第一阶段 专题二 第3讲 化学反应速率和化学平衡
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化学反应速率和化学平衡化学反应速率是指化学反应在单位时间内发生的变化量。
它是反应过程中物质转化的快慢程度的量化描述。
化学平衡是指当化学反应达到稳定状态时,反应物和生成物浓度之间的比例关系保持不变的状态。
反应速率和化学平衡是化学反应中两个重要的概念,它们对于我们理解和控制化学反应过程具有重要的意义。
一、化学反应速率化学反应速率的定义是单位时间内反应物消耗量或产物生成量与时间的比值。
它可以用下面的公式来表示:速率= ΔC/Δt其中,ΔC表示反应物浓度或产物浓度的变化量,Δt表示变化所用的时间。
化学反应速率受到多种因素的影响,其中最主要的有反应物浓度、温度、催化剂和反应物粒子间的碰撞频率等。
当反应物浓度增加时,反应发生的可能性就会增加,因此反应速率也会增大。
温度对于反应速率的影响很大,一般来说,温度升高时,反应速率会迅速增加。
这是因为温度升高会增加反应物的动能,提高粒子的碰撞频率,从而促进反应的进行。
催化剂是一种物质,它可以降低反应的活化能,使反应发生更容易。
催化剂通过提供一个新的反应路径,使反应能够以更低的能量发生。
因此,加入适量的催化剂可以大大加快反应速率。
此外,反应物粒子间的碰撞频率也会影响反应速率。
当反应物的浓度较低时,粒子之间的碰撞次数较少,因此反应速率较低。
二、化学平衡当一个化学反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度之间的比例关系将保持不变。
在平衡状态下,反应物的转化速率等于生成物的转化速率。
化学平衡可以用下面的反应判断式来表示:aA + bB ⇌ cC + dD其中,A和B是反应物,C和D是生成物,a、b、c、d分别表示各物质的系数。
化学平衡是一个动态平衡,即反应物和生成物之间的转化一直在进行,但是总的浓度不再改变。
平衡常数K用来描述平衡系统中各组分浓度之间的关系。
当反应达到平衡时,平衡常数K的值将保持不变。
化学平衡可以通过改变反应条件来调节。
通过改变温度、压力或改变反应物浓度可以使平衡位置发生移动,从而改变反应的结果。
最新高中化学《化学反应速率与化学平衡》知识点专题汇总第二章化学反应速率与化学平衡(知识点精讲、专题集训)一、化学反应速率1.概念及计算公式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浓度的减少或生成物浓度的增大来表示化学反应速率计算公式:单位:mol·L-1·s-12.应用中应注意的问题①概念中的反应速率实际上是某段时间间隔内的平均反应速率。
时间间隔越短,在这段时间发生的浓度变化越接近瞬时反应速率(指在某一瞬间的反应速率)②对某一具体化学反应来说,在用不同物质表示化学反应速率时所得数值往往不同。
用各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的系数之比③无论用任何物质来表示,无论浓度的变化是增加还是减少,都取正值,反应速率都为正数(没有负数)。
④在反应中对于固体或纯液体而言,其物质的量浓度无意义,所以不用它们来表示化学反应速率二,影响化学反应速率的因素㈠、内因:物质本身的结构和性质是化学反应速率大小的决定因素,反应类型不同有不同的化学反应速率,反应类型相同但反应物不同,化学反应速率也不同。
㈡、外界条件对化学反应速率的影响1、浓度对化学反应速率的影响。
结论:其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应的速率。
注意:a、此规律只适用于气体或溶液的反应,对于纯固体或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量不会改变化学反应速率。
原因: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,所以当反应物的浓度增大时,单位体积内的分子数增多,活化分子数也相应的增多(活化分子百分数不变), 有效碰撞次数增多,反应速率也必然增大。
2、压强对反应速率的影响。
结论:对于有气体参加的反应,若其他条件不变,增大压强,反应速率加快;减小压强,反应速率减慢。
原因:对气体来说,若其他条件不变,增大压强,就是增加单位体积的反应物的物质的量,即增加反应物的浓度,单位体积内活化分子数增多(活化分子百分数不变),因而可以增大化学反应的速率。
初三化学认识化学反应速率与化学平衡初三化学:认识化学反应速率与化学平衡化学是研究物质的组成、性质、变化以及它们之间相互作用的科学。
在化学中,我们经常会遇到两个重要的概念,即化学反应速率和化学平衡。
本文将重点介绍初三化学中关于这两个概念的认识。
一、化学反应速率:化学反应速率是指单位时间内反应物消失或产品生成量的变化量。
它可以由反应物浓度的变化来表示。
1. 影响因素:化学反应速率受很多因素的影响,包括以下几个方面:(1)反应物浓度:反应物浓度越高,分子碰撞的概率越大,反应速率越快。
(2)温度:温度升高,分子运动速度加快,碰撞概率增大,反应速率增加。
(3)反应物性质:反应物分子结构和化学活性不同,反应速率也会有所差异。
(4)催化剂:催化剂能够降低反应的活化能,从而提高反应速率。
2. 反应速率的计算:反应速率可以通过实验数据进行计算,常采用初始速率法,即在反应初期,根据反应物浓度的变化情况来计算反应速率。
二、化学平衡:化学平衡是指当反应进行一段时间后,反应物浓度和生成物浓度之间的比值保持恒定的状态。
1. 平衡常数与平衡表达式:在化学平衡中,通常通过平衡常数来表示反应的平衡程度。
平衡常数是在平衡状态下,反应物浓度和生成物浓度的比值的乘积。
2. 影响平衡的因素:平衡常数的数值与温度有关,温度升高会改变平衡常数的数值。
此外,化学平衡还受到压力、浓度和催化剂等因素的影响。
三、化学反应速率与化学平衡的关系:化学反应速率和化学平衡是化学反应过程中两个重要的概念,它们之间存在一定的关系。
1. 反应速率与平衡速率:当反应速率等于平衡速率时,称为动态平衡。
在动态平衡下,反应物和生成物的浓度保持恒定。
2. 影响速率的平衡常数:平衡常数的大小反映了反应物转化成生成物的程度。
当平衡常数较大时,反应物转化程度高,反应速率较快。
反之,平衡常数较小,反应速率较慢。
3. 反应速率与平衡位置的关系:反应速率与平衡位置没有直接的定量关系,但可以通过控制温度和反应物浓度来改变反应速率和平衡位置。
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;⑸. 化学平衡状态的判断:举例反应mAg +nBg pCg +qDg①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:—34—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;具体分析可参考下表:反应实例条件变化与平衡移动方向达新平衡后转化率变化2SO2 +O22SO3气+热增大O2浓度,平衡正移SO2 的转化率增大,O2的转化率减小增大SO3浓度,平衡逆移从逆反应角度看,SO3的转化率减小升高温度,平衡逆移SO2 、O2的转化率都减小增大压强,平衡正移SO2 、O2的转化率都增大2NO2气N2O4体积不变时,无论是加入NO2或者加入N2O4 NO2的转化率都增大即新平衡中N2O4的含量都会增大2HI H2+I2气增大H2的浓度,平衡逆移H2的转化率减小,I2的转化率增大增大HI的浓度,平衡正移HI的转化率不变增大压强,平衡不移动转化率不变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:如果改变影响平衡的一个条件浓度、温度或压强,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动;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—35—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;例32003年全国12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4mol、2mol和4mol;保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整,可使平衡右移的是 CA.均减半B.均加倍C.均增加1mol D.均减少1mol5、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: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:温度:催化剂:浓度:知识点拨其它条件不变时,增大有气体参与的反应体系的压强,可以加快反应速率,反之,减小反应体系的压强则可以减慢反应速率;这里需注意:①压强改变针对气体而言,固体或液体,压强对其没有影响;②针对可逆反应,压强对v正、v逆影响相同,但影响程度不一定相同;③压强的改变,本质上是改变气体的浓度,因此,压强改变,关键看气体浓度有没有改变,v才可能改变;知识点拨其它条件相同时,反应所处的温度越高,反应的速率越快;这里需注意:①一般认为温度的改变对化学反应速率的影响较大;②实验测得,温度每升高10℃,反应速率通常增大到原来的2~4倍;③温度对反应速率的影响与反应物状态无多大关系;④某反应为可逆反应,正逆反应速度受温度改变而引起的变化倾向相同,但程度不同;知识点拨使用催化剂可以改变反应速率;但需注意:①这里的“改变”包括加快或减慢;通常把能加快反应速率的催化剂称为正催化剂,减慢反应速率的催化剂称为负催化剂;②催化剂具有选择性,即不同的反应一般有不同的催化剂;③催化剂不能改变化学反应;④如果反应是可逆反应,则催化剂可同等程度地改变正逆反应的速率;知识点拨其它条件不变时,增大反应物浓度可以加快反应速率,反之,减小反应物浓度则可以减慢反应速率;这里需注意:①浓度的一般讨论对象为气体或溶液,对于纯液体或固体一般情况下其浓度是定值;②若反应为可逆反应,浓度改变的物质既可以是反应物也可以是生成物,甚至可以两者同时知识点拨一定条件下可逆反应中正反应与逆反应的速率相等,反应混和物中各组分的浓度保持不变的状态叫化学平衡状态;化学反应达到平衡后,反应混和物的百分组成一定可引伸为物质的物质的量浓度、质量分数、体积物质的量分数一定、反应物的转化率利用率一定;化学平衡的特征:⑴化学平衡是一种动态平衡,即v正=v逆≠0;动⑵外界条件如浓度、温度和压强等不改变时,化学平衡状态不变;定说明:化学平衡状态与反应从正反应开始还是从逆反应无关;⑶当外界条件发生改变时,化学平衡发生移动,直至达到新的化学平衡;变知识点拨等价转化是一种数学思想,借用到化学平衡中,可以简化分析过程;它指的是:化学平衡状态的建立与反应途径无关,即不论可逆反应是从正方向开始,还是从逆方向开始,抑或从中间状态开始,只要起始所投入的物质的物质的量相当,则可达到等效平衡状态;这里所说的“相当”即是“等价转化”的意思;知识点拨影响化学平衡移动的外界因素之一:浓度;在其它条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物浓度可使化学平衡向正反应方向移动;若增大生成物的浓度或减小反应物浓度则化学平衡向逆反应方向移动;注意:①浓度对气体或溶液才有意义,所以改变固体的量时化学平衡不发生移动;②只要增大浓度反应物或生成物无论平衡移动方向如何,新平衡状态的速率值一定大于原平,升高反应体系;知识点拨催化剂不能使化学平衡发生移动,只能改变达到化学平衡所需的时间;这里需注意:这里的改变包括“增大”和“缩短”,应视催化剂的种类;一般为“缩短”;原因:因催化剂能同等程度地改变正反应速率和逆反应速率,所以不能使平衡移动;知识点拨勒沙特列原理:已达平衡的可逆反应,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;注意:①此原理只适用于已达平衡的体系;②正确理解“减弱”的含义;。