(完整版)化学反应速率与限度知识点
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《化学反应的限度》知识清单一、化学反应限度的概念在化学反应中,反应物不可能全部转化为生成物,当一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时,反应物和生成物的浓度不再改变,达到一种表面静止的状态,我们称之为化学平衡状态,也就是化学反应的限度。
这种限度是在给定条件下化学反应所能达到的最大程度。
例如,工业合成氨的反应 N₂+ 3H₂⇌ 2NH₃,即使不断地提供合适的反应条件,氮气和氢气也无法完全转化为氨气。
二、影响化学反应限度的因素1、温度温度对化学反应限度有着显著的影响。
一般来说,升高温度,平衡会向吸热反应的方向移动,从而改变反应的限度;降低温度,平衡会向放热反应的方向移动。
以二氧化硫转化为三氧化硫的反应 2SO₂+ O₂⇌ 2SO₃为例,这是一个放热反应。
升高温度,平衡会逆向移动,二氧化硫的转化率降低,反应限度减小;降低温度,平衡正向移动,二氧化硫的转化率提高,反应限度增大。
2、浓度反应物或生成物的浓度变化也会影响反应限度。
增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡会向正反应方向移动,从而提高反应限度;减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡会向逆反应方向移动,降低反应限度。
比如在可逆反应 H₂+ I₂⇌ 2HI 中,如果增加氢气或碘蒸气的浓度,平衡就会向生成碘化氢的方向移动,反应限度增大。
3、压强对于有气体参与且反应前后气体分子数发生变化的反应,压强的改变会影响反应限度。
增大压强,平衡会向气体分子数减小的方向移动;减小压强,平衡会向气体分子数增大的方向移动。
例如,氮气和氢气合成氨的反应 N₂+ 3H₂⇌ 2NH₃,反应前气体分子数为 4,反应后气体分子数为 2。
增大压强,平衡正向移动,有利于氨气的生成,反应限度增大;减小压强,平衡逆向移动,不利于氨气的生成,反应限度减小。
4、催化剂催化剂能够同等程度地改变正反应和逆反应的速率,因此使用催化剂只能缩短达到平衡所需的时间,而不能改变反应的限度。
三、化学平衡状态的特征1、等正反应速率等于逆反应速率。
化学反应的速率与限度知识点化学反应速率和限度是化学领域中非常重要的知识点。
本文将深入探讨这两个概念,并介绍一些与它们相关的实验和应用。
第一部分:化学反应速率化学反应速率是指单位时间内反应物消耗量的变化率。
它可以用以下公式来表示:反应速率 = 变化量 / 时间其中,“变化量”可以是任何与反应性质有关的物理量,如反应物消耗量、产物生成量、能量释放量等。
反应速率与反应物浓度的关系反应速率与反应物浓度呈正比例关系。
理论上来说,浓度越高,反应速率越快。
这是因为更高浓度的反应物可以提供更多的反应物分子,从而增加反应的频率。
但这也取决于反应物之间的反应机理和反应条件。
反应速率与温度的关系反应速率与温度呈指数函数关系。
理论上来说,温度越高,反应速率越快。
这是因为温度升高可以提高反应物分子的平均动能,使它们更易于克服反应能垒,从而增加反应的频率和速率。
但是,超过一定温度极限后,高温反应会导致反应物分子的过度振动和碰撞导致反应物分解、沸腾和爆炸等现象。
反应速率与催化剂的关系催化剂是影响反应速率的重要因素。
催化剂本身在反应过程中不发生化学反应,但可以通过与反应物分子相互作用,引起反应物分子的活化或分子结构调整,从而促进反应过程。
理论上来说,在适当条件下使用催化剂可以使反应速率增加几倍甚至几十倍。
反应速率的实验测定实验方法是测定反应物质量或浓度的变化量与对应时间内的时间间隔的比值。
测定反应速率时需要多次重复实验,并采用曲线拟合等数学统计方法提高精度和准确度。
在实验中还需要注意反应温度、反应时间、反应物质量、反应物浓度和催化剂等影响因素。
第二部分:化学反应限度化学反应限度指的是在特定条件下,在某种反应中完全转化的最大物质量或浓度。
在化学实验中,反应限度是确定反应物消耗量的重要依据之一。
反应限度的影响因素反应限度受到反应条件、反应物性质和反应机理等因素的影响。
一般来说,反应限度与反应物浓度呈正比例关系。
但是,在一些反应中,当反应物浓度达到一定值后,反应速率不再增加,甚至会变慢。
化学反应速率和限度一、知识回顾1、化学反应速率的有关计算及其大小比较概念: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(均取正值)来表示数学表达式为:V(A)= △ c/t 单位:mol/(L·min)或mol/(L·s)注意:1、对于同一化学反应,用不同的物质表示其化学反应速率可能不相同,所以反应速率要指明具体物质;但速率(v)之比=化学方程式计量数之比=浓度变化(△ c)之比 =物质的量变化(△n)之比。
2、化学反应速率是标量,即只有大小没有方向,只取正值3、一般地计算出来的化学反应速率是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。
4、对于固体物质或气态反应中的液体物质,反应在其表面进行, 它们的“浓度”是不变的,因此不用液体和固体表示化学反应速率。
热身练习1 (1)一定条件下在2L密闭容器中发生反应:2SO2+ O22SO3,起始时SO2和O2的物质的量分别为2mol和3mol。
反应进行到2分钟的时候,测得SO3的物质的量为1.6 mol,请分别用SO2、O2和SO3的浓度变化来表示该反应的速率。
(2)A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在不同情况下测得反应速率如下,其中反应速率最快的是()A.v(D)=0.4mol/L·s B. v(C)=0.5mol/L·sC. v(B)=0.6mol/L·sD. v(A)=0.15mol/L2、影响化学反应速率的因素内因:由反应物的性质决定外因(1)温度:当其它条件不变时,升高温度,可以加快反应速率;降底温度,可以减慢反应速率。
(2)催化剂:催化剂能同等程度改变化学反应速率。
(3)浓度:当其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以加快反应速率;减小反应物的浓度,可以减慢反应速率(4)压强:当其他条件不变时,对于气体参与的反应增大体系压强,可以加快反应速率;减小体系压强,可以减慢反应速率(5)固体反应物的表面积,原电池,光照等。
《第二章第三节化学反应的速率和限度》1.化学反应速率的含义: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(均取正值)来表示。
浓度的变化——△C 时间的变化——△t表达式:v=△C/△t 单位:mol/(L•s)或mol/(L•min)注意:(1)在同一反应中用不同物质来表示时,其反应速率的数值可以不同,但都表同一反应的速率。
(必须标明用哪种物质来做标准) (2)起始浓度与化学计量数比无关,但是变化浓度一定与化学计量数成比例。
(3)同一反应各物质的反应速率之比等于化学计量数之比。
例如: 2A(g)+3B (g)C(g)+4D(g)ν(A):ν(B):ν(C):ν(D) = 2:3:1:4(3)化学反应速率均用正值来表示,且表示的是平均速率而不是瞬时速率(4)一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率(5)改变压强对无气体参与的反应的化学反应速率无影响。
【例1】某一反应物的初始浓度是2摩尔/升,经过两分钟的反应,它的浓度变成了摩尔/升,求该反应的反应速率。
[ mol/(L•min) ]【例2】某温度时,2L容器中X、Y、Z三种物质的量随时间的变化如图所示。
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 ,Z的平均反应速率为:mol/(L•min)【例3】在2A + B = 3C + 4D的反应中, 下列表示该反应的化反速率最快的是---------------( B )A. V(A) = mol/(L·s)B. V(B) = mol/(L·s)C. V(C) = mol/(L·s)D. V(D) = 1 mol/(L·s)【总结】对于同一反应,比较用不同反应物或生成物表示的反应速率大小时,要换算成同一物质表示的速率,才能比较。
3.影响化学反应速率的因素内因:由参加反应的物质的性质决定。
影响反应速率的因素有外因:浓度、温度、压强、催化剂、其它因素。
化学反应速率与反应限度笔记一、化学反应速率1.定义:化学反应速率是用来描述一个化学反应进行快慢的物理量,它表示单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。
2.表示方法:单位时间内浓度的变化:Δc/Δt。
单位时间内物质的量的变化:Δn/Δt。
3.影响化学反应速率的因素:浓度:一般来说,反应物的浓度越大,反应速率越快。
例如,锌与稀硫酸的反应速率比与浓硫酸的反应速率慢。
温度:升高温度,反应速率通常会增加。
例如,食物在夏天比冬天更容易变质。
催化剂:催化剂能够显著降低化学反应的活化能,从而加快反应速率。
例如,使用催化剂可以使汽车尾气中的一氧化碳和氮氧化物更快地转化为无害的二氧化碳和氮气。
光照:某些光化学反应需要光的照射才能进行。
例如,植物的光合作用。
压力:对于涉及气体的化学反应,增加压力可以提高反应速率。
例如,合成氨的反应。
表面积:反应物的表面积越大,与其他反应物接触的机会越多,反应速率越快。
例如,粉末状的固体反应物比块状的反应更快。
4.反应速率定律(速率方程):对于基元反应,反应速率与反应物的浓度之间存在一定的关系,这种关系可以用速率方程表示。
例如,对于一级反应,速率方程为:r=-dc/dt=kc;对于二级反应,速率方程为:r=-dc/dt=kc²。
5.速率常数(k):速率常数是一个与温度有关的量,表示单位浓度下的反应速率。
不同温度下,同一反应的速率常数不同。
二、反应限度1.定义:当化学反应达到一个平衡状态时,即正反应速率与逆反应速率相等,且反应物和生成物的浓度不再随时间改变,这个状态称为化学平衡,此时的反应限度称为化学平衡常数。
2.化学平衡常数(Kc):表达式:Kc=[生成物浓度幂之积]/[反应物浓度幂之积]。
意义:描述了化学平衡时生成物与反应物的浓度关系,是判断反应进行程度的物理量。
3.影响化学平衡的因素:浓度:增加某一反应物的浓度,平衡会向正反应方向移动;增加某一生成物的浓度,平衡会向逆反应方向移动。
第二章化学平衡第一节化学反应速率及其影响因素一化学反应速率1. 定义: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反应进行快慢的物理量。
2. 表达式:v(X)=△C(X)△t3. 单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1[重点提醒](1)对某一具体化学反应,用不同物质表示的同一反应速率,数值之比等于方程式中系数之比。
如:aA+bB=dD+eE,v(A):v(B):v(D):v(E)=a:b:d:e。
(2)判断反应进行的快慢时,需做到两个统一,即:统一物质和单位。
二、影响化学反应速率的外因1.浓度浓度对化学反应速率的影响:当其它条件不变时,增大反应物的浓度,可以提高化学反应速率;减小反应物的浓度,可以降低化学反应速率。
[重点提醒](1)此规律只适用于气体反应或溶液中的反应。
对于纯固体或纯液体物质,一般情况下其浓度常视为常数,因此改变它们的量不会改变化学反应速率。
但固体物质的表面积的大小会影响化学反应速率。
一般来讲,固体的颗粒越细,表面积就越大,反应速率就越高。
例如:铝粉和铝条分别与盐酸反应时,铝粉的反应速率明显高于铝条,因此块状固体物质可以通过研细以增大表面积来提高反应速率。
(2)增加反应物的浓度,就是增加单位体积内的反应物分子总数,单位体积内的活化分子数也随之增多(注意活化分子百分数保持不变),所以单位时间内有效碰撞次数增多,从而使化学反应速率增大。
2.温度温度对化学反应速率的影响:当其它条件不变时,升高温度,反应速率常数增大,反应速率提高。
[重点提醒](1)温度对反应速率的影响适用于任何反应,即不论反应物质的状态及反应的热效应如何,升高温度,反应速率都提高。
无论放热反应还是吸热反应,虽然温度升高.反应速率都提高,但是提高的倍数是不同的:吸热反应提高的倍数多,放热反应提高的倍数少。
(2)升高温度,反应物分子能量增加,使部分原来能量较低的分子也成为活化分子,从而增大了活化分子百分数及活化分子总数,使有效碰撞次数增多,化学反应速率加快。
《第二章化学反应的速率和化学平衡》小结一、化学反应速率1、定义:___________________________________表达式:△V(A)=△C(A) /△t 单位:单位:mol/(L·s)或mol/(L·min)化学反应的计算公式:对于下列反应: mA+nB=pC+qD 有v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q2、化学反应速率都取正值3、同一个化学反应,用不同的物质表示化学反应速率,数值可能不同,但表示的意义是一样的。
同一个化学反应,各物质的化学反应速率之比=_____________________4、化学反应速率一般指平均速率,但在速率——时间图象中,经常出现瞬时速率。
5 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主要因素: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。
(对于纯固体和纯液体,其浓度可视为常数,其物质的量变化不影响化学反应速率)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。
○1若参加反应的物质为固体或液体,增大压强,化学反应速率________○2有气体参加的反应,其它条件不变,增大压强,化学反应速率________注意以下几种情况:A:恒温时,增大压强,化学反应速率________B:恒容时:a、充入气体反应物,化学反应速率________b、充入稀有气体,化学反应速率________C:恒压时:充入稀有气体,化学反应速率________。
第三节化学反应的速率和限度1、化学反应的速率(1)概念:化学反应速率通常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(均取正值)来表示。
计算公式:v(B)=()c Bt∆∆=()n BV t∆•∆①单位:mol/(L·s)或mol/(L·min)②B为溶液或气体,若B为固体或纯液体不计算速率。
③以上所表示的是平均速率,而不是瞬时速率。
④重要规律:(1)速率比=方程式系数比(2)变化量比=方程式系数比(2)影响化学反应速率的因素:内因:由参加反应的物质的结构和性质决定的(主要因素)。
外因:①温度:升高温度,增大速率②催化剂:一般加快反应速率(正催化剂)③浓度:增加C反应物的浓度,增大速率(溶液或气体才有浓度可言)④压强:增大压强,增大速率(适用于有气体参加的反应)⑤其它因素:如光(射线)、固体的表面积(颗粒大小)、反应物的状态(溶剂)、原电池等也会改变化学反应速率。
2、化学反应的限度——化学平衡(1)在一定条件下,当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时,反应物和生成物的浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡状态”,这就是这个反应所能达到的限度,即化学平衡状态。
化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响。
催化剂只改变化学反应速率,对化学平衡无影响。
(2)化学平衡状态的特征:逆、动、等、定、变。
①逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。
②动:动态平衡,达到平衡状态时,正逆反应仍在不断进行。
③等:达到平衡状态时,正方应速率和逆反应速率相等,但不等于0。
即v正=v逆≠0。
④定:达到平衡状态时,各组分的浓度保持不变,各组成成分的含量保持一定。
⑤变:当条件变化时,原平衡被破坏,在新的条件下会重新建立新的平衡。
(3)判断化学平衡状态的标志:① V A(正方向)=V A(逆方向)或n A(消耗)=n A(生成)(不同方向同一物质比较)②各组分浓度保持不变或百分含量不变③借助颜色不变判断(有一种物质是有颜色的)④总物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变(前提:反应前后气体的总物质的量不相等的反应适用,即如对于反应xA+yB zC,x+y≠z)1.100ml6mol/LH2SO4跟过量锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应进行的速度,但又不影响生成氢气的总量.可向反应物中加入适量的()A.碳酸钠(固体)B.水C.硫酸钾溶液D.硫酸铵(固体)2.在恒温恒容条件下,能使A(g)+B(g)C(g)+D(g)正反应速率增大的措施是() A 减小C或D的浓度B.增大D的浓度C.减小B的浓度D.增大A或B的浓度3.设C+CO2⇌2CO-Q1反应速率为V1,N2+3H22NH3+Q2反应速率为V2,当温度升高时,速率变化情况为()A.V1提高,V2下降B.V1、V2都提高C.V1下降,V2提高D.V1、V2都下降4.常温下,分别将四块形状相同且质量均为7g的铁块同时投入下列四种溶液中,产生气体的速率最快的是()A.1000mL2mol/LHCl B.500mL4mol/LH2SO4C.50ml3mol/LHCl D.50mL18.4mol/LH2SO45.一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g).若c(SO3)由0 增加到0.06mol•L-1时,需要15s,那么c(SO3)由0.06mol•L-1增加到0.10mol•L-1时,所需反应时间为()A.大于10 s B.等于10 s C.小于10 s D.等于5s 6.空气中煅烧硫铁矿可产生SO2和氧化铁.为了提高生产SO2的速度,下列措施可行的是()A.把块状矿石碾成粉末B.增大O2压强,向炉内喷吹空气C.添加氧化铁D.降低温度并降低SO2浓度8.反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在体积10L的密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率v(x)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为()A.v(NH3)=0.010mol•L-1•s-1 B.v(O2)=0.0010mol•L-1•s-1 C.v(NO)=0.0010mol•L-1•s-1D.v(H2O)=0.045mol•L-1•s-1 9.某温度下,浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成Z,反应2min后,测得参加反应的X2为0.6mol/L,用Y2变化表示的反应速率v(Y2)=0.1mol/(L·min),生成的c(Z)=0.4mol/L,则该反应方程式为()A.X2+2Y2=2XY2B.2X2+Y2=2X2YC.3X2+Y2=2X3Y D.X2+3Y2=2XY310.已知:4NH3+5O2=4NO+6H2O,若反应速率分别用ν(NH3)、ν(O2)、ν(NO)、ν(H2O)(mol/L•min)表示,则正确的关系是()A.5ν(NH3)=4ν(O2) B.5ν(O2)=6ν(H2O)C.2ν(NH3)=3ν(H2O) D.4ν(O2)=5ν(NO)11.在2L容器中0.6molX气体和0.4molY气体发生反应:3X(g)+Y(g)=N2(g)+2W(g).5min末已生成0.2molW,若测知以Z浓度变化来表示的化学反应平均速率为0.01mol•L-1•min-1,则上述反应中Z气体的计量系数 n的值是()A.1 B.2 C.3 D.412.2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(g)的反应,在不同条件下的反应的速率最快的是()A.ν(A)=0.7mol•L-1•min-1B.ν(B)=0.3mol•L-1•min-1C.ν(C)=0.9 mol•L-1•min-1D.ν(D)=1.1mol•L-1•min-113.气体A、B在2L恒容密闭容器中发生反应:4(g)+B(g)⇌2C(g),4s末时,测得n(A)=0.5 mol,n(B)=0.4mol,n©=0.2mol.用A浓度的减少来表示该反应的速率为()A.0.0125mol/(L•s)B.0.025mol/(L•s)C.0.05mol/(L•s)D.0.1mol/(L•s)14.对于反应A(g)+3B(g)=2C(g)+D(g)来说,下列反应速率中最快的是()A.v(A)=0.3mol•L-1•min-1B.v(B)=0.6mol•L-1•min-1 C.v(C)=0.5m ol•L-1•min-1D.v(D)=0.01mol•L-1•S-1 15.在密闭容器中,X与Y反应生成Z,其反应速率分别用v(X)、v(Y)、v(Z)表示,已知:2v(Y)=3v(X)、3v(Z)=2v(Y),则此反应的化学方程式可表示为()A.2X+3Y═2Z B.X+3Y═2Z C.3X+Y═2Z D.X+Y═Z 16.Fe3+在I-的反应如下:2I-+2Fe3+═2Fe2++I 2(水溶液).正向反应速率和I-、Fe3+的浓度关系为v=k[I-]m[Fe3+]n(k为常数)在v=k[I-]m[Fe3+]n中,m、n的值为()A.m=1,n=1 B.m=1,n=2 C.m=2,n=1 D.m=2,n=2 17.在密闭容器中进行反应:X2(g)+Y2(g)⇌2Z(g)已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol•L-1、0.3mol•L-1、0.2mol•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0.35mol•L-1 B.Y2为0.45mol•L-1C.X2为0.2 m ol•L-1 D.Z为0.4mol•L-118.在固定体积的密闭容器中进行如下反应:2AB2(g)+B2(g)2AB3(g已知反应过程某一时刻AB2、B2、AB3浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L,达到平衡时,浓度可能正确的是()A.AB2、B2分别为0.4mol/L、0.2mol/L B.AB2为0.25mol/LC.AB2、AB3均为0.15mol/L D.AB3为0.4mol/L19.一定温度和压强下,在容积为VL的密闭容器中充入1mol A和1mol B,保持恒温恒压,反应A(g)+B(g)C(g)△H<0达到平衡时,C的体积分数为40%.(1)升温时,C的反应速率(填“加快”、“减慢”或“不变”)(2)若平衡时,保持容器容积不变,使容器内压强增大,则平衡A.一定向正反应方向移动 B.一定向逆反应方向移动C.一定不移动 D.不一定移动(3)若平衡时,保持容器容积不变,在密闭容器中再充入2mol A,则反应达到平衡时,A的转化率(填“无影响”、“增大”、“减小”,下同),B的转化率20.已知:298K时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.2kJ•mol-1.(1)若N≡N的键能为941.3kJ•mol-1,H-H的键能为436.4kJ•mol-1,则N-H 的键能为(2)实验室将1.1mol N2、3mol H2充入2L容器,一定条件下反应.①若2min末测得H2的物质的量为1.8mol,则该时间段内氨气的平均反应速率为②下列措施可加快该反应速率的是A.充入He气 B.使用恰当的催化剂C.升高反应体系的温度D.再充入N2③当下列物理量保持不变时,表明该反应一定处于化学平衡状态的是A.容器内N2与H2的浓度比 B.容器内气体密度C.恒温下气体的压强 D.H2的物质的量④充分反应后恢复到298K,反应过程中放出的热量92.2kJ(填“>”、“=”、“<”),理由。