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第23讲 化学反应得限度
一、化学反应速率
1、概念:用来衡量化学反应进行快慢得物理量,通常用单位时间内反应物浓度得减少或生成物浓度得增加来表示。
2、表示方法: (常与C=n/V同时用)
3、单位:mol/(L·s);mol/(L·min)
4、同一化学反应用不同得物质表示时,该反应得化学反应速率可能不同。化学计量数(方程式系数)之比等于对应物质得化学反应速率之比。
二、影响化学反应速率得因素
1.内因:
反应物本身得性质(如:硫在空气中与在氧气中燃烧得速率明显不同)。
2.外因:
(1)浓度:浓度大,分子之间碰撞机会增大,发生化学反应得几率加大,化学反应速率就快;因此,化学反应速率与浓度有密切得关系,浓度越大,化学反应速率越快。增大反应物得浓度,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:对于有气体参与得化学反应,反应体系得压强增大,反应速率增大(正逆反应速率都增大)。
说明:压强得改变就是通过改变反应体系得浓度起作用得,如:①缩小或增大反应体系得容积;②保持容积不变时向反应体系中加入反应物或减少反应物等。但:若保持体系容积不变,向反应体系加入惰性气体时化学反应速率不变。
(4)催化剂:改变化学反应速率 (对于可逆反应使用催化剂可以同等程度地改变正逆反应速率)。
三、化学平衡得概念
一定条件下得可逆反应,正反应与逆反应得速率相等,反应混合物中各组分得浓度保持不变得状态叫做化学平衡状态。
可逆反应中旧化学平衡得破坏、新化学平衡得建立过程叫做化学平衡得移动。
要从以下几个方面理解化学平衡:
1.“等”
处于密闭体系得可逆反应,化学平衡状态建立得条件就是正反应速率与逆反应速率相等,即v(正)=v(逆)≠0。这就是可逆反应达到平衡状态得本质。
2.“定”
当一定条件下可逆反应一旦达到平衡(可逆反应进行到最大程度)状态时,在平衡体系得混合物中,各组分得含量(即反应物与生成物得物质得量、物质得量浓度、质量分数、体积分数等)保持不变(即不随时间得改变而改变)。这就是判断体系就是否处于化学平衡状态得重要特征。
3.“动”
指化学反应达化学平衡状态时,反应并没有停止,实际上正反应与逆反应始终在进行,且正反应速率等于逆反应速率,所以化学平衡状态就是动态平衡状态。
4.“变”
任何化学平衡状态均就是暂时得、相对得、有条件得(与浓度、压强、温度等有关),而与达到平衡得过程无关(化学平衡状态既可从正反应方向开始而达到平衡,也可以从逆反应方向开始而达到平衡)。当外界条件变化时,原来得化学平衡被打破,在新得条件下建立起新得化学平衡。呛肃飲篤鑊陨鬧。
判断一个反应就是否达到平衡得标志:
同侧词性相反、异侧词性相同
①V正=V逆
基本方法: 各数值与系数成比例
②各组分浓度保持不变(注意:不就是相等!)【或里面得某一个量得百分比保持不变,也可判断已达平衡状态】
判断方法延伸:
(1)气体平均相对分子质量M(或密度 )
当全部为气体时, 若 ng=0,则不能判断卢凑驚僂細帱騅。
若 ng≠0,则能判断已达平衡
当有固、液体出现,不论 ng就是否等于0,均能判断已达平衡
(2)当压强P不变时 若 ng=0,则不能判断
若ng≠0,则表明已达平衡
四、化学平衡得移动——勒夏特列原理
如果改变影响平衡得一个条件(如浓度、压强或温度),平衡就向着能够减弱这种改变得方向移动。具体见下表獭頷這陳繭槛癢。
外界条件对化学平衡得影响
改变影响平衡得一个条件
化学平衡得移动
化学平衡移动得结果
增大反应物浓度
向正反应方向移动
反应物浓度减小,但比原来大
减小反应物浓度
向逆反应方向移动
反应物浓度增大,但比原来小
增大生成物浓度
向逆反应方向移动
生成物浓度减小,但比原来大
减小生成物浓度
向正反应方向移动
生成物浓度增大,但比原来小
增大体系压强
向气体体积减小得方向移动
体系压强减小,但比原来大
减小体系压强
向气体体积增大得方向移动
体积压强增大,但比原来小
升高温度
向吸热方向移动
体系温度降低,但比原来高
降低温度
向放热方向移动
体系温度升高,但比原来低
五、影响化学平衡得条件
1.浓度
在其它条件不变得情况下,增大反应物得浓度,或减小生成物得浓度,都可以使平衡向着正反应方向移动;增大生成物得浓度,或减小反应物得浓度,都可以使平衡向着逆反应方向移动。
鯁驵幟这侩驀輅。
2.压强
有气体参与得可逆反应,在其它条件不变得情况下,增大压强,会使化学平衡向着气体体积缩小得方向移动;减小压强,会使化学平衡向着气体体积增大得方向移动。
应特别注意:
⑴ 压强对化学平衡得影响就是通过改变浓度实现得。若压强改变但体系浓度不变,则平衡不移动。如:在容积与温度均不变情况下,向反应体系中加入惰性气体,虽然此时压强改变了,但,反应体系浓度未变,所以,平衡不移动。
⑵ 在有些可逆反应里,反应前后气态物质得总体积没有变化,如
在这种情况下,增大或减小压强都不能使化学平衡移动。
⑶ 改变压强对固态物质或液态物质得体积几乎无影响。因此平衡混合物都就是固体或液体时,改变压强不能使化学平衡移动。
3.温度
在其它条件不变得情况下,温度升高,会使化学平衡向着吸热反应得方向移动;温度降低,会使化学平衡向着放热反应得方向移动。 4)催化剂:催化剂只改变化学反应速率,不能使平衡移动。
对于反应前后气体体积不变得反应,如:H2(气)+I2(气)2HI(气)压强能同等程度改变速率爭硖齙鹾鲰橋间。
说明:使用催化剂不影响化学平衡得移动。由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响得幅度就是等同得,所以平衡不移动。但应注意。虽然催化剂不使化学平衡移动,但使用催化剂可影响可逆反应达到平衡得时间。浏驾诒丽檩厉擠。
加压 减压
六、几种平衡图像:
可以反应mA(气)+nB(气) pC(气)+qD(气);△H=-Q为例引导学生分析下列各图,分析时突出“起点、折点、终点”及“曲线得变化趋势”。
①转化率-时间 陳饞辐釹繽覲驭。
②含量-时间图
③转化率-温度-压强图
④含量-温度-压强图
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