化学反应速率与平衡移动---知识点讲解及例题.doc

1、 化学反应速率:
⑴、 化学反应速率得概念及表示方法:通过计算式:v =Δc /Δt来理解其概念:
①化学反应速率与反应消耗得时间(Δt)与反应物浓度得变化(Δc)有关;
②在同一反应中,用不同得物质来表示反应速率时,数值可以相同,也可以就是不同得。但这些数值所表示得都就是同一个反应速率。因此,表示反应速率时,必须说明用哪种物质作为标准。用不同物质来表示得反应速率时,其比值一定等于化学反应方程式中得化学计量数之比。如:化学反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 得: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。因此某一段时间内得化学反应速率,实际就是这段时间内得平均速率,而不就是瞬时速率。
⑵、 影响化学反应速率得因素:
I、 决定因素(内因):反应物本身得性质。
Ⅱ、 条件因素(外因)(也就是我们研究得对象):
①、 浓度:其她条件不变时,增大反应物得浓度,可以增大活化分子总数,从而加快化学反应速率。值得注意得就是,固态物质与纯液态物质得浓度可视为常数;
②、 压强:对于气体而言,压缩气体体积,可以增大浓度,从而使化学反应速率加快。值得注意得就是,如果增大气体压强时,不能改变反应气体得浓度,则不影响化学反应速率。
③、 温度:其她条件不变时,升高温度,能提高反应分子得能量,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得正、逆化学反应速率。
⑤、 其她因素。如固体反应物得表面积(颗粒大小)、光、不同溶剂、超声波等。
2、 化学平衡:
⑴、 化学平衡研究得对象:可逆反应。
⑵、 化学平衡得概念(略);
⑶、 化学平衡得特征:
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得百分含量一定(不就是相等);
变:条件改变,原平衡被破坏,发生移动,在新得条件下建立新得化学平衡。
⑷、 化学平衡得标志:(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得体积分数、物质得量分数、质量分数不再发生变化;
③、反应物得转化率、生成物得产率不再发生变化;
④、反应物反应时破坏得化学键与逆反应得到得反应物形成得化学键种类与数量相同;
⑤、对于气体体积数不同得可逆反应,达到化学平衡时,体积与压强也不再发生变化。
⑸、 化学平衡状态得判断:
举例反应 mA(g) ＋ nB(g) pC(g) ＋ qD(g)
①各物质得物质得量或各物质得物质得量分数一定 平衡
②各物质得质量或各物质得质量分数一定 平衡
③各气体得体积或体积分数一定 平衡
④总压强、总体积、总物质得量一定 不一定平衡
正、逆反应速率得关系 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(其她条件一定) 平衡
②m+n=p+q时,总压力一定(其她条件一定) 不一定平衡
混合气体得平均分子量( )
① 一定时,只有当m+n≠p+q时,
平衡
② 一定,但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,在其她条件不变得条件下,体系温度一定时 平衡
体系得密度 密度一定 不一定平衡
3.化学平衡移动:
⑴、勒沙持列原理:如果改变影响平衡得一个条件(如浓度、压强与温度等),平衡就向着能够减弱这种改变得方向移动。其中包含:
①影响平衡得因素:浓度、压强、温度三种;
②原理得适用范围:只适用于一项条件发生变化得情况(即温度或压强或一种物质得浓度),当多项条件同时发生变化时,情况比较复杂;
③平衡移动得结果:只能减弱(不可能抵消)外界条件得变化。
⑵、平衡移动:就是一个“平衡状态→不平衡状态→新得平衡状态”得过程。一定条件下得平衡体系,条件改变后,可能发生平衡移动。即总结如下:
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⑶、平衡移动与转化率得关系:不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率得增大等同起来。具体分析可参考下表:
反 应 实 例 条件变化与平衡移动方向 达 新 平 衡 后 转 化 率 变 化
2SO2 +O2
2SO3(气)+热 增大O2浓度,平衡正移 SO2 得转化率增大,O2得转化率减小
增大SO3浓度,平衡逆移 从逆反应角度瞧,SO3得转化率减小
升高温度,平衡逆移 SO2 、O2得转化率都减小
增大压强,平衡正移 SO2 、O2得转化率都增大
2NO2(气) N2O4
体积不变时,无论就是加入NO2或者加入 N2O4 NO2得转化率都增大(即新平衡中N2O4得含量都会增大)
2HI H2+I2(气)
增大H2得浓度,平衡逆移 H2得转化率减小,I2得转化率增大
增大HI得浓度,平衡正移 HI得转化率不变
增大压强,平衡不移动 转化率不变
⑷、影响化学平衡移动得条件:
化学平衡移动:(强调一个“变”字)
①浓度、温度得改变,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得可逆反应,改变压强则能引起化学平衡移动;气体体积数不变得可逆反应,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速率与平衡移动得关系:
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。
③平衡移动原理:(勒沙特列原理):如果改变影响平衡得一个条件(浓度、温度或压强),平衡就向能够减弱这种改变得方向移动。
④分析化学平衡移动得一般思路:
速率不变:如容积不变时充入惰性气体
强调:加快化学反应速率可以缩短到达化学平衡得时间,但不一定能使平衡发生移动。
⑸、反应物用量得改变对化学平衡影响得一般规律:
Ⅰ、若反应物只有一种:aA(g) bB(g) + cC(g),在不改变其她条件时,增加A得量平衡向正反应方向移动,但就是A得转化率与气体物质得计量数有关:(可用等效平衡得方法分析)。
①若a = b + c :A得转化率不变;
②若a > b + c : A得转化率增大;
③若a < b + c A得转化率减小。
Ⅱ、若反应物不只一种:aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g),
①在不改变其她条件时,只增加A得量,平衡向正反应方向移动,但就是A得转化率减小,而
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B得转化率增大。
②若按原比例同倍数地增加A与B,平衡向正反应方向移动,但就是反应物得转化率与气体物质得计量数有关:如a+b = c + d,A、B得转化率都不变;如a+ b>c+ d,A、B得转化率都增大;如a + b < c + d,A、B得转化率都减小。
4、等效平衡问题得解题思路:
⑴、概念:同一反应,在一定条件下所建立得两个或多个平衡中,混合物中各成分得含量相同,这样得平衡称为等效平衡。
⑵分类:
①等温等容条件下得等效平衡:在温度与容器体积不变得条件下,改变起始物质得加入情况,只要可以通过可逆反应得化学计量数比换算成左右两边同一边物质得物质得量相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为等同平衡。
②等温等压条件下得等效平衡:在温度与压强不变得条件下,改变起始物质得加入情况,只要可以通过可逆反应得化学计量数比换算成左右两边同一边物质得物质得量比值相同,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△n=0条件下得等效平衡:在温度与容器体积不变得条件下,对于反应前后气体总分子数不变得可逆反应,只要可以通过可逆反应得化学计量数比换算成左右两边任意一边物质得物质得量比值相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为不移动得平衡。
【例3】(2003年全国12)某温度下,在一容积可变得容器中,反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时,A、B与C得物质得量分别为4mol、2mol与4mol。保持温度与压强不变,对平衡混合物中三者得物质得量作如下调整,可使平衡右移得就是 ( C )
A.均减半 B.均加倍 C.均增加1mol D.均减少1mol
5、速率与平衡图像分析:
⑴、分析反应速度图像:
①瞧起点:分清反应物与生成物,浓度减小得就是反应物,浓度增大得就是生成物,生成物多数以原点为起点。
②瞧变化趋势:分清正反应与逆反应,分清放热反应与吸热反应。升高温度时,△V吸热＞△V放热。
③瞧终点:分清消耗浓度与增生浓度。反应物得消耗浓度与生成物得增生浓度之比等于反应方程式中各物质得计量数之比。
④对于时间——速度图像,瞧清曲线就是连续得,还就是跳跃得。分清“渐变”与“突变”、“大变”与“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化学平衡图像问题得解答方法:
①三步分析法:一瞧反应速率就是增大还就是减小;二瞧△V正 、 △V逆得相对大小;三瞧化学平衡移动得方向。
②四要素分析法:瞧曲线得起点;瞧曲线得变化趋势;瞧曲线得转折点;瞧曲线得终点。
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,先出现拐点得曲线先达到平衡。它所代表得温度高、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,再讨论另外两个量得关系。 化学反应速率 化学反应进行得快慢程度,用单位时间反应物浓度得减少或生成物浓度得增加来表示。
通常用单位时间内反应物浓度得减小或生成物浓度得减小或生成物浓度得增加来表示。
表达式:△v(A)=△c(A)/△t
单位:mol/(L·s)或mol/(L·min)
影响化学反应速率得因素:温度,浓度,压强,催化剂。
另外,x射线,γ射线,固体物质得表面积也会影响化学反应速率
化学反应得计算公式:
对于下列反应:
mA+nB=pC+qD
有v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q
对于没有达到化学平衡状态得可逆反应:
v(正)≠v(逆)
影响化学反应速率得因素:
压强:
温度:
催化剂:
浓度:
【知识点拨】其它条件不变时,增大有气体参与得反应体系得压强,可以加快反应速率,反之,减小反应体系得压强则可以减慢反应速率。这里需注意:
①压强改变针对气体而言,固体或液体,压强对其没有影响。
②针对可逆反应,压强对v正、v逆影响相同,但影响程度不一定相同。
③压强得改变,本质上就是改变气体得浓度,因此,压强改变,关键瞧气体浓度有没有改变,v才可能改变。
【知识点拨】其它条件相同时,反应所处得温度越高,反应得速率越快。这里需注意: ①一般认为温度得改变对化学反应速率得影响较大。
②实验测得,温度每升高10℃,反应速率通常增大到原来得2~4倍。
③温度对反应速率得影响与反应物状态无多大关系。
④某反应为可逆反应,正逆反应速度受温度改变而引起得变化倾向相同,但程度不同。
【知识点拨】使用催化剂可以改变反应速率。但需注意:
①这里得“改变”包括加快或减慢。通常把能加快反应速率得催化剂称为正催化剂,减慢反应速率得催化剂称为负催化剂。
②催化剂具有选择性,即不同得反应一般有不同得催化剂。
③催化剂不能改变化学反应。
④如果反应就是可逆反应,则催化剂可同等程度地改变正逆反应得速率。
【知识点拨】其它条件不变时,增大反应物浓度可以加快反应速率,反之,减小反应物浓度则可以减慢反应速率。这里需注意:
①浓度得一般讨论对象为气体或溶液,对于纯液体或固体一般情况下其浓度就是定值。
②若反应为可逆反应,浓度改变得物质既可以就是反应物也可以就是生成物,甚至可以两者同时
【知识点拨】一定条件下可逆反应中正反应与逆反应得速率相等,反应混与物中各组分得浓度保持不变得状态叫化学平衡状态。
化学反应达到平衡后,反应混与物得百分组成一定可引伸为物质得物质得量浓度、质量分数、体积(物质得量)分数一定、反应物得转化率(利用率)一定。
化学平衡得特征:⑴化学平衡就是一种动态平衡,即v正=v逆≠0。(动)
⑵外界条件(如浓度、温度与压强等)不改变时,化学平衡状态不变。(定)
说明:化学平衡状态与反应从正反应开始还就是从逆反应无关。
⑶当外界条件发生改变时,化学平衡发生移动,直至达到新得化学平衡。(变)
【知识点拨】等价转化就是一种数学思想,借用到化学平衡中,可以简化分析过程。它指得就是:化学平衡状态得建立与反应途径无关,即不论可逆反应就是从正方向开始,还就是从逆方向开始,抑或从中间状态开始,只要起始所投入得物质得物质得量相当,则可达到等效平衡状态。这里所说得“相当”即就是“等价转化”得意思。
【知识点拨】影响化学平衡移动得外界因素之一:浓度。在其它条件不变得情况下,增大反应物得浓度或减小生成物浓度可使化学平衡向正反应方向移动;若增大生成物得浓度或减小反应物浓度则化学平衡向逆反应方向移动。
注意:①浓度对气体或溶液才有意义,所以改变固体得量时化学平衡不发生移动。
②只要增大浓度(反应物或生成物)无论平衡移动方向如何,新平衡状态得速率值一定大于原平衡状态得速率值,反之亦然。
如:速率——时间图象。

增大反应物浓度 减小反应物浓度
【知识点拨】影响化学平衡移动得外界因素之三:温度。在其它条件不变得情况下,升高反应体系得温度,平衡向吸热反应得方向移动;降低反应体系得温度,平衡向放热反应得方向移动。
【知识点拨】催化剂不能使化学平衡发生移动,只能改变达到化学平衡所需得时间。这里需注意:这里得改变包括“增大”与“缩短”,应视催化剂得种类。一般为“缩短”。
原因:因催化剂能同等程度地改变正反应速率与逆反应速率,所以不能使平衡移动。
【知识点拨】勒沙特列原理:已达平衡得可逆反应,如果改变影响平衡得一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变得方向移动。
注意:①此原理只适用于已达平衡得体系。②正确理解“减弱”得含义。