化学反应速率和平衡知识点
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化学反应速率和化学平衡专题目标1.了解化学反应速率的概念及表示方法,掌握同一反应中不同物质的化学反应速率与化学方程式中各物质的化学计量数的关系;1概念:通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示; 2表达式:t c v ∆∆=(A)(A);单位:mol/L ·min 或mol/L ·s;3在同一反应中,用不同的物质表示反应速率的数值之比等于它们在化学方程式中的化学计量数之比;2.了解化学反应的可逆性,理解化学平衡的特征,了解化学平衡与化学反应速率之间的内在联系;1概念:在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态叫做化学平衡状态,简称化学平衡;2化学平衡状态的特征:①“动” :化学平衡是动态平衡,即:v 正=v 逆≠0②“等” :达到化学平衡时v 正=v 逆,即同一物质的消耗速率等于生成速率③“定” :外界条件不变时,处于化学平衡状态的各物质的浓度、质量分数或体积分数保持不变④“变” :可逆反应的平衡状态是相对的,暂时的,当影响平衡的条件改变时,化学平衡即被破坏,并在新的条件下建立新的平衡状态3.理解浓度、压强和温度等条件对化学平衡的影响,理解平衡移动原理的涵义;理解勒夏特列原理:如果改变影响化学平衡的一个条件如浓度、压强或温度等,平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动;4.学会应用建立等效平衡的思维方式解决化学平衡中的常见问题;经典题型一、化学反应速率题型一:根据化学计量数之比,计算反应速率例1反应4NH 3g+5O 2g 4NOg+6H 2Og 在10L 密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了,则此反应的平均速率)(X v 反应物的消耗速率或产物的生成速率可表示为 CA .)mol/(L 0.010)(NH 3s v ⋅=B .)mol/(L 0.001)(O 2s v ⋅=C .)mol/(L 0.001(NO)s v ⋅=D .)mol/(L 0.045O)(H 2s v ⋅=方法点拨 速率之比 化学计量数之比 题型二:以图象形式给出条件,计算反应速率例2某温度时,在2L 容器中,X 、Y 、Z 三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示;由图中数据分析:该反应的化学方程式为___3X+Y_______2Z_______;反应开始至2min,用Z表示的平均反应速率为L ·min__________;题型三:根据已知的浓度、温度等条件,比较反应速率的大小例3把下列四种X 溶液分别加入四个盛有10mL 2mol/L 盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL,此时,X 和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是 BA .10℃20mL 3mol/L 的X 溶液B .20℃30mL 2mol/L 的X 溶液C .20℃10mL 4mol/L 的X 溶液D .10℃10mL 2mol/L 的X 溶液二、化学平衡题型四:已知一个可逆反应、一种起始状态例4把6 mol A 气体和5 mol B 气体混合放入4 L 密闭容器中,在一定条件下发生反应:3Ag+Bg 2Cg+xDg经5min达到平衡,此时生成C为2mol,测定D的平均反应速率为L·min,下列说法中错误的是BDA.A的平均反应速率为L·minB.恒温达到平衡时容器内压强为开始时的85%C.B的转化率为20%D.平衡时A的浓度为L方法点拨有关化学平衡的计算可按“起始、转化、平衡”列出各自的量,若碰到未知量则设出,再从题目中寻找已知关系列出等式求解;例5某温度下,在一容积可变的容器中,反应2Ag+Bg 2Cg 达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol;保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是CA.均减半B.均加倍C.均增加1 mol D.均减少1 mol方法点拨涉及化学平衡移动的问题可按下图去思考:反应特征影响因素速率变化移动方向题型五:已知一个可逆反应、两种起始状态例6可逆反应Ag+Bg2Cg在固定容积的容器中进行,如果向容器中充入1mol A和1mol B,在某温度下达到平衡时,C的体积分数为m%;若向容器中充入1mol C,在同样的温度下达到平衡时,C的体积分数为n%,则m和n的关系正确的是CA.m>n B.m<n C.m=n D.无法比较例7在一密闭的容器中充入2mol A和1mol B发生反应:2Ag+Bg x Cg,达到平衡后,C 的体积分数为w%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A:、B:、C:充入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为w%,则x的值为CA.只能为2 B.只能为3C.可能为2,也可能为3 D.无法确定例8在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中,保持一定温度和压强,进行以下反应:N2+3H22NH3;已知加入1mol N2和4mol H2时,达到平衡后生成a mol NH3见下表已知项;在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变;对下列编号①~③的状态,填写表方法点拨已知一个可逆反应、两种起始状态可从以下角度考虑:两边系数相等:若对应物质成比例则从等效平衡;若对应物质相等则从等同平衡角度考虑 恒温恒容两边系数不等:从等同平衡角度考虑恒温恒压:若对应物质成比例则从等效平衡角度考虑;若对应物质相等则从等同平衡角度考虑;题型六:通过建立等效平衡的中间状态,比较反应物转化率的大小以及平衡时某物质体积分数、浓度的大小例9体积相同的甲、乙两个容器中,分别充有等物质的量的SO 2和O 2,在相同温度下发生反应:2SO 2+O 22SO 3并达到平衡;在这过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO 2的转化率为p %,则乙容器中SO 2的转化率为 BA .等于p %B .大于p %C .小于p %D .无法判断例10在相同温度下,有相同体积的甲、乙两容器,甲容器中充入1g N 2和1g H 2,乙容器中充入2g N 2和2g H 2;下列叙述中,错误的是 BDA .化学反应速率:乙>甲B .平衡后N 2的浓度:乙>甲C .H 2的转化率:乙>甲D .平衡混合气中H 2的体积分数:乙>甲题型七:已知两个可逆反应例11在一个容器固定的反应器中,有一可左右滑动的密闭隔板,两侧分别进行如图所示的可逆反应;各物质的起始加入量如下:A 、B 和C 均为,D 为,F 为,设E 为xmol,当x 在一定范围内变化时,均可以通过调节反应器的温度,使两侧反应都达到平衡,并且隔板恰好处于反应器正中位置;请填写以下空白:⑴若x=,则右侧反应在起始时向 正反应 填“正反应“或”逆反应“方向进行;欲使起始反应维持向该方向进行,则x 的最大取值应小于 7 ;⑵若x 分别为和,则在这两种情况下,当反应达平衡时,A 的物质的量是否相等填“相等”、“不相等”或“不能确定”;其理由是: 不相等 ;方法点拨当已知两个可逆反应时,应着力去找两平衡间的关系,然后再去计算;巩固练习1.反应4NH 3g+5O 2g 4NOg+6H 2Og 在5L 的密闭容器中进行,半分钟后NO 的物质的量增加了,则此反应的平均速率v 为A .)mol/(L 0.01)(O 2s v ⋅=B .)mol/(L 80.00(NO)s v ⋅=C .)mol/(L 020.0O)(H 2s v ⋅=D .)mol/(L 20.00)(NH 3s v ⋅=2.把下列四种X 溶液分别加入四个盛有10mL 2mol/L 盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL,此时X 与盐酸和缓地进行反应;其中反应速率最大的是A .20mL 3mol/L 的X 溶液B .20mL 2mol/L 的X 溶液C .10mL 4mol/L 的X 溶液D .10mL 2mol/L 的X 溶液3.将固体NH 4Br 置于密闭容器中,在某温度下,发生下列可逆反应:NH 4Brs NH 3g +HBrg 2HBrg Br 2g +H 2g2min 后,测得cH 2=L,cHBr =4mol/L,若上述反应速率用v NH 3表示,下列反应速率正确的是A .L ·minB . mol/L ·minC .2 mol/L ·minD .5 mol/L ·min4.在一定温度下的固定容积的密闭容器中,当下列物理量不再变化时,表明反应:As +2BgCg +Dg 已达平衡的是A .混合气体的压强B .混合气体的密度C .B 的物质的量浓度D .气体的总物质的量5.在温度不变下,在恒压容器a 与恒容容器b 中,分别充入体积比为1∶3的N 2和H 2;若开始时两容器的体积相等,且在相同条件下达到平衡时,两容器中N 2的转化率应当是A .a 中大B .b 中大C .a 、b 中一样大D .无法判断6.恒温条件下,将NO 2装入带活塞的密闭容器中,当反应2NO 2g N 2O 4g 达到平衡后,慢慢压缩气体体积,下列叙述正确的是A .若体积减小一半,则压强为原来的两倍B .平衡向右移动,混合气体颜色一定会变浅C .若体积减小一半,压强增大,但小于原来的两倍D .平衡向右移动,混合气体密度增大7.在一定温度下,容器中加入CO 和H 2Og 各1mol,发生反应:CO +H 2O CO 2+H 2,达到平衡时生成的CO 2,若其他条件不变,一开始就加入4mol H 2Og,则达到平衡可能生成的CO 2是A .B .C .1molD .8.可逆反应Ag +B Cg +D 达到平衡时,下列说法不正确的是A .若增大A 的浓度,平衡体系颜色加深,D 不一定是有颜色的气体B .增大压强,平衡不移动,说明B 、D 必定是气体C.升高温度,C的百分含量减少,说明正反应是放热反应D.若B是气体,增大A的浓度会使B的转化率增大9.在一密闭容器中充入1mol NO2,建立如下平衡:2NO2N2O4,此时NO2的转化率为x%,在其他不变的情况下,再充入1mol NO2,待新平衡建立时测得NO2的转化率为y%,则下列大小关系正确的是A.x>y B.x=y C.x<y D.不能确定10.将2molSO2和2molSO3气体混合于容积一定的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2+O22SO3,达平衡时SO3为n mol;在相同温度下,按下列配比在该容器中放入起始物质,达平衡时,SO3的物质的量将大于n mol的是A.2molSO2和1molO2B.2molSO2、1molO2和2molSO3C.4molSO2和1molO2D.3molSO2、1molO2和1molSO311.在四个同样密闭容器中发生反应:Ag+3Bg 2Cg,在同一时间内测得容器内的反应速率:甲为:v A=3 mol/L·min;乙为v B=mol/L·min;丙为v C=4 mol/L·min;丁为v A=L·s;若其它条件相同,温度不同,则温度由低到高的顺序是___________________; 12.一定温度下,在一个固定容积的密闭容器中,可逆反应:Ag+2Bg Cg达到平衡时,c A=2mol·L-1,c B=7mol·L-1,c C=3mol·L-1;试确定B的起始浓度c B的取值范围是______________;若往容器中继续注入一定量的氦气不参加反应,足够长的时间后,体系中B的物质的量浓度_________填“增大”、“减小”或“不变”,下同,混合气体的密度_________;13.在一定条件下,x A+y B z C的反应达到平衡;1已知A、B、C都是气体,在减压后平衡向逆反应方向移动,则x、y、z之间的关系是__________________;2已知C是气体,且x+y=z,在增大压强时,如果平衡发生移动,则平衡一定向_____________移动;3已知B、C是气体,当其他条件不变,增大A的物质的量时,平衡不发生移动,则A是_____________态物质;4若加热后C的质量分数减少,则正反应是_________填“放热”或“吸热”反应; 14.有两只密闭容器A和B;A容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压,B容器能保持恒容;起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的体积比为2∶1的SO2和O2的混合气体,并使A和B容积相等如下图所示;在保持400℃的条件下使之发生如下反应:2SO2+O22SO3;试填写下列空格:1A容器达到平衡时所需的时间比B容器__________;平衡时A容器中SO2的转化率比B容器_______;2达到1所述平衡后,若向两容器中通入数量不多的等物质的量的氩气,A容器中化学平衡_________移动,B容器中化学平衡__________;3达到1所述平衡后,若向两容器中通入等物质的量的原反应气体,达到平衡时,A容器的混合气体中SO3的体积分数_________填“增大”、“减小”或“不变”,下同;B容器的混合气体中SO3的体积分数_________;答案1.D 2.A 3.B 4.BC 5.A 6.CD 7.B 8.B 9.C 10.BD11.丁乙丙甲提示:温度越高,化学反应速率越快;12.3mol·L-1~13mol·L-1;不变;增大;13.1x+y>z;2逆反应方向;3固态或液态;4放热;14.1短;大;2向逆反应方向;不移动;3不变;增大;。
qD v p C v n B v m A v )()()()(===化学反应速率与化学平衡考点归纳一、化学反应速率⑴. 化学反应速率的概念及表示方法:通过计算式: 来理解其概念:①化学反应速率与反应消耗的时间(Δt)和反应物浓度的变化(Δc)有关;②在同一反应中.用不同的物质来表示反应速率时.数值可以相同.也可以是不同的.但这些数值所表示的都是同一个反应速率.因此.表示反应速率时.必须说明用哪种物质作为标准.用不同物质来表示的反应速率时.其比值一定等于化学反应方程式中的化学计量数之比.如:化学反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 的:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) = m ∶n ∶p ∶q ③一般来说.化学反应速率随反应进行而逐渐减慢.因此某一段时间内的化学反应速率.实际是这段时间内的平均速率.而不是瞬时速率.⑵. 影响化学反应速率的因素:【注意】①化学反应速率的单位是由浓度的单位(mol ·L -1)和时间的单位(s 、min 或h)决定的.可以是mol ·L -1·s -1、mol ·L -1·min -1或mol ·L -1·h -1.在计算时要注意保持时间单位的一致性. ②对于某一具体的化学反应.可以用每一种反应物和每一种生成物的浓度变化来表示该反应的化学反应速率.虽然得到的数值大小可能不同.但用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比.如对于下列反应: mA + nB = pC + qD有:)(A ν∶)(B ν∶)(C ν∶)(D ν=m ∶n ∶p ∶q或: ③化学反应速率不取负值而只取正值.④在整个反应过程中.反应不是以同样的速率进行的.因此.化学反应速率是平均速率而不是瞬时速率.[有效碰撞] 化学反应发生的先决条件是反应物分子(或离子)之间要相互接触并发生碰撞.但并不是反应物分子(或离子)间的每一次碰撞都能发生化学反应.能够发生化学反应的一类碰撞叫做有效碰撞.[活化分子] 能量较高的、能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子.说明 ①活化分子不一定能够发生有效碰撞.活化分子在碰撞时必须要有合适的取向才能发生有效碰撞.②活化分子在反应物分子中所占的百分数叫做活化分子百分数.当温度一定时.对某一反应而言.活化分子百分数是一定的.活化分子百分数越大.活化分子数越多.有效碰撞次数越多.[影响化学反应速率的因素]I. 决定因素(内因):反应物本身的性质Ⅱ. 条件因素(外因)压强对于有气体参与的化学反应.其他条件不变时(除体积).增大压强.即体积减小.反应物浓度增大.单位体积内活化分子数增多.单位时间内有效碰撞次数增多.反应速率加快;反之则减小.若体积不变.加压(加t c v ∆∆=入不参加此化学反应的气体)反应速率就不变.因为浓度不变.单位体积内活化分子数就不变.但在体积不变的情况下.加入反应物.同样是加压.增加反应物浓度.速率也会增加.温度只要升高温度.反应物分子获得能量.使一部分原来能量较低分子变成活化分子.增加了活化分子的百分数.使得有效碰撞次数增多.故反应速率加大(主要原因).当然.由于温度升高.使分子运动速率加快.单位时间内反应物分子碰撞次数增多反应也会相应加快(次要原因)催化剂使用正催化剂能够降低反应所需的能量.使更多的反应物分子成为活化分子.大大提高了单位体积内反应物分子的百分数.从而成千上万倍地增大了反应物速率.负催化剂则反之.浓度当其它条件一致下.增加反应物浓度就增加了单位体积的活化分子的数目.从而增加有效碰撞.反应速率增加.但活化分子百分数是不变的 .其他因素增大一定量固体的表面积(如粉碎).可增大反应速率.光照一般也可增大某些反应的速率;此外.超声波、电磁波、溶剂等对反应速率也有影响.图表如下:影响因素对化学反应速率的影响说明或举例反应物本身的性质不同的化学反应有不同的反应速率Mg粉和Fe粉分别投入等浓度的盐酸中时.Mg与盐酸的反应较剧烈.产生H2的速率较快浓度其他条件不变时.增大(减小)反应物的浓度.反应速率增大(减小)①增大(减小)反应物浓度.单位体积内活化分子数增多(减少).有效碰撞次数增多(减少).但活化分子百分数不变②固体的浓度可认为是常数.因此反应速率的大小只与反应物之间的接触面积有关.而与固体量的多少无关.改变固体的量不影响反应速率压强温度一定时.对于有气体参加的反应.增大(减小)压强.反应速率增大(减小)①改变压强.实际是改变气体的体积.使气体的浓度改变.从而使反应速率改变②改变压强.不影响液体或固体之间的反应速率温度升高(降低)反应温度.反应速率增大(减小)①通常每升高10℃.反应速率增大到原来的2~4倍②升温.使反应速率加快的原因有两个方面:a.升温后.反应物分子的能量增加.部分原来能量较低的分子变为活化分子.增大了活化分子百分数.使有效碰撞次数增多(主要方面);b.升高温度.使分子运动加快.分子间的碰撞次数增多(次要方面)催化剂增大化学反应速率催化剂增大化学反应速率的原因:降低了反应所需的能量(这个能量叫做活化能).使更多的反应物分子成为活化分子.增大了活化分子百分数.从而使有效碰撞次数增多光、反应物颗粒的大小等将反应混合物进行光照、将块状固体粉碎等均能增大化学反应速率AgBr、HClO、浓HNO3等见光分解加快.与盐酸反应时.大理石粉比大理石块的反应更剧烈二、化学平衡状态⑴前提——密闭容器中的可逆反应⑵条件——一定条件的T、P、c ——影响化学平衡的因素⑶本质——V(正)=V(逆)≠0⑷特征表现——各组分的质量分数不变化学平衡可以用五个字归纳:逆:研究对象是可逆反应动:动态平衡.平衡时v 正=v逆≠0等:v(正)=v(逆)定:条件一定.平衡混合物中各组分的百分含量一定(不是相等);变:条件改变.原平衡被破坏.发生移动.在新的条件下建立新的化学平衡.【说明】a.绝大多数化学反应都有一定程度的可逆性.但有的逆反应倾向较小.从整体看实际上是朝着同方向进行的.例如NaOH + HCl = NaCl + H2O.b.有气体参加或生成的反应.只有在密闭容器中进行时才可能是可逆反应.如CaCO3受热分解时.若在敞口容器中进行.则反应不可逆.其反应的化学方程式应写为:CaCO3CaO + CO2↑;若在密闭容器进行时.则反应是可逆的.其反应的化学方程式应写为:CaCO3CaO + CO2可逆反应的特点:反应不能进行到底.可逆反应无论进行多长时间.反应物都不可能100%地全部转化为生成物.1.化学平衡状态①定义:一定条件(恒温、恒容或恒压)下的可逆反应里.正反应和逆反应的速率相等.反应混合物(包括反应物和生成物)中各组分的质量分数(或体积分数)保持不变的状态.②化学平衡状态的形成过程:在一定条件下的可逆反应里.若开始时只有反应物而无生成物.根据浓度对化学反应速率的影响可知.此时ν正最大而ν逆为0.随着反应的进行.反应物的浓度逐渐减小.生成物的浓度逐渐增大.则ν正越来越小而ν逆越来越大.当反应进行到某一时刻.ν正=ν逆.各物质的浓度不再发生改变.反应混合物中各组分的质量分数(或体积分数)也不再发生变化.这时就达到了化学平衡状态.2.化学平衡的标志:(处于化学平衡时)①、速率标志:v正=v逆≠0;②、反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数不再发生变化;③、反应物的转化率、生成物的产率不再发生变化;④、反应物反应时破坏的化学键与逆反应得到的反应物形成的化学键种类和数量相同;⑤、对于气体体积数不同的可逆反应.达到化学平衡时.体积和压强也不再发生变化. 【例1】在一定温度下.反应A2(g) + B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是 ( C )A. 单位时间生成n mol的A2同时生成n mol的ABB. 容器内的压强不随时间变化C. 单位时间生成2n mol的AB同时生成n mol的B2D. 单位时间生成n mol的A2同时生成n mol的B23.化学平衡状态的判断举例反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡②各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总压强、总体积、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA.即v正=v逆平衡②在单位时间内消耗了n molB同时生成p molC.均指v正不一定平衡③vA:vB:vC:vD=m:n:p:q.v正不一定等于v逆不一定平衡④在单位时间内生成了n molB.同时消耗q molD.因均指v逆不一定平衡压强①m+n≠p+q时.总压力一定(其他条件一定)平衡②m+n=p+q时. 总压力一定(其他条件一定)不一定平衡混合气体的平均分子量一定.①当m+n≠p+q时.平衡②当m+n=p+q时.不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化.在其他条件不变的条件下.体系温度一定时平衡体系的密度密度一定不一定平衡判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据图表例举反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定平衡②各物质的质量或各物质质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压力、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA.即V(正)=V(逆)平衡速率的关系②在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p molC.则V(正)=V(逆)平衡③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q.V(正)不一定等于V(逆)不一定平衡④在单位时间内生成n molB.同时消耗了q molD.因均指V(逆)不一定平衡压强①m+n≠p+q时.总压力一定(其他条件一定)平衡②m+n=p+q时.总压力一定(其他条件一定)不一定平衡混合气体平均相对分子质量M r ①M r一定时.只有当m+n≠p+q时平衡②M r一定时.但m+n=p+q时不一定平衡温度任何反应都伴随着能量变化.当体系温度一定时(其他不变)平衡体系的密度密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化等平衡4.化学平衡移动⑴勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强和温度等).平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动.其中包含:①影响平衡的因素:浓度、压强、温度三种;②原理的适用范围:只适用于一项条件发生变化的情况(即温度或压强或一种物质的浓度).当多项条件同时发生变化时.情况比较复杂;③平衡移动的结果:只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化.⑵平衡移动:是一个“平衡状态→不平衡状态→新的平衡状态”的过程.一定条件下的平衡体系.条件改变后.可能发生平衡移动.即总结如下:⑶影响化学平衡移动的条件①浓度、温度的改变.都能引起化学平衡移动.而改变压强则不一定能引起化学平衡移动.强调:气体体积数发生变化的可逆反应.改变压强则能引起化学平衡移动;气体体积数不变的可逆反应.改变压强则不会引起化学平衡移动.催化剂不影响化学平衡.②速率与平衡移动的关系:I. v正=v逆.平衡不移动;II. v正>v逆.平衡向正反应方向移动;III.v正<v逆.平衡向逆反应方向移动.强调:加快化学反应速率可以缩短到达化学平衡的时间.但不一定能使平衡发生移动.③平衡移动原理:(勒夏特列原理)⑷转化率变化的一般规律(用等效平衡原理来分析)①当温度、压强(造成浓度变化的压强变化)造成平衡正向移动时.反应物转化率一定增大②若反应物只有一种:aA(g)=bB(g)+cC(g).在恒温恒压状态下.若n(C):n(B)=c:b.充入A.转化率不变;在恒温恒容状态下.在不改变其他条件时.增加A的量.A的转化率与气体物质的计量数有关:①若a = b + c : A的转化率不变;②若a > b + c : A的转化率增大;③若a < b + c : A的转化率减小.③若反应物不只一种:aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)α在不改变其他条件时.只增加A的量.A的转化率减小.而B的转化率增大.β将C、D全部转化成A、B得到一个A、B的物质的量之比.按照这个比例加入A、B.恒温恒压时.转化率不变;恒温恒容时.反应物的转化率与气体物质的计量数有关:若a+b=c+d.A、B的转化率都不变;若a+b>c+d.A、B的转化率都增大;若a+b<c+d.A、B的转化率都减小.γ若n(A):n(B)=a:b.恒温恒压时.只要加入C、D的量之比符合C、D的化学计量数之比.转化率不变;恒温恒容时.若a+b=c+d.A、B的转化率都不变.若a+b>c+d.A、B的转化率都增大.若a+b<c+d.A、B的转化率都减小④同一个化学反应.等量加入反应物时.在恒压容器中的转化率总是大于等于在恒容容器中的转化率.当且仅当反应的Δn=0时转化率相等(此时就等效于恒压).对以上3种情况可分别举例.可加深对概念的理解:例1:某恒温恒容的容器中.建立如下平衡:2NO2(g) N2O4(g).在相同条件下. 若分别向容器中通入一定量的NO2气体或N2O4气体.重新达到平衡后.容器内N2O4的体积分数比原平衡时()A.都增大 B.都减小 C.前者增大后者减小 D.前者减小后者增大解析:2NO2(g) N2O4(g)是气体体积减小的可逆反应.反应达到平衡后.无论向密闭容器中加入N O2还是N2O4气体.可视为加压.平衡都向右移动.达到新平衡时NO2的转化率都增大.答案选A例2:一定温度下.将a mol PCl5通入一个容积不变的反应器中.达到如下平衡:PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g).测得平衡混合气体压强为p1.此时再向反应器中通入a mol PCl5.在温度不变的条件下再度达到平衡.测得压强为p2.下列判断正确的是()A. 2p1>p2B. PCl5的转化率增大C. 2p1<p2D. PCl3%(体积含量)减少解析:PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)是气体体积增大的可逆反应.如反应达到平衡后.再向密闭容器中加入PCl5. PCl3的物质的量会有增加.此时可视为加压.平衡向左移动.反应达到新的平衡时PCl5在平衡混合物中的百分含量也较原平衡时有所增加.但PCl5的转化率降低.答案选A例3: 2HI(g) H2(g)+I2(g)是气体体积不变的可逆反应.反应达到平衡后.再向固定密闭容器中加入HI.使c(HI)的浓度增大.HI平衡转化率不变.对于气体体积不变的可逆反应.反应达到平衡后增加反应物.达到新的化学平衡时反应物的转化率不变.应注意的是.实际应用时.题目所给的条件并不向上面总结的那么理想化.因此应该利用等效平衡知识具体问题具体分析.⑸压强变化对于转化率的影响对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g).(a+b≠c+d)在压强变化导致平衡移动时.充入“惰性气体”化学平衡朝哪个方向移动?转化率如何变化?可归纳为以下两方面:1. 恒温恒容条件下充入“惰性气体”.化学平衡不移动.因平衡体系的各组分浓度均未发生变化.故各反应物转化率不变.2. 恒温恒压条件下充入“惰性气体”.化学平衡向气体体积增大的方向移动.因为此时容器容积必然增大.相当于对反应体系减压.继而可判断指定物质的转化率变化.变式训练:1、在一容积可变的密闭容器中.通入1molX和3molY.在一定条件下发生如下反应:X(g)+3Y(g)2Z(g).到达平衡后.Y的转化率为a%.然后再向容器中通入2molZ.保持在恒温恒压下反应.当达到新的平衡时.Y的转化率为b%.则a与b的关系是()A.a=b B.a>b C.a<b D.不能确定2、两个体积相同的密闭容器A、B.在A中充入S O2和O2各1mol.在B中充入SO2和O2各2 mol.加热到相同温度.有如下反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g).对此反应.下述不正确的是()A.反应速率B>A B.SO2的转化率B>AC.平衡时各组分含量B = A D.平衡时容器的压强B>A3、一定量混合气体在密闭容器中发生如下反应:xA(气)+yB(气) nC(气).达到平衡后.测得A气体的浓度为0.5mol/L.保持温度不变将容器的容积扩大1倍.再达平衡时.测得A气体的浓度为0.3mol/L.则下列叙述中正确的是()A、x+y<nB、该化学平衡向右移动C、B的转化率增大D、C的体积分数减小4、一定温度下.在一个体积可变的密闭容器中加入2 molH2和2 molN2.建立如下平衡: N2(g)+3H2(g)2NH3(g)相同条件下.若向容器中再通入1 mol H2和.1 molN2又达到平衡.则下列说法正确的是()A.NH3的百分含量不变B.N2的体积分数增大C.N2的转化率增大 D.NH3的百分含量增大5、某温度下的密闭容器中发生如下反应:2M(g)+N(g) 2E(g).若开始时只充入2 mol E(g),达平衡时.混合气体的压强比起始时增大了20%;若开始时只充入2 mol M和1 mol N的混合气体.则达平衡时M的转化率为()A.20% B.40% C.60% D.80%参考答案: 1、 A 2、C 3、D 4、A 5、C总之.判断转化率的变化关键是正确判断平衡移动的方向.当增大物质的浓度难以判断平衡移动的方向时.可转化为压强问题进行讨论;当增大压强难以判断平衡移动的方向时.可转化为浓度问题进行讨论.5、等效平衡问题的解题思路⑴概念:同一反应.在一定条件下所建立的两个或多个平衡中.混合物中各成分的含量相同.这样的平衡称为等效平衡.⑵分类:①等温等容条件下的等效平衡:在温度和容器体积不变的条件下.改变起始物质的加入情况.只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量相同.则两平衡等效.这种等效平衡可以称为等同平衡.②等温等压条件下的等效平衡:在温度和压强不变的条件下.改变起始物质的加入情况.只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量比值相同.则两平衡等效.这种等效平衡可以称为等比例平衡.③等温且Δn=0条件下的等效平衡:在温度和容器体积不变的条件下.对于反应前后气体总分子数不变的可逆反应.只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边任意一边物质的物质的量比值相同.则两平衡等效.这种等效平衡可以称为不移动的平衡.【归纳】等效平衡规律对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g).在两种不同起始状态下反应.达平衡后互为等效平衡的条件是:反应条件系数关系等效平衡条件恒温恒容m+n≠p+q 等量加料m+n=p+q等比加料恒温恒压任意条件6、速率和平衡图像分析⑴分析反应速度图像①看起点:分清反应物和生成物.浓度减小的是反应物.浓度增大的是生成物.生成物多数以原点为起点.②看变化趋势:分清正反应和逆反应.分清放热反应和吸热反应.升高温度时.△V吸热>△V放热.③看终点:分清消耗浓度和增生浓度.反应物的消耗浓度与生成物的增生浓度之比等于反应方程式中各物质的计量数之比.④对于时间——速度图像.看清曲线是连续的.还是跳跃的.分清“渐变”和“突变”、“大变”和“小变”.增大反应物浓度V正突变.V逆渐变.升高温度.V吸热大增.V放热小增.⑵化学平衡图像问题的解答方法:①三步分析法:一看反应速率是增大还是减小;二看△V正、△V逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向.②四要素分析法:看曲线的起点;看曲线的变化趋势;看曲线的转折点;看曲线的终点.③先拐先平:对于可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) .在转化率-时间曲线中.先出现拐点的曲线先达到平衡.它所代表的温度高、压强大.这时如果转化率也较高.则反应中m+n>p+q.若转化率降低.则表示m+n<p+q.④定一议二:图像中有三个量时.先确定一个量不变.再讨论另外两个量的关系. 化学反应速率化学反应进行的快慢程度.用单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示.解化学平衡图像题的技巧1、弄清横坐标和纵坐标的意义.2、弄清图像上点的意义.特别是一些特殊点(如与坐标轴的交点、转折点、几条曲线的交叉点)的意义.3、弄清图像所示的增、减性.4、弄清图像斜率的大小.5、看是否需要辅助线.6、看清曲线的起点位置及曲线的变化趋势7、先出现拐点的曲线先平衡.所处的温度较高或压强较大;还可能是使用正催化剂8、定压看温度变化;定温看压强变化.7、化学平衡常数在一定温度下.当一个可逆反应达到平衡状态时.生成物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积与反应物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积的比值是一个常数.这个常数叫做化学平衡常数.简称平衡常数.用符号K 表示.(1)平衡常数K 的表达式:对于一般的可逆反应:mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g))()(n D c C c K m q p ⋅=当在一定温度下达到化学平衡时.该反应的平衡常数为:【注意】:a .在平衡常数表达式中.反应物A 、B 和生成物C 、D 的状态全是气态.c(A)、c(B)、c(C)、c(D)均为平衡时的浓度.b .当反应混合物中有固体或纯液体时.他们的浓度看做是一个常数1.不必写入平衡常数的表达式中.例 如.反应在高温下 Fe 3O 4(s) + 4H 23Fe(s) + 4H 2O(g)的平衡常数表达式为: 又如.在密闭容器中进行的可逆反应CaCO 3(s) CaO(s) + CO 2↑的平衡常数表达式为:K =c(CO 2) c .平衡常数K 的表达式与化学方程式的书写方式有关.例如:N 2 + 3H 22NH 32NH 3N 2 + 3H 2 N 2 + H 2NH 3 显然.K 1、K 2、K 3具有如下关系: 2/113)(K K = (2)平衡常数K 值的特征:①K 值的大小与浓度、压强和是否使用催化剂无关.即对于一个给定的反应.在一定温度下.不论起始浓度(或压强)和平衡浓度(或压强)如何.也不论是否使用催化剂.达平衡时.平衡常数均相同.②K 值随温度的变化而变化.对于一个给定的可逆反应.温度不变时.K 值不变(而不论反应体系的浓度或压强如何变化);温度不同时.K 值不同.因此.在使用平衡常数K 值时.必须指明反应温度.(3)平衡表达式K 值的意义:①判断可逆反应进行的方向.对于可逆反应:mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g).如果知道在一定温度下的平衡常数.并且知道某个时刻时反应物和生成物的浓度.就可以判断该反应是否达到平衡状态.如果没有达到平衡状态.则可判断反应进行的方向.将某一时刻时的生成物的浓度用化学方程式中相应的化学计量数为指数的乘积.与某一时刻时的反应物的浓度用化学方程式中相应的化学计量数为指数的乘积之比值.叫做浓度商.用Q C 表示.即:当Q C =K 时.体系达平衡状态;当Q C <K.为使Q C 等于K.则分子(生成物浓度的乘积)应增大.分母(反应物浓度的乘积)应减小.因此反应自左向右(正反应方向)进行.直至到达平衡状态;同理.当Q C >K 时.则反应自右向左(逆反应方向)进行.直至到达平衡状态.)()(2424H c O H c K =2123)()()(232321H c N c NH c K ⋅=)()()(22/322/133H c N c NH c K ⋅=)()()(322322NH c H c N c K ⋅=121K K =)()()()(n B c A c D c C c Q m q p c ⋅⋅=②表示可逆反应进行的程度.K 值越大.正反应进行的程度越大(平衡时生成物的浓度大.反应物的浓度小).反应物的转化率越高;K 值越小.正反应进行的程度越小.逆反应进行的程度越大.反应物的转化率越低.一般来说.当K>105时.反应可以认为进行完全.化学平衡计算题求解技巧 1、化学平衡常数(1)化学平衡常数的数学表达式(2)化学平衡常数表示的意义平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小.K 值越大.反应进行越完全.反应物转化率越高.反之则越低.2、有关化学平衡的基本计算(1)物质浓度的变化关系反应物:平衡浓度=起始浓度-转化浓度生成物:平衡浓度=起始浓度+转化浓度其中.各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比.(2)反应的转化率(α): ×100% (3)在密闭容器中有气体参加的可逆反应.在计算时经常用到理想气体方程式:pV=nRT根据这个方程式可以定性甚至定量地比较气体的性质、参数(4)计算模式(“三段式”)浓度(或物质的量等) aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) 起始 m n 0 0转化 ax bx cx dx平衡 m-ax n-bx cx dx根据“三段式”可以求出关于这个可逆反应的某种物质的反应速率、转化率、质量(或体积等)分数以及反应的平衡常数等技巧一:三步法三步是化学平衡计算的一般格式.根据题意和恰当的假设列出起始量、转化量、平衡量.但要注意计算的单位必须保持统一.可用mol 、mol/L.也可用L.例1 X 、Y 、Z 为三种气体.把a mol X 和b mol Y 充入一密闭容器中.发生反应X + 2Y2Z.达到平衡时.若它们的物质的量满足:n (X )+ n (Y )= n (Z ).则Y 的转化率为( )A 、B 、C 、D 、 解析:设Y 的转化率为α (或质量、浓度)反应物起始的物质的量(或质量、浓度)反应物转化的物质的量=α%1005⨯+b a %1005)(2⨯+b b a %1005)(2⨯+b a %1005)(2⨯+ab a。
化学反应速率与化学平衡知识点归纳集团标准化办公室:[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]化学反应速率与化学平衡考点归纳一、化学反应速率⑴. 化学反应速率的概念及表示方法:通过计算式: 来理解其概念: ①化学反应速率与反应消耗的时间(Δt)和反应物浓度的变化(Δc)有关;②在同一反应中,用不同的物质来表示反应速率时,数值可以相同,也可以是不同的.但这些数值所表示的都是同一个反应速率.因此,表示反应速率时,必须说明用哪种物质作为标准.用不同物质来表示的反应速率时,其比值一定等于化学反应方程式中的化学计量数之比.如:化学反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 的:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) = m ∶n ∶p ∶q③一般来说,化学反应速率随反应进行而逐渐减慢.因此某一段时间内的化学反应速率,实际是这段时间内的平均速率,而不是瞬时速率.⑵. 影响化学反应速率的因素:【注意】①化学反应速率的单位是由浓度的单位(mol ·L -1)和时间的单位(s 、min 或h)决定的,可以是mol ·L -1·s -1、mol ·L -1·min -1或mol ·L -1·h -1,在计算时要注意保持时间单位的一致性.②对于某一具体的化学反应,可以用每一种反应物和每一种生成物的浓度变化来表示该反应的化学反应速率,虽然得到的数值大小可能不同,但用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比.如对于下列反应: mA + nB = pC + qD tc v ∆∆=qD v p C v n B v m A v )()()()(=== 有:)(A ν∶)(B ν∶)(C ν∶)(D ν=m ∶n ∶p ∶q或: ③化学反应速率不取负值而只取正值.④在整个反应过程中,反应不是以同样的速率进行的,因此,化学反应速率是平均速率而不是瞬时速率.[有效碰撞] 化学反应发生的先决条件是反应物分子(或离子)之间要相互接触并发生碰撞,但并不是反应物分子(或离子)间的每一次碰撞都能发生化学反应.能够发生化学反应的一类碰撞叫做有效碰撞.[活化分子] 能量较高的、能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子.说明 ①活化分子不一定能够发生有效碰撞,活化分子在碰撞时必须要有合适的取向才能发生有效碰撞.②活化分子在反应物分子中所占的百分数叫做活化分子百分数.当温度一定时,对某一反应而言,活化分子百分数是一定的.活化分子百分数越大,活化分子数越多,有效碰撞次数越多.[影响化学反应速率的因素]I. 决定因素(内因):反应物本身的性质Ⅱ. 条件因素(外因)压强对于有气体参与的化学反应,其他条件不变时(除体积),增大压强,即体积减小,反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,单位时间内有效碰撞次数增多,反应速率加快;反之则减小.若体积不变,加压(加入不参加此化学反应的气体)反应速率就不变.因为浓度不变,单位体积内活化分子数就不变.但在体积不变的情况下,加入反应物,同样是加压,增加反应物浓度,速率也会增加.温度只要升高温度,反应物分子获得能量,使一部分原来能量较低分子变成活化分子,增加了活化分子的百分数,使得有效碰撞次数增多,故反应速率加大(主要原因).当然,由于温度升高,使分子运动速率加快,单位时间内反应物分子碰撞次数增多反应也会相应加快(次要原因)催化剂使用正催化剂能够降低反应所需的能量,使更多的反应物分子成为活化分子,大大提高了单位体积内反应物分子的百分数,从而成千上万倍地增大了反应物速率.负催化剂则反之.浓度当其它条件一致下,增加反应物浓度就增加了单位体积的活化分子的数目,从而增加有效碰撞,反应速率增加,但活化分子百分数是不变的 .其他因素增大一定量固体的表面积(如粉碎),可增大反应速率,光照一般也可增大某些反应的速率;此外,超声波、电磁波、溶剂等对反应速率也有影响.图表如下:二、化学平衡状态⑴前提——密闭容器中的可逆反应⑵条件——一定条件的T、P、c ——影响化学平衡的因素⑶本质——V(正)=V(逆)≠0⑷特征表现——各组分的质量分数不变化学平衡可以用五个字归纳:逆:研究对象是可逆反应动:动态平衡.平衡时v正=v逆≠0等:v(正)=v(逆)定:条件一定,平衡混合物中各组分的百分含量一定(不是相等);变:条件改变,原平衡被破坏,发生移动,在新的条件下建立新的化学平衡.【说明】a.绝大多数化学反应都有一定程度的可逆性,但有的逆反应倾向较小,从整体看O.实际上是朝着同方向进行的,例如NaOH + HCl = NaCl + H2b.有气体参加或生成的反应,只有在密闭容器中进行时才可能是可逆反应.如CaCO3受热分解时,若在敞口容器中进行,则反应不可逆,其反应的化学方程式应写为:CaCO3CaO + CO2↑;若在密闭容器进行时,则反应是可逆的,其反应的化学方程式应写为:CaCO3CaO + CO2可逆反应的特点:反应不能进行到底.可逆反应无论进行多长时间,反应物都不可能100%地全部转化为生成物.1.化学平衡状态①定义:一定条件(恒温、恒容或恒压)下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物(包括反应物和生成物)中各组分的质量分数(或体积分数)保持不变的状态.②化学平衡状态的形成过程:在一定条件下的可逆反应里,若开始时只有反应物而无生成物,根据浓度对化学反应速率的影响可知,此时ν正最大而ν逆为0.随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,生成物的浓度逐渐增大,则ν正越来越小而ν逆越来越大.当反应进行到某一时刻,ν正=ν逆,各物质的浓度不再发生改变,反应混合物中各组分的质量分数(或体积分数)也不再发生变化,这时就达到了化学平衡状态.2.化学平衡的标志:(处于化学平衡时)①、速率标志:v正=v逆≠0;②、反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数不再发生变化;③、反应物的转化率、生成物的产率不再发生变化;④、反应物反应时破坏的化学键与逆反应得到的反应物形成的化学键种类和数量相同;⑤、对于气体体积数不同的可逆反应,达到化学平衡时,体积和压强也不再发生变化.【例1】在一定温度下,反应A2(g) + B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是( C )A. 单位时间生成n mol的A2同时生成n mol的ABB. 容器内的压强不随时间变化C. 单位时间生成2n mol的AB同时生成n mol的B2D. 单位时间生成n mol的A2同时生成n mol的B23.化学平衡状态的判断举例反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡②各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总压强、总体积、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA,即v正=v逆平衡②在单位时间内消耗了n molB同时生成p molC,均指v正不一定平衡③vA:vB:vC:vD=m:n:p:q,v正不一定等于v逆不一定平衡④在单位时间内生成了n molB,同时消耗q molD,因均指v逆不一定平衡压强①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定)平衡②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定)不一定平衡混合气体的平均分子量一定,①当m+n≠p+q时,平衡②当m+n=p+q时,不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化,在其他条件不变的条件下,体系温度一定时平衡体系的密度密度一定不一定平衡判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据图表4.化学平衡移动⑴勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强和温度等),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动.其中包含:①影响平衡的因素:浓度、压强、温度三种;②原理的适用范围:只适用于一项条件发生变化的情况(即温度或压强或一种物质的浓度),当多项条件同时发生变化时,情况比较复杂; ③平衡移动的结果:只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化.⑵平衡移动:是一个“平衡状态→不平衡状态→新的平衡状态”的过程.一定条件下的平衡体系,条件改变后,可能发生平衡移动.即总结如下: ⑶影响化学平衡移动的条件①浓度、温度的改变,都能引起化学平衡移动.而改变压强则不一定能引起化学平衡移动.强调:气体体积数发生变化的可逆反应,改变压强则能引起化学平衡移动;气体体积数不变的可逆反应,改变压强则不会引起化学平衡移动.催化剂不影响化学平衡.②速率与平衡移动的关系: I . v 正=v 逆,平衡不移动;II. v 正>v 逆,平衡向正反应方向移动;正<v 逆,平衡向逆反应方向移动.强调:加快化学反应速率可以缩短到达化学平衡的时间,但不一定能使平衡发生移动.③平衡移动原理:(勒夏特列原理)⑷转化率变化的一般规律(用等效平衡原理来分析)①当温度、压强(造成浓度变化的压强变化)造成平衡正向移动时,反应物转化率一定增大②若反应物只有一种:aA(g)=bB(g)+cC(g),在恒温恒压状态下,若n(C):n(B)=c:b,充入A,转化率不变;在恒温恒容状态下,在不改变其他条件时,增加A的量,A的转化率与气体物质的计量数有关:①若a = b + c : A的转化率不变;②若a > b + c : A的转化率增大;③若a < b + c : A的转化率减小.③若反应物不只一种:aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)α在不改变其他条件时,只增加A的量,A的转化率减小,而B的转化率增大.β将C、D全部转化成A、B得到一个A、B的物质的量之比,按照这个比例加入A、B,恒温恒压时,转化率不变;恒温恒容时,反应物的转化率与气体物质的计量数有关:若a+b=c+d,A、B的转化率都不变;若a+b>c+d,A、B的转化率都增大;若a+b<c+d,A、B的转化率都减小.γ若n(A):n(B)=a:b,恒温恒压时,只要加入C、D的量之比符合C、D的化学计量数之比,转化率不变;恒温恒容时,若a+b=c+d,A、B的转化率都不变,若a+b>c+d,A、B的转化率都增大,若a+b<c+d,A、B的转化率都减小④同一个化学反应,等量加入反应物时,在恒压容器中的转化率总是大于等于在恒容容器中的转化率,当且仅当反应的Δn=0时转化率相等(此时就等效于恒压).对以上3种情况可分别举例,可加深对概念的理解:例1:某恒温恒容的容器中,建立如下平衡:2NO 2(g ) N 2O 4(g ),在相同条件下, 若分别向容器中通入一定量的NO 2气体或N 2O 4气体,重新达到平衡后,容器内N 2O 4的体积分数比原平衡时 ( ) A .都增大 B .都减小 C .前者增大后者减小 D .前者减小后者增大 解析:2NO 2(g )N 2O 4(g )是气体体积减小的可逆反应.反应达到平衡后,无论向密闭容器中加入N O 2还是N 2O 4气体,可视为加压,平衡都向右移动,达到新平衡时NO 2的转化率都增大.答案选A例2:一定温度下,将a mol PCl 5通入一个容积不变的反应器中,达到如下平衡:PCl 5(g )PCl 3(g )+Cl 2(g ),测得平衡混合气体压强为p 1,此时再向反应器中通入a mol PCl 5,在温度不变的条件下再度达到平衡,测得压强为p 2,下列判断正确的是( ) A. 2p 1>p 2 B. PCl 5的转化率增大 C. 2p 1<p 2 D. PCl 3%(体积含量)减少 解析:PCl 5(g )PCl 3(g )+Cl 2(g )是气体体积增大的可逆反应.如反应达到平衡后,再向密闭容器中加入PCl 5, PCl 3的物质的量会有增加,此时可视为加压,平衡向左移动,反应达到新的平衡时PCl 5在平衡混合物中的百分含量也较原平衡时有所增加,但PCl 5的转化率降低.答案选A 例3: 2HI (g )H 2(g )+I 2(g )是气体体积不变的可逆反应,反应达到平衡后,再向固定密闭容器中加入HI ,使c (HI )的浓度增大,HI 平衡转化率不变.对于气体体积不变的可逆反应,反应达到平衡后增加反应物,达到新的化学平衡时反应物的转化率不变.应注意的是,实际应用时,题目所给的条件并不向上面总结的那么理想化,因此应该利用等效平衡知识具体问题具体分析. ⑸压强变化对于转化率的影响对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),(a+b≠c+d)在压强变化导致平衡移动时,充入“惰性气体”化学平衡朝哪个方向移动转化率如何变化可归纳为以下两方面:1. 恒温恒容条件下充入“惰性气体”,化学平衡不移动.因平衡体系的各组分浓度均未发生变化,故各反应物转化率不变.2. 恒温恒压条件下充入“惰性气体”,化学平衡向气体体积增大的方向移动.因为此时容器容积必然增大,相当于对反应体系减压,继而可判断指定物质的转化率变化.变式训练:1、在一容积可变的密闭容器中,通入1molX和3molY,在一定条件下发生如下反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g),到达平衡后,Y的转化率为a%,然后再向容器中通入2molZ,保持在恒温恒压下反应,当达到新的平衡时,Y的转化率为b%.则a与b的关系是()A.a=b B.a>b C.a<b D.不能确定2、两个体积相同的密闭容器A、B,在A中充入S O2和O2各1mol,在B中充入SO2和O2各2 mol,加热到相同温度,有如下反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g),对此反应,下述不正确的是()A.反应速率B>A B.SO2的转化率B>AC.平衡时各组分含量B = A D.平衡时容器的压强B>A3、一定量混合气体在密闭容器中发生如下反应:xA(气)+yB(气) nC(气),达到平衡后,测得A气体的浓度为L.保持温度不变将容器的容积扩大1倍,再达平衡时,测得A气体的浓度为L,则下列叙述中正确的是()A、x+y<nB、该化学平衡向右移动C、B的转化率增大D、C的体积分数减小4、一定温度下,在一个体积可变的密闭容器中加入2 molH2和2 molN2,建立如下平衡: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)相同条件下,若向容器中再通入1 mol H2和,1molN2又达到平衡.则下列说法正确的是()A.NH3的百分含量不变B.N2的体积分数增大C.N2的转化率增大 D.NH3的百分含量增大5、某温度下的密闭容器中发生如下反应:2M(g)+N(g) 2E(g),若开始时只充入2 mol E(g),达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了20%;若开始时只充入2 mol M和1 mol N的混合气体,则达平衡时M的转化率为()A.20%% %% 参考答案: 1、 A 2、C 3、D 4、A 5、C总之,判断转化率的变化关键是正确判断平衡移动的方向,当增大物质的浓度难以判断平衡移动的方向时,可转化为压强问题进行讨论;当增大压强难以判断平衡移动的方向时,可转化为浓度问题进行讨论.5、等效平衡问题的解题思路⑴概念:同一反应,在一定条件下所建立的两个或多个平衡中,混合物中各成分的含量相同,这样的平衡称为等效平衡.⑵分类:①等温等容条件下的等效平衡:在温度和容器体积不变的条件下,改变起始物质的加入情况,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为等同平衡.②等温等压条件下的等效平衡:在温度和压强不变的条件下,改变起始物质的加入情况,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量比值相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为等比例平衡.③等温且Δn=0条件下的等效平衡:在温度和容器体积不变的条件下,对于反应前后气体总分子数不变的可逆反应,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边任意一边物质的物质的量比值相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为不移动的平衡.【归纳】等效平衡规律对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在两种不同起始状态下反应,达平衡后互为等效平衡的条件是:6、速率和平衡图像分析⑴分析反应速度图像①看起点:分清反应物和生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,生成物多数以原点为起点.②看变化趋势:分清正反应和逆反应,分清放热反应和吸热反应.升高温度时,△V 吸热>△V放热.③看终点:分清消耗浓度和增生浓度.反应物的消耗浓度与生成物的增生浓度之比等于反应方程式中各物质的计量数之比.④对于时间——速度图像,看清曲线是连续的,还是跳跃的.分清“渐变”和“突变”、“大变”和“小变”.增大反应物浓度V正突变,V逆渐变.升高温度,V 吸热大增,V放热小增.⑵化学平衡图像问题的解答方法:①三步分析法:一看反应速率是增大还是减小;二看△V正、△V逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向.②四要素分析法:看曲线的起点;看曲线的变化趋势;看曲线的转折点;看曲线的终点.③先拐先平:对于可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) ,在转化率-时间曲线中,先出现拐点的曲线先达到平衡.它所代表的温度高、压强大.这时如果转化率也较高,则反应中m+n>p+q.若转化率降低,则表示m+n<p+q.④定一议二:图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系. 化学反应速率化学反应进行的快慢程度,用单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示.解化学平衡图像题的技巧1、弄清横坐标和纵坐标的意义.2、弄清图像上点的意义,特别是一些特殊点(如与坐标轴的交点、转折点、几条曲线的交叉点)的意义.3、弄清图像所示的增、减性.4、弄清图像斜率的大小.5、看是否需要辅助线.6、看清曲线的起点位置及曲线的变化趋势7、先出现拐点的曲线先平衡,所处的温度较高或压强较大;还可能是使用正催化剂8、定压看温度变化;定温看压强变化.7、化学平衡常数在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积与反应物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积的比值是一个常数,这个常数叫做化学平衡常数,简称平衡常数.用符号K表示.(1)平衡常数K的表达式:对于一般的可逆反应:mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)当在一定温度下达到化学平衡时,该反应的平衡常数为:【注意】:a.在平衡常数表达式中,反应物A、B 和生成物C、D的状态全是气态,c(A)、c(B)、c(C)、c(D)均为平衡时的浓度.b.当反应混合物中有固体或纯液体时,他们的浓度看做是一个常数1,不必写入平衡常数的表达式中.例如,反应在高温下 Fe3O4(s) + 4H23Fe(s) + 4H2O(g)的平衡常数表达式为:又如,在密闭容器中进行的可逆反应CaCO3(s) CaO(s) + CO2↑的平衡常数表达式为:K=c(CO2)c.平衡常数K的表达式与化学方程式的书写方式有关.例如:N2 + 3H22NH3)()()()(n BcAcDcCcKmqp⋅⋅=)()(2424HcOHcK=)()()(232321HcNcNHcK⋅=2NH 3N 2 + 3H 2 N 2 + H 2NH 3 显然,K 1、K 2、K 3具有如下关系: 2/113)(K K = (2)平衡常数K 值的特征:①K 值的大小与浓度、压强和是否使用催化剂无关.即对于一个给定的反应,在一定温度下,不论起始浓度(或压强)和平衡浓度(或压强)如何,也不论是否使用催化剂,达平衡时,平衡常数均相同.②K 值随温度的变化而变化.对于一个给定的可逆反应,温度不变时,K 值不变(而不论反应体系的浓度或压强如何变化);温度不同时,K 值不同.因此,在使用平衡常数K 值时,必须指明反应温度. (3)平衡表达式K 值的意义:①判断可逆反应进行的方向.对于可逆反应:mA(g) + nB(g)pC(g) +qD(g),如果知道在一定温度下的平衡常数,并且知道某个时刻时反应物和生成物的浓度,就可以判断该反应是否达到平衡状态,如果没有达到平衡状态,则可判断反应进行的方向.将某一时刻时的生成物的浓度用化学方程式中相应的化学计量数为指数的乘积,与某一时刻时的反应物的浓度用化学方程式中相应的化学计量数为指数的乘积之比值,叫做浓度商,用Q C 表示.即:当Q C =K 时,体系达平衡状态;当Q C <K ,为使Q C 等于K ,则分子(生成物浓度的乘积)应增大,分母(反应物浓度的乘积)应减小,因此反应自左向右(正反应方向)进行,直至到达平衡状态;同理,当Q C >K 时,则反应自右向左(逆反应方向)进行,直至到达平衡状态.②表示可逆反应进行的程度.)()()(22/322/133H c N c NH c K ⋅=)()()(322322NH c H c N c K ⋅=)()()()(n B c A c D c C c Q m qp c ⋅⋅=K 值越大,正反应进行的程度越大(平衡时生成物的浓度大,反应物的浓度小),反应物的转化率越高;K 值越小,正反应进行的程度越小,逆反应进行的程度越大,反应物的转化率越低.一般来说,当K>105时,反应可以认为进行完全.化学平衡计算题求解技巧1、化学平衡常数(1)化学平衡常数的数学表达式 (2)化学平衡常数表示的意义平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小,K 值越大,反应进行越完全,反应物转化率越高,反之则越低. 2、有关化学平衡的基本计算 (1)物质浓度的变化关系反应物:平衡浓度=起始浓度-转化浓度 生成物:平衡浓度=起始浓度+转化浓度其中,各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比.(2)反应的转化率(α): ×100% (3)在密闭容器中有气体参加的可逆反应,在计算时经常用到理想气体方程式: pV=nRT根据这个方程式可以定性甚至定量地比较气体的性质、参数 (4)计算模式(“三段式”) 浓度(或物质的量等) aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)(或质量、浓度)反应物起始的物质的量(或质量、浓度)反应物转化的物质的量=α起始 m n 0 0 转化 ax bx cx dx 平衡 m-ax n-bx cx dx根据“三段式”可以求出关于这个可逆反应的某种物质的反应速率、转化率、质量(或体积等)分数以及反应的平衡常数等 技巧一:三步法三步是化学平衡计算的一般格式,根据题意和恰当的假设列出起始量、转化量、平衡量.但要注意计算的单位必须保持统一,可用mol 、mol/L ,也可用L.例1 X 、Y 、Z 为三种气体,把a mol X 和b mol Y 充入一密闭容器中,发生反应X + 2Y2Z ,达到平衡时,若它们的物质的量满足:n (X )+ n (Y )= n (Z ),则Y 的转化率为( )A 、B 、C 、D 、 解析:设Y 的转化率为αX + 2Y2Z起始(mol ) a b 0转化(mol ) αb αb平衡(mol )-a -b αb αb依题意有:-a + -b αb = αb , 解得:α= .故应选 B. 技巧二:差量法差量法用于化学平衡计算时,可以是体积差量、压强差量、物质的量差量等等.%1005⨯+b a %1005)(2⨯+b b a %1005)(2⨯+b a %1005)(2⨯+a b a αb 21αb 21αb 21%1005)(2⨯+b b a例2 某体积可变的密闭容器,盛有适量的A 和B 的混合气体,在一定条件下发生反应: A + 3B2C ,若维持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为VL ,其中C 气体的体积占10%,下列推断正确的是( ) ①原混合气体的体积为 L ②原混合气体的体积为 L ③反应达平衡时,气体A 消耗掉 L ④反应达平衡时,气体B 消耗掉 L A 、②③ B 、②④ C 、①③ D 、①④ 解析: A + 3B2C ΔV起始(L ) 1 3 2 2 平衡(L )所以原混合气体的体积为V L + L = L ,由此可得:气体A 消耗掉 L ,气体B 消耗掉 L.故本题选A.变式 某温度下,在密闭容器中发生如下反应,2A(g)2B(g)+C(g),若开始时只充入2 mol A 气体,达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了20%,则平衡时A 的体积分数为 .解析:等温度、等体积时,压强增大了20%,也就是气体的物质的量增多了2 mol ×20%= mol ,即平衡时气体的物质的量变为 mol. 2A(g)2B(g) + C(g) Δn2 2 1 1 变化(mol )平衡时,n(A)=2 mol - mol = mol ,n(总)= mol ,故A 的体积分数为: ×100%=50%. 技巧三:守恒法2.4mol1.2mol1、质量守恒 例3、a mol N 2与b mol H 2混合,要一定条件下反应达到平衡,生成了c mol NH 3,则NH 3在平衡体系中质量分数为( ) A 、 B 、 C 、 D 、解析:由质量守恒定律可知:在平衡体系中的混合气体总质量应等于反应前N 2和H 2混合气的总质量.即NH 3在平衡体系中的质量分数为 .故本题应选B.2、原子个数守恒例4 加热时,N 2O 5可按下列分解:N 2O 5 N 2O 3 + O 2、N 2O 3又可按下列分解:N 2O 3N 2O + O 2.今将 4 molN 2O 5充入一升密闭容器中,加热至 t ℃时反应达到了平衡状态.平衡时,c (O 2)= mol/L, c (N 2O 3)= mol/L,c (N 2O )= _______ mol/L ,此时N 2O 5的分解率为 ________.解析:N 2O 5的起始浓度为c (N 2O 5)=4mol/L ,平衡时的气体成份及浓度为: 达平衡时的气体成份:N 2O 5 N 2O 3 N 2O O 2 平衡浓度(mol/L ) x y 由N 原子守恒:422262.12⨯=+⨯+y x 由O 原子守恒:4525.4362.15⨯=⨯++⨯+y x解得:x = mol/L ,y = mol/L ,所以,c (N 2O )= mol/L ,N 2O 5的分解率为: .变式 一定温度下,反应2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)达到平衡时,%1001722817⨯-+cb a c%100⨯++cb ac %10022817⨯+ba c%10022834⨯+ba c%5.76%100/4/94.0/4=⨯-Lmol Lmol L mol %10022817⨯+ba c。
⑴. 化学反应速率的概念及表示方法:通过计算式:v =Δc /Δt来理解其概念:①化学反应速率与反应消耗的时间(Δt)和反应物浓度的变化(Δc)有关;②在同一反应中,用不同的物质来表示反应速率时,数值可以相同,也可以是不同的。
但这些数值所表示的都是同一个反应速率。
因此,表示反应速率时,必须说明用哪种物质作为标准。
用不同物质来表示的反应速率时,其比值一定等于化学反应方程式中的化学计量数之比。
如:化学反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 的:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) = m∶n∶p∶q ③一般来说,化学反应速率随反应进行而逐渐减慢。
因此某一段时间内的化学反应速率,实际是这段时间内的平均速率,而不是瞬时速率。
⑵. 影响化学反应速率的因素:I. 决定因素(内因):反应物本身的性质。
Ⅱ.条件因素(外因)(也是我们研究的对象):①. 浓度:其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大活化分子总数,从而加快化学反应速率。
值得注意的是,固态物质和纯液态物质的浓度可视为常数;②. 压强:对于气体而言,压缩气体体积,可以增大浓度,从而使化学反应速率加快。
值得注意的是,如果增大气体压强时,不能改变反应气体的浓度,则不影响化学反应速率。
③. 温度:其他条件不变时,升高温度,能提高反应分子的能量,增加活化分子百分数,从而加快化学反应速率。
④. 催化剂:使用催化剂能等同地改变可逆反应的正、逆化学反应速率。
⑤. 其他因素。
如固体反应物的表面积(颗粒大小)、光、不同溶剂、超声波等。
2. 化学平衡:⑴. 化学平衡研究的对象:可逆反应。
⑵. 化学平衡的概念(略);⑶. 化学平衡的特征:动:动态平衡。
平衡时v正==v逆≠0等:v正=v逆定:条件一定,平衡混合物中各组分的百分含量一定(不是相等);变:条件改变,原平衡被破坏,发生移动,在新的条件下建立新的化学平衡。
⑷. 化学平衡的标志:(处于化学平衡时):①、速率标志:v正=v逆≠0;②、反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数不再发生变化;③、反应物的转化率、生成物的产率不再发生变化;④、反应物反应时破坏的化学键与逆反应得到的反应物形成的化学键种类和数量相同;⑤、对于气体体积数不同的可逆反应,达到化学平衡时,体积和压强也不再发生变化。
1. 化学反应速率:⑴. 化学反应速率的概念及表示方法:通过计算式:v =Δc /Δt来理解其概念:①化学反应速率与反应消耗的时间Δt和反应物浓度的变化Δc有关;②在同一反应中,用不同的物质来表示反应速率时,数值可以相同,也可以是不同的;但这些数值所表示的都是同一个反应速率;因此,表示反应速率时,必须说明用哪种物质作为标准;用不同物质来表示的反应速率时,其比值一定等于化学反应方程式中的化学计量数之比;如:化学反应mAg + nBg pCg + qDg 的:vA∶vB∶vC∶vD = m∶n∶p∶q③一般来说,化学反应速率随反应进行而逐渐减慢;因此某一段时间内的化学反应速率,实际是这段时间内的平均速率,而不是瞬时速率;⑵. 影响化学反应速率的因素:I. 决定因素内因:反应物本身的性质;Ⅱ.条件因素外因也是我们研究的对象:①. 浓度:其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大活化分子总数,从而加快化学反应速率;值得注意的是,固态物质和纯液态物质的浓度可视为常数;②. 压强:对于气体而言,压缩气体体积,可以增大浓度,从而使化学反应速率加快;值得注意的是,如果增大气体压强时,不能改变反应气体的浓度,则不影响化学反应速率;③. 温度:其他条件不变时,升高温度,能提高反应分子的能量,增加活化分子百分数,从而加快化学反应速率;④. 催化剂:使用催化剂能等同地改变可逆反应的正、逆化学反应速率;⑤. 其他因素;如固体反应物的表面积颗粒大小、光、不同溶剂、超声波等;2. 化学平衡:⑴. 化学平衡研究的对象:可逆反应;⑵. 化学平衡的概念略;⑶. 化学平衡的特征:动:动态平衡;平衡时v正==v逆≠0等:v正=v逆定:条件一定,平衡混合物中各组分的百分含量一定不是相等;变:条件改变,原平衡被破坏,发生移动,在新的条件下建立新的化学平衡;⑷. 化学平衡的标志:处于化学平衡时:①、速率标志:v正=v逆≠0;②、反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数不再发生变化;③、反应物的转化率、生成物的产率不再发生变化;④、反应物反应时破坏的化学键与逆反应得到的反应物形成的化学键种类和数量相同;⑤、对于气体体积数不同的可逆反应,达到化学平衡时,体积和压强也不再发生变化;例1在一定温度下,反应A2g + B2g 2ABg达到平衡的标志是 CA. 单位时间生成n mol的A2同时生成n mol的ABB. 容器内的压强不随时间变化C. 单位时间生成2n mol的AB同时生成n mol的B2D. 单位时间生成n mol的A2同时生成n mol的B2⑸. 化学平衡状态的判断:举例反应 mAg + nBg pCg + qDg混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡②各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总压强、总体积、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA,即v正=v逆平衡②在单位时间内消耗了n molB同时生成p molC,均指v正不一定平衡③vA:vB:vC:vD=m:n:p:q,v正不一定等于v逆不一定平衡④在单位时间内生成了n molB,同时消耗q molD,因均指v逆不一定平衡压强①m+n≠p+q时,总压力一定其他条件一定平衡②m+n=p+q时,总压力一定其他条件一定不一定平衡混合气体的平均分子量①一定时,只有当m+n≠p+q时,平衡②一定,但m+n=p+q时,不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化,在其他条件不变的条件下,体系温度一定时平衡体系的密度密度一定不一定平衡3.化学平衡移动:⑴勒沙持列原理:如果改变影响平衡的一个条件如浓度、压强和温度等,平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动;其中包含:①影响平衡的因素:浓度、压强、温度三种;②原理的适用范围:只适用于一项条件发生变化的情况即温度或压强或一种物质的浓度,当多项条件同时发生变化时,情况比较复杂;③平衡移动的结果:只能减弱不可能抵消外界条件的变化;⑵、平衡移动:是一个“平衡状态→不平衡状态→新的平衡状态”的过程;一定条件下的平衡体系,条件改变后,可能发生平衡移动;即总结如下:⑶、平衡移动与转化率的关系:不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来;⑷、影响化学平衡移动的条件:化学平衡移动:强调一个“变”字①浓度、温度的改变,都能引起化学平衡移动;而改变压强则不一定能引起化学平衡移动;强调:气体体积数发生变化的可逆反应,改变压强则能引起化学平衡移动;气体体积数不变的可逆反应,改变压强则不会引起化学平衡移动;催化剂不影响化学平衡;②速率与平衡移动的关系:I. v正== v逆,平衡不移动;Ⅱ. v正 > v逆,平衡向正反应方向移动;Ⅲ. v正 < v逆,平衡向逆反应方向移动;③平衡移动原理:勒沙特列原理:④分析化学平衡移动的一般思路:速率不变:如容积不变时充入惰性气体强调:加快化学反应速率可以缩短到达化学平衡的时间,但不一定能使平衡发生移动;⑸、反应物用量的改变对化学平衡影响的一般规律:Ⅰ、若反应物只有一种:aAg=bBg + cCg,在不改变其他条件时,增加A的量平衡向正反应方向移动,但是A的转化率与气体物质的计量数有关:可用等效平衡的方法分析;①若a = b + c :A的转化率不变;②若a > b + c : A的转化率增大;③若a < b + c A的转化率减小;Ⅱ、若反应物不只一种:aAg + bBg=cCg + dDg,①在不改变其他条件时,只增加A的量,平衡向正反应方向移动,但是A的转化率减小,而B的转化率增大;②若按原比例同倍数地增加A和B,平衡向正反应方向移动,但是反应物的转化率与气体物质的计量数有关:如a+b = c + d,A、B的转化率都不变;如a+ b>c+ d,A、B的转化率都增大;如a + b < c + d,A、B的转化率都减小;4、等效平衡问题的解题思路:⑴、概念:同一反应,在一定条件下所建立的两个或多个平衡中,混合物中各成分的含量相同,这样的平衡称为等效平衡;⑵分类:①等温等容条件下的等效平衡:在温度和容器体积不变的条件下,改变起始物质的加入情况,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为等同平衡;②等温等压条件下的等效平衡:在温度和压强不变的条件下,改变起始物质的加入情况,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量比值相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为等比例平衡;③等温且△n=0条件下的等效平衡:在温度和容器体积不变的条件下,对于反应前后气体总分子数不变的可逆反应,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边任意一边物质的物质的量比值相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为不移动的平衡;5、速率和平衡图像分析:⑴分析反应速度图像:①看起点:分清反应物和生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,生成物多数以原点为起点;②看变化趋势:分清正反应和逆反应,分清放热反应和吸热反应;升高温度时,△V 吸热>△V放热;③看终点:分清消耗浓度和增生浓度;反应物的消耗浓度与生成物的增生浓度之比等于反应方程式中各物质的计量数之比;④对于时间——速度图像,看清曲线是连续的,还是跳跃的;分清“渐变”和“突变”、“大变”和“小变”;增大反应物浓度V正突变,V逆渐变;升高温度,V吸热大增,V放热小增;⑵化学平衡图像问题的解答方法:①三步分析法:一看反应速率是增大还是减小;二看△V正、△V逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向;②四要素分析法:看曲线的起点;看曲线的变化趋势;看曲线的转折点;看曲线的终点;③先拐先平:对于可逆反应mAg + nBg pCg + qDg ,在转化率-时间曲线中,先出现拐点的曲线先达到平衡;它所代表的温度高、压强大;这时如果转化率也较高,则反应中m+n>p+q;若转化率降低,则表示m+n<p+q;④定一议二:图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系; 化学反应速率化学反应进行的快慢程度,用单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示;通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示;表达式:△vA=△cA/△t单位:mol/L·s或mol/L·min影响化学反应速率的因素:温度,浓度,压强,催化剂;另外,x射线,γ射线,固体物质的表面积也会影响化学反应速率化学反应的计算公式:例对于下列反应:mA+nB=pC+qD有vA:vB:vC:vD=m:n:p:q对于没有达到化学平衡状态的可逆反应:v正≠v逆影响化学反应速率的因素:压强:对于有气体参与的化学反应,其他条件不变时除体积,增大压强,即体积减小,反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,单位时间内有效碰撞次数增多,反应速率加快;反之则减小;若体积不变,加压加入不参加此化学反应的气体反应速率就不变;因为浓度不变,单位体积内活化分子数就不变;但在体积不变的情况下,加入反应物,同样是加压,增加反应物浓度,速率也会增加;温度:只要升高温度,反应物分子获得能量,使一部分原来能量较低分子变成活化分子,增加了活化分子的百分数,使得有效碰撞次数增多,故反应速率加大主要原因;当然,由于温度升高,使分子运动速率加快,单位时间内反应物分子碰撞次数增多反应也会相应加快次要原因催化剂:使用正催化剂能够降低反应所需的能量,使更多的反应物分子成为活化分子,大大提高了单位体积内反应物分子的百分数,从而成千上万倍地增大了反应物速率.负催化剂则反之;浓度:当其它条件一致下,增加反应物浓度就增加了单位体积的活化分子的数目,从而增加有效碰撞,反应速率增加,但活化分子百分数是不变的 ;其他因素:增大一定量固体的表面积如粉碎,可增大反应速率,光照一般也可增大某些反应的速率;此外,超声波、电磁波、溶剂等对反应速率也有影响;溶剂对反应速度的影响在均相反应中,溶液的反应远比气相反应多得多有人粗略估计有90%以上均相反应是在溶液中进行的;但研究溶液中反应的动力学要考虑溶剂分子所起的物理的或化学的影响,另外在溶液中有离子参加的反应常常是瞬间完成的,这也造成了观测动力学数据的困难;最简单的情况是溶剂仅引起介质作用的情况;在溶液中起反应的分子要通过扩散穿周围的溶剂分子之后,才能彼此接触,反应后生成物分子也要穿国周围的溶剂分子通过扩散而离开;扩散——就是对周围溶剂分子的反复挤撞,从微观角度,可以把周围溶剂分子看成是形成了一个笼,而反应分子则处于笼中;分子在笼中持续时间比气体分子互相碰撞的持续时间大10-100倍,这相当于它在笼中可以经历反复的多次碰撞;笼效应——就是指反应分子在溶剂分子形成的笼中进行多次的碰撞或振动;这种连续反复碰撞则称为一次偶遇,所以溶剂分子的存在虽然限制了反应分子作远距离的移动,减少了与远距离分子的碰撞机会,但却增加了近距离分子的重复碰撞;总的碰撞频率并未减低;据粗略估计,在水溶液中,对于一对无相互作用的分子,在依次偶遇中它们在笼中的时间约为10-12-10-11s,在这段时间内大约要进行100-1000次的碰撞;然后偶尔有机会跃出这个笼子,扩散到别处,又进入另一个笼中;可见溶液中分子的碰撞与气体中分子的碰撞不同,后者的碰撞是连续进行的,而前者则是分批进行的,一次偶遇相当于一批碰撞,它包含着多次的碰撞;而就单位时间内的总碰撞次数而论,大致相同,不会有商量级上的变化;所以溶剂的存在不会使活化分子减少;A和B发生反应必须通过扩散进入同一笼中,反应物分子通过溶剂分子所构成的笼所需要的活化能一般不会超过20kJ·mol-1,而分子碰撞进行反应的活化能一般子40 -400kJ·mol-1之间;由于扩散作用的活化能小得多,所以扩散作用一般不会影响反应的速率;但也有不少反应它的活化能很小,例如自由基的复合反应,水溶液中的离子反应等;则反应速率取决于分子的扩散速度,即与它在笼中时间成正比;从以上的讨论可以看出,如果溶剂分子与反应分子没有显着的作用,则一般说来碰撞理论对溶液中的反应也是适用的,并且对于同一反应无论在气相中或在溶液中进行,其概率因素P和活化能都大体具有同样的数量级,因而反应速率也大体相同;但是也有一些反应,溶剂对反应有显着的影响;例如某些平行反应,常可借助溶剂的选择使得其中一种反应的速率变得较快,使某种产品的数量增多;溶剂对反应速率的影响是一个极其复杂的问题,一般说来:1溶剂的介电常数对于有离子参加的反应有影响;因为溶剂的介电常数越大,离子间的引力越弱,所以介电常数比较大的溶剂常不利与离子间的化合反应;2溶剂的极性对反应速率的影响;如果生成物的极性比反应物大,则在极性溶剂中反应速率比较大;反之,如反应物的极性比生成物大,则在极性溶剂中的反应速率必变小;3溶剂化的影响,一般说来;作用物与生成物在溶液中都能或多或少的形成溶剂化物;这些溶剂化物若与任一种反应分子生成不稳定的中间化合物而使活化能降低,则可以使反应速率加快;如果溶剂分子与作用物生成比较稳定的化合物,则一般常能使活化能增高,而减慢反应速率;如果活化络合物溶剂化后的能量降低,因而降低了活化能,就会使反应速率加快;4离子强度的影响也称为原盐效应;在稀溶液中如果作用物都是电介质,则反应的速率与溶液的离子强度有关;也就是说第三种电解质的存在对于反应速率有影响.。
化学反应速率和平衡常数知识点总结化学反应速率是指化学反应过程中,反应物消失和生成物出现的速度。
它可以通过多种因素来影响,包括温度、浓度、催化剂等。
平衡常数则是描述反应系统达到平衡时反应物浓度与生成物浓度之间的关系。
下面是对化学反应速率和平衡常数相关知识点的总结。
一、化学反应速率1. 反应速率的定义和表示方式化学反应的速率是指反应物浓度变化随时间的变化率。
通常用化学反应的物质浓度变化来表示反应速率,可以用公式表示为:速率 =(Δ物质浓度)/(Δ时间)2. 影响反应速率的因素(1)温度:温度升高会增加分子的平均动能,提高碰撞频率和碰撞能量,从而增大反应速率。
(2)浓度:反应物浓度的增大会增加反应物分子的碰撞频率,从而提高反应速率。
(3)催化剂:催化剂可以降低反应的活化能,提高反应速率,而不参与反应本身。
3. 反应速率与化学反应类型的关系不同类型的化学反应具有不同的速率表达式。
例如,对于一级反应,反应速率与反应物的浓度成正比;对于二级反应,反应速率与反应物浓度的平方成正比。
4. 反应速率常用实验方法(1)消失法:通过测量反应物浓度随时间的变化来确定反应速率。
(2)出现法:通过测量生成物浓度随时间的变化来确定反应速率。
(3)体积法:通过测量生成物体积随时间的变化来确定反应速率。
二、平衡常数1. 平衡反应的定义和表达方式当反应系统达到平衡时,反应物的浓度和生成物的浓度不再发生变化,称为平衡反应。
平衡常数是描述平衡反应浓度之间关系的数字指标。
对于一般的反应aA + bB ⇌ cC + dD,平衡常数K的表达式为:K = [C]^c*[D]^d/([A]^a*[B]^b)2. 影响平衡常数的因素(1)温度:温度升高会改变反应中物质的摩尔分布,从而改变平衡常数的值。
(2)浓度:改变反应物或生成物的浓度会影响平衡常数的值。
根据Le Chatelier原理,如果浓度增加,则反应向生成物一侧移动,平衡常数增大;如果浓度减小,则反应向反应物一侧移动,平衡常数减小。
【高中化学】反应速率与化学平衡知识点总结详解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(点击图片,查看大图)(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。
※注意:(2)惰性气体对于速率的影响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恒温恒体时: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逆反应速率相等时,更组成成分浓度不再改变,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。
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、判断平衡的依据判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据4、影响化学平衡移动的因素4-1、浓度对化学平衡移动的影响(1)影响规律: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逆也减小,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。
4-2、温度对化学平衡移动的影响影响规律:在其他条件不变的情况下,温度升高会使化学平衡向着吸热反应方向移动,温度降低会使化学平衡向着放热反应方向移动。
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(v)ﻭ⑴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ﻭ⑵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ﻭ⑶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:ﻭ①决定因素(内因):反应物的性质(决定因素)②条件因素(外因):反应所处的条件外因对化学反应速率影响的变化规律条件变化活化分子的量的变化反应速率的变化反应物的浓度增大单位体积里的总数目增多,百分数不变增大减小单位体积里的总数目减少,百分数不变减小气体反应物的压强增大单位体积里的总数目增多,百分数不变增大减小单位体积里的总数目减少,百分数不变减小反应物的温度升高百分数增大,单位体积里的总数目增多增大降低百分数减少,单位体积里的总数目减少减小反应物的催化剂使用百分数剧增,单位体积里的总数目剧增剧增撤去百分数剧减,单位体积里的总数目剧减剧减其他光,电磁波,超声波,固体反应物颗粒的大小,溶剂等有影响※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。
ﻭ(2)、惰性气体对于速率的影响①恒温恒容:充入惰性气体→总压增大,但各分压不变,各物质浓度不变→反应速率不变②恒温恒体:充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢ﻭ二、化学平衡(一)1。
定义:一定条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,更组成成分浓度不再改变,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。
2、化学平衡的特征ﻭ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、判断平衡的依据判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据例举反应mA(g)+nB(g)C(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定平衡②各物质的质量或各物质质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压力、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了mmolA同时生成m molA,即V(正)=V(逆)平衡②在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了p molC,则V(正)=V(逆)平衡③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于V(逆)不一定平衡④在单位时间内生成nmolB,同时消耗了q molD,因均指V(逆)不一定平衡压强①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定) 平衡②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定) 不一定平衡混合气体平均相对分子质量Mr①Mr一定时,只有当m+n≠p+q时平衡②Mr一定时,但m+n=p+q时不一定平衡温度任何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时(其他不变)平衡体系的密度密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化等平衡(二)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)影响规律: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ﻭ(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逆也减小,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。
第二章化学反应速率和化学平衡第一节、化学反应速率掌握化学反应速率的含义及其计算;了解测定化学反应速率的实验方法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;v=Δc/Δtυ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间单位:mol/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;VA:VB:VC:VD=A:B:C:D;VA/A=VB/B.②三步法:mA+nB===pC+qD初始量mol/L: a b 0 0变化量mol/L:mx nx pxqxns末量mol/L a-mx b-nx pxqxPS:只有变化量与计量数成正比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;不是瞬时速率④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;⑤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;5.化学反应速率的测量1基本思路化学反应速率是通过实验测定的;因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质包括反应物和生成物,所以与其中任何一种化学物质的浓度或质量相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用;2测定方法①直接可观察的性质,如释放出气体的体积和体系的压强;②依靠科学仪器才能测量的性质,如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等;③在溶液中,当反应物或产物本身有比较明显的颜色时,常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率;物理方法:量气法、比色法、电导法等;第二节、影响化学反应速率的因素了解影响反应速率的主要因素;掌握外界条件对反应速率的影响规律1、发生化学反应的前提——有效碰撞理论1有效碰撞:能够发生化学反应的碰撞;化学反应发生的先决条件是反应物分子之间必须发生碰撞;反应物分子之间的碰撞只有少数碰撞能导致化学反应的发生,多数碰撞并不能导致反应的发生,是无效碰撞;碰撞的频率越高,则化学反应速率就越大;2活化能和活化分子①活化分子:在化学反应中,能量较高,有可能发生有效碰撞的分子;活化分子之间之所以能够发生有效碰撞,是由于它们的能量高,发生碰撞时,能够克服相撞分子之间的排斥力,破坏分子内部原子之间的“结合力”,从而导致反应物分子破坏,重新组合成生成物分子,发生化学反应;②活化能:活化分子所多出的那部分能量或普通分子转化成活化分子所需的最低能量;③活化能与化学反应速率:活化分子数目的多少决定了有效碰撞发生的次数;在分子数确定时,活化分子百分数增大,有效碰撞的次数增多,反应速率加快;2、决定化学反应速率的因素内因:参加反应的物质的性质和反应的历程,是决定化学反应速率的主要因素;外因:即外界条件,主要有温度、浓度、压强、催化剂等;1浓度①其他条件不变时,增大反应物的浓度,加快反应速率;减小反应物的浓度,减慢反应速率;②解释:在其他条件不变时,对某一反应来说,活化分子百分数是一定的,单位体积内的活化分子数与单位体积内反应物分子总数成正比,就与浓度成正比;反应物浓度增大→单位体积内分子数增加→活化分子数增加→单位时间内有效碰撞增加→反应速率加快2压强①对于有气体参加的反应,若其他条件不变,增大压强减小容器的容积,反应速率加快;减小压强增大容器容积,反应速率减慢;②解释:在一定温度下,一定量的气体所占的体积与压强成反比;增大压强减小容器的容积相当于增大反应物的浓度;③压强改变的几种情况:1.恒温时:压缩体积→压强增大→浓度增大→反应速率增大;增大体积,反应速率减小. 恒温时,压缩体积→活化分子百分数不变,但单位体积内活化分子数增多→有效碰撞几率增多→反应速率增大.反之,增大容器体积,反应速率减小.2.恒温恒容时⑴充入气体反应物→气体反应物浓度增大压强也增大→反应速率增大体积不变时,充入气体反应物→活化分子百分数不变,但单位体积内活化分子数增多→有效碰撞几率增多→反应速率增大⑵充入不参与反应的气体→容器内总压强增大→各物质浓度未改变→反应速率不变体积不变时,充入不参与反应的气体→活化分子数和活化分子百分数都不变→有效碰撞几率不变→反应速率不变.3.恒温恒压时:充入不参与反应的气体→体积增大→反应物浓度减小→反应速率减慢总之,分析压强改变对化学反应速率的影响时,关键看气体浓度是否有变化:如果气体浓度有变化,化学反应速率一定改变;若气体浓度无改变,则化学反应速率不改变.同时要注意通常所说的压强增大是指压缩加压.3温度①其他条件不变时,升高温度,增大反应速率;降低温度,减慢反应速率;②解释:温度是分子平均动能的反映,温度升高,使得整个体系中分子的能量升高,分子运动速率加快;4催化剂对反应速率的影响①催化剂可以改变化学反应的速率;不加说明时,催化剂一般使反应速率加快的正催化剂;②催化剂影响化学反应速率的原因:在其他条件不变时,使用催化剂可以大大降低反应所需要的能量,会使更多的反应物分子成为活化分子,大大增加活化分子百分数,因而使反应速率加快;第三节、化学平衡了解化学平衡状态的建立,理解化学平衡的特点外界条件浓度、温度、压强等对化学平衡的影响1. 可逆反应与不可逆反应①可逆反应:在同一条件下,同时向正、反两个方向进行的化学反应称为可逆反应;前提:反应物和产物必须同时在于同一反应体系中,而相同条件下,正逆反应都能自动进行;②不可逆反应:在一定条件下,几乎只能向一定方向向生成物方向进行的反应;2. 化学平衡状态的概念特征:逆、等、动、定、变化学平衡状态:在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态;理解化学平衡状态应注意以下三点:①前提是“一定条件下的可逆反应”,“一定条件”通常是指一定的温度和压强;②实质是“正反应速率和逆反应速率相等”,由于速率受外界条件的影响,所以速率相等基于外界条件不变;③标志是“反应混合物中各组分的浓度保持不变”;浓度没有变化,并不是各种物质的浓度相同;对于一种物质来说,由于单位时间内的生成量与消耗量相等,就表现出物质的多少不再随时间的改变而改变;3.化学平衡的移动1可逆反应的平衡状态是在一定外界条件下浓度、温度、压强建立起来的,当外界条件发生变化时,就会影响到化学反应速率,当正反应速率不再等于逆反应速率时,原平衡状态被破坏,并在新条件下建立起新的平衡;2化学平衡移动方向①若外界条件改变,引起υ正>ν逆时,正反应占优势,化学平衡向正反应方向移动,各组分的含量发生变化;②若外界条件改变,引起υ正<ν逆时,逆反应占优势,化学平衡向逆反应方向移动,各组分的含量发生变化;③若外界条件改变,引起υ正和ν逆都发生变化,如果υ正和ν逆仍保持相等,化学平衡就没有发生移动,各组分的含量从保持一定到条件改变时含量没有变化3对于恒容条件下m+n≠p+q的只有气体参与的反应,平衡时体系的总压强,总物质的量,平均相对分子质量不再发生变化;如果有固体或液体参与反应,则只看气体的数;对于m+n=p+q的只有气体参与的反应,无论平衡与否,三者都不会发生变化;注意:只要容器体积不变,密度就不会发生改变但对于有固体或液体气体一同参与的反应,气体的密度可以作为平衡状态的标志4.影响化学平衡的条件1浓度:增加反应物的浓度或减少生成物的浓度,平衡向正方向移动;减少反应物的浓度或增加生成物的浓度,平衡向逆方向移动;2压强:对有气体参与的反应,压强越大,平衡向化学计量数体积减小的方向移动;压强越小,平衡向化学计量数体积增大的方向移动;3温度:温度升高,平衡向吸热方向移动;温度降低,平衡向放热方向移动;4催化剂:催化剂只影响化学反应速率,不会影响平衡的移动;5勒夏特列原理①原理内容:如果改变影响平衡的一个条件如温度、压强等,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动;②适用范围:勒夏特列原理适用于已达平衡的体系如溶解平衡、化学平衡、电离平衡、水解平衡等;不适用于未达平衡的体系;判断化学平衡状态常用方法的归纳:项目m Ag+n Bg p Cg+q Dg混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或物质的量分数一定平衡②各物质的质量或质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压力、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了m molA的同时生成m molA,即v正=v逆平衡②在单位时间内消耗n molB的同时消耗p molC,即v正=v逆平衡③v A:v B:v C:v D=m:n:p:q,v正不一定等于v逆不一定平衡④在单位时间内生成n molB的同时消耗q molD,均指v逆不一定平衡压强①m+n≠p+q时,总压力一定其他条件一定平衡②m+n=p+q时,总压力一定其他条件一定不一定平衡混合气体的平均相对分子质量M ①一定,只有当m+n≠p+q时平衡②一定,但m+n=p+q时不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时,其他不变平衡密度ρ体系的密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化平衡5.化学平衡常数1概念:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积与反应物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积的比值是一个常数,这个常数叫做化学平衡常数;用符号K示;2表达式:mAg+nBg=pCg+qDg,在一定温度下K为常数,只要温度不变,对于一个具体的可逆反应就对应一个具体的常数值;3平衡常数意义:K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,它的正向反应进行的程度就越大,即该反应进行得越完全,反应物转化率越大;反之,就越不完全,转化率就越小;一般说>105时,该反应进行得就基本完全了;4影响化学平衡常数的因素:只受温度影响5平衡转化率:用平衡时已转化了的某反应物的量与反应前初始时该反应物的量之比来表示反应在该条件下的最大限度;6化学平衡常数的应用:①用任意状态浓度幂之积的比值称为浓度商,用Qc表示,以平衡常数为标准,判断正在进行的可逆反应是否处于平衡状态,以及向那个方向金子那个最终建立放入平衡;Qc与K比较:Qc>K,可逆反应逆向进行Qc<,K可逆反应正向进行Qc=K,可逆反应处于平衡②利用平衡常数可判断反应的热效应;若温度升高,K增大,则正反应为吸热反应;反之;③利用平衡常数可计算物质的平衡浓度、物质的量分数、转化率等6.化学平衡图像解题方法1认清坐标所代表的意义,并与勒夏特列原理联系2紧扣可逆反应的特征,搞清正反应是吸热还是放热,体积增减,有无固体纯液体参加3看清速率的变化及变化量大小,在条件间建立关系4看清起点、拐点、终点和曲线的变化趋势;先拐先平;5定一议二;当图像中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系第四节、化学反应进行的方向了解焓变、熵变与反应方向的关系;掌握焓变和熵变一起决定反应的方向1.自发过程和自发反应自发过程: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:在一定的条件温度、压强下,一个反应可以自发进行到显着程度,就称自发反应;自发反应一定属于自发过程;非自发反应:不能自发地进行,必须借助某种外力才能进行的反应;2.自发反应的能量判据自发反应的体系总是趋向于高能状态转变为低能状态这时体系往往会对外做功或释放热量ΔH<0,这一经验规律就是能量判断依据;注:反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素,但不是唯一的因素,并且自发反应与反应的吸放热现象没有必然的关系;3.自发反应的熵判据①熵的含义:在密闭的条件下,体系由有序自发地转变为无序的倾向,这种推动体系变化的因素;熵用来描述体系的混乱度,符号为S;单位:J/熵值越大,体系的混乱度越大;注:自发的过程是熵增加的过程;熵增加的过程与能量状态的高低无关;熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素,但也不是唯一的因素;②熵增加原理:自发过程的体系趋向于有序转变为无序,导致体系的熵增加,也是反应方向判断的熵依据;与有序体系相比,无序体系“更加稳定”;③反应的熵变ΔS反应熵变即化学反应时物质熵的变化;④常见的熵增加的化学反应:产生气体的反应,气体物质的量增大的反应,熵变的数值通常都是正值,为熵增加反应;4.化学反应方向的判断依据。
化学反应速率与化学平衡知识点归纳在化学领域中,反应速率和化学平衡是两个重要的概念。
本文将对这两个知识点进行归纳,并介绍相关概念和公式,以帮助读者更好地理解和掌握这些内容。
一、反应速率反应速率是指单位时间内反应物消失或生成物出现的速度。
反应速率的表示方式可以通过化学方程式中物质的摩尔系数来确定。
以下为表示反应速率的一般公式:aA + bB → cC + dD反应速率可以用反应物浓度的变化来表示。
对于A和B来说,其浓度的变化率等于其摩尔系数的负值乘以反应速率。
具体公式如下:Δ[A]/Δt = - (1/a) * (ΔC/Δt) = - (1/b) * (ΔD/Δt)其中,Δ[A]/Δt表示反应物A浓度的变化率,ΔC/Δt表示生成物C 的浓度的变化率,a和b分别表示反应物A和B在化学方程式中的系数,Δ表示变化的差值。
反应速率主要受以下几个因素影响:1. 温度:温度升高会增加反应物的动能,促进碰撞频率和有效碰撞的发生,从而提高反应速率。
2. 浓度:反应物浓度的增加会增加反应物粒子的碰撞机会,从而增加反应速率。
3. 催化剂:催化剂可以提供新的反应路径,降低反应活化能,加快反应速率。
二、化学平衡化学平衡是指反应物与生成物浓度达到一定稳定状态的情况。
在化学平衡中,反应物的摩尔比例与生成物的摩尔比例保持不变。
化学平衡的关键特征有以下几点:1. 正向反应和逆向反应:在化学平衡中,正向反应和逆向反应同时进行,并且速率相等,达到动态平衡。
2. 平衡常数:平衡常数(K)表示在一定温度下平衡时反应物和生成物浓度的比值。
平衡常数的大小决定了反应的偏向性,可以通过公式K = [C]^c[D]^d /[A]^a[B]^b计算,其中,[A],[B],[C]和[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的浓度。
3. 影响平衡的因素:温度、浓度和压力可以改变化学平衡。
温度升高会使平衡反应向右移动(即生成物增加),而温度降低会使平衡反应向左移动(即反应物增加)。
高中化学反应速率与化学平衡知识点一、化学反应速率知识点1.反应速率的定义化学反应速率是指单位时间内反应物质的浓度变化量。
一般情况下,反应速率可以表示为产物浓度的变化量除以反应时间。
化学反应速率可以分为瞬时反应速率和平均反应速率两种。
2.影响化学反应速率的因素化学反应速率受到温度、反应物浓度、催化剂和表面积等因素的影响。
-温度:一般情况下,温度升高会导致反应速率增加,因为高温下分子活动性增强,碰撞频率增加,反应速率随之提高。
-反应物浓度:反应物浓度的增加可以增加反应物的有效碰撞频率,从而提高反应速率。
-催化剂:催化剂可以降低反应活化能,加速反应速率,但催化剂本身不参与反应。
-表面积:反应物的表面积增大可以增加有效碰撞的机会,从而提高反应速率。
3.反应速率与速率方程式速率方程式描述了反应物浓度与反应速率之间的关系。
通常可以通过实验数据来确定速率方程式中各个参数的数值。
二、化学平衡知识点1.化学平衡的本质化学平衡是指在闭合系统中,反应物与生成物浓度保持一定比例,反应正向和逆向的速率相等的状态。
在化学平衡时,反应物和生成物的浓度不再发生明显的变化。
2.平衡常数平衡常数描述了反应物与生成物的浓度之间的关系。
对于一个反应式为aA+bB↔cC+dD的反应来说,平衡常数K可以表示为:K=([C]^c*[D]^d)/([A]^a*[B]^b)其中,[A]、[B]、[C]、[D]分别表示反应物和生成物的浓度。
3.影响化学平衡的因素化学平衡受到温度、压力、浓度和催化剂的影响。
-温度:温度升高会导致平衡位置向反应物或生成物方向移动,反应的平衡常数也会改变。
-压力:对于气相反应,增加压力会使平衡位置向摩尔数较少的一侧移动。
-浓度:改变反应物或生成物的浓度,会导致平衡位置发生变化,但不会改变平衡常数的数值。
-催化剂:催化剂只会影响反应速率,而不会改变平衡位置或平衡常数的数值。
以上就是关于高中化学反应速率与化学平衡的知识点的介绍。
化学反应速率及化学平衡知识点总结一、化学反应速率1. 反应速率的概念反应速率是指单位时间内反应物消耗的量或生成物的量。
在化学反应中,反应速率可以用反应物的浓度变化的速度表示。
反应速率的单位可以是摩尔/升·秒或者克/升·秒。
2. 反应速率与浓度的关系当反应物浓度增加时,反应速率也会增加。
在大多数情况下,反应速率与反应物浓度的关系是正相关的。
3. 影响反应速率的因素反应速率受到温度、浓度、催化剂等因素的影响。
温度升高可以增加反应速率,因为分子的热运动更加剧烈;浓度的增加也会增加反应速率,因为反应物更容易相遇;催化剂可以降低反应的活化能,从而提高反应速率。
4. 反应速率方程式在化学反应中,反应速率可以用反应物的浓度变化来描述,具体可以用化学反应速率方程式表示,反应速率方程式如下所示:速率 = k[A]^m[B]^n其中,k为速率常数,A和B分别表示反应物的浓度,m和n分别表示反应物的反应级别。
二、化学平衡1. 化学平衡的定义化学平衡是指在封闭容器中,化学反应达到一定条件下,反应物和生成物的浓度达到一定比例时达到的状态。
在化学平衡状态下,反应物和生成物的浓度保持不变,但是反应仍在进行。
2. 平衡常数平衡常数是反应物浓度与生成物浓度的比例的乘积的值,在一定温度下为固定值。
平衡常数的大小可以判断反应的方向,当平衡常数大于1时,生成物浓度较大;当平衡常数小于1时,反应物浓度较大。
3. 影响化学平衡的因素温度、压力等因素可以影响化学平衡。
提高温度会使平衡常数发生变化,导致反应方向发生改变;改变压力也会影响平衡常数的数值,从而导致反应方向的改变。
4. 利用Le Chatelier原理进行平衡调节Le Chatelier原理指出,当外界对于系统的影响发生变化时,系统会偏离平衡态,从而在适当的条件下重新达到平衡。
利用Le Chatelier原理可以调节化学系统达到所需的平衡状态。
总结:化学反应速率和化学平衡是化学中重要的知识点,了解和掌握这些知识有助于理解化学反应的过程和规律,对于进一步深入学习化学及应用化学知识具有重要意义。
初中化学化学反应速率和平衡知识点总结一、化学反应速率:1.定义:化学反应速率是指单位时间内反应物的消失量或产物的生成量。
2.影响因素:(1)浓度:反应物浓度愈高,反应速率愈快。
(2)温度:温度升高,分子运动速度加快,反应速率增加。
(3)压力(对气体反应):压力增加,分子碰撞机会增加,反应速率增加。
(4)表面积:反应物的表面积愈大,反应速率愈快。
(5)催化剂:催化剂增加反应物之间的有效碰撞,提高反应速率。
3.反应速率计算:反应速率=反应物消失量/反应时间。
4.反应速率和速率常数:反应速率是指反应物浓度的函数,反应速率常数与温度有关,用来表征反应速率与反应物浓度的关系。
二、化学平衡:1.定义:当反应物转化为产物的速度和产物转化为反应物的速度相等时,化学反应达到平衡。
2.平衡常数:在特定温度下,反应物浓度的平衡态比例关系可以由平衡常数表述,平衡常数(K)反映了反应物和产物浓度之间的比例关系。
3.影响平衡的因素:(1)浓度:增加反应物浓度,使反应向产物方向移动,减少反应物浓度,使反应向反应物方向移动。
(2)温度:在放热反应中,温度升高使平衡向反应物方向移动,温度降低使平衡向产物方向移动。
(3)压力(对气体反应):增加压力,平衡会向摩尔数较小的一侧移动。
(4)催化剂:催化剂不改变平衡常数,但可以加快反应达到平衡的速度。
4.平衡常数的计算:平衡常数的表达式与反应物和产物的物质摩尔比有关,不同反应物之间的平衡常数不能比较。
三、化学反应速率和平衡的关系:1.反应速率和平衡之间无直接关系:反应速率快的反应不一定达到平衡,反应达到平衡的反应速率可以是任意的。
2.平衡状态下反应速率为零:在达到平衡后,反应物和产物浓度保持不变,速率为零。
总结:化学反应速率和平衡是化学反应中重要的概念。
化学反应速率受反应物浓度、温度、压力、表面积和催化剂等因素的影响,在计算速率时可采用已知反应物消失量或产物生成量除以时间的方法。
化学平衡是指反应物和产物之间的浓度达到一定比例的状态,在平衡常数的表述下可以描述反应物和产物浓度之间的比例关系。
化学反应速率与化学平衡知识点梳理:一、化学反应速率1、定义: 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。
用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。
2、计算公式:3、单位:例1、在2SO 2+O 2 2SO 3 反应中:如果2s 内SO 2的浓度由6 mol/L 下降为2 mol/L ,那么,用SO 2浓度变化来表示的化学反应速率为 ,★★注意:同一反应可以选用不同的物质来表示速率,其数值可能不同,但意义相同。
且用不同物质表示的速率之比等于方程式中计量数之比:aA +bB =cC +dD ,速率关系式: v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) = 。
比较反应速率快慢的方法:根据速率关系式,转化成同一种物质的速率,再比较大小 例2、 在四个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应:N2+3H2=2NH3,根据在相同时间内测定的结果判断,生成氨气的速率最大的是( )A 、v (H2)=0.3mol*(L*min )^-1B 、v (N2)=0.2mol*(L*min )^-1C 、v (NH3)=0.25mol*(L*min )^-1D 、v (H2)=0.4mol*(L*min )^-1二、影响化学反应速率的因素1、内因(决定性因素):反应物本身的结构和性质。
2、外因(外界条件):(1)催化剂:在其他条件相同时,使用(正)催化剂,通常可以 化学反应速率,不同的催化剂对同一反应的催化效果 。
(2)温度:在其他条件相同时,温度越高,化学反应速率 。
例3、已知反应的温度每升高10℃,反应速率增大为原来的2倍,若反应的温度由20℃升高到90℃,则反应速率变为原来的_________倍。
(3)反应物的浓度:在其他条件相同时,反应物浓度越大,化学反应速率 。
★★注意:改变固体的量不影响化学反应的速率(4)压强:在其它条件不变时,增大气体反应体系压强,化学反应速率 ;反之 。
注意:改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是引起 改变。
•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/Δtυ: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→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恒温恒体时:充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢二、化学平衡一1.定义:化学平衡状态:一定条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,更组成成分浓度不再改变,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;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、判断平衡的依据二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影响规律: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逆也_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影响规律:在其他条件不变的情况下,温度升高会使化学平衡向着___吸热反应______方向移动,温度降低会使化学平衡向着_放热反应__方向移动;3、压强对化学平衡移动的影响影响规律: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释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,平衡向着能够减弱这种改变的方向移动;三、化学平衡常数一定义:在一定温度下,当一个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____比值; 符号:__K__二使用化学平衡常数K应注意的问题:1、表达式中各物质的浓度是__变化的浓度___,不是起始浓度也不是物质的量;2、K只与__温度T___有关,与反应物或生成物的浓度无关;3、反应物或生产物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度是固定不变的,可以看做是“1”而不代入公式;4、稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度不必写在平衡关系式中;三化学平衡常数K的应用:1、化学平衡常数值的大小是可逆反应__进行程度__的标志;K值越大,说明平衡时_生成物___的浓度越大,它的___正向反应__进行的程度越大,即该反应进行得越__完全___,反应物转化率越_高___;反之,则相反; 一般地,K>_105__时,该反应就进行得基本完全了;2、可以利用K值做标准,判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡;Q:浓度积Q_〈__K:反应向正反应方向进行;Q__=_K:反应处于平衡状态 ;Q_〉__K:反应向逆反应方向进行3、利用K值可判断反应的热效应若温度升高,K值增大,则正反应为__吸热___反应若温度升高,K值减小,则正反应为__放热___反应四、等效平衡1、概念:在一定条件下定温、定容或定温、定压,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的百分含量均相同,这样的化学平衡互称为等效平衡;2、分类1定温,定容条件下的等效平衡第一类:对于反应前后气体分子数改变的可逆反应:必须要保证化学计量数之比与原来相同;同时必须保证平衡式左右两边同一边的物质的量与原来相同;第二类:对于反应前后气体分子数不变的可逆反应:只要反应物的物质的量的比例与原来相同即可视为二者等效;2定温,定压的等效平衡只要保证可逆反应化学计量数之比相同即可视为等效平衡;五、化学反应进行的方向1、反应熵变与反应方向:1熵:物质的一个状态函数,用来描述体系的混乱度,符号为S. 单位:Jmol-1K-12体系趋向于有序转变为无序,导致体系的熵增加,这叫做熵增加原理,也是反应方向判断的依据;.3同一物质,在气态时熵值最大,液态时次之,固态时最小;即Sg〉Sl〉Ss2、反应方向判断依据在温度、压强一定的条件下,化学反应的判读依据为:ΔH-TΔS〈0 反应能自发进行ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态ΔH-TΔS〉0 反应不能自发进行注意:1ΔH为负,ΔS为正时,任何温度反应都能自发进行2ΔH为正,ΔS为负时,任何温度反应都不能自发进行。
高考化学知识归纳总结-----化学反应速率、化学平衡一、化学反应速率1.定义:化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的,通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
单位:mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c·△t2.规律:同一反应里用不同物质来表示的反应速率数值可以是不同的,但这些数值,都表示同一反应速率。
且不同物质的速率比值等于其化学方程式中的化学计量数之比。
如反应mA+nB=pC+qD 的v(A):v(B):v(C):v(D)=m :n :p :q3、化学反应速率大小比较的注意事项由于同一反应的化学反应速率用不同的物质表示数值可能不同,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)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反应速率,再比较数值的大小。
(3)比较反应速率与化学计量数的比值,即对于一般的化学反应:a A(g)+b B(g)===cC (g)+d D(g), 比较v A a 与v B b ,若v A a >v B b,则用A 表示的反应速率比B 的大。
4.影响反应速率的因素(1) 口诀:内因定速率,外因有影响;温浓催化剂,表面原电池;恒容充惰气,速率无变化,平衡不移动;恒压充惰气,有气速减小;相当减压强,衡向大移动;缩容增压强,有气速增大;设计探究验,单一变量法;增浓与压强,单体活化增;升温催化剂,活化百分增;使用催化剂,降低活化能;反应历程变,不变反应热;同增正逆率,平衡不移动。
(2)内因:参加反应的物质的结构和性质是影响化学反应速率的决定性因素。
例如H 2、F 2混合后,黑暗处都发生爆炸反应,化学反应速率极快,是不可逆反应。
而H 2、N 2在高温、高压和催化剂存在下才能发生反应,化学反应速率较慢,由于是可逆反应,反应不能进行到底。
(3)外因:①浓度:当其他条件不变时,增大反应物的浓度,单位体积发生反应的分子数增加,反应速率加快。
第二册第二章 化学平衡化学反应速率和化学平衡理论是中学重要基础理论之一。
为什么一个反应的进行需要这样或那样的条件呢?这就与下面这两个方面有关:一是反应进行的快慢,即化学反应速率问题;一是反应进行的程度,即化学平衡问题。
本章就专门学习化学反应速率和化学平衡理论。
首先学习化学反应速率:一、化学反应速率的表示和计算:化学反应速率通常是用单位时间内任何一种指定的反应物浓度的减少或任何一种指定生成物浓度的增加来表示的。
即单位时间内某物质浓度的变化量。
[例1]按合成氨反应的下列数据求以N 2、H 2、NH 3表示的反应速率。
N 2 + 3H 22NH 3起始浓度 (mol/L ) 1.0 3.0 02秒末浓度(mol/L ) 0.6 1.8 0.8则以N 2、H 2、NH 3的浓度变化表示的速率分别为:11NH 11H 11N S L mol 4.0208.0V S L mol 6.028.10.3V S L mol 2.026.00.1V 322------⋅⋅=-=⋅⋅=-=⋅⋅=-= 注意:①反应速率不取负值;②速率单位:一般浓度变化量用mol/L, 时间用秒、分、小时等;③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, 但速率数值之比等于方程式中各物质的系数比。
如上例中:0.2:0.6:0.4=1:3:2④要区别平均速率与瞬时速率。
(上例中指2秒内的平均速率)二、影响反应速率的条件:内因:反应物的化学性质。
外因:浓度、压强、温度、催化剂等(1)浓度的影响:我们知道,同样的木条,在空气中燃烧较慢,在氧气中则很快。
又如:Na 2S 2O 3 + H 2SO 4 = S ↓+SO 2 ↑+ H 2O + Na 2SO 4浓度大→快析出硫的速率浓度小→慢结论:当其它条件不变时,增大反应物的(气体或溶液)浓度,可以加快反应速率。
因为浓度越大,单位体积中反应物的分子(或离子)越多,它们发生碰撞的机会越多,因而反应速率越大。
(2)压强对化学反应速率的影响:对于气体反应来说,当温度一定时,一定量气体的体积与其所受的压强成反比。
因此,增大体系压强,气体体积缩小,浓度增大,反应速率增大;减小体系压强,气体体积增大,浓度减小,反应速率减小。
结论:当其它条件不变时,如果反应物中有气体,增大体系压强可以增大反应速率(指缩小气体体积以增大压强);相反,减小体系压强可以减小反应速率。
(3)温度对化学反应速率的影响:结论:当其它条件不变时,升高温度可以增大反应速率,每升高10℃,反应速率增大2~4倍。
[例3]若一反应在10℃时反应速率为a ,温度每升高10℃反应速率增大2倍,求40℃时的反应速率。
解:40-10=30反应速率为:a ×2×2×2 = a ×23 = 8a(4)催化剂的影响:使用催化剂可以改变化学反应速率。
注:①改变的含义是增大或减小,但一般批增大;②使用催化剂能同等程度地改变正、逆反应的速率,不影响化学平衡。
(5)其它因素的影响:如:光、超声波、激光、放射性、电磁波、反应物颗粒大小、扩散速度、溶剂等。
因体反应物颗粒越小,表面积越大,反应速率越大。
光照可以增大某些反应的速率。
例:对于反应 2SO 2 + O 2 2SO 3 + Q若(a)增大O 2的浓度(b)减少SO 3浓度 (c)增大反应体系压强 (d)升高温度对化学反应速率有何影响?解:(a)增大正反应速率 (b)减小逆反应速率 (c)正、逆反应速率都增大 (d)正、逆反应速率都增大练习:1、 某温度时,在2升容器中X 、Y 、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如右图所示。
由图中数据分析,该反应的化学方程式为;反应开始至2分钟的平均反应速率为。
2、在25℃时,向100mL 含HCl 14.6g 盐酸溶液里,放入5.6g 纯铁粉(设反应前后溶液的体积不变)。
经2分钟收集到纯净干燥的H 21.12L (标况),在这2分钟内,用FeCl 2表示的平均反应速率为 ,在此之后,又经过4分钟,铁粉完全溶解,在这4分钟内用盐酸表示的平均反应速率V HCl 为 ,前2分钟与后4分钟相比,前者反应速率 ,这主要是因为 。
三、化学平衡1、可逆反应和不可逆反应:可逆反应:在同一条件下,能同时向正、逆两个方向进行的反应。
如:N 2+3H 2 2NH 3+Q N 2O 4 2NO 2 - Q物质的量(mol)时间(分)不可逆反应:在同一条件下,不能同时向两个方向进行的反应。
可看成正、逆反应的趋势差别很在,反应“一边倒”。
正、逆反应是相对的:N2+3H22NH32NH3N2+3H2问:点燃氢气和氧气的混合物可剧烈地化合生成水,电解水时又可生成氢气和氧气,这是不是一个可逆反应?为什么?接问:可逆反应能否进行到底?(不能),因而对于任何一个可逆反应都存在一个反应进行到什么程度的问题。
2、化学平衡状态:定义:在一定条件下,可逆反应中正反应速率与逆反应速率相等,反应混合物中各组成成分的含量保持不变的状态,叫做化学平衡状态。
特点:“动、定、变”①反应物与生成物处于动态平衡,V正=V逆②反应物与生成物浓度保持一定,百分组成保持一定;(或说反应物与生成物的含量保持一定)③影响平衡的外界条件改变,平衡状态即被破坏,发生平衡移动。
为了使学生较好地理解动态平衡的含义,还可以引用适当的比喻。
例如:当水槽中进水和出水的速度相等时,槽内水量保持不变;当商场在一定时间里进出人数相同时,商场内人数保持不变等。
练习:1.可以说明密闭容器中可逆反应P +Q R + S 在恒温下已达平衡的是( B )A.容器内压强不随时间变化B.P和S生成速率相等C.R和S的生成速率相等D.P、Q、R、S的物质的量相等2.在1大气压390℃时,可逆反应:2NO22NO+O2达到平衡,此时平衡混合气体的密度是相同条件下H2密度的19.6倍,求NO2的分解率。
(答:34.6%)3、影响化学平衡的条件:化学平衡状态是与外界条件有关的。
外界某种条件改变时,使正、逆反应速率不等,平衡混合物中各组成物质的百分含量(或浓度)也随之改变,原来的平衡被破坏直到建立新条件下的另一种平衡状态。
这种改变的过程,叫化学平衡的移动。
影响化学平衡的重要条件有:浓度、压强、温度。
(1)浓度对化学平衡的影响:以FeCl3 + 3KSCN为例说明。
结论:在其它条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动;反之,则向逆反应方向移动。
(2)压强对化学平衡的影响:结论:在其它条件不变的情况下,增大压强会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动;减小压强,会使平衡向着气体体积增大的方向移动。
(3)温度对化学平衡的影响:以2NO2N2O4+Q为例说明。
结论:在其它条件不变的情况下,温度升高,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;温度降低,会使化学平衡向着放热反应的方向移动。
(4)关于催化剂:因使正、逆反速率同等程度地加快,故不能使平衡发生移动。
但能缩短达到平衡的时间。
勒沙特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(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。
[例1]对于可逆反应:2SO2+O2 2SO3+Q,下列说法哪些是正确的,为什么?(1)达到平衡时,反应物和生成物的浓度相等;(2)达到平衡时,SO2、O2、SO3的浓度之比为;(3)加入催化剂V2O5可以缩短到达平衡的时间;(4)由于反应前后分子数不同,所以改变体系压强影响化学平衡(缩小体积);(5)对于放热反应,升高温度正反应速率减小,逆反应速率增大,所以平衡向左移动。
解:(3)、(4)正确。
练习:1、当可逆反应,达到平衡后,通入气体,再次达到平衡时存在于( C )A. SO3、O2B. SO2、SO3C. SO2、SO3、O2D. SO2、O22、某体积可变的密闭容器,盛有适量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应:若维持温度和压强不变,当达到平衡时容器的体积为VL,其中C气体的体积占10%。
下列推断正确的是( A )①原混合气体的体积为1.2L;②原混合气体的体积为1.1L;③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05VL;④反应达平衡时气体B消耗掉0.05VL。
A. ②③B. ②④C. ①③D. ①④3、已知在某温度时,反应A + 2B 2C已达到平衡。
(1)如果升高温度,C的平衡浓度增大,那么正反应是热反应。
(2)如果增加或减少A的用量,气体C的浓度不变,那么A是态物质。
因为。
(3)加压时,气体C的浓度不变,那么A为态物质,B为态物质。
因为。
4、反应A + 3B 2C,在一定条件下达到平衡时,有50%B转化为C,若起始时A与B 以1:3体积比装入,求①平衡后,混合气体的体积分数;②反应前后容器中分子总数之比。
(答:①A%=17% B%=50% C%=33% ②4:3 )四、合成氨工业1、合成氨的适宜条件:工业上用N2和H2合成氨:N2+3H22NH3+Q从反应速率和化学平衡两方面看,选择什么样的操作条件才有利于提高生产效率和降低成本呢?从速率看,温度高、压强大(即N2、H2浓度大)都会提高反应速率;从化学平衡看,温度低、压强大都有利于提高N2和H2的转化率。
可见,压强增大,从反应速率和化学平衡看都是有利于合成氨的。
但从生产实际考虑,压强越大,需要的动力越大,对材料的强度和设备的制造要求越高,将使成本增大。
故一般合成氨厂采用的压强是20~50MPa帕斯卡。
而温度升高,有利于反应速率但不利于N2和H2的转化率。
如何在较低的温度下保持较大转化率的情况下,尽可能加快反应速率呢?选用合适的催化剂能达到这个目的。
那么,较低的温度是低到什么限度呢?不能低于所用催化剂的活性温度。
目前使用的催化剂是以铁为主体的多成分催化剂——又称铁触媒。
其活性温度为450℃~550℃,即温度应在450~550℃为宜。
将来如制出活性温度更低、活性也很在的新型催化剂时,合成氨使用的温度当然比现在要低,转化率就能更高了。
小结:合成氨的适宜条件:压强:20~50MPa 帕斯卡温度:500℃左右催化剂:铁触媒2、合成氨工业简述:合成氨工业主要是原料气中的氢气和氮气合成氨的过程。
我们先从原料气谈起。
(1)原料气的制备、净化和压缩:一是将空气液化,蒸发,使它分离为N 2和O 2N 2:二是将空气中的O 2跟碳作用:C + O2 = CO 2,再除去CO 2H 2:将水蒸气通过赤热的煤层(或焦炭层):C + H 2O(气) △ CO + H 2在催化剂存在下:CO + H 2O(气)催化剂CO 2 + H 2在制取原料气的过程中,常混有不同数量的其他杂质,而合成氨所需要的是纯净的N 2和H 2,所以必须将这些杂质除去,否则会使合成氨所用催化剂“中毒”,清除杂质的过程叫做原料气的净化。