化学反应速率和化学平衡[复习]

复习化学反应速率与平衡第二章化学反应速率与平衡一、化学反应的速率及其影响因素二、化学平衡与影响化学平衡的因素三、化学平衡常数四、化学反应速率与化学平衡图像专题五、等效平衡六、化学反应进行的方向一、化学反应的速率及其影响因素（一）化学反应速率1、定义：通常用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。2、表达式：3、单位：mol/(L•min)或mol/(L•s)4、化学反应速率之比=化学计量数之比比较反应速率大小时，要结合化学方程式中物质的化学计量数的大小来说明，需要用同一物质的速率来表示。tntcvAAAV)()()(注意事项（1）v表示平均反应速率，不是瞬时速率且为正值；（2）同一反应的速率如果用不同物质表示，数值可能不同，但表示的意义是相同的，所以表示速率时应用下标注明是哪种物质的速率。（3）同一化学反应中各物质的反应速率之比=反应方程式中化学计量数之比。（4）固体与纯液体的浓度视为常数。因此不用纯固体或纯液体来表示化学反应速率（二）影响化学反应速率的因素1、活化分子与有效碰撞活化分子是有效碰撞的前提，活化分子不一定能发生有效碰撞；有效碰撞是发生化学反应的碰撞（足够的能量和合适的取向）。2、影响因素（内因、外因）（1）内因：参加反应的物质的本身性质（由分子结构和原子结构决定）规律：（1）反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之则越慢（2）反应类型不同，原理不同，速率不同，如离子反应通常比有机反应要快得多。一、化学反应的速率及其影响因素（2）外因（c、P、T、催化剂）①浓度：当其他条件不变时，增大任一反应物的浓度,化学反应速率加快；反之，减慢。注意：a.对于固体和纯液体来说，浓度都是不变的，改变固体和纯液体的量对于化学反应速率几乎不产生影响。b.反应若是可逆反应，增大任一反应物浓度，正、逆反应速率都加快；反之，正、逆反应速率都减小。一、化学反应的速率及其影响因素活化能活化能增大浓度②压强：对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大压强，浓度增大，化学反应速率增大；反之，减小。注意：a.只适合于有气体参加的反应，如果反应物只有固体，液体、溶液时，改变压强对反应速率没有影响。b.反应若是可逆反应，增大压强，浓度增大，正、逆反应速率都加快；反之，正、逆反应速率都减小。活化能增大压强活化能一、化学反应的速率及其影响因素几种情况：①恒温时：体积减少→增大压强→反应物浓度增大→反应速率增大②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、充入“与反应无关的气体”（如He、Ne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③恒压时：充入“无关气体”（如He等）→引起体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减小。实质：压强改变是否引起参加反应的物质的浓度发生改变；若改变体系的压强，若不能改变反应物的浓度，则不能改变反应速率一、化学反应的速率及其影响因素③温度：其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大；反之，减小。一般温度每升高10℃，化学反应速率通常增大原来的2-4倍。注意：a.温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制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。一、化学反应的速率及其影响因素活化能活化能升高温度④催化剂：参加反应，但反应前后自身的组成、化学性质和质量不发生变化，具有高度的选择性（或专一性）。其他条件不变时，催化剂能大幅改变化学反应的速率。一、化学反应的速率及其影响因素反应进程反应物生成物能量E1E2活化分子正反应活化能逆反应活化能反应热没加催化剂加催化剂各条件对速率的影响相对大小是：催化剂温度浓度=压强(实质为改变浓度)。注意：这些条件同时对化学反应速率产生影响，讨论时应针对具体反应综合各种因素具体分析。一、化学反应的速率及其影响因素活化能活化能正催化剂1、化学平衡（1）定义：在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度（或百分含量）保持不变的状态。①对象：可逆反应②实质：正反应速率=逆反应速率≠0③V正、V逆含义：（以N2(g)+3H2(g)2NH3(g)为例）a.对于特定的一个可逆反应，V正表示左→右的反应速率；V逆表示右→左的反应速率,同时存在。b.对于反应中的某些物质：V(N2)正表示消耗N2的速率，V(N2)逆表示生成N2的速率二、化学平衡与影响化学平衡的因素（2）化学平衡特点逆：可逆反应，也可从逆向建立等：V正=V逆≠0，同时存在a.对同种物质：V(N2)正=V(N2)逆b.对不同种物质：3V(N2)正=V(NH3)逆定：平衡时，各组分含量保持恒定动：平衡时正逆反应均未停止，只是速率相等，达到动态平衡变：条件改变，V正≠V逆，平衡移动二、化学平衡与影响化学平衡的因素V正V逆V正=V逆≠0时间速率t（3）平衡状态的判断①本质：V正=V逆≠0或各组分浓度（物质的量）不变a.同一物质：VA正=VA逆b.不同种物质：VA正：VB逆=a:b②由某些可变物理量：如：含量、压强、温度、平均摩尔质量、密度、颜色等二、化学平衡与影响化学平衡的因素注意：V正与V逆同时出现变→不变（4）影响化学平衡移动的因素勒夏特列原理：对于已达平衡的可逆反应，如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动影响因素：c、P、T二、化学平衡与影响化学平衡的因素注意：（1）对象：已达平衡的可逆反应（化学平衡、电离平衡、水解平衡、溶解平衡等），未达到平衡状态不能用此来分析（2）原因：条件改变导致υ正≠υ逆，平衡发生移动（3）“减弱”这种改变，而不能“消除”这种改变.①定性分析：平衡发生移动②定量分析：不能“消除”这种改变（4）不能用勒夏特列原理解释（平衡不发生移动）①△V(g)=0：改变压强，平衡不发生移动②使用催化剂：平衡不发生移动二、化学平衡与影响化学平衡的因素①浓度：增大反应物浓度或减小生成物浓度，V正＞V逆，平衡正向移动；反之，平衡向逆反应方向移动。注意：（1）此规律只适用于气态、溶液中的平衡状态的移动（对于固体、纯液体，它们的浓度是常数，改变它们的量，平衡不移动）（2）增大体系中任意物质的浓度，V正，V逆均增大，只是增大的程度不同（突变和渐变）。（3）平衡移动与单独的V正和V逆速率大小没有必然的关系，与正、逆反应速率的相对大小有关。（4）对于离子反应，只能改变实际参加反应的离子的浓度才能改变平衡。如FeCl3+KSCN（5）等比例改变体系各物质的浓度：等比例增大体系各物质的浓度，平衡向化学计量数减小的方向移动。如CH3COOH的电离（6）对于一般的可逆反应（有两种反应物），增大一种反应物的浓度，会提高另一种反应物的转化率，而本身的转化率降低。二、化学平衡与影响化学平衡的因素①浓度图像二、化学平衡与影响化学平衡的因素②压强：浓度的变化a.反应前后气体分子数发生变化：增大压强，化学平衡向气体体积缩小的方向移动；反之，平衡向气体体积增大的方向移动。b.反应前后气体分子数不发生变化改变压强，平衡不移动二、化学平衡与影响化学平衡的因素几种情况①恒温、恒容，充入与反应无关的气体虽改变了容器内气体的总压强，但各反应气体的浓度和分压没有改变，平衡不移动。②恒温、恒压，充入与反应无关的气体使容器的容积增大，虽未改变容器内的气体的总压强，但各物质的浓度和分压减小，从而化学平衡向气体体积增大的方向移动③等比例扩大各物质的浓度，看成是压强对化学平衡的影响改变容器内的压强，能否使平衡发生移动，取决于是否改变了气体反应物的浓度。二、化学平衡与影响化学平衡的因素③温度：升高温度，平衡向吸热反应的方向移动；反之，平衡向放热反应的方向移动。二、化学平衡与影响化学平衡的因素④催化剂：对化学平衡移动无影响，但能缩短达到平衡所需要的时间。二、化学平衡与影响化学平衡的因素条件变化反应特征化学反应速率υ正与υ逆的关系平衡移动方向υ正υ逆增大c(A)可逆反应增大c(C)减小c(A)可逆反应减小c(C)增大压强m+n＞p+qm+n=p+qm+n＜p+q加快加快加快加快正反应方向加快加快加快加快加快加快减慢减慢减慢减慢逆反应方向逆反应方向平衡不移动正反应方向正反应方向逆反应方向υ正＞υ逆υ正＜υ逆υ正＜υ逆υ正＞υ逆υ正＞υ逆υ正=υ逆υ正＜υ逆mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)△H二、化学平衡与影响化学平衡的因素外界条件对特定的化学反应的影响（1）对速率的影响；（2）对平衡移动的影响条件变化反应特征化学反应速率υ正与υ逆的关系平衡移动方向υ正υ逆减小压强m+n＞p+qm+n=p+qm+n＜p+q升高温度△H＜0△H＞0降低温度△H＜0△H＞0催化剂正催化剂负催化剂减慢减慢减慢减慢逆反应方向加快加快减慢减慢减慢减慢减慢加快减慢加快平衡不移动正反应方向正反应方向正反应方向逆反应方向逆反应方向υ正＜υ逆υ正=υ逆υ正＞υ逆υ正＜υ逆υ正＞υ逆υ正＞υ逆υ正＜υ逆加快加快平衡不移动υ正=υ逆减慢减慢二、化学平衡与影响化学平衡的因素三、化学平衡常数1、定义：在一定温度下，当一个可逆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，这个常数称为该反应的化学平衡常数，符号K。2、数学表达式：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、意义：反映了化学反应在一定温度下达到平衡时该反应进行的程度（即反应限度）。三、化学平衡常数4、注意（1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态①对于吸热反应，升高温度，K值增大；②对于放热反应，升高温度，K值减小。（2）K值大小表示反应进行的程度，不表示反应的快慢。（3）在进行K值的计算时，固体（沉淀等）、水溶液中H2O不作考虑，表达式中不需表达。（4）平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关温度升高，K值不一定升高，与该正反应的热效应有关Fe3O4(s)+4H2(g)高温3Fe(s)+4H2O(g)Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+CH3COOHCH3COO-+H+5、相关计算例、在密闭容器中，将2.0molCO与10molH2O混合加热到8000C，达到下列平衡CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），且K=1.0，求CO转化为CO2的转化率。解∶设CO转化为CO2的转化的物质的量为xmol。CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）n起始2.01000n消耗xxxxn平衡2.0-x10-xxx1102)()()()(222VxVxVxVxOHcCOcHcCOcKmolx66.1%83%10000.266.1molmolCO转化率三、化学平衡常数6、应用（1）利用K值判断某状态是否处于平衡状态)()()()(BcAcDcCcQnmqpcQc＜K，V正＞V逆，反应向正方向进行Qc＝K，V正＝V逆，反应处于平衡状态Qc＞K，V正＜V逆，反应向逆方向进行浓度商三、化学平衡常数（2）利用K值理解平衡移动原理①浓度：温度不变，K值不变；增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动②压强：温度不变，K值不变；增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动③温度：升高温度，平衡向吸热反应方向移动对于吸热反应，温度升高，K值增大；对于放热反应，温度升高，K值减小。④催化剂：温度不变，K值不变；对化学平衡无影响