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第二章 化学反应速率和化学平衡知识点总结要点一 化学反应速率大小的比较（一）化学反应速率1。表示方法通常用单位时间内反应物浓度的_或生成物浓度的 _来表示。 2。数学表达式： ，单位为 .对于c（反应物）=c(初）c(末), 对于c（生成物）=c（末)-c(初).t表示反应所需时间,单位为 等。3。单位 一般为_或_或_ 。4、对某一具体的化学反应来说，用不同物质 的浓度变化来表示化学反应速率时,数值往往不同,其数值之比等于 . （二）根据化学方程式对化学反应速率的计算 求解化学反应速率的计算题一般按以下步骤： 写出有关反应的化学方程式; 找出各物质的起始量、转化量、某时刻量； 根据已知条件列方程式计算。 例如:反应 mA + nB pC 起始浓度 （mol/L） a b c 转化浓度（mol/L） x 某时刻浓度（mol/L） a-x （1）同一化学反应速率用不同物质表示时数值 ，但比较反应速率的快慢不能只看数值的大小，而要通过转化换算成同一物质表示,再比较数值的大小。 (2)比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA+bB=pY+qZ ,即 比较 与 若 则A表示的反应速率比B大。 （3）注意反应速率单位的一致性。 （4）注意外界条件对化学反应速率的影响规律.在反应A+3B 2C+2D中，若某条 件下v(A)=0.15 mol/ （Lmin) , 则此时用v（B）表示该反应的化学反应速率为v(B）= _ ;若起始条件下，物质C的物质的量为0,经过5秒后，C的物质的量浓度为0.45 mol/L，则用v（C)表示该反应的化学反应速率为 _ 。 （三) 化学反应速率的测定按图安装两套装置,通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol/L和 40 mL 4 mol/L的硫酸，比较二者收集10 mL H2所用的时间。实验现象:两套装置中加入H2SO4溶液后都立即产生气泡，但加入1 mol/L硫酸的装置中产生气泡的速率较_，收集10 mL H2用的时间较_ ；加入4 mol/L硫酸的装置中产生气泡的速率较_ ,收集10 mL H2用的时间较 _ 。要点二、化学反应速率图象及其应用物质的量（或浓度)-时间图象及其应用 例如：某温度时,在定容(V L）容器中，X、Y、 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 根据图象可进行如下计算： （1）某物质的反应速率、转化率， 如：V(X）=（ n1 n3) /vt3 mol/(Ls)， Y的转化率= （n2n3）/n2 100%。 （2)确定化学方程式中的化学计量数之比如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为（n1n3）（n2-n3）n2。、在同一反应体系中用不同物质来表示反应速率时，其 是可以 的，但是这些数值都表示 。表示化学反应速率时,必须指明以 表示。化学反应速率实际是 的平均速率，而不是 速率。因为大部分反应不等速进行，随着各组分浓度的变化，反应速率也会变。开始时，速率快，随着反应的进行速率会减慢。所以我们在表示反应速率使用的是平均速度，我们定义也是平均速率。不能用 体和 体来表示反应速率.在一定温度下,固体和纯液体物质单位体积里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,所以不能用它们表示速率。但固态反应物的颗粒大小是影响反应速率的条件之一，即颗粒越小，表面积越大,反应速率越快化学反应速率用 值表示。 对于同一化学反应，用 表示 时，其 比一定 化学方程式中相应的 。例如：N2+3H22NH3中， (N2）:（H2）:(NH3)= 要点三 有效碰撞理论 （1）有效碰撞：能够发生 的碰撞。 (2）能够发生有效碰撞的分子，必须具备： ； .有效碰撞是发生化学反应的充分条件。 (3）活化分子：能够发生 的分子。但活化分子的每一次碰撞，不一定都是有效碰撞，即发生化学反应。 （4）活化能： 。【重点】化学反应的快慢本质上是由单位体积内的活化分子数决定的,单位体积内活化分子数越多,则化学反应速率越快,反之则慢。注：在其他条件具备时，若一反应较难进行，则其主要原因可能是：参加反应的分子的能量普遍较低;单位时间内反应物中活化分子有效碰撞次数少；反应物分子中活化分子百分数较小。要点四 影响化学反应速率的因素一、浓度对化学反应速率的影响：观察实验22，得出浓度对化学反应速率是如何影响的?并用有效碰撞模型解释？结论：当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以 反应的速率。解释:在其他条件不变时，增加反应物的浓度，活化分子百分数 ，单位体积内活化分子的数量 ，有效碰撞的频率 ，导致反应速率增大。 注意：1。一个反应的速率主要取决于 的浓度,与 的浓度关系不大（填反应物或产物） 2。对于可逆反应，增大反应物浓度，正反应速率 ,逆反应速率瞬时 ，随着反应是进行,正反应速率 、逆反应速率 。 3.固体和纯液体的浓度是一个常数，所以增加这些物质的量，不会影响反应的速率。【图】1、浓度与反应速率的关系图：2、对于可逆反应，当加入反应物时，速率变化图如上右： 二、压强对化学反应速率的影响思考并回答下列问题：1、一定温度下，一定质量气体的体积与其所受的压强有何关系？ 2、对于有气体参加的反应来说，当温度一定时,增大体系的压强(减少容器体积），相当于 反应物的浓度，反应速率会 ;减小体系压强（增大容器体积），相当于 反应物的浓度，反应速率会 。注意:对于气体反应体系，有以下几种情况：恒温时:增加压强体积缩小浓度增大反应速率加快。恒温恒容时:充入气体反应物（按反应开始物料之比，即投料比）浓度增大压强增大速率加快(对于可逆反应，正反应速率 ，逆反应速率瞬间 ，随着反应的进行，正反应速率 ，逆反应速率 ）充入“惰气”压强增大,但各物质的浓度不变，反应速率不变。恒温恒压时：充入：“惰气”体积增大各反应物浓度减少反应速率减慢。【总结】1、对于有气体参加的反应而言，改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度改变所致。2、压强在改变化学反应速率时,对于可逆反应，V（正）和V（逆）变化的倍数不一定相等。三、温度对化学反应速率的影响观察实验23，得出温度对化学反应速率是如何影响的？并用有效碰撞模型解释？结论:当其它条件不变时，升高温度,反应的速率 ，降低温度，反应的速率 .强调：这里的反应，包括吸热反应、放热反应、正反应和逆反应.解释：升高温度，活化分子百分数 ，有效碰撞的频率 ,导致反应速率增大。【总结】1、对于可逆反应，温度导致V(正）和V（逆）变化的倍数肯定不相等。2、一般地，温度每升高10，化学反应速率变成原来的24倍。【图】温度与反应速率的关系. 四、催化剂对化学反应速率的影响观察实验2-4，得出催化剂对化学反应速率是如何影响的？并用有效碰撞模型解释？结论:当其它条件不变时,使用应催化剂，反应的速率 。催化剂的定义：在化学反应里能改变（加快或减慢）其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后（反应过程中会改变）都没有发生变化的物质叫做催化剂，又叫触媒。解释：当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂可使反应途径发生改变,从而 了反应的活化能，使得活化分子的百分数 ，因此活化分子的数目 ，有效碰撞频率 ，故化学反应速率加大。【注意】:1.催化剂改变化学反应速率的原因仅仅是改变始态到终态的途径,不改变反应的结果,催化剂在反应前后质量不变。例:（1）在加热条件下： 2Cu + O2 = 2CuO 2CuO +2 CH3CH2OH = 2Cu +2 CH3CHO + 2H2O（2）氮的氧化物破坏臭氧: NO + O3 = NO2 + O2 NO2 + O =NO + O2 2.能加快反应速率的催化剂叫 ；能减慢化学反应速率的催化剂叫 。 3.对可逆反应而言，正催化剂使正、逆反应速率都加快，且加快的程度 。相反,负催化剂使正、逆反应速率都减小,且减小的程度 。4.不同的反应需不同的催化剂；催化剂在一定的温度范围内活性最大；催化剂遇有害物质会“中毒”.5. 对于可逆反应，使用催化剂，V（正）和V(逆）变化的倍数一定相等.【小结】外界条件对化学反应速率的影响程度：催化剂温度浓度压强。即:催化剂对反应速率的影响程度最大，其次是温度，最后是浓度和压强。图像题是本节常见的考点，解答图象题，首先要看懂图（特别是纵坐标和横坐标的意义)，然后依据化学反应速率的变化规律，进行综合分析推理判断.分析时一般从以下几方面入手： 看清各坐标轴所代表的意义(速率。时间、转化率。时间等)； 看清曲线的变化趋势(增大、减小、不变、先增大后减小等)。 看清曲线上点的意义(起点、终点、交点、极值点、转折点等）.要点五 可逆反应与不可逆反应1. 当温度一定时，饱和溶液中的固体溶质溶解和溶液中的溶质分子回到固体溶质表面的结晶过程一直在进行，而且两种过程的速率_,于是饱和溶液的浓度和固体溶质的质量分数都_.我们把这类过程称作_。表述这类过程时，约定采用“”来代替反应式中原来用的“=号，把从左向右的过程称作_;由右向左的反应称作_。2。可逆反应：在_，既能向_方向进行，又能向_方向进行的反应叫做可逆反应。若正、逆反应是在_发生的，则不属于可逆反应。如：2H2O2H2+O2，即可逆反应中的_和_必须同时存在于同一反应体系中，在相同条件下，正、逆反应都能够自动进行。正逆反应是相对的，不是绝对的，通常把_反应称作正反应，_反应称作逆反应。任何可逆反应,在_进行的同时，_也在进行。3.不可逆反应：正反应几乎能_，而逆反应进行的程度_，这样的反应通常称为不可逆反应。如酸碱的中和反应。可逆反应的重要特征是转化率永远不可能达到100%,也就是反应一旦开始，那么，就不可能只存在反应物，或只存在生成物。要点六 化学平衡状态1.化学平衡状态的含义：在一定条件下，当 时,反应体系中所有参加反应的_保持_。这时的状态就是在给定条件下，反应达到了“_。对于可逆反应体系来说，称之为“_。2.化学平衡状态的特征 (1)“逆”:化学平衡研究的对象是 ，各物质的转化率必小于 。（2)“动”：即化学平衡是 ，正反应和逆反应仍在进行。 (3）“等”:是指 ,必须用同一物质来表示，这是化学平衡状态的本质特征。(4）“定”：由于，平衡混合物中各组分的浓度及体积（或质量分数） 。(5）“变：外界条件改变导致 ，原化学平衡被破坏,从而发生平衡移动直至建立新平衡。3、化学平衡状态的标志某可逆反应是否处于化学平衡状态，它们的标志可以通过化学平衡状态的本质特征来进行衡量（1)V正=V逆，它是判断化学平衡状态的主要标志.正、逆反应速率相等是针对反应体系中的同一反应物或同一生成物而言。由于该物质的生成速率与消耗速率相等，才使这种物质的浓度保持不变,说明可逆反应己达到化学平衡状态。 (2）反应混合物中各组分的浓度保持不变，是判断化学平衡状态的另一个主要标志。如果反应混合物中某一种物质的量浓度，质量分数,体积分数（对气体而言）等保持一定,都说明可逆反应已达到平衡状态。（3） 从其它角度也可以判断某可逆反应是否达到化学平衡状态，但要具体问题具体分析.例如对于反应前后气体分子数不相等的可逆反应,可以通过以下几种情况来判断： 当体系中物质的总物质的量不随时间变化时，说明反应已达到平衡状态。 当恒温恒容时,体系的总压强有发生变化或当恒温恒压时，体系的总体积不发生变化都可以说明反应已达到平衡状态. 混合气体的平均含量不发生变化，也可以说明反应已达平衡状态。 对于反应前后气体分子数相等的反应，无论反应是否达到平衡,体系中物质的总物质的量，总压强，总体积或混合气体的平均含量都不发生变化，不能确定反应是否中达到平衡状态。 4. 化学平衡状态的判断方法(1）直接判定：v正v逆（实质)同一物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。不同的物质：速率之比等于方程式中的系数比，但必须是不同方向的速率。(2)间接判定：各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物质的量浓度保持不变。各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变.若反应前后的物质都是气体，且系数不等，总物质的量、总压强（恒温、恒容)、平均摩尔质量、混合气体的密度（恒温、恒压）保持不变。反应物的转化率、产物的产率保持不变。5化学平衡状态的建立只有_才能建立化学平衡状态，即化学平衡问题的研究对象是可逆反应。以可逆反应mA(g）+nBpC（g)为例，若开始只有反应物,没有生成物,此时A和B的_最大，因而_最大；而C起始浓度为零，因而_为零.随着反应的进行，反应物不断减少，生成物不断增多，v（正)越来越小,v(逆）越来越大，反应进行到某一时刻,v(正)v（逆），这时就达到了化学平衡,如图212的速率时间图象所示。反应物与生成物浓度随时间变化（浓度时间图象)关系如图2-13所示。1图212 图213化学平衡状态的建立除了必须是可逆反应外，还必须有一定的温度、物质的浓度和气体的压强等外界因素的条件。所以，同一个可逆反应在_下建立起的化学平衡状态可能不同;不同的可逆反应，即使在_下,建立起的化学平衡状态也不一定相同。要点七 化学平衡状态的影响因素 化学平衡移动研究的对象: 化学反应的化学平衡状态(1） 当一个可逆反应达到平衡状态后，如果改变_、_、_等反应条件，原来的平衡状态会被破坏，化学平衡会发生移动。平衡混合物中各组成物质的质量分数也就随着改变从而在一段时间后达到_。这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程,就是_。以上过程可归纳如下:某条件下的化学平衡平衡破坏新条件下的新化学平衡浓度（教科书实验2-5 26）为例以上两个实验中，化学平衡状态都发生了移动。增大反应物浓度，_加快，平衡向_移动;增大生成物浓度,_加快，平衡向_移动。注意：固体物质和纯液体无所谓浓度，其量改变，不影响平衡。温度（教科书实验27）为例 任何反应都伴随着能量的变化,通常表现为放热或吸热；所以温度对化学平衡移动也有影响。观察实验27根据实验现象讨论，回答下列问题： NO2为 色气体,N2O4为 色气体 对于反应2 NO2(g） N2O4(g) H=56.9KJ/mol，升高温度，混合气体的颜色 ，说明平衡向_移动,降低温度，混合气体颜色 。说明平衡向_移动，升高温度，化学平衡向 方向移动降低温度，化学平衡向 方向移动 压强 对于有气体参加或有气体生成的可逆反应来说,压强对于平衡状态的影响是通过改变浓度来实现的。压强改变，浓度不变时，则_不变,平衡不发生移动。不特别指明的情况下，体系压强改变，就是通过改变体积来实现的。以可逆反应 N2(g)+3H2(g） 2NH3（g）为例：其他条件不变时，在已经达到平衡的该反应体系中增大压强,会使平衡向着_移动；即向生成NH3的方向移动。移动的结果会使 N2和H2的体积分数减小，而NH3的体积分数增大。减小压强,会使平衡向着_移动,即向NH3分解的方向移动。移动的结果会使 N2和H2的体积分数增大，而NH3的体积分数减小。对无气体存在的化学平衡，改变压强不能使平衡移动。对于有些可逆反应里，反应前后气态物质的总体积没有发生变化，如2HI(g) H2(g）+I2(g)在这种情况下,增大或减小压强都 使化学平衡移动.注意:固态物质或液态物质的体积，受压强的影响很小，可以忽略不计。因此,如果平衡混合物都是固体或液体 ，改变压强 使化学平衡移动。 催化剂 由于使用催化剂对_与_影响的程度是等同的，所以使用催化剂不影响化学平衡的移动。小结:（1)化学反应体系的平衡状态通过改变_而发生了变化。这种现象称作化学平衡状态的移动,简称平衡移动. (2）勒夏特列原理：如果改变影响平衡的条件之一（如：_、_以及_）,平衡就会向着_的方向移动。是“减弱”而不是“消除”勒夏特列原理适用于所有的动态平衡，不仅能用于判断化学平衡移动方向，也能用于判断溶解平衡等其他平衡移动的方向,但不能用来判断建立新平衡所需要的时间.要点八 化学平衡常1平衡常数的表达式:对于一般的可逆反应：mA+ n B p C + q D。其中m、n、p、q分别表示化学方程式中个反应物和生成物的化学计量数。当在一定温度下达到化学平衡时，这个反应的平衡常数可以表示k=2、平衡常数的意义（1）化学平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度。K越大_,反应的转化率_。（2）借助化学平衡常数，可以判断一个化学反应_。（3）温度一定时，化学平衡常数只与_有关3、平衡常数的影响因素：只与_有关4、互为可逆的两个化学反应，平衡常数之积有何关系？_.总反应与各分步反应的平衡常数（K总、K1、K2、K3）有何关系？_。一定温度下，一个化学反应是否只有一个化学平衡常数？_。要点九 平衡转化率1平衡转化率的表达式：若定义某反应物M在可逆反应中的转化率为:M的转化率=反应中已消耗的M的量100%反应开始时加入M的量 那么如果M的转化率不再随时间而改变，也证明可逆反应已达到平衡状态。探究1:在一个容积为2L的容器中，对于可逆反应2SO2（气)O2（气） 2SO3（气），SO2和O2起始时的物质的量分别为20mol和10mol，达到平衡时,SO2的转化率为80%，则该反应的平衡常数为_探究2、对于反应aA（气）+bB（气）cC（气)+dD(气),(1）、增加A物质，则B的转化率_；A物质的转化率_（2）、若起始时物质的量之比A：B=1：1，则A和B的转化率之比= _若起始时物质的量之比A：B=a：b，则A和B的转化率之比=_；（3）、若a+bc+d，在反应达平衡的基础上，以起始时物质的量之比投入A和B，则A和B的转化率_若a+b=c+d，在反应达平衡的基础上,以起始时物质的量之比投入A和B，则A和B的转化率_若a+bc+d，在反应达平衡的基础上，以起始时物质的量之比投入A和B，则A和B的转化率_要点十 反应物的转化率1它有三种表示形式：某指定反应物的转化率=已转化的反应物的质量反应物的总质量=已转化的反应物的物质的量反应物的总物质的量=已转化的指定反应物的浓度指定反应物的起始浓度。2、对于反应aA（气）+bB（气）cC（气）+dD（气），(1)、增加A物质,则B的转化率 ；A物质的转化率 。（2）、若起始时物质的量之比A:B=1:1，则A和B的转化率之比= ；若起始时物质的量之比A：B=a:b,则A和B的转化率之比= ；要点十一 平均相对分子质量的变化规律以 mA(g) + nB（g） pC(g） + qD（g) 为例 气体平均摩尔质量M = 平衡前后 ，m不变，则：若m+n = p+q 则M不变若m+n p+q ，平衡正向移动，则n减小，M增大若m+n p+q ,平衡正向移动,则n增大，M减小 我们要注意的是,有固体、液体参加的反应，平衡前后总质量和总物质的量都发生变化，则M有可能增大也有可能减小。要点十二 气体密度的变化规律以 mA(g) + nB(g） pC(g) + qD(g） 为例 若恒容条件，则密度不变若恒压条件，则体积增大,密度减小 我们要注意的是，当混合气体在平衡移动前后总质量发生变化,且恒容时，密度与m总成正比。若m总变化，且恒压时，P与M成正比。要点十三 对于化学平衡的有关图像问题，可按以下的方法进行分析：(1）认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义,并与勒夏特列原理挂钩.（2）紧扣可逆反应的特征，看清正反应方向是吸热还是放热、体积增大还是减小、不变、有无固体、纯液体物质参加或生成等。(3)看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。(4)看清起点、拐点、终点,看清曲线的变化趋势。（5)先拐先平。例如，在转化率一时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡,此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。（6）定一议二。当图象中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。对于反应mA(气) + nB(气） pC（气）+qD（气) HQKJ/mol（1）转化率时间(2)含量时间图先出现拐点的反应先达到平衡,斜率大的曲线表示的温度或压强等数值较大要点十四 等效平衡及其分类：1.等效平衡原理：在相同条件下，同一可逆反应体系，不管从正反应开始，还是从逆反应开始都可以建立同一平衡状态，也就是等效平衡，还可以从中间状态（既有反应物也有生成物）开始，平衡时各物质的浓度对应相等。由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关，因而，同一可逆反应，从不同状态开始，只要达到平衡时条件（温度，浓度，压强等）完全相同，则可形成等效平衡。2。等效平衡规律:等效平衡的广泛定义：只因投料情况的不同，达到平衡后，各组分的物质的量（或能转化为物质的量）分数相等的平衡状态,互为等效平衡状态. 在定温，定容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。简言之，定温,定容下，归零后，等量即为等效平衡 在定温，定容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物（或生成物)的物质的量的比值与原平衡相同，两平衡等效。简言之，定温，定容下，归零后，等比例即为等效平衡在定温，定压下,改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数,换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。 简言之，定温，定容下，归零后，等比例即为等效平衡要点十五 化学反应进行的方向：1。自发过程和自发反应(1）自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能_. 特征：体系趋向于从 状态转变为 状态. (2）自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以_进行到明显程度。2.焓判据 放热反应过程中体系能量_，因此具有_进行的倾向,科学家提出用_来判断反应进行的方向,这就是_.反应焓变是与反应能否自发进行有关的 因素，但不是 因素。3、熵判据 在密闭条件下，体系有_的倾向。因为与有序体系相比，_“更加稳定”，科学家用_(符号为_）来量度这种_的程度。 在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大,即_（符号为_）大于零这个原理叫做_.在用来判断_时,就称为熵判据。对于同一种物质,气态时_，液态时次之，固态时最小。【结论2】熵变只是决定化学反应方向的 。注意：1乱度的增加意味着体系变得更加无序。2、体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值就越 ,有序变为无序-熵 的过程。3、熵值的大小判断: 气态 液态 固态4、复合判据由_和_组合而成的复合判据,适合于所有的过程.【注意】1、在讨论过程的方向时，体系的性质不受 ，2、过程的自发性只能用于_，不能_和过程_。【拓展】（1)焓减、熵增反应 （2）焓增、熵减反应 能量判据和熵判据的应用：1、由能量判据知放热过程（H0）常常是容易自发进行;2、由熵判据知许多熵增加（S0）的过程是自发的；3、很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反应,可能会出现相反的判断结果,所以我们应两个判据兼顾.由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的反应过程；4、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的速率；5、在讨论过程的方向时，我们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；6、反应的自发性也受外界条件的影响。