化学反应速率 化学平衡化学竞赛辅导.docx

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化学反应速率化学平衡化学竞赛辅导

化学反应速率化学平衡

1、化学反应速率

（1）定义：

用来衡量化学反应进行快慢程度的，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。

（固体和纯液体的浓度视为常数）

公式：

v=△c/△t=△n/（V·△t）单位：

mol/（L·min）或mol/（L·s）

注意：

①化学反应速率必需指明是用哪种物质表示的。

②同一化学反应用不同的物质表示速率时其数值可以不同，但都表示同一反应的化学反应速率。

aA（g）+bB（g）

cC（g）+dD（g）

v（A）:

v（B）:

v（C）:

v（D）=a:

b:

c:

d

③化学反应速率是某单位时间内的平均反应速率，不是即时速率。

（2）影响v的因素

①内因（本质原因）：

反应物本身的性质；外因：

浓度、压强、温度、催化剂等

②有效碰撞理论：

反应物分子（或离子）的碰撞┳活化分子┳有效碰撞→化学反应

（先决条件）（足够的能量）（一定的取向）

改变条件

单位体积内分子总数·活化分子百分数=活化分子数

有效碰撞次数

v

增大浓度

增多

不变

增多

增多

加快

增大压强

增多

不变

增多

增多

加快

升高温度

不变

增大

增多

增多

加快

使用催化剂

不变

增大

增多

增多

加快

③注意事项

a浓度对v的影响：

仅适用于溶液和气体，固体和纯液体浓度视为常数；

要改变实际参加反应的粒子的浓度；（如：

Fe3++3SCN—

Fe（SCN）3，加入氯化钾固体，对正、逆反应速率都没有影响。

）；

可逆反应增大反应物的浓度，正反应速率增大，逆反应速率随之增大；

增大生成物浓度，逆反应速率增大，正反应速率随之增大；

如果浓度增大，改变了反应物的性质，要具体分析反应速率的变化（如：

稀硫酸和铁的反应，增大硫酸浓度会使铁钝化。

）

b压强对v的影响：

适用于气体（压强对固体和液体影响很小，看成无影响）；

必须引起反应物浓度变化的压强才对v有影响；

对于可逆反应，正、逆反应影响一致，只是程度有别

c温度对v的影响：

温度与物质状态无关，适用于所有反应；

可逆反应与吸放热无关，只是受温度影响程度有别规律：

温度每升高10℃，v增大到原来的2~4倍。

d催化剂对v的影响（加快——正催化剂，减慢——负催化剂）：

催化剂同等程度改变正、逆反应速率

e其它因素对v的影响：

此外，光、电磁波、反应物颗粒的大小，溶剂的性质等也会对v产生影响。

注意：

稀有气体对反应速率的影响：

稀有气体或其它非反应气体，充入反应容器中，分以下两种情况讨论：

ⅰ若容器恒温、恒容，则充入的稀有气体或其它不反应气体虽然改变了容器内气体压强，但并没有改变反应物的浓度，不影响v；

ⅱ若容器恒温、恒压，则充入的稀有气体或其它不反应气体，就会使容器容积扩大，虽未减少容器内气体压强，但是降低了反应物的浓度，故能使反应速率降低

2、化学平衡

（1）化学平衡状态的特征

①逆化学平衡的研究对象是可逆反应；

②动动态平衡：

v（正）≠0；v（逆）≠0；

③等v（正）＝v（逆）≠0；

④定平衡状态时，各组份的浓度不变（包括c（B）、n（B）、ω（B）、n%、P、M、η、颜色等）一定；

⑤变条件改变→平衡改变→建理新平衡

（2）化学平衡的标志

一定温度下，在一恒容的密闭容器中发生如下反应N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）

①v（正）＝v（逆）（本质特征）a同一种物质：

该物质的生成速率等于它的消耗速率。

b不同的物质：

速率之比等于方程式中各物质的计量数之比，但必须是不同方向的速率。

②反应混合物中各组成成分的含量保持不变（浓度标志）：

a各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物质的量浓度均保持不变。

b各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。

c若反应前后的物质都是气体，且总体积不等，则气体的总物质的量、总压强（恒温、恒容）、平均摩尔质量、混合气体的密度（恒温、恒压）均保持不变。

d反应物的转化率、产物的产率保持不变。

（3）化学平衡移动原理——勒夏特列原理

如果改变影响平衡的条件之一（如温度，压强，以及参加反应的化学物质的浓度），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动，这就是化学平衡移动原理，即勒夏特列原理。

催化剂只能使正逆反应速率同等倍数改变，不能使化学平衡移动，但是使用催化剂能改变反应达到平衡的时间。

化学平衡移动原因—正逆反应速率由相等到不等最后又相等。

化学平衡移动结果—混合体系中各物质的质量分数发生了变化。

[注意事项]

a．浓度

ⅰ平衡移动方向与外加条件、正逆反应速率相对大小、平衡移动结果三者的关系，谁增耗谁，谁减补谁，但不能将外加条件削减为0；

ⅱ对于固体或纯液体来说，它们的浓度是常数，改变它们的量，平衡不移动。

b．压强

ⅰ对于反应前后气体总体积相等的反应，改变压强不能使化学平衡移动；

ⅱ对于只有固体或液体参加的反应，改变压强不能使化学平衡移动。

c．温度平衡移动削弱了温度的改变，但并不等于完全消除。

（4）化学平衡常数对于可逆反应：

mA（g）+nB（g）

pC（g）+qD（g）达到平衡状态时，平衡常数的表达式为：

①意义：

K只随T的变化而变化，反应物或生成物的浓度的改变对K无影响；

表示可逆反应进行的程度即K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。

化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关

例如：

N2+3H2

2NH3的K1值与1/2N2+3/2H2

NH3的K2值不一样K1=K22

②有关化学平衡常数的计算

对于反应:

aA+bB

cC+dD达到平衡后各物质的浓度变化关系：

反应物：

平衡浓度=初始浓度-转化浓度；反应物A：

c平（A）=c0（A）-△c（A）

生成物：

平衡浓度=初始浓度+转化浓度生成物D：

c平（D）=c0（D）+△c（D）

各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比。

△c（A）︰△c（D）=a︰d

③平衡转化率：

用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率α来表示反应限度。

对于可逆反应：

mA（g）+nB（g）

pC（g）+qD（g），反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示为

（5）等效平衡

①在相同的条件下，对同一个可逆反应，反应无论从正反应方向开始进行还是从逆方向开始进行，只要起始时加入物质的物质的量不同，而达到相同的平衡状态，这样的平衡称为等效平衡。

概念的理解：

a相同的条件：

通常指：

同T同V；同T同P。

b相同的平衡状态：

通常是指平衡混合物各组分的百分含量（指质量、体积、物质的量等）相同，但各组分的物质的量、浓度可能不同。

②定温、定容条件下的等效平衡

a对于反应前后气体分子数发生变化的可逆反应

特点：

两次平衡时各组分百分量、n、c均相同判断方法：

若改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，则二者平衡等效。

（数值同）

b对于反应前后气体分子数不变的可逆反应

特点：

两次平衡时各组分百分量相同，n、c同比例变化判断方法：

要反应物（或生成物）的物质的量的比与原平衡相同，则二平衡等效。

（比值同）

③定温、定压条件下的等效平衡

特点：

两次平衡时各组分百分量、c相同，n同比例变化

判断方法：

若改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比相同。

（比值同）