第二章-化学反应速率及化学平衡知识提纲.doc

第二章 化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率1. 化学反应速率（v） 定义：用来衡量化学反应的快慢，通常用单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示（2）计算公式：v=c/t（：平均速率，c：浓度变化，t：时间）单位：mol/（Ls）（3）注意：平均反应速率，均为正值 不能用固体或纯液体表示 用不同物质表示时，速率之比=化学计量数之比=c之比=n之比 比较速率大小时，要化为同一物质，同一单位2.影响因素： 内因：反应物本身的性质（决定因素）（2）外因：反应所处的条件 浓度：增大反应物的浓度化学反应速率加快，反之，减慢 原因：单位体积内活化分子数目增多，有效碰撞几率增加 （但活化分子百分数不变） 压强：对于有气体参加的反应，增大压强（通过缩小容器体积），化学反应速率加快，反之，减慢 原因：单位体积内活化分子数目增多，有效碰撞几率增加 （但活化分子百分数不变） 温度：升高温度，化学反应速率加快，反之，减慢 原因：一部分普通分子吸收能量成为活化分子，单位体积内活化分子数目增多，活化分子百分数增大，有效碰撞几率增加 注意：惰性气体对于速率的影响 恒温恒容时：充入惰性气体总压增大，但是各分压不变，各物质浓度不变反应速率不变恒温恒压时：充入惰性气体体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢 催化剂：使用催化剂，化学反应速率加快，反之，减慢 原因：降低反应的活化能，使一部分普通分子成为活化分子，单位体积内活化分子数目增多，活化分子百分数增大，有效碰撞几率增加二、化学平衡（一）1.定义：化学平衡状态：一定条件下，当一个可逆反应进行到一定程度时，正逆反应速率相等，各组分浓度不再改变的状态 ， 即这个反应所能达到的限度2、特征动（动态平衡）等（同一物质的正逆反应速率相等） 定（各物质的浓度与质量分数恒定） 变（条件改变，平衡发生变化） 3、判断平衡的标志正逆反应速率相等 各物质的浓度、物质的量、质量、百分含量保持不变 其他：压强、密度、混合气体平均相对分子质量等不一定，看具体反应和条件例举反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定平衡各物质的质量或各物质质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总体积、总压力、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA，即V(正)=V(逆)平衡在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p molC，则V(正)=V(逆)平衡V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q，V(正)不一定等于V(逆)不一定平衡在单位时间内生成n molB，同时消耗了q molD，因均指V(逆)不一定平衡压强m+np+q时，总压力一定（其他条件一定）平衡m+n=p+q时，总压力一定（其他条件一定）不一定平衡混合气体平均相对分子质量MrMr一定时，只有当m+np+q时平衡Mr一定时，但m+n=p+q时不一定平衡温度任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他不变）平衡体系的密度密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化等平衡（二）影响化学平衡移动的因素1、浓度 其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减少生成物的浓度，都可以使平衡向正方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向逆方向移动（1）增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以平衡不移动（2）在溶液中进行的反应，如果稀释溶液，反应物浓度减小，生成物浓度也减小， V正减小，V逆也减小，但是减小的程度不同，总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和_大_的方向移动。2、温度 其他条件不变的情况下，温度升高会使化学平衡向着吸热反应方向移动，温度降低会使化学平衡向着放热反应方向移动。3、压强 其他条件不变时，增大压强，会使平衡向着体积缩小方向移动；减小压强，会使平衡向着体积增大方向移动。注意：（1）改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动（2）气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似（3）恒温恒容时：充入惰性气体，平衡不移动恒温恒压时：充入惰性气体，平衡向气体体积扩大的方向移动4.催化剂 由于使用催化剂对正反应速率和逆反应速率影响的程度是等同的，所以平衡不移动。但是使用催化剂可以缩短可逆反应达到平衡所需的时间。5.勒夏特列原理（平衡移动原理）：如果改变影响平衡的条件之一（如温度，压强，浓度），平衡向着能够减弱这种改变的方向移动。三、化学平衡常数（一）定义：在一定温度下，当一个反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数比值。 符号： K（二）注意：1、表达式中各物质的浓度是平衡时的浓度2、K只与温度（T）有关3、固体或纯液体不代入公式。（三）应用:1、K值越大，说明正向进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越高。反之，则相反。 一般地，K 105时，该反应就进行得基本完全了。2、可以利用K值做标准，判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。（Q：浓度积）Q K:反应向正反应方向进行;Q = K:反应处于平衡状态 ;Q K:反应向逆反应方向进行3、利用K值可判断反应的热效应若温度升高，K值增大，则正反应为吸热反应若温度升高，K值减小，则正反应为放热反应四、等效平衡1、概念：在一定条件下（定温、定容或定温、定压），只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的百分含量均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。2、分类（1）恒温，恒容时，改变起始时加入物质的n，按化学计量数比换算到等号同旁物质，只要n相同，则达平衡时，各组分的n、c、百分含量均相同（2）恒温，恒容时，对于等体反应，改变起始时加入物质的n，按化学计量数比换算到等号同旁物质，只要n之比相同，则达平衡时，各组分的百分含量相同（3）恒温，恒压时，改变起始时加入物质的n，按化学计量数比换算到等号同旁物质，只要n之比相同，则达平衡时，各组分的c、百分含量均相同五、化学反应进行的方向1、反应熵变与反应方向：（1）熵:物质的一个状态函数，用来描述体系的混乱度，符号为S. 单位：Jmol-1K-1 (2)体系趋向于有序转变为无序，导致体系的熵增加，这叫做熵增加原理，也是反应方向判断的依据。.（3）同一物质，在气态时熵值最大，液态时次之，固态时最小。即S(g) S(l) S (s) 2、反应方向判断依据 在温度、压强一定的条件下，化学反应的判读依据为： H-TS0 反应能自发进行H-TS=0 反应达到平衡状态H-TS0 反应不能自发进行注意：（1）H为负，S为正时，任何温度反应都能自发进行 （2）H为正，S为负时，任何温度反应都不能自发进行