专题补充四化学反应速率和化学平衡图像.pdf

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1、化学第一轮复习 七 必修 4 知识点: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，单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化 表示方法：单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 计算公式：v=c/t（：平均速率，c：浓度变化，t：时间）单位：mol/（L s）影响因素：决定因素（内因）：反应物的性质（决定因素）条件因素（外因）：反应所处的条件 2.注意：（1）、参加反应的物质为固体和液体，由于压强的变化对浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。（2）、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

2、应速率不变 恒温恒体时：充入惰性气体体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢 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正逆反应速率相等时，更组成成分浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡”，这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。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（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 各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定

3、 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

4、条件一定）不一定平衡 混 合 气 体 平均 相 对 分 子质量Mr Mr 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、浓度对化学平衡移动的影响（1）影响规律：在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（2）增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以平衡不移动（3）在溶液中进行的反

5、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、温度对化学平衡移动的影响 影响规律：在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、压强对化学平衡移动的影响 影响规律：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 4.催化剂对化学平衡的影响：由于使用催化剂

6、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影响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）使用化学平衡常数K 应注意的问题：1、表达式中各物质的浓度是变化的浓度，不是起始浓度也不是物质的量。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

7、做是“1”而不代入公式。4、稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度不必写在平衡关系式中。（三）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，K 05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

8、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）定温，定容条件下的等效平衡 第一类：对于反应前后气体分子数改变的可逆反应：必须要保证化学计量数之比与原来相同；同时必须保证平衡式左右两边同一边的物质的量与原来相同。第二类：对于反应前后气体分子数不变的可逆反应：只要反应物的物质的量的比例与原来相同即可视为二者等效。（2）定温，定压的等效平衡 只要保证可逆反应化学计量数之比相同即可视为等效平衡。五、化学反应进行的方

9、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-T S 0 反应能自发进行 H-T S=0 反应达到平衡状态 H-T S 0 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 选修五提示：一、

10、完成资料 P179-182 P283-284 课时作业四十三自己批改。二、自主判断 参照答案 专题补充三 等 效 平 衡 一、等效平衡的概念 目前大家公认的定义为：在一定的条件下，可逆反应不论采取任何途径，即无论反应从正反应方向还是从逆反应方向开始，无论是将反应物一次性投入还是分批投入，只要达到平衡后，各相同组分的百分含量相同，就视为等效平衡。这里的百分含量，可以是物质的量分数，也可以是质量分数。二、等效平衡的类型 在考虑平衡体系时，现在流行的分类方法是：以反应条件为前提，归纳出在各种条件(温度、压强、容积)下何时能形成等效平衡，然后来解决问题。今天在这里介绍从另一个角度可逆反应来认识等效平衡

11、，这样使大家在高考复习中对等效平衡更好理解和应用。我们以可逆反应方程式为主，把可逆反应方程式前后气体计量系数之和是否相等分为两类:第一类，化学反应方程式前后气体计量系数之和不相等，在下列两种情况下可形成等效平衡。在定温、定压情况下,改变起始时加入物质的物质的量，如按化学计量数换算成与原平衡相同的物质，且这些物质的物质的量之比(或值)与原平衡相等，则达到平衡后与原平衡等效。解释:在温度和压强一定时，不论装入各反应物的起始量是多少，只要各物质的起始量按化学计量数换算成与原平衡起始(或平衡)时相同的物质，且各物质的起始量之比与原平衡相等或相当如对于 2SO2(g)+O2(g)2SO3来说，装入 SO

12、3即相当于按物质的量之比 21 装入 SO2 和 O2就会达到等效平衡。例如；对于 2SO2(g)+O2(g)2SO3来说，等温等压下，起始时将4molSO2和 2molO2;6molSO2和 3molO2；3molSO2和 1.5molO2和 1molSO3；nmolSO3等分别放入密闭等压容器中，达到平衡时，混合气体中 SO2的百分含量均相等，达等效平衡。达到上述等效平衡时，各物质的物质的量浓度、各物质的分数；各反应物的转化率；气体的密度；气体的平均摩尔质量等均相同，但是各物质的物质的量不一定相同，对应量应该成正比关系。在定温、定容情况下，不论装入各反应物的起始量是多少，只要各物质的起始量

13、按化学计量数换算成与原平衡起始(或平衡)时相同的物质，且这些物质的物质的量与原平衡相等，则达平衡后与原平衡等效。解释：在温度和体积一定时，只要起始时装入物质的物质的量与原平衡相等或相当(如装入 3molSO3即相当于装入 3molSO2和 1.5molO2),就达到等效平衡。例如：对于 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)来说，在等温等容下，起始时将2molSO2和1molO2;2molSO3;1.6molSO2;0.8mol O2和 0.4molSO3等分别充入体积相等的密闭容器中，达到平衡时，混合气体中 SO2的百分含量均相等。达等效平衡。达到上述等效平衡时，等效的物理量最多，几乎是全

14、等了，于是，有的教辅书将其称为“等同平衡”，应该指出的是，“等同平衡”的说法是不妥当的。比如不同的投料方式，放出的热量就不同。如上述的平衡2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)中，是放出热量，是吸收热量，无论是吸热还是放热都与不同，所以说“完全等同”是不合理的。第二类，化学反应方程式前后气体计量系数之和相等，下列情况可形成等效平衡：在定温情况下(恒容或恒压)，改变起始时加入物质的物质的量，如按化学计量数换算成与原平衡相同的物质，且这些物质的物质的量之比(或值)与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。解释：当温度一定时，不论装入各反应物的起始量是多少，只要各物质的起始量按化学计量数换算成与原平衡

15、起始(或平衡)时相同的物质，且各物质的物质的量之比与原平衡相等或相当如对于 H2(g)+I2(g)2HI(g)来说，装入 3molHI(g)相当于装入 3molH2(g)和 3molI2(g)。，因平衡与压强无关，就会达到等效平衡。例如：对于H2(g)+I2(g)2HI(g)来说，在等温恒容条件下，起始时将3molH2和3molI2;1molH2和 1molI2nmolHI,1molH2和 1molI2和 amolHI 等分别放入密闭容器中，达到平衡时，混合气体中的 HI(g)百分含量均相等，此时，达平衡时各物质的转化率也是相等的，平衡时各物质的物质的量浓度虽然不等，但成正比关系，此时，气体的

16、密度也是正比关系。热量的变化应不相同。例一、某温度下，在一容积可变的容器中，反应 2A(g)+B(g)2C(g)达到平衡时，A、B 和 C 的物质的量分别为 4mol，2mol 和 4mol，保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是：A、均减半 B、均加倍 C、均增加 1mol D、均减少 1mol 解析；此为恒温恒压下的前后气体体积不等的反应。A 和 B 选项均为对原平衡中各物质的物质的量呈正比的变化，平衡并不移动。C 选项可以设想分成两次加入，先 加入 A-1mol，B-0.5mol，C-1mol，此时平衡不移动，然后再单独加入 0.5molB，平衡向右

17、移动。答案：C 例二、在一个 1L 的密闭容器中，加入 2molA 和 1molB。发生下述反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)，达到平衡时，C 的浓度为 1.2mol/L,维持容器的体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C 的浓度还是 1.2mol/L 的是 A、1molA+0.5molB+1.5molC+0.1molD；B、3molC+0.7molD；C、2molA+1molB+1molD；D、0.5molA+0.25molB+2.25molC 解析:此题为等效平衡开创了一种新思路,也将等效平衡的判断引入更深的思考.在选项 A 中,只要将 C 从右向左反应 0.3m

18、ol,就能达到 1.2mol,但此时 D 为 0,不能再进行逆向反应了,所以不符合题意.同理 B 选项中只要将 D 从右向左反应 1.8mol，就能达到 1.2mol的等效平衡，B 正确。C 选项 D 是固体，不影响原等效平衡状态，D 选项中右侧没有 D物质，不能进行逆向反应。答案：B、专题补充四 化学反应速率和化学平衡图像 一、讨论：反应物和生成物浓度的变化怎样影响化学平衡？结论：当其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正 反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。强调：气体或溶液浓度的改变会引起反应速率的变化，纯固体或纯液体用量的变化不会引

19、起反应速率改变，化学平衡不移动 二、压强对化学平衡的影响 思考：对于等体积的气体反应，压强改变将怎样影响化学平衡？结论：由于压强变化同时、同步、等倍数影响正、逆反应 速率，v缩=v扩，化学平衡不移动，但反应速率改变 规律：增大压强，化学平衡向气体体积缩小方向移动；减小压强，化学平衡向气体体积扩大方向移动；体积相等的气体反应，压强改变，化学平衡不移动。三、温度对化学平衡的影响 结论：升高温度化学平衡向吸热反应方向移动，降低温度化学平衡向放热反应方向移动，四、催化剂对化学平衡的影响 催化剂不能使化学平衡发生移动；不能改变反应混合物含量；但可以改变达到平衡的时间 逆反应方向 正反应方向 移动方向 且

20、v逆 v正 且v正 v逆 v逆随后增大 V正首先减小 v正首先增大 速率变化 减小反应物减小生成物增大生成物增大反应物平衡移动浓 度 变化 对 反应 速 率的影响 v逆首先增大 v正随后增大 V逆首先减小 v正随后减小 V逆随后减小 且v 正 v 逆 且v逆 v正 正反应方向 逆反应方向 Vt v正=v逆 v=v升高温度 v t v vv=v吸=v平衡向方向吸热反应 降低温度 v t v吸=v吸=平衡向方向移放热反应 含量 tt2 压强增大 v t v vv缩=v扩 v缩=v扩 平衡向气体体积缩小方向移动 压强减小 v t v vv缩=v扩 v缩=v扩 平衡向气体体积增大方向移动 v t v正=v逆 v正=v逆