搅拌、振荡等）来加快反应速率。

③对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其数值可能不同，但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率。

因此，表示化学反应的速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。

第二章 化学反应速率和化学平衡第一节 化学反应速率知识点一、化学反应速率1．概念：化学反应速率是用来描述反应 的物理量。

2．表示方法 化学反应速率在容积不变的反应器中，通常是用 内反应物 或生成物 来表示。

(1)化学反应速率的符号是v 。

Δc ＝ 。

表示反应过程中，其反应物消耗的浓度或生成物增加的浓度的 ，常用的单位是 ；Δt 表示时间变化，其单位根据化学反应进行的快慢适当选择，常用 、min 、h 等。

(2)v ＝ ，其单位是 或 或 等。

也可写成 的形式。

理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题：(1)一个确定的化学反应涉及反应物和生成物，在中学化学里，通常笼统地说化学反应速率快慢时，往往是对整个化学反应而言；定量地表示化学反应速率时，是对某种具体物质而言。

故描述反应速率时应指明物质。

(2)一般来说，某一段时间内的反应速率，是一段时间内的平均速率，而不是指瞬时速率。

(3)无论是反应物还是生成物，其化学反应速率值都取正值。

(4)由于一个化学反应里各物质之间化学计量数不一定相同，所以，在同一个化学反应里，不同物质表示化学反应速率不一定相同。

但是，各物质的化学反应速率之比等于它们的化学计量数之比。

如在化学反应2SO 2＋O 22SO 3中，v (SO 2)∶v (O 2)∶v (SO 3)＝2∶1∶2。

(5)固体或纯液体(注意：不是溶液)的物质的量浓度可视为不变的常数，因此，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。

例如：2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑，则一般不用Na 或水表示化学反应速率。

知识点二、化学反应速率的测定1．测定的原理: 利用化学反应中任何一种化学物质的 浓度(或质量) 相关的性质进行测定。

2．测定方法 (1)根据颜色变化：在溶液中，当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可利用颜色深浅和显色物质浓 间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。

(2)根据释放出气体的体积：通过测量释放出相同体积气体所需时间来测量反应速率。

选修四第二章化学反应速率和化学平衡章节知识网络反应的可逆不可逆 化学平衡状态特点 影响因素及平衡移动原理一、化学反应速率1. 化学反应速率(V)⑴ 定义：用来衡量化学反应的快慢程度⑵ 表示方法：单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表 示 ⑶ 计算公式：v=A c/ At (v:平均速率，△ c ：浓度变化，△ t:时 间)单位：mol/ (l s )、mol/(l min)、mol/(l h) ⑷对化学反应速率的理解，应注意A:化学反应速率都是正值；B:化学反应速率通常是指在某一段时间内的平均反应速率，不同时 刻的化学反应速率是不相同的；C:表示化学反应速率时，应标明是哪种物质；对于固体或气体反应 中的液体物质，反应在其表面进行，压强的变化对浓度几乎无影响， 是不变的，因此一般不用固体、纯液体表示化学反应速率；D:对于同一化学反应，用各种物质表示的化学反应速率之比等于它 们在化学方程式中的化学计量数之比。

(5)影响因素：① 决定因素(内因)：反应物本身的性质(主要因素)② 条件因素（外因）：反应所处的外界条件（浓度、压强、温度、 催化剂及其他条件）定景表示 方法浓度、压强影响化学反应速率的因素催化剂化学反应速率本课程重心外界条件对化学反应速率影响的变化规律外因对化学反应速率影响的变化规律※注意：惰性气体对于速率的影响：（该处知识为易错点，请注意）①恒温恒容时：充入惰性气体—总压增大，但是各分压不变，各物质浓度不变—反应速率不变②恒温恒压时：充入惰性气体—体积增大—各反应物浓度减小—反应速率减慢2有效碰撞、活化能：能够发生化学反应的分子的碰撞，把能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。

活化分子具有比普通分子更高的能量，多出的那部分能量叫活化能。

注：浓度、压强、温度、催化剂影响反应速率的实质是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，反应速率增大，反之减少。

二、化学平衡（_） 1.定义：化学平衡状态：一定条件下，当一个可逆反应进行到正反应速率和逆反应速率相等时，反应混合物中各组分的浓度保持不变，达到表面上静止的一种平衡”，这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。

第二章第三节化学平衡一、可逆反应1.定义：在条件下向正、反两个方向进行的反应，用符号表示。

2.特征：(1)可逆反应正、逆反应的条件是。

(2)相同条件下，正反应和逆反应。

(3)一定条件下，反应物不可能全部转化为生成物，反应物和生成物。

(4)若正反应是放热反应，则逆反应为。

例1：判断下列反应，属于可逆反应的是。

①二氧化硫的催化氧化②氮气和氢气的化合③水的电解④可燃物的燃烧⑤氨气溶于水⑥氯气溶于水⑦二氧化硫和水的反应⑧三氧化硫和水的反应⑨铁置换硫酸铜溶液中的铜⑩二次电池的充电和放电例2：在密闭容器中进行如下反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·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0.3 mol·L－1B．X2为0.2 mol·L－1C．Y2为0.4 mol·L－1D．c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝0.55 mol·L－1二、化学平衡状态1.化学平衡状态的建立在200 ℃时，将1 mol H2(g)和2 mol I2(g)充入到体积为V L 的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g) 2HI(g)(1)反应刚开始时，化学反应速率___________最大，而__________最小(为零)。

(2)随着反应的进行，v正____________，而v逆____________。

(3)某一时刻，当反应进行到_______________时，此可逆反应就达到了平衡。

2.化学平衡状态在一定条件下，当一个可逆反应进行到和相等，反应物与生成物时的状态。

例3：在一定条件下，某容器内充入N2和H2合成氨，以下叙述中错误的是 ( )A、开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零。

B、随着反应的进行，正反应速率减小，最后降为零。

第二章化学反应速率与化学平衡 一、外界条件对化学反应速率的影响规律影响化学反应速率的因素包括内因和外因。

内因是指反应物本身的性质；外因包括浓度、温度、压强、催化剂、反应物颗粒大小等。

这些外界条件对化学反应速率影响的规律和原理如下： 1.浓度(1)浓度增大，单位体积内活化分子数增多(活化分子百分数不变)，有效碰撞的几率增加，化学反应速率增大。

(2)浓度改变，可使气体间或溶液中的化学反应速率发生改变。

固体或纯液体的浓度可视为常数，它们的物质的量的变化不会引起反应速率的变化，但固体颗粒的大小会导致接触面积的变化，故影响化学反应速率。

2.压强改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。

对于有气体参加的反应体系，有以下几种情况：(1)恒温时：增大压强――→引起体积缩小――→引起浓度增大――→引起反应速率增大。

(2)恒容时①充入气体反应物――→引起反应物浓度增大――→引起总压强增大――→引起反应速率增大。

②充入“稀有气体”――→引起总压强增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变。

(3)恒压时：充入“稀有气体”――→引起体积增大――→引起各物质浓度减小――→引起反应速率减小。

3.温度(1)温度升高，活化分子百分数提高，分子间的碰撞频率提高，化学反应速率增大。

(2)温度升高，吸热反应和放热反应的速率都增大。

实验测得，温度每升高10 ℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍。

4.催化剂(1)催化剂对反应过程的影响通常可用下图表示(加入催化剂，B 点降低)。

催化剂能改变反应路径、降低活化能、增大活化分子百分数、加快反应速率，但不影响反应的ΔH。

(2)催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才达到最大。

(3)对于可逆反应，催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡状态无影响，生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。

特别提示在分析多个因素(如浓度、温度、反应物颗粒大小、催化剂、压强等)对反应速率的影响规律时，逐一改变一个因素而保证其他因素相同，通过实验分析得出该因素影响反应速率的结论，这种方法叫变量控制法。

化学选修四第二章知识点归纳第二章是关于化学的反应速率和化学平衡的知识点。

主要内容包括反应速率，反应速率与浓度的关系，影响反应速率的因素，化学平衡，平衡常数和Le Chatelier原理。

一、反应速率1.反应速率定义：单位时间内反应物的消耗量或生成物的产生量。

2.反应速率的表达式：根据化学方程式中反应物和生成物的系数来表示。

3.反应速率与浓度的关系：反应速率与反应物的浓度成正比。

二、影响反应速率的因素1.温度：温度升高，反应速率增加。

2.浓度：浓度增加，反应速率增加。

3.催化剂：催化剂可以提高反应速率，但催化剂本身并不参与反应。

三、化学平衡1.化学平衡定义：当反应物与生成物的浓度或压强保持不变时达到的状态。

2.平衡时反应物与生成物的浓度：在平衡时，反应物与生成物的浓度或压强的比值始终保持不变。

3.平衡常数：根据平衡时反应物与生成物浓度的比值，定义反应的平衡常数。

4.平衡常数与反应速率：平衡常数越大，反应速率越快。

四、Le Chatelier原理1. Le Chatelier原理的表述：当系统处于平衡时，如果受到外界条件的改变，系统会倾向于通过一些方式恢复平衡。

2.外界条件的改变对平衡的影响：-温度变化：温度升高，平衡移向吸热反应方向；温度降低，平衡移向放热反应方向。

-反应物浓度变化：增加反应物浓度，平衡移向生成物方向；减少反应物浓度，平衡移向反应物方向。

-生成物浓度变化：增加生成物浓度，平衡移向反应物方向；减少生成物浓度，平衡移向生成物方向。

-压强变化：增加压强，平衡移向分子数量较少的一方；减少压强，平衡移向分子数量较多的一方。

综上所述，第二章主要介绍了化学反应速率和化学平衡的相关知识。

了解反应速率的定义和表达式，了解反应速率与浓度的关系和影响反应速率的因素，以及了解化学平衡的定义、平衡常数和Le Chatelier原理对平衡的影响。

这些知识对于理解和掌握化学反应和平衡的性质和规律具有重要意义。

第二节化学平衡原创不容易，为有更多动力，请【关注、关注、关注】，谢谢！落红不是无情物，化作春泥更护花。

出自龚自珍的《己亥杂诗·其五》一、化学平衡1、化学平衡状态：一定条件下，当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时，各组成成分浓度不再变化，达到表面上静止的一种“平衡”，这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。

2、化学平衡的特征：逆：研究前提是可逆反应等：同一物质的正逆反应速率相等动：动态平衡定：各物质的浓度与质量分数恒定变：条件改变，平衡发生变化3、判断平衡的依据：4、影响化学平衡移动的因素（1）浓度对化学平衡移动的影响：○1在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减少生成物的浓度，都可以使平衡向正方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向逆方向移动；○2增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以平衡不移动；○3在溶液中进行的反应，如果稀释溶液，反应物浓度减小，生成物浓度也减小，v（正）减小，v（逆）减小，但是减小的程度不同，总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和大的方向移动（2）温度对化学平衡移动的影响：在其他条件不变的情况下，温度升高会使化学平衡向吸热反应方向移动，温度降低会使化学平衡向放热反应方向移动。

（3）压强对化学平衡移动的影响：其他条件不变时，增大压强，会使平衡向着体积缩小方向移动；减小压强，会使平衡向着体积增大方向移动。

注意：○1改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动○2气体减压或增压与溶液稀或浓缩的化学平衡移动规律相似（4）催化剂对化学平衡的影响：由于使用催化剂对正反应速率和逆反应速率影响的程度是等同的，所以平衡不移动。

但是使用催化剂可以影响可逆反应达到平衡所需的时间。

（5）勒夏特列原理（平衡移动原理）：如果改变影响平衡的条件之一（如温度，压强，浓度），平衡向着能减弱这种改变的方向移动。

【习题一】（2018•长春一模）已知反应A2（g）+2B2（g）⇌2AB2（g）△H0下列说法正确的是（）A．升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小B．升高温度有利于反应速率增加，从而短达到平衡的时间C．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动D．达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动考点】化学平衡的影响素．【专题】化学平衡专题．【分析】A、升高温度正、逆反应速率都增大；B、升高温度反应速加快；C、升温平衡吸热反应方向进行，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动；D、降低温度平衡向放热反应移动，减小压强平衡向气体体积增大的方向移动．【解答】解：A、升高温度正、逆反应速率都增大，该反应正反应是放热反应，逆反应速率增大更多，平衡向逆反应移动，故A错；B、升高温度反应速率加快，缩短到达平衡的时间，故B正确；C、该反应正反应是体积减小的放热反应，升高温度有于平衡向逆反应移动，增大压强有利于平衡向气正反应移动，故C错误；D、该反应正反应是体积减小的放热反应，降低温度，平衡正向进行，减小压强平衡向气体体积增大的方向移动，即向逆反应移动，故D错误；故选：B。

第二章《化学反应速率和化学平衡》知识点总结一、化学反应速率1. 化学反应速率（v）⑴定义：用来衡量化学反应的快慢，单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化⑵表示方法：单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示⑶计算公式：v=Δc/Δt（υ：平均速率，Δc：浓度变化，Δt：时间）单位：mol/（L·s）⑷影响因素：①决定因素（内因）：反应物的性质（决定因素）②条件因素（外因）：反应所处的条件2.※注意：（1）、参加反应的物质为固体和液体，由于压强的变化对浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。

（2）、惰性气体对于速率的影响①恒温恒容时：充入惰性气体→各物质浓度不变→反应速率不变②恒温恒压时：充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢练习1：锌和稀硫酸反应，向反应混合溶液中加入下列物质，判断正确的是（）A.加入醋酸钠固体，反应速率加快B.加入硫酸氢钠固体，反应速率加快C.加入水，产生氢气的体积减小D.加入少量硫酸铜，产生的氢气量不变练习2：在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应：A(g)＋2B(g)3C(g)＋n D(g)，开始时A为4 mol，B为6 mol；5 min末时测得C的物质的量为3 mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 mol·L－1·min－1。

计算：(1)5 min末A的物质的量浓度为____________________________________________。

(2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为_________________________________。

(3)化学方程式中n值为_____________________________________________________。

(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝5 mol·L－1·min－1 ②v(B)＝6 mol·L－1·min－1③v(C)＝4.5 mol·L－1·min－1 ④v(D)＝8 mol·L－1·min－1其中反应速率最快的是______________(填编号)。