化学反应速率与化学平衡复习

化 学 反 应 速 率 和 化 学 平 衡 化 学 反 应 速 率 和 化 学 平 衡 知 识 点 :化 学 反 应 速 率 化 学 平 衡基本概念 表示方法 影响因素 有关计算 平衡状态的建立 平衡状态的移动平衡状态的标志平衡状态的特征 有关平衡的计算 化 学 反 应 进 行 的 方 向 ：化 学 反 应 进 行 的 快 慢 ：可 逆 反 应 的 限 度 ： 焓 变 于 熵 变反 应 速 率化 学 平 衡 化 学 反 应 速 率 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 化 学 反 应 进 行 快 慢 的 物 理 量一 、 化 学 反 应 速 率例 1:反 应 ： 3A（ g） B（ g） 2C（ g） 2D（ g） ， 在不 同 条 件 下 的 反 应 速 率 分 别 为 ： vA=0.6mol /(L min) vB=0.45mol/(L min) vC=0.4mol /(L min) vD=0.45mol /(L min) 。则 此 反 应 在 不 同 条 件 下 ， 进 行 得 最 快 的 是 ( ) （ A） （ B） 和 （ C） 和 （ D） 定 义 ： 1、 定 义 （ 1） 表 示 方 法 ： = t c（ 2） 单 位 ： mol/(Ls) ;mol/(Lmin)（ 3） 相 互 关 系 ： 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O（ g）v(NH3):v(O2): v(NO) : v(H2O) = 4:5:4:6 2、 计 算 模 式 ： “ 三 步 曲 ” 起 始 ： 变 化 ： 终 止 ： 注 意 问 题 (1) 在 同 一 反 应 中 用 不 同 物 质 来 表 示 时 ,其 数 值可 以 不 同 ,但 都 表 示 同 一 个 反 应 的 速 率 .因 此 ,表 示 化 学 反 应 的 速 率 时 ,必 须 说 明 反 应 物 中 哪种 物 质 做 标 准 .不 同 物 质 的 速 率 的 比 值 一 定 等于 化 学 方 程 式 中 相 应 的 化 学 计 量 数 之 比 .(2)一 般 来 说 ,化 学 反 应 速 率 随 反 应 的 进 行 而 逐渐 减 慢 .因 此 ,某 一 段 时 间 内 的 反 应 速 率 ,是 平均 速 率 ,而 不 是 指 瞬 时 速 率 .(3)化 学 反 应 速 率 一 般 不 能 用 固 体 或 纯 液 体 表 示 。 （ 4） .计 算 化 学 反 应 速 率 时 必 须 明 确 ： 选 择 不 同 物 质 求 得 的 速 率 数 值 可 能 不 同 ， 但 它表 示 的 意 义 完 全 相 同 ， 所 以 表 示 反 应 速 率 时 ，必 须 注 明 是 以 哪 种 物 质 为 准 计 算 的 速 率 ；中 学 化 学 所 求 速 率 是 平 均 速 率 ， 不 是 瞬 时速 率以 各 为 准 计 算 所 得 的 速 率 之 比 等 于 各 物 质对 应 的 剂 量 数 之 比 等 于 它 们 在 反 应 时 转 化的 物 质 的 量 之 比 . 3、 影 响 化 学 反 应 速 率 的 因 素1内 因 ： 反 应 物 本 身 的 性 质 2外 因 ： 浓 度 、 温 度 、 压 强 、 催 化 剂（ 1） 浓 度 对 反 应 速 率 的 影 响 其 他 条 件 相 同 时 ， 增 大 反 应 物 浓 度 反 应速 率 加 快 ， 反 之 减 慢 。 （ 适 宜 有 液 体 和 气体 参 加 的 反 应 ） 在 温 度 一 定 时 ， 活 化 分 子 所 占 百 分 含量 一 定 ， 浓 度 增 大 使 得 单 位 体 积 中 活 化 分子 的 数 目 增 加 ， 单 位 时 间 有 效 碰 撞 次 数 增多 ， 因 而 使 反 应 速 率 增 大 规 律 ： 其 他 条 件 不 变 时 ， 增 大 反 应 物 浓 度 ， 可 以 增大 化 学 反 应 速 率 ； 减 小 反 应 物 浓 度 ， 可 以 减 小 化学 反 应 速 率 。注 意 ： 对 于 纯 液 体 和 或 固 体 反 应 物 ， 其 浓 度 是 常数 ， 因 此 改 变 它 们 的 量 不 会 改 变 化 学 反 应 速 率 。 对 于 可 逆 反 应 ， 反 应 物 或 生 成 物 浓 度 的 改 变 ，其 正 、 逆 反 应 速 率 的 变 化 也 符 合 上 述 规 律 。 （ 2） 压 强 对 反 应 速 率 的 影 响 对 于 气 体 反 应 ， 当 其 它 条 件 不 变 时 ， 增 大压 强 相 当 于 增 大 反 应 物 的 浓 度 ， 反 应 速 率 加 快 ；减 小 压 强 相 当 于 减 少 反 应 物 的 浓 度 ， 反 应 速 率减 慢 。 （ 只 适 宜 有 气 体 参 加 的 反 应 ， 如 果 只 有固 体 或 液 体 参 加 的 反 应 ， 压 强 的 变 化 对 于 反 应速 率 可 以 忽 略 不 计 。 ） 规 律 ： 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 。注 意 ： 对 于 纯 液 体 、 溶 液 或 固 体 反 应 物 ， 由 于 压强 的 变 化 对 它 们 的 浓 度 几 乎 无 影 响 ， 可 以 认 为 反应 速 率 不 变 。 对 于 有 气 体 参 加 和 有 气 体 生 成 的 可 逆 反 应 ，增 大 压 强 ， 反 应 物 和 生 成 物 浓 度 都 增 大 ， 其 正 、逆 反 应 速 率 都 增 大 ； 减 小 压 强 ， 其 正 、 逆 反 应 速率 都 减 小 。 (3 )温 度 对 化 学 反 应 速 率 的 影 响 ： 当 其 它 条 件 不 变 时 ， 升 高 温 度 ， 化 学反 应 速 率 加 快 ； 降 低 温 度 ， 化 学 反 应 速 率减 慢 。 在 浓 度 一 定 时 ， 升 高 温 度 ， 反 应 物 分子 的 能 量 增 加 ,使 原 来 一 部 分 原 来 能 量 较 低的 分 子 变 成 活 化 分 子 ， 从 而 增 加 了 反 应 物分 子 中 的 活 化 分 子 数 ， 使 有 效 碰 撞 次 数 增多 ， 因 而 使 反 应 速 率 增 大 。 规 律 ： 若 其 他 条 件 不 变 ， 升 高 温 度 ， 反 应 速 率 加 快 ，降 低 温 度 ， 反 应 速 率 减 慢 。注 意 ： 一 般 温 度 每 升 高 10 ， 反 应 速 率 增 加 2-4倍 。 对 于 可 逆 反 应 ， 升 高 （ 或 降 低 ） 温 度 ， 其 正 、逆 反 应 速 率 都 增 大 （ 或 减 小 ） ， 但 放 热 反 应 和 吸 热反 应 的 反 应 速 率 受 温 度 的 影 响 程 度 不 同 ， 即 其 正 、逆 反 应 速 率 增 大 （ 或 减 小 ） 的 程 度 不 同 。 （ ） 催 化 剂 对 化 学 反 应 速 率 的 影 响 催 化 剂 能 够 降 低 反 应 所 需 要 的 活 化 能 ，这 样 使 更 多 的 反 应 物 分 子 成 为 活 化 分 子 ，大 大 增 加 单 位 体 积 内 反 应 物 分 子 中 活 化 分子 所 占 百 分 数 ， 从 而 提 高 了 有 效 碰 撞 的 频率 ， 成 千 上 万 倍 地 增 大 化 学 反 应 速 率 。 影 响 因 素浓 度增 大压 强增 大温 度升 高催 化剂 体 积 不 变体 积缩 小分 子 能 量增 加 降 低 反 应 所需 的 能 量 单 位 体 积 内 分 子总 数 增 多 ， 活 化分 子 百 分 数 不 变单 位 体 积 内 分 子总 数 不 变 ， 活 化分 子 百 分 数 增 大 单 位 体 积 内活 化 分 子 数增 多 有效碰撞次数增多 反应速率加大 二 、 化 学 平 衡 1、 可 逆 反 应 ： 同 时 、 同 一 条 件2、 动 态 平 衡 特 征 ： 动 、 等 、 定 、 变动 ： 动 态 平 衡 （ 正 逆 反 应 仍 在 进 行 ） ；等 ： 正 反 应 和 逆 反 应 速 率 相 等 ；定 ： 体 系 中 所 有 反 应 物 和 生 成 物 的 质 量 （ 或混 合 物 各 组 分 的 浓 度 ） 保 持 不 变 ， 各 组 分的 含 量 一 定 ；变 ： 条 件 改 变 ， 原 平 衡 被 破 坏 ， 在 新 的 条 件下 建 立 新 的 平 衡 。 v达 到 平 衡 态 的 标 准 ： m A + n B = p C + q D V正 =V逆 化 学 键 断 裂 =化 学 键 生 成 各 组 分 浓 度 保 持 不 变 质 量 分 数 不变 压 强 混 合 气 体 的 平 均 分 子 量 密 度 体 系 颜 色 4、 勒 沙 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 )， 平 衡 就 向 着 能 够 减 弱 这 种 改 变的 方 向 移 动 。 3、 影 响 平 衡 移 动 的 因 素 ： 浓 度 、 温 度 、 压 强平 衡 1 平 衡 2条 件 改 变 平 衡 移 动 平 衡 1 平 衡 2条 件 改 变 平 衡 移 动 二 、 影 响 化 学 平 衡 的 条 件第 三 节 影 响 化 学 平 衡 的 条 件其 他 条 件 不 变 的 情 况 下 ， 增 大 反 应 物 的 浓 度 或减 小 生 成 物 的 浓 度 ， 平 衡 正 向 移 动 ； 减 小 反 应物 的 浓 度 或 增 大 生 成 物 的 浓 度 ， 平 衡 逆 向 移 动1、 浓 度 对 化 学 平 衡 的 影 响 条 件 改 变 平 衡 移 动 方 向 图 象 增 反 应 物 正 反 应 方 向减 反 应 物 逆 反 应 方 向增 生 成 物 逆 反 应 方 向减 生 成 物 正 反 应 方 向A B 生 产 实 际 中 ， 常 常 通 过 增 大 廉 价 原 料 的 浓度 使 平 衡 向 正 反 应 方 向 移 动 ， 来 提 高 另 一 种 价格 较 高 的 原 料 的 转 化 率 。 规 律 ： 其 他 条 件 不 变 的 情 况 下 ， 增 大 压 强 ， 平衡 向 气 体 体 积 缩 小 的 方 向 移 动 ； 减 小 压 强 ， 平衡 向 气 体 体 积 增 大 的 方 向 移 动 。C V 缩V增 D V增V缩条 件 改 变 平 衡 移 动 方 向 图 象增 压 气 体 缩 小 反 应 方 向减 压 气 体 扩 大 反 应 方 向 2、 压 强 对 化 学 平 衡 的 影 响 结 论 ： 其 他 条 件 不 变 的 情 况 下 ， 温 度 升 高 ， 平衡 向 吸 热 方 向 移 动 ； 温 度 降 低 ， 平 衡 向 放 热 方向 移 动 。 条 件 改 变 平 衡 移 动 方 向升 温 吸 热 反 应 方 向降 温 放 热 反 应 方 向F V放V吸E V吸V放3、 温 度 对 化 学 平 衡 的 影 响 4、 催 化 剂 对 化 学 平 衡 无 影 响加 正 催 化 剂 正 逆 生 成 物 浓 度 增 大 ，但 比 原 来 小向 正 反 应 方 向 移动减 小 生 成物 浓 度 生 成 物 浓 度 减 小 ，但 比 原 来 大向 逆 反 应 方 向 移动增 大 生 成物 浓 度 反 应 物 浓 度 增 大 ，但 比 原 来 小向 逆 反 应 方 向 移动减 小 反 应物 浓 度 反 应 物 浓 度 减 小 ，但 比 原 来 大向 正 反 应 方 向 移动增 大 反 应物 浓 度 化 学 平 衡 移 动 的结 果化 学 平 衡 的 移 动改 变 影 响条 件 外 界 条 件 对 化 学 平 衡 的 影 响 体 系 温 度 升 高 ，但 比 原 来 低向 放 热 方 向 移 动降 低 温 度 体 系 温 度 降 低 ，但 比 原 来 高向 吸 热 方 向 移 动升 高 温 度 体 积 压 强 增 大 ，但 比 原 来 小向 气 体 体 积 增 大的 方 向 移 动减 小 体 系压 强 体 系 压 强 减 小 ，但 比 原 来 大向 气 体 体 积 减 小的 方 向 移 动增 大 体 系压 强 化 学 平 衡 移 动 的结 果化 学 平 衡 的 移 动改 变 影 响条 件 外 界 条 件 对 化 学 平 衡 的 影 响 三 、 平 衡 移 动 原 理 （ 勒 夏 特 列 原 理 ） 如 果 改 变 影 响 平 衡 的 一 个 条 件 （ 浓 度 、压 强 、 温 度 ） ， 平 衡 就 向 着 能 够 这 种 改变 的 方 向 移 动 。 化 学 平 衡 移 动 原 理 是 一 条 普 遍 规 律 。 勒 夏 特列 原 理 适 用 于 所 有 动 态 平 衡 的 体 系 （ 化 学 平 衡 、溶 解 平 衡 、 电 离 平 衡 等 ） ， 不 适 用 于 未 达 到 平衡 的 体 系 。 5、 化 学 平 衡 的 有 关 计 算 有 关 化 学 平 衡 的 计 算 包 括 ： 求 平 衡 常 数 、平 衡 时 各 组 分 含 量 ， 平 衡 浓 度 、 起 始 浓 度 、 反应 物 转 化 率 、 混 合 气 体 的 密 度 或 平 均 相 对 分 子质 量 、 某 物 质 的 化 学 计 量 数 等 。（ 1） 、 化 学 平 衡 常 数对 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 平 衡 时K=C p（ C） Cq（ D） /Cm（ A） Cn（ B） 平 衡 常 数 的 大 小 反 映 了 化 学 反 应 可 能 进 行 的 程度 （ 即 反 应 限 度 ） 。 K值 越 大 ， 说 明 平 衡 体 系 中 生 成 物 所 占 的 比 例越 大 ， 它 的 正 向 反 应 进 行 的 程 度 越 大 ， 即 该 反应 进 行 得 越 完 全 ， 反 应 物 转 化 率 越 大 ； 反 之 ，就 越 不 完 全 ， 转 化 率 就 越 小 。 一 般 地 说 ， K105时 ， 该 反 应 进 行 得 就 基 本 完 全 了 ； K在 10-5左右 ， 则 认 为 反 应 很 难 进 行 。 平 衡 常 数 随 温 度 的 改 变 而 改 变 ， 与 浓 度 变 化 无关 。 对 于 有 纯 固 体 或 溶 剂 参 加 的 反 应 ， 其 浓 度 不 列入 平 衡 常 数 K的 表 达 式 中 。化 学 平 衡 常 数 的 意 义 某 个 指 定 反 应 物 的 转 化 率 =（ 指 定 反 应 物 的 起 始 浓 度 指 定 反 应 物的 平 衡 浓 度 ） /指 定 反 应 物 的 起 始 浓 度 100% =（ 指 定 反 应 物 反 应 中 消 耗 （ 或 叫 反 应 ）的 浓 度 /指 定 反 应 物 的 起 始 浓 度 ） 100%（ 2） 转 化 率 （ 3） 解 计 算 题 时 要 用 到 的 方 法 或 规 律 ： 化 学 平 衡 计 算 的 基 本 方 法 是 “ 起 始 ” 、 “ 变化 ” 、 “ 平 衡 ” 三 段 分 析 法 各 物 质 变 化 浓 度 之 比 反 应 式 中 的 化 学 计 量 数之 比 ； 三 、 化 学 反 应 进 行 的 方 向焓 判 据 ： 自 发 过 程 取 向 于 最 低 能 量 状 态 的 倾 向 。熵 判 据 ： 自 发 过 程 取 向 于 最 大 混 乱 度 的 倾 向 。 化 学 反 应 进 行 的 方 向 判 据 ： 体 系 总 是 要向 着 使 自 身 能 量 降 低 （ 焓 减 ） 、 混 乱 度 增 大（ 即 熵 增 ） （ 由 有 序 趋 向 无 序 ） 的 方 向 转 变 ；由 焓 判 据 和 熵 判 据 组 合 成 的 复 合 判 据 将 更 适合 于 所 有 的 过 程 。 1 过 程 的 自 发 性 只 能 用 于 判 断 过 程 的 方 向 ， 不 能确 定 过 程 是 否 一 定 会 发 生 和 过 程 发 生 的 速 率 。注 意2 在 讨 论 过 程 的 方 向 时 ， 指 的 是 没 有 外 界 干 扰时 体 系 的 性 质 。 如 果 允 许 外 界 对 体 系 施 加 某 种作 用 ， 就 可 能 出 现 相 反 的 结 果 。