高二化学专题二知识重点

专题2化学反应速率和化学平衡第一单元化学反应速率一、化学反应速率的表示方法1、化学反应速率（v）（1）定义：用来衡量化学反应的快慢，单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化量。（2）表示方法：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（3）计算公式：v=Δc/Δt（v：平均速率，Δc：浓度变化，Δt：时间）单位：mol/（L·s）或mol/（L·min）或mol/（L·h）2、有关化学反应速率注意以下几个问题：①物质浓度常采用物质的量浓度，以mol/L为单位。②化学反应速率可用反应体系中某一种反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示之，且应标明是什么物质的反应速率。③一般说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率。④化学反应速率都为正值，没有负值。⑤用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，应选择同一物质来比较。⑥对于有纯液体或固体参加的反应一般不用纯液体或固体的浓度变化表示化学反应速率。3、用不同物质表示的同一反应的反应速率的关系：用不同的物质表示同一反应的反应速率时其数值可能不同，但表达的意义是相同的，各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算：对于反应)()()()(gqDgpcgnBgmA来说，则有qVpVnVmVDCBA。即各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比：(A):(B):(C):(D)=:::vvvvmnpq=():():():()cAcBcCcD=():():():()nAnBnCnD二、影响化学反应速率的因素1、分子间的有效碰撞（1）化学反应的过程：是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程，即反应物分子（或离子）间的化学键断裂、生成物分子中化学键形成的过程。（2）发生化学反应的先决条件：反应物分子（或离子）间的相互碰撞。但并不是所有反应物分子间的每次碰撞都发生化学反应。（3）有效碰撞理论：能够发生化学反应的碰撞。是发生化学反应的充分条件。（4）活化分子：能够发生有效碰撞的分子。活化分子能量高。（5）活化能：活化分子多出的那部分能量（或普通分子转化成活化分子所需的最低能量）。（6）活化能与化学反应关系：在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数就越多，单位时间内有效碰撞的次数就越多，化学反应速率就越快。一般来说，活化能低，反应速率快。2、影响化学反应速率的因素：（1）决定因素（内因）：反应物的性质（决定因素）（2）条件因素（外因）：反应所处的条件：浓度、压强、温度、催化剂、固体颗粒大小等。①浓度对化学反应速率的影响：本质原因：反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞的频率增加，反应速率增大。1）在其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。2）此规律只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。3）一般来说，固体反应物表面积越大，反应速率越大，固体反应物表面积越小，反应速率越小。4）随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小。5）用有效碰撞理论解释浓度对反应速率的影响：在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的，因此，单位体积内活化分子的数目与反应物浓度成正比。增大浓度，单位体积内的活化分子数目最多，单位时间内的有效碰撞次数最多，化学反应速率增大。②压强对反应速率的影响：1）规律：对于气体反应来说，其它条件不变时，有气体参加的反应中，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。2）恒温时：压强增大→体积缩小→浓度增大→单位体积内n活↑→有效碰撞↑→反应速率加快3）恒容时：A、充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大；B、冲入“惰性气体”（如He、N2等）→引起总压增大，但各反应物的分压不变，各物质的浓度不变→反应速率不变4）恒压时：冲入“惰性气体”（如He等）→引起体积增大，→各反应物浓度减少→反应速率减慢。5）用有效碰撞理论解释：对于有气体参加的反应，当温度一定时，活化分子在反应物分子中所占的百分数一定。增大压强，即缩小体积，单位体积内的活化分子数增多，活化分子碰撞几率增多，反应速率加快。③温度对反应速率的影响：1）规律：其他条件不变，温度升高，反应速率加快备注：A、温度对反应速率影响的规律，对吸热反应，放热反应都适用。B、反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都加快，降低温度，正、逆反应速率都减小。2）用有效碰撞理论解释：在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，增大了活化分子的百分数，使有效碰撞次数增多，反应速率加大。此外，温度升高会使分子的运动速率加快，单位时间内的碰撞次数增加，也会加快反应速率，但前者是主要原因。④催化剂对反应速率的影响：1）规律：加入催化剂可以加快反应的速率2）用有效碰撞理论解释：使用催化剂，能够降低反应所需的能量，这样会使更多的反应物的分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数。因而使反应速率加快。能量反应过E1E2反应物生成物活化分活化能活化分子变成生成物分子放出的能量反应没加催化剂加了催化剂3）相关说明：A、凡是能改变反应速率而自身在化学变化前后化学性质和质量没有发生变化的物质叫催化剂。能加快反应速率的称为正催化剂；减慢反应速率的称为负催化剂，如果没有特别说明均指正催化剂。B、使用催化剂同等程度的增大（减慢）正逆反应速率，从而改变反应到达平衡所需时间。C、催化剂不能改变反应物和生成物的量，也不能使本来不会发生的反应变为可能。D、催化剂有一定的选择性和活化温度，在一定的温度范围内，催化活性最好。E、酶是一种特殊的、具有催化活性的生物催化剂，具有高效性、选择性及特殊的温度效应。⑤其他影响因素：其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质、电化学原理等，也会对化学反应的速率产生影响。第二单元化学反应的方向和限度一、化学反应的方向：1、自发过程：在一定条件下，不需要外接帮助就能自动进行的过程。特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态。在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。自发反应：在一定温度好压强下，无需外界帮助就能自动进行的反应，称为自发反应。2、化学反应进行方向的判据：（1）能量判据（晗判据）绝大多数放热反应（△H＜0）都能自发进行，且反应放出的热量越多，反应越完全。但有些吸热过程也能自发进行，如NH4Cl溶于水。因此，焓变不是判断化学反应能否自发进行的唯一因素。（2）熵判据：①熵：用于衡量一个体系混乱程度的物理量，符号为S，单位：J﹒mol-1﹒K-1。熵值越大，混乱程度越大。②同种物质熵值大小比较：S(g)＞S(l)＞S(s)③熵变：反应前后体系熵的变化叫该反应的熵变，符号为△S。若发生反应后体系的混乱程度增大，则该过程的△S＞0.④熵变与化学反应自发性关系：化学反应的△S越大，越有利于反应自发进行。（3）复合判据：在恒温、恒压时：①当△H＜0，△S＞0时，反应可自发进行；②当△H＞0，△S＜0时，反应不能自发进行；③当△H＜0，△S＜0时，反应在较低温度下可自发进行；④当△H＞0，△S＞0时，反应在较高温度下可自发进行；备注：反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应十分一定会发生或反应发生的速率。二、化学平衡状态1、可逆反应：（1）定义：在同一条件下，既能向正方向进行，又能向逆方向进行的反应称为可逆反应。若一个反应是可逆反应，则反应物不可能完全转化成生成物。（2）可逆反应的特点：①相同条件下，正反应和逆反应同时发生，同时进行；②反应物、生成物共同存在；③可逆反应不能进行到底，反应有一定的限度；④化学方程式中不用“==”，而用“”。（3）可逆反应中浓度的变化期刊：A-A100%A的起始浓度的平衡浓度的起始浓度对于一个从反应物开始的反应：反应开始时，反应物浓度最大，生成物浓度为0；反应进行中，反应物浓度不断减小，生成物浓度不断增大；反应到一定时间，反应物和生成物浓度都不再改变。（4）可逆反应中的反应速率变化情况：反应开始时：v正最大，v逆=0；反应过程中：v正不断减小，v逆不断增大；到一定时间：v正=v逆≠0备注：v正=v逆是针对反应中的一种物质而言的。2、化学平衡状态：（1）化学平衡状态定义：一定条件下，当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时，各组成成分浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡”，化学反应进行到最大限度，反应混合物就处于化学平衡状态。（2）化学平衡的特征：逆（研究前提是可逆反应）等（同一物质的正逆反应速率相等）动（动态平衡）定（反应混合物中各物质的含量恒定：各物质的物质的量或物质的量分数恒定；各物质的质量或质量分数恒定；如果是气体物质，则各气体的体积或体积分数恒定）变（条件（如温度、压强、浓度等）改变，平衡发生变化）同（对某一可逆反应，在相同条件下，无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，或是从正、逆反应同时开始，只要建立平衡的条件相同，最终均能达到同一平衡状态，即化学平衡状态的建立只与建立平衡的条件有关，与建立平衡的途径无关，简称“等效平衡”）3、判断平衡的依据判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据例举反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定平衡②各物质的质量或各物质质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④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①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA，即V(正)=V(逆)平衡②在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC，则V(正)=V(逆)平衡③V(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④在单位时间内生成nmolB，同时消耗了qmolD，因均指V(逆)不一定平衡压强①m+n≠p+q时，总压力一定（其他条件一定）平衡②m+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Mr①Mr一定时，只有当m+n≠p+q时平衡②Mr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对于有色物质参加的反应，体系颜色不再变化平衡三、化学平衡常数1、定义：在一定温度下，当一个反应达到化学平衡时，生成物浓度以化学计量数为指数的幂的乘积与反应物浓度以化学计量数为指数的幂的乘积是一个常数。符号：K2、表达式：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==cp(C)·cq(D)/cm(A)·cn(B)3、使用化学平衡常数K应注意的问题：（1）在平衡常数的表达式中，物质的浓度必须是平衡浓度（固体、纯液体的浓度可看成为1）。（2）K只与温度（T）有关，与反应物或生成物的浓度无关。（3）反应物或生产物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度是固定不变的，可以看做是“1”而不代入公式。（4）在稀溶液中进行的反应，水的浓度可视为定值，不出现中表达式中，但非水溶液中的反应，如果反应物或生成物中有水，此时水的浓度不能看成常数。4、化学平衡常数K的应用:（1）化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。K值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越高。反之，则相反。一般地，K105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：浓度商某时刻的Q=cp(C)·cq(D)/cm(A)·cn(B)Q＜K:反应向正反应方向进行;Q