2010高三化学高考考前热点复习:化学反应速率与化学平衡
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化学反应速率和化学平衡【考试大纲要求】1.了解化学反应的可逆性.理解化学平衡的涵义。
掌握化学平衡与反应速率之间的内在联系.2.理解勒沙特列原理的涵义.掌握浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动的影响。
3.能够通过对图形、图表的观察,获取有关的感性知识和印象,并对这些感性知识进行初步加工和记忆。
【知识规律总结】化学反应速率概念:用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
1.表示方法:v=△c/△t2.单位:mol/(L·s);mol/(L·min);mol/L·H。
3.相互关系:4NH3+5O24NO+6H2O(g)v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6影响化学反应速率的因素1.内因:反应物本身的性质(如:硫在空气中和在氧气中燃烧的速率明显不同).2.外内:(1)浓度:浓度越大,分子之间距离越短,分子之间碰撞机会增大,发生化学反应的几率加大,化学反应速率就快;因此,化学反应速率与浓度有密切的关系,浓度越大,化学反应速率越快。
增大反应物的浓度,正反应速率加快。
(2)温度:温度越高,反应速率越快(正逆反应速率都加快)。
(3)压强:对于有气体参与的化学反应,通过改变容器体积而使压强变化的情况:PV=nRT, P=CRT.压强增大,浓度增大(反应物和生成物的浓度都增大,正逆反应速率都增大,相反,亦然).(4)催化剂:改变化学反应速率(对于可逆的反应使用催化剂可以同等程度地改变正逆反应速率)。
化学平衡的概念:在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组在成分的含量保持不变的状态叫做化学平衡.1.“等”—-处于密闭体系的可逆反应,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。
这是可逆反应达到平衡状态的重要标志。
2.“定”——当一定条件下可逆反应一旦达平衡(可逆反应进行到最大的程度)状态时,在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).这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要依据。
高三化学学科总结化学反应的速率与平衡化学反应的速率与平衡是高中化学中的重要内容,它们对于我们了解化学反应的进行和平衡的维持具有重要意义。
本文将对化学反应的速率与平衡进行总结与分析。
一、化学反应的速率化学反应的速率指的是反应物消耗或生成的速度。
通常以物质浓度或质量变化与时间的关系来描述。
1. 反应速率的计算公式在反应速率的计算中,通常采用反应物浓度变化与时间的比值来表示。
对于一般的反应aA + bB → cC + dD,反应速率可表示为:速率= Δ[A]/(aΔt) = Δ[B]/(bΔt)= Δ[C]/(cΔt) = Δ[D]/(dΔt)其中,Δ[A]表示反应物A的浓度变化量,Δt表示反应时间间隔。
反应速率可以根据实验数据绘制曲线来分析反应的速率规律。
2. 影响反应速率的因素反应速率受到多个因素的影响,主要包括反应物的浓度、温度、催化剂和表面积等因素。
(1)浓度:反应物浓度越高,碰撞频率越大,反应速率越快。
(2)温度:温度升高会增加反应物分子的动能,使其碰撞的能量大于或等于反应活化能,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,降低反应的活化能,使反应速率加快。
(4)表面积:反应物的颗粒越小,表面积越大,反应速率越快。
3. 反应速率与反应机理反应速率与反应机理密切相关。
反应机理是指反应发生时反应物分子之间的碰撞方式和化学键的断裂与生成过程。
通过研究反应速率与反应物浓度、温度等因素的关系,可以推断反应机理,并对化学反应进行深入理解和研究。
二、化学反应的平衡化学反应达到动态平衡时,反应物与生成物在物质的量上保持一定比例,反应速率之间达到平衡。
平衡状态下反应速率的前后相等,不代表反应停止。
1. 平衡常数及表达式对于一般的反应aA + bB ↔ cC + dD,可根据反应物与生成物的浓度比例得到平衡常数表达式:Kc = [C]c[D]d/[A]a[B]b其中,[A]、[B]、[C]、[D]表示反应物或生成物的浓度。
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,t c v ∆∆=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: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)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)()()()(n B c A c D c C c K m q p ⋅⋅=)()(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 ⋅⋅=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.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( ) (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。
•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→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。
高考化学反应速率与平衡知识点解析在高考化学中,化学反应速率与平衡是一个非常重要的知识点,也是许多同学感到头疼的部分。
但别担心,接下来咱们就用通俗易懂的方式,把这个知识点好好捋一捋。
一、化学反应速率化学反应速率,简单来说,就是衡量化学反应进行快慢的物理量。
它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。
影响化学反应速率的因素主要有以下几个方面:1、浓度一般来说,增大反应物的浓度,反应速率会加快。
这就好比一群人干活,干活的人多了,自然完成任务的速度就快了。
2、温度升高温度,反应速率会增大。
这是因为温度升高,分子运动加快,反应物分子之间的碰撞频率增加,而且碰撞时更有能量,更容易发生反应。
3、压强对于有气体参与的反应,增大压强(相当于缩小容器体积),反应速率会加快。
想象一下,把气体分子挤在一个更小的空间里,它们相互碰撞的机会就更多了。
4、催化剂催化剂能大大加快反应速率。
它就像是一个神奇的助手,能降低反应的活化能,让反应更容易发生。
5、固体表面积对于固体反应物,增大其表面积(比如把块状变成粉末状),反应速率会加快。
接触面积大了,反应自然更迅速。
二、化学平衡化学平衡是指在一定条件下,当正反应速率和逆反应速率相等时,反应体系中各物质的浓度不再发生变化的状态。
化学平衡具有以下特征:1、“逆”化学平衡研究的是可逆反应。
2、“等”正反应速率等于逆反应速率。
3、“动”化学平衡是动态平衡,反应并没有停止,只是正逆反应速率相等。
4、“定”平衡体系中各物质的浓度保持一定。
5、“变”条件改变时,化学平衡会发生移动。
影响化学平衡移动的因素主要有浓度、温度和压强。
当增大反应物浓度或减小生成物浓度时,平衡向正反应方向移动;反之,平衡向逆反应方向移动。
升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方向移动。
对于有气体参与且反应前后气体分子数不同的反应,增大压强,平衡向气体分子数减小的方向移动;减小压强,平衡向气体分子数增大的方向移动。
一.化学反应速率1.化学反应速率:化学反应速率是用来衡量化学反应快慢程度的物理量,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。
(1)表示方法: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。
(2)表达式:c vt∆=∆(3)单位:mol / ( L·s ) mol / ( L·min ) mol / ( L·h )2.注意(1)物质的量浓度可以从溶液中迁移到气体中来。
在一定温度下,一定压强下,气体B 的物质的量浓度c(B)=n(B)/V(2)化学反应速率可以用某一种反应物的浓度的变化表示,也可以用某一种生成物的浓度变化表示。
(3)由于化学反应中物质的量浓度是随着时间连续不断的变化的。
所以化学反应速率有平均速率和瞬时速率之分。
在中学化学里,通常所说的化学反应速率是指一段时间内的平均速率,而不是瞬时速率。
且均取正值,无负值。
(4)同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率。
数值可能不同,但是表示意义相同。
即一种物质的化学反应速率也就代表了整个化学反应的反应速率。
(5)各物质表示的速率比等于该反应的方程式的化学计量数之比。
(6)在一定温度下,固体和纯液体物质单位体积内的物质的量保持不变,即物质的量浓度为常数。
因此,它们的化学反应速率也被视为常数。
由此可见,现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。
3.有效碰撞理论(1)化学反应发生的必要条件是反应物分子(或原子、离子)间的碰撞。
只有极少数活化分子的碰撞才能发生化学反应,称“有效碰撞”;活化分子是反应物分子中能量较高的分子,其比例很小;(2)理论要点:有效碰撞:能发生反应的碰撞;活化分子:具有较大的动能并且能发生有效碰撞的分子;活化能:活化分子所具有的最低能量与反应物分子的平均能量之差;其他条件相同时,活化能越低的化学反应,反应速率越高。
(3)活化能(Ea)是化学反应的“能垒”,Ea越高,反应越慢;Ea越低,反应越快。
化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率 1.表示方法用单位时间内反应物或生成物的 (常用物质的量浓度)变化来表示,其表达式为: v =Δc Δt。
2.单位mol/(L·s)或mol/(L·min)。
3.同一反应用不同物质表示的反应速率之间的关系对于任一反应在m A +n B===p Y +q Z ,v (A)∶v (B)∶v (Y)∶v (Z)=m ∶n ∶p ∶q 。
4.注意的问题(1)化学反应速率是一段时间内的平均速率,且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。
(2)在一定温度下,固体和纯液体物质,改变其用量,不影响反应速率。
(3)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。
二、影响化学反应速率的因素 1.影响因素(1)内因(主要因素):反应物本身的性质,如Na 、Mg 、Al 与水反应的速率由大到小的顺序为: 。
(2)外因(其他条件不变,改变一个条件)问题探究:对于固体和纯液体反应物,若改变反应物的用量,对反应速率有何影响? 检测1.(2011年韶关调研)在N 2+3H 2 催化剂高温高压2NH 3 的反应中,在5 s 内N 2的浓度由6 mol·L -1减至2 mol·L -1。
则NH 3的平均反应速率是( ) A .2.4 mol·(L·s)-1 B .1.6 mol·(L·s)-1 C .0.8 mol·(L·s)-1 D .0.08 mol·(L·s)-1 2.下列说法正确的是( )A .(2010年福建高考)同时改变两个变量来研究反应速率的变化,能更快得出有关规律B .(2010年福建高考)一定条件下,使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率C .(2010年山东高考)放热反应的反应速度总是大于吸热反应的反应速率D .常温下,铁与稀硫酸作用改为铁与浓硫酸作用,反应速度减慢3.不同温度下,在两个容器中同时进行化学反应:2A(g)+3B(g)===2C(g)+D(g),1分钟内甲容器中消耗掉2 mol A 物质,乙容器内消耗6 mol A 物质,则两容器内的反应速率大小关系为( )A .甲容器内反应速率快B .乙容器内反应速率快C .甲乙两容器内反应速率相等D .无法比较4.将等物质的量的A 、B 混合于2 L 的密闭容器中,发生如下反应3A(g)+B(g)x C(g)+2D(g),经5 min 后,测得D 的浓度为0.5 mol/L ,c (A)∶c (B)=3∶5,C 的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)。
高考化学一轮复习化学反应速率与化学平衡知识点归纳1. 化学反应速率:⑴化学反应速率的概念及表示方法:通过运算式:v =Δc /Δt来明白得其概念:①化学反应速率与反应消耗的时刻(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,数值能够相同,也能够是不同的。
但这些数值所表示的差不多上同一个反应速率。
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∶q③一样来说,化学反应速率随反应进行而逐步减慢。
因此某一段时刻内的化学反应速率,实际是这段时刻内的平均速率,而不是瞬时速率。
⑵阻碍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,能够增大活化分子总数,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:关于气体而言,压缩气体体积,能够增大浓度,从而使化学反应速率加快。
值得注意的是,假如增大气体压强时,不能改变反应气体的浓度,则不阻碍化学反应速率。
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. 化学平稳:⑴化学平稳研究的对象:可逆反应。
⑵化学平稳的概念(略);⑶化学平稳的特点:动:动态平稳。
平稳时v正==v逆≠0等:v正=v逆定:条件一定,平稳混合物中各组分的百分含量一定(不是相等);变:条件改变,原平稳被破坏,发生移动,在新的条件下建立新的化学平稳。
⑷化学平稳的标志:(处于化学平稳时):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关于气体体积数不同的可逆反应,达到化学平稳时,体积和压强也不再发生变化。
化学反应速率与化学平衡化学反应速率和化学平衡是化学中两个重要的概念。
化学反应速率指的是反应物转化为产物的速度,而化学平衡则是指在一个封闭系统中,反应的前进和逆反应达到相互抵消的状态。
本文将探讨化学反应速率和化学平衡之间的关系以及相关的影响因素。
一、化学反应速率化学反应速率是指在单位时间内,反应物的消耗量或产物的生成量。
通常表示为物质浓度的变化速率,具体公式为:反应速率= ΔC/Δt其中,ΔC表示反应物浓度或产物浓度的变化量,Δt表示时间的变化量。
化学反应速率受多种因素的影响,包括温度、浓度、催化剂和表面积等。
其中,温度是最主要的影响因素之一。
根据反应速率理论,温度升高10摄氏度,反应速率大约增加两倍。
这是因为温度的升高会增加反应物的动能,提高分子碰撞的频率和能量,从而加快反应速率。
浓度也会影响反应速率。
一般来说,反应物浓度越高,分子碰撞的概率越大,反应速率也越快。
当浓度较低时,分子碰撞的频率较低,反应速率会减慢。
催化剂是能够提高反应速率的物质,但不参与反应本身。
催化剂能够通过降低反应物分子之间的活化能,加速反应速率。
催化剂在反应结束后可以循环使用,因此只需少量添加即可。
表面积也是一个影响因素。
反应物粒子的表面积越大,与其他反应物相互作用的机会越多,反应速率也会增加。
这是因为粒子表面上的分子碰撞更频繁,反应更容易发生。
二、化学平衡化学平衡是指在封闭系统中,正反应和逆反应达到相互抵消的状态。
在达到化学平衡时,反应物和产物的浓度保持不变,但反应仍在进行。
化学平衡可以用化学方程式表示,通常使用双箭头(↔)表示正反应和逆反应。
化学平衡受到温度、压力和浓度的影响。
温度的变化可以改变反应平衡。
根据勒夏特列原理(Le Chatelier's principle),温度升高会使平衡向反应物生成的方向移动,而温度降低则使平衡向产物生成的方向移动。
这是因为平衡位置会随着反应热力学性质的变化而改变。
压力的变化对涉及气体的反应有影响。
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。
2010高考化学考前热点复习:化学反应速率与化学平衡一、化学反应速率及其影响因素1.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的,通常用单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示,是一段时间内的平均速率。
固体或纯液体(不是溶液)的浓度可视为不变的常数,故一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。
用不同物质表示同一反应的化学反应速率时,其数值可能不同(因此,必须指明具体物质)。
但各种物质表示的速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
2.参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素,外界条件对化学反应速率也有影响。
(1)浓度对化学反应速率的影响只适用于气体反应或溶液中的反应;(2)压强对化学反应速率的影响只适用于气体参加的反应;(3)温度对化学反应速率的影响:实验测得,其他条件不变时,温度每升高10℃,化学反应速率通常增加原来的2-4倍,经验公式:;(4)使用催化剂,使原来难以进行的化学反应,分步进行(本身参与了反应,但反应前后化学性质不变),从而大幅度改变了化学反应速率。
(5)此外,光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等也会对化学反应速率产生影响。
3.浓度和压强的改变仅仅改变了单位体积内活化分子的数目,温度的改变和催化剂的存在却能改变单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数。
二、化学平衡建立及外界条件化学平衡的影响。
1.化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
化学平衡状态的特征:(1)“逆”:化学平衡研究的对象是可逆反应,可逆反应不能进行到底,即反应过程中反应物、生成物,不能全部转化为生成物(反应物)。
(2)“动”:化学平衡是动态平衡,化学反应达平衡时正反应和逆反应仍在继续进行。
(3)“等”:指反应体系中的用同一种物质来表示的正反应速率和逆反应速率相等。
对于不同种物质而言,速率不一定相等。
(4)“定”:平衡混合物中各组分的物质的量、质量、物质的量浓度,各组分的百分含量(体积分数、质量分数)、转化率等不随时间变化而改变。
(5)“变”:改变影响化学平衡的条件,平衡发生移动。
(6)化学平衡的建立与反应的途径无关。
化学平衡状态的标志是化学平衡状态特征的具体体现。
2.平衡移动原理: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。
它是浓度、压强和温度等外界条件对平衡移动影响的概括和总结,只适用于已经达到平衡状态的可逆反应,未处于平衡状态的体系不能用此原理分析,但它也适用于其他动态平衡体系,如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等。
催化剂能够同等程度地增加正反应速率和逆反应速率,因此它对化学平衡的移动没有影响。
三、反应的焓变和熵变1、反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素,但不是惟一因素2、熵:描述体系滋乱度的物理理 单位:J.mol -1.k -1符号S影响熵的因素:①同一条件下,不同物质熵不同②同一物质,聚集状态不同熵不同S(g)>S(l)>S(s)反应的熵变(△S ):△S=S 反应产物-S 反应物T 、P 一定,反应焓变和熵变共同影响反应方向,反应方向判据:△H-T △S<0 反应能自发进行;△H-T △S=0 反应达到平衡状态;△H-T △S>0 反应不能自发进行四、化学平衡常数(浓度平衡常数)及转化率的应用 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):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×100%(3)在密闭容器中有气体参加的可逆反应,在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论:恒温、恒容时:;恒温、恒压时:n 1/n 2=V 1/V 2(4)计算模式浓度(或物质的量) aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)起始 m n O O转化 ax bx cx dx平衡 m-ax n-bx cx dxα(A)=(ax/m)×100%ω(C)=×100%(3)化学平衡计算的关键是准确掌握相关的基本概念及它们相互之间的关系。
化学平衡的计算步骤,通常是先写出有关的化学方程式,列出反应起始时或平衡时有关物质的浓度或物质的量,然后再通过相关的转换,分别求出其他物质的浓度或物质的量和转化率。
概括为:建立解题模式、确立平衡状态方程。
说明:①反应起始时,反应物和生成物可能同时存在;②由于起始浓度是人为控制的,故不同的物质起始浓度不一定是化学计量数比,若反应物起始浓度呈现计量数比,则隐含反应物转化率相等,且平衡时反应物的浓度成计量数比的条件。
③起始浓度,平衡浓度不一定呈现计量数比,但物质之间是按计量数反应和生成的,故各物质的浓度变化一定成计量数比,这是计算的关键。
五、学习化学平衡应注意的三个问题1、等效平衡:在两种不同的初始状态下,同一个可逆反应在一定条件(定温、定容或定温、定压)下分别达到平衡时,各组成成分的物质的量(或体积)分数相等的状态。
在恒温恒容条件下,建立等效平衡的一般条件是:反应物投料量相当;在恒温恒压条件下,建立等效平衡的条件是:相同反应物的投料比相等。
2、平衡移动的思维基点:(1)“先同后变”,进行判断时,可设置相同的平衡状态(参照标准),再根据题设条件观察变化的趋势;(2)“不为零原则”,对于可逆反应而言,无论使用任何外部条件,都不可能使其平衡体系中的任何物质浓度变化到零。
3、在实际生产中,需要综合考虑反应速率、化学平衡、原料选择、产量和设备等各方面情况,以确定最佳生产条件。
合成氨选择的适宜条件通常是:20MPa-50MPa、500℃左右、铁触媒;及时补充N2和H2,及时将生成氨分离出来。
六、速率平衡图象常见类型:解题策略:(1)首先要看清楚横轴和纵轴意义(特别是纵轴。
表示转化率和表示反应物的百分含量情况就完全相反)以及曲线本身属等温线还是等压线。
(当有多余曲线及两个以上条件时,要注意“定一议二”)(2)找出曲线上的特殊点,并理解其含义。
(如“先拐先平”)(3)根据纵轴随横轴的变化情况,判定曲线正确走势,以淘汰错误的选项。
2010命题预测化学反应速率和化学平衡理论的初步知识是中学化学的重要基本理论。
考查的知识点应主要是:①有关反应速率的计算和比较;②条件对反应速率影响的判断;③确定某种情况是否是化学平衡状态的特征;④平衡移动原理的应用;⑤平衡常数(浓度平衡常数)的含义及其表达式⑥利用化学平衡常数计算反应物转化率或比较。
从题型看主要是选择题和填空题,其主要形式有:⑴根据化学方程式确定各物质的反应速率;⑵根据给定条件,确定反应中各物质的平均速率;⑶理解化学平衡特征的含义,确定某种情况下化学反应是否达到平衡状态;⑷应用有关原理解决模拟的实际生产问题;(5)平衡移动原理在各类平衡中的应用;⑹根据条件确定可逆反应中某一物质的转化率、平衡常数、消耗量、气体体积变化等。
从考题难度分析,历年高考题中,本单元的考题中基础题、中档题、难题都有出现。
因为高考中有几年出现了这方面的难题,所以各种复习资料中高难度的练习题较多。
从新课标的要求来看,这部分内容试题应较基础,复习时应多关注生产实际,注重基础知识的掌握。
高考试题分类解析一、考查速率及平衡影响因素例1.(09年广东理基〃29)已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。
下列说法不正确的是A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率C.反应达到平衡后,NO的反应速率保持恒定D.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡解析:升高温度、使用催化剂都会使化学反应速率升高,既包括正反应速率也包括逆反应速率,故A选项错误,B选项正确。
反应达到平衡后,正反应速率和逆反应速率相等,因此C、D选项都是正确的。
答案:A二、平衡移动过程分析例2.(09年广东化学〃15)取5等份NO2 ,分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生反应:2NO2(g)N2O4(g),△H<0。
反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分量(NO2%),并作出其随反应温度(T)变化的关系图。
下列示意图中,可能与实验结果相符的是解析:在恒容状态下,在五个相同的容器中同时通入等量的NO2,反应相同时间。
那么则有两种可能,一是已达到平衡状态,二是还没有达到平衡状态,仍然在向正反应移动。
若5个容器在反应相同时间下,均已达到平衡,因为该反应是放热反应,温度越高,平衡向逆反应方向移动,NO2的百分含量随温度升高而升高,所以B正确。
若5个容器中有未达到平衡状态的,那么温度越高,反应速率越大,会出现温度高的NO2转化得快,导致NO2的百分含量少的情况,在D图中转折点为平衡状态,转折点左则为未平衡状态,右则为平衡状态,D正确。
答案:BD.例3.(08年广东化学〃8)将H 2(g)和Br 2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应H 2(g )+Br 2(g)2HBr (g )△H <0,平衡时Br 2(g)的转化率为a ;若初始条件相同,绝热下进行上述反应,平衡时Br 2(g)的转化率为b 。
a 与b 的关系是A .a >bB .a =bC .a <bD .无法确定解析:正反应为放热反应,前者恒温,后者相对前者,温度升高。
使平衡向左移动,从而使Br2的转化率降低。
所以b<a. 答案:A三、平衡常数(必考内容,全面渗透)例4.(08年山东理综〃14)高温下,某反应达到平衡,平衡常数)H ()CO ()O H ()CO (222c c c c K ⋅⋅=。
恒容时,温度升高,H 2浓度减小。
下列说法正确的是A .该反应的焓变为正值B .恒温恒容下,增大压强,H 2浓度一定减小C .升高温度,逆反应速率减小D .该反应的化学方程式为CO +H 2OCO 2+H 2解析:由平衡常数的表达式可得,该反应化学方程式应为CO 2+H 2CO+H 2O ,故D 错;由题意知,温度升高,平衡向正反应移动,说明正反应为吸热反应,故该反应的焓变为正值,A 正确;恒温恒容下,增大压强,H 2浓度一定增大而不会减小,故B 错;C 项,升高温度,正逆反应速率都会 增大,故C 错。
答案:A 。
例5.(08年宁夏理综〃12)将固体NH 4I 臵于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:①NH 4I(s)NH 3(g)+HI(g);②2HI(g)H 2(g)+I 2(g)达到平衡时,c (H 2)=0.5mol 〃L -1,c (H I )=4mol 〃L -1,则此温度下反应①的平衡常数为 A .9B .16C .20D .25解析:求①的平衡常数的关键是求氨气的平衡浓度,若碘化氢不分解时,NH 3(g)和HI(g) 的平衡浓度是相等的,因此2c(H 2) 与容器中平衡浓度c(HI)之和即为氨气的平衡浓度5 mol 〃L -1,故此温度下反应①的平衡常数为20。