化学反应速率和化学平衡一轮复习解析
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微专题11 反应历程(机理)图示分析聚焦一能量变更—反应历程(机理)图像1.基元反应大多数化学反应往往经过多个反应步骤才能实现,每一步反应都称为基元反应;先后进行的基元反应反映了反应历程,反应历程又称反应机理。
如H2和O2的反应需阅历多步基元反应才能完成,主要的4步基元反应如下:H2―→2H·(速率最小,称为决速步);H·+O2―→·OH+O·;O·+H2―→·OH+H·;·OH+H2―→H2O+H·。
2.过渡态理论过渡态理论认为,基元反应在从反应物到生成物的变更过程中要阅历一个中间状态,这个状态称为过渡态。
AB+C―→[A…B…C]―→A+CB反应物过渡态生成物过渡态是反应过程中具有最高能量的一种结构状态,过渡态的能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能[活化能(能垒)越高,此步基元反应速率越小]。
例如,一溴甲烷与NaOH 溶液反应的过程可以表示为CH3Br+OH-―→[Br…CH3…OH]―→Br-+CH3OH,反应历程示意图如下:3.活化能与反应机理运用催化剂,可以变更活化能,变更反应机理,在反应机理中每一步反应的活化能不同,且均比总反应的活化能低,故一般运用催化剂可以降低反应活化能,增大反应速率,如下图所示:E1为总反应的活化能;E2、E3为运用催化剂后,反应机理中各步的活化能。
4.解答能量变更图像“四关键”(1)明确图像横纵坐标的含义:一般是横轴表示反应过程,纵轴表示能量变更。
(2)细致视察各个步骤的变更:起始态、过渡态、最终态等。
(3)厘清图像变更与概念间的关系:吸热反应和放热反应、活化能、ΔH、稳定性等的正确推断。
(4)结合题意进行决速步骤的推断,ΔH的计算等。
【练真题】1.(2024·新高考广东卷)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)⇌P(g),反应历程(下图)中,M 为中间产物。
其他条件相同时,下列说法不正确的是( )A.运用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行B.反应达平衡时,上升温度,R的浓度增大C.运用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡D.运用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大解析:选C。
化学归纳化学反应速率与化学平衡常见问题解析一、简介化学反应速率与化学平衡是化学反应过程中的关键概念。
本文将探讨化学反应速率和化学平衡的定义、影响因素以及常见问题的解析。
二、化学反应速率1. 定义化学反应速率指的是化学反应物质在单位时间内消耗或生成的量。
它可以用反应物浓度的变化来表示。
2. 影响因素化学反应速率受到以下因素的影响:- 温度:温度的升高会提高反应物分子的平均动能,增加碰撞频率,从而加快反应速率。
- 浓度:浓度的增加会增加反应物分子之间的相互碰撞机会,从而加快反应速率。
- 催化剂:催化剂可以降低反应活化能,提高反应速率。
- 反应物性质:反应物的性质,如粒径、溶解度等,也会影响反应速率。
3. 常见问题解析a) 如何确定反应速率的表达式?反应速率的表达式可以通过实验数据的分析得到。
根据反应物浓度的变化情况,可以利用速率方程来确定反应速率。
b) 反应速率的单位是什么?反应速率的单位可以根据反应物质的消耗或生成量来确定,通常是摩尔/升·秒或克/升·秒。
c) 如何调节反应速率?反应速率可以通过调节温度、浓度、催化剂等因素来实现。
增加温度、浓度或使用催化剂等都可以加快反应速率。
三、化学平衡1. 定义化学平衡指的是当反应物与生成物的浓度达到一定比例时,反应速率相对来说没有明显变化的状态。
在化学平衡中,反应物与生成物之间的转化仍然在进行,只是反应物和生成物之间的浓度保持不变。
2. 影响因素化学平衡受以下因素的影响:- 反应物浓度:反应物浓度的变化会引起平衡位置的变化。
- 温度:温度的变化可以改变平衡位置,即平衡常数的值。
- 压力:压力对于气相反应的平衡具有影响,会改变平衡位置。
- 催化剂:催化剂对平衡位置没有直接影响,但可以影响平衡达到的速度。
3. 常见问题解析a) 如何判断一个反应是达到了平衡?当反应物与生成物的浓度变化不再明显,而且反应速率变得几乎不变时,可以认为反应达到了平衡。
化学化学反应速率与化学平衡的复习化学反应速率与化学平衡的复习化学反应速率与化学平衡是化学中重要的概念和理论。
了解和熟悉这些内容,对于深入理解化学反应以及预测和控制化学过程具有重要意义。
本文将对化学反应速率与化学平衡进行复习,并重点讨论相关的概念、计算方法和影响因素。
一、化学反应速率化学反应速率是化学反应物质转变的快慢程度的量化描述。
在化学反应中,反应物通过相互碰撞发生转化,形成产物。
而反应速率就是在单位时间内反应物消耗或产物生成的量。
通常用物质浓度的变化来描述反应速率。
根据反应物的消失速度或产物的生成速度,反应速率的表达式可以分为下列形式:A → B:速率=-Δ[A]/Δt或速率=Δ[B]/Δt2A + B → C:速率=-1/2Δ[A]/Δt或速率=-1/ΔtΔ[B]/Δt其中Δ[A]和Δ[B]分别表示反应物A和B的浓度变化量,Δt表示时间变化量。
根据反应速率的表达式可以得出反应速率与浓度之间的关系:反应速率与反应物浓度呈正相关,即浓度升高,反应速率增加;反应速率与反应物浓度的指数关系有关,即与反应物的化学方程式中的系数有关。
二、影响化学反应速率的因素1. 温度:温度是影响化学反应速率最主要的因素之一。
一般来说,温度的升高会使反应速率增加,而温度的降低则会使反应速率减慢。
这是因为在提高温度的情况下,反应物的分子动能增加,反应物的碰撞频率和碰撞能量增加,从而增加了反应发生的机会。
2. 浓度:反应物浓度的增加会导致反应速率的增加,因为浓度的增加会增加反应物的相互碰撞频率,增大了反应发生的概率。
3. 催化剂:催化剂是可以加速反应速率的物质。
催化剂通过改变反应物的反应路径或提供新的反应路径来增加反应速率,但催化剂本身在反应过程中并不参与化学转化。
催化剂的使用可以有效降低反应的活化能,使反应更容易发生,提高反应速率。
4. 反应物的物理状态:反应物的物理状态,如气体、液体或固体,也会影响反应速率。
比如固体态反应的速率较慢,而液体和气体态的反应速率较快。
专题化学反应速率与化学平衡
化学平衡的移动知识点复习
一、化学平衡的移动
(一)化学平衡的移动
1.化学平衡的移动
就是改变外界条件,破坏原有的平衡状态,建立起新的平衡状态的过程。
2.图示
3.平衡移动的方向
(1)若v(正)>v(逆),则平衡向正反应方向移动。
(2)若v(正)=v(逆),则平衡不移动。
(3)若v(正)<v(逆),则平衡向逆反应方向移动。
【注意】
(1)外界条件改变,平衡不一定发生移动。
①若条件改变,未引起化学反应速率的变化,则平衡一定不移动,如增加固体的用量。
②若条件改变,引起了化学反应速率的变化,但v(正)、v(逆)同等程度的改变,则平衡不发生移动。
③若条件改变,引起v(正)≠v(逆),则平衡一定发生移动。
(2)平衡发生移动,说明外界条件一定发生改变。
(二)浓度变化对化学平衡的影响。
第50讲常考化学反应速率和化学平衡图像的分析[复习目标]学会分析与化学反应速率和化学平衡相关的图像,能解答化学反应原理的相关问题。
类型一速率-时间图像1.常见含“断点”的速率—时间图像图像t1时刻所改变的条件温度升高降低升高降低正反应为放热反应正反应为吸热反应压强增大减小增大减小正反应为气体物质的量增大的反应正反应为气体物质的量减小的反应2.“渐变”类速率—时间图像图像分析结论t1时v′正突然增大,v′逆逐渐增大;v′正>v′逆,平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变,增大反应物的浓度t1时v′正突然减小,v′逆逐渐减小;v′逆>v′正,平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变,减小反应物的浓度t1时v′逆突然增大,v′正逐渐增大;v′逆>v′正,平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变,增大生成物的浓度t1时v′逆突然减小,v′正逐渐减小;v′正>v′逆,平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变,减小生成物的浓度1.在一密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示。
回答下列问题:(1)处于平衡状态的时间段是____________(填字母,下同)。
A.t0~t1B.t1~t2C.t2~t3D.t3~t4E.t4~t5F.t5~t6(2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。
A.增大压强B.减小压强C.升高温度D.降低温度E.加催化剂F.充入氮气t1时刻________;t3时刻________;t4时刻______。
(3)依据(2)中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最高的是__________。
A.t0~t1B.t2~t3C.t3~t4D.t5~t6(4)如果在t6时刻,从反应体系中分离出部分氨,t7时刻反应达到平衡状态,请在图中画出反应速率的变化曲线。
答案(1)ACDF(2)C E B(3)A(4)解析(1)根据图示可知,t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6时间段内,v正、v逆相等,反应处于平衡状态。
多重平衡体系和速率、平衡图像对比分析理清多重平衡体系中反应之间的关系体系1:PH4I(S)⇌PH3(g)+HI(g) 体系2:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) 4PH3(g)⇌P4(g)+6H2(g) CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)2HI(g)⇌H2(g)+I2(g) CO(g)+H2(g)⇌CH3OH(g)竞争反应连续反应关键:弄清楚体系中自投料始至平衡各物质的来源、去向注意:多重平衡体系中有关平衡常数的计算,各组分的平衡是指整个平衡体系中的量,而不是指某一单一反应中的量。
u 连续平衡:类型一 连续反应指有关的两个可逆反应有着关联,第一个反应的某一生成物,是第二个反应的反应物。
例如解题时要注意如果该物质是第一个反应的生成物,第二个反应的反应物;则在第一个反应中,该物质的初始量为0,它的平衡量则为第二个反应中该物质的初始量(在计算第二个反应的转化率尤为重要)。
恒压反应器中,按照n (H 2)∶n (C 6H 6)=4∶1投料,发生Ⅰ、Ⅱ反应,总压为p 0,平衡时苯的转化率为α,环己烷的分压为p ,则反应Ⅰ的K p =____________Ⅰ.主反应: (g)+3H 2(g) (g)ΔH 1<0Ⅱ.副反应: (g) (g)ΔH 2>0转化平衡起始1 4 0α 3α α1-α 4-3α α转化平衡起始α 0x x α-x x 平衡体系中总的物质的量:1-α+4-3α+α-x +x =5-3α故平衡时,苯的分压:p 0H 2的分压p 0则代入公式计算K p==解析:设起始时,n (H 2)=4mol, n (C 6H 6)=1mol转化例2 二甲醚是一种清洁能源,用水煤气制取二甲醚的原理如下:500 K时,在2 L 密闭容器中充入4 mol CO和8 mol H 2,4 min达到平衡,平衡时CO 的转化率为80%,且2c (CH 3OH)=c (CH 3OCH 3),则:(1)0~4 min,反应Ⅰ的v (H 2)=___________________。
精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!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.影响反应速率的因素内因: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H2、F2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H2、N2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。
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。
②压强:对于有气体参加的反应,当其他条件不变时,增加压强,气体体积缩小,浓度增大,反应速率加快。
③温度:升高温度时,分子运动速率加快,有效碰撞次数增加,反应速率加快,一般来说,温度每升高10℃反应速率增大到原来的2~4倍。
④催化剂:可以同等程度增大逆反应速率。
⑤其他因素:增大固体表面积(粉碎),光照也可增大某些反应的速率,此外,超声波、电磁波、溶剂也对反应速率有影响。
【注意】:①改变外界条件时,若正反应速率增大,逆反应速率也一定增大,增大的倍数可能不同,但不可能正反应速率增大,逆反应速率减小。
②固体、纯液体浓度视为常数,不能用其表示反应速率,它们的量的变化不会引起反应速率的变化,但其颗粒的大小可影响反应速率。
③增大压强或浓度,是增大了分子之间的碰撞几率,因此增大了化学反应速率;升高温度或使用催化剂,提高了活化分子百分数,增大了有效碰撞次数,使反应速率增大。