化学反应速率化学平衡_精品文档.doc

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化学反应速率化学平衡

考点1化学反应速率及影响因素

一、知识梳理

1．意义：

，常根据反应物消耗或生成物产生的快慢来粗略比较反应速率的大小。

2.符号计算公式单位

3．影响因素

（1）内因（主要因素）：

。

（2）外因

①浓度：

浓度对有气体参加的反应或溶液中发生的反应速率产生影响，在其他条件不变时，增大反应物浓度，可增大反应速率。

②压强：

只影响有气体参加的化学反应速率，增大压强，气体体积缩小，浓度增大，反应速率加快，当改变容器内压强而有关反应的气体浓度无变化时，反应速率不变。

③温度：

对任何反应的速率都有影响，一般温度每升高10℃，反应速率增大2～4倍。

④催化剂：

具有选择性，即它对某一反应或某种反应起催化作用，催化剂参与反应过程，但反应前后质量与化学性质不变。

⑤其他因素：

光、颗粒大小、溶剂等。

二、典例分析

例1．在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4（g）2NO2（g），在0～60s时间段，N2O4的浓度由0.100mol·L－1变为0.040mol·L－1，反应速率v（N2O4）为____________mol·L－1·s－1。

特别提醒

（1）化反应过程的实质：

①反应物分子之间发生碰撞是化反应发生的先决条件。

②能发生反应的碰撞叫有效碰撞。

③能发生有效碰撞的能量较高的分子叫活化分子。

④只有活化分子之间采取合适的取向的碰撞才是有效碰撞。

（2）在同一反应中，影响反应速率的因素是外因，即外界条件，主要有温度、浓度、压强、催化剂等。

（还有像反应颗粒（固体）的大小、光、波等对化反应速率也有影响）浓度、压强、温度、催化剂的变化与活化分子的分数、有效碰撞次数及反应速率的关系。

温度、催化剂增加活化分子百分数；压强、浓度增加单位体积内活化分子数目。

考点2化学反应速率计算

一、知识梳理

化学反应速率是表示反应进行快慢的物理量，它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。

计算公式如下：

v（B）＝＝。

用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点：

1．浓度变化只适应于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。

2．化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是即时速率，且计算时取正值。

3．同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。

不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。

4．对于可逆反应，反应进行的净速率是正、逆反应速率之差，当达到平衡时，净速率为零。

5、化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。

如：

化学方程式为mA（g）＋nB（g）===pC（g）的反应中，其中各种物质的化学反应速率满足关系：

v（A）∶v（B）∶v（C）＝m∶n∶p。

例2.下列四个数据都表示合成氨的反应速率，其中代表同一反应速率的是（　　）

①vN2＝0.3mol·L－1·min－1　②vNH3＝0.9mol·L－1·min－1

③vH2＝0.015mol·L－1·s－1　④vH2＝2.25mol·L－1·min－1

考点3化学平衡状态判断

一、知识梳理

1.化平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。

可逆反应达到平衡的依据：

（1）根据化平衡状态的本质特征——正反应速率与逆反应速率相等；

（2）根据化平衡状态的宏观表现——各组分的浓度保持不变。

2.对于密闭容器中的可逆反应：

mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）是否达到平衡可以归纳如下表：

化学反应

mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）

是否平衡

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质量分数一定

②各物质的质量或质量分数一定

③各气体的体积或体积分数一定

④总体积、总压强、总物质的量一定

正、逆反

应速率之

间的关系

①在单位时间内消耗了mmolA，同时也生成了mmolA，即v（正）＝v（逆）

②在单位时间内消耗了nmolB，同时也消耗了pmolC，即v（正）＝v（逆）

③v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝m∶n∶p∶qv（正）不一定等于v（逆）

④在单位时间内生成了nmolB，同时也消耗了qmolD，即叙述的都是v（逆）

压强

①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q

②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q

混合气体

的平均相

对分子质量

①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q

②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q

温度

任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时

气体的密度

密度一定

颜色

反应体系内有色物质的颜色稳定不变

二、典例探究

例3.工业上在合成塔中采用下列反应合成甲醇：

CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH＝QkJ·mol－1，判断该可逆反应达到平衡状态的标志是（　　）

A．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等

B．混合气体的密度不变

C．容器的压强不变

D．ΔH值不变

三、特别提醒

①用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比，不一定是平衡状态，因为不论是否达到平衡，该关系一定存在。

②各物质的物质的量之比等于方程式的化学计量数比，不一定是平衡状态，因为此条件并不能说明各组分的物质的量不再变化了。

③用不同物质表示的正、逆反应速率之比等于方程式的化学计量数比，一定是平衡状态。

考点四平衡的移动

一、知识梳理

1.化平衡移动

2.影响化平衡的因素

勒夏特列原理：

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。

条件的改变（其他条件不变）

化平衡的移动

浓度

增大反应物浓度或减小生成物浓度

向正反应方向移动

减小反应物浓度或增大生成物浓度

向逆反应方向移动

压强（对有气体存在的反应）

反应前后气体分子数改变

增大压强

向气体体积减小的方向移动

减小压强

向气体体积增大的方向移动

反应前后气体分子数不变

改变压强

平衡不移动

温度

升高温度

向吸热反应方向移动

降低温度

向放热反应方向移动

催化剂

使用催化剂

平衡不移动

3.化学平衡图像问题

（1）以反应mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）,m+n＞p+q且△H＞0为例

①v—t图象：

此类图象定性地揭示了υ（正）、υ（逆）随时间（含条件改变对速率的影响）而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向．

②c——t图象：

此类图象能说明各平衡体系组分（或某一成分）在反应过程中的变化情况．解题时要注意各物质曲线的折点（达平衡时刻），各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中化学计量数关系等情况．

③c——p（T）图象：

该类图象的纵坐标为物质的平衡浓度或反应物的转化率，横坐标为温度或压强。

化学平衡图像题的解题方法

（1）首先要看清楚横轴和纵轴意义（特别是纵轴）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“先拐先平数值大”）　

（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。

二、典例探究

例4.下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是（　　）

t/℃

25

50

100

Kw/10－14

1.01

5.47

55.0

A.　B.

c（氨水）/（mol·L－1）

0.1

0.01

pH

11.1

10.6

　D.

例6．一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：

MgSO4（s）＋CO（g）MgO（s）＋CO2（g）＋SO2（g）　ΔH>0

该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是（　　）

选项

x

y

A

温度

容器内混合气体的密度

B

CO的物质的量

CO2与CO的物质的量之比

C

SO2的浓度

平衡常数K

D

MgSO4的质量（忽略体积）

CO的转化率

三、特别提醒

（1）当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对平衡没影响。

（2）对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应，压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的，故平衡不移动。

（3）“惰性气体”对化学平衡的影响。

①恒温、恒容条件

原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。

②恒温、恒压条件

原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小―→体系中各组分的浓度同倍数减小。

（4）同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。

（5）移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能完全抵消外界条件的变化，新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。

如增大反应物A的浓度，平衡右移，A的浓度在增大的基础上减小，但达到新平衡时，A的浓度一定比原平衡大；同理，若改变的是温度、压强等，其变化也相似。

考点5平衡常数转化率

一、知识梳理

1.化学平衡常数

（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，他们的浓度是一个常数，不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：

c．平衡常数K的表达式与化学方程式的书写方式有关。

（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）平衡常数表达式K值的意义：

①判断可逆反应进行的方向．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表示．即：

当Q＝K时，体系达平衡状态；当Q＜K，为使Q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＞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，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．

2．转化率

反应物的转化率（α）：

α＝×100%

3.反应物用量对平衡转化率的影响

（1）若反应物只有一种，如aA（g）bB（g）+cC（g），则增加A的量，平衡向正反应方向移动，但A的平衡转化率究竟如何变化，要分析