化学反应速率化学平衡

化学反应速率化学平衡试验场1的化学反应速率及影响因素一、知识分类1.含义：反应速率根据反应物的消耗或产品的生产速度进行粗略比较。2.符号计算公式单位3.影响因素(1)内因(主要因素):(2)外因浓度：在与气体或溶液的反应中，浓度影响反应速率。当其他条件不变时，增加反应物的浓度可以提高反应速率。(2)压力：它只影响与气体的化学反应速率。当压力增加时，气体体积减少，浓度增加，反应速率增加。当容器中的压力改变但与反应相关的气体浓度不变时，反应速率不变。(3)温度：它对任何反应的速率都有影响。一般来说，温度每升高10,反应速率增加2 4倍。(4)催化剂：选择性的，即催化某一反应或某一反应。催化剂参与反应过程，但其质量和化学性质在反应前后保持不变。其他因素：光、粒度、溶剂等。二、典型实例分析例1。在容积为1.00升的容器中加入一定量的N2O4，使N2O4(g) 2NO2(g)反应。在0-60 s期间，N2O4的浓度从0.100摩尔-1变化到0.040摩尔-1，反应速率v(N2O4)为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _摩尔-1S-1。特别提醒(1)化学反应过程的本质：(1)反应物分子之间的碰撞是化学反应的先决条件。(2)能起反应的碰撞称为有效碰撞。(3)能有效碰撞的高能分子称为活化分子。(4)只有在活化分子之间具有适当取向的碰撞才是有效的碰撞。(2)在同一反应中，影响反应速率的因素是外部因素，即外部条件，主要包括温度、浓度、压力、催化剂等。(还有，反应粒子(固体)、光、波等的大小。对反应速率也有影响)浓度、压力、温度、催化剂变化和活化分子的比例、有效碰撞时间和反应速率之间的关系。温度和催化剂增加了活化分子的百分比；压力和浓度增加了每单位体积活化分子的数量。试验场地2化学反应速率的计算1.知识分类化学反应速率是一个物理量，表示反应进行的速度。它表示为单位时间内反应物浓度的降低或产物浓度的增加。计算公式如下：v (b)=。用上述公式计算物质的反应速率时，应注意以下几点：1.浓度变化仅适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。2.化学反应速率是一定时间内的平均反应速率，而不是实时速率，计算结果为正值。3.当用不同的物质来表示同一反应的反应速率时，数值可能不同，但含义是相同的。不同物质的反应速率之比等于它们的化学计量数之比。4.对于可逆反应，净反应速率是正负反应速率之差。当达到平衡时，净利率为零。5.化学反应速率的数值比等于化学方程式中每种物质的化学计量比。例如，在化学方程式为ma(g)nb(g)=PC(g)的反应中，各种物质的化学反应速率满足关系式：v (a): v (b): v (c)=m: n: p例2。以下四个数据均代表合成氨的反应速率，其中()代表相同的反应速率Vn2=0.3 MoLL-1min-1VnH 3=0.9 MoLL-1min-1VH2=0.015 MoLL-1s-1VH2=2.25 MoLL-1min-1测试场地3化学平衡状态的判断1.知识分类1.平衡状态是指在某些条件下，在可逆反应中，正反应速率和反反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。达到平衡的可逆反应的基础：(1)根据平衡态的本质特征，正反应速率和反反应速率相等；(2)各组分的浓度保持不变(1)每种物质的量或物质的质量分数是确定的(2)每种物质的质量或质量分数是确定的(3)每种气体的体积或体积分数是确定的(4)总体积、总压力和总质量是固定的积极和消极的反应反应率之间的关系(1)每单位时间消耗m摩尔，并且也产生m摩尔，即v(正)=v(反)(2)每单位时间消耗n摩尔硼，也消耗p摩尔碳，即v(正)=v(反)(3) v (a): v (b): v (c): v (d)=m: n: p: qv(正)不一定等于v(逆)(4)在单位时间内产生n摩尔硼，同时消耗q摩尔硼，即，描述了v(逆)。压(1)其他条件一定，总压一定，m n p q(2)其他条件不变，总压不变，m n=p q混合煤气平均相位对于分子质量(1)平均相对分子质量是常数，m n p q(2)平均相对分子质量是常数，m n=p q温度任何化学反应都伴随着能量变化。当系统温度恒定时气体密度恒定密度颜色反应体系中有色物质的颜色稳定不变2.典型案例探究例3。甲醇在合成塔中通过以下反应进行工业合成：一氧化碳(G)2氢(G)甲醇(G)氢=千焦摩尔-1。判断可逆反应达到平衡状态的标志是()A.生成甲醇的速率等于消耗一氧化碳的速率B.混合气体的密度保持不变C.容器的压力是恒定的D.h值保持不变3.特别提醒(1)由不同物质表示的反应速率的比率等于化学计量数的比率，这不一定是平衡状态，因为无论是否达到平衡，这种关系都必须存在。(2)每种物质的量的比率等于方程式的化学计量比，这不一定是平衡状态，因为这种条件并不意味着每种组分物质的量将不再改变。(3)由不同物质表示的正负反应速率之比等于方程式的化学计量比，并且必须处于平衡状态。测试点四平衡的移动一、知识分类1.平衡运动2.影响化学平衡的因素查泰莱原理:如果影响平衡的条件(如浓度、压力或温度)发生了变化，平衡就会向减少变化的方向移动。条件变化(其他条件保持不变)平衡的运动集中增加反应物浓度或降低产物浓度走向积极的反应方向降低反应物浓度或增加产品浓度向反作用方向移动压力(对气体存在的反应)反应前后气体分子的数量发生了变化增加压力朝着气体体积减小的方向移动降低压力朝着增加气体体积的方向移动反应前后气体分子的数量保持不变。改变压力平衡不动温度提高温度朝着吸热反应方向移动降低温度朝着放热反应方向移动催化剂使用催化剂平衡不动3.化学平衡图像问题(1)以反应ma (g) nb (g) pc (g) qd (g)，m n p q和 h 0为例(1) V-T图像：这种图像定性地揭示了(正)和(反)随时间的变化规律(包括条件变化对速度的影响)，体现了平衡“动态、相等、恒定、可变”的基本特征和平衡运动的方向。 ct图像：这种图像可以解释反应过程中各平衡体系组分(或某一组分)的变化。解决问题时，应注意各物质曲线的拐点(达到平衡时间),各物质浓度变化的内在关系和比例符合化学方程式中的化学计量数关系等。 cp(T)图像：该图像的纵坐标为物质的平衡浓度或反应物的转化率，横坐标为温度或压力。解决化学平衡图像问题的方法(1)首先，必须清楚地看到水平轴和垂直轴(尤其是垂直轴)的含义，以及曲线本身是属于等温线还是等压线。(当有多余的曲线和两个以上的条件时，应注意pai例6。在一定条件下，氧化镁，一种特殊陶瓷的原料，可以通过以下反应制备：硫酸镁+一氧化碳(克)氧化镁+二氧化碳(克)+二氧化硫(克)H0当反应在一个恒定体积的封闭容器中达到平衡后，如果图中横坐标x的值只发生变化，而当再次达到平衡后，纵坐标y与x的变化趋势是合理的()选择xyA温度容器中混合气体的密度B一氧化碳的物质量二氧化碳与一氧化碳的比率C二氧化硫浓度平衡常数kD硫酸镁质量(忽略体积)一氧化碳转化率三。特别提醒(1)当反应混合物中存在与其他物质不混溶的固体或液体物质时，由于“浓度”是恒定的，并且不会随着其量的增加或减少而改变，因此改变这些固体或液体物质的量对平衡没有影响。(2)对于反应前后气体物质的化学计量相等的反应，压力变化对正负反应速率的影响程度是相等的，因此平衡不会移动。(3)“惰性气体”对化学平衡的影响。(1)恒温恒容条件原始平衡系统的总压力增加系统中各组分的浓度保持不变平衡不移动。恒温恒压条件原始平衡系统的容器体积增加，每种反应气体的分压降低-系统中每种组分的浓度降低相同的倍数。(4)当反应混合物中各物质的浓度变化到相同程度时，应将其视为压力的影响。(5)运动的结果只能削弱外部条件的变化，但不能完全抵消外部条件的变化。在新的平衡中，这个物理量更接近变化的方向。如果反应物A的浓度增加，平衡向右移动，并且A的浓度在增加的基础上降低，但是当达到新的平衡时，A的浓度必须大于原始平衡。同样，如果温度和压力发生变化，变化也是相似的。测试点5平衡常数转换率一、知识分类1.化学平衡常数(1)一般可逆反应的平衡常数k: mA(g) nB(g) pC(g) qD(g)的表达式当在一定温度下达到化学平衡时，反应的平衡常数为：注：在平衡常数的表达式中，反应物A、B和产物C、D的状态都是气态，c(A)、c(B)、c(C)、c(D)都是平衡时的浓度。当反应混合物中有固体或纯液体时，它们的浓度是一个常数，这个常数没有写入平衡常数的表达式。例如，Fe3O4(s) 4H2 3Fe(s) 4H2O(g)在高温下的平衡常数表达式为：平衡常数k的表达式与化学方程式的书写方式有关。(2)平衡常数k值的特征：(1)k值与浓度、压力和催化剂的使用无关。也就是说，对于给定的反应，在一定的温度下，平衡常数是相同的，而与初始浓度(或压力)和平衡浓度(或压力)或是否使用催化剂无关。(2)k值随温度的变化而变化。对于给定的可逆反应，当温度不变时，k值不变(与反应体系的浓度或压力无关)；当温度不同时，K值也不同。因此，当使用平衡常数K值时，必须指定反应温度。(3)平衡常数表达式中k值的意义：(1)判断可逆反应的方向。某一时间的产物浓度与化学方程式中相应的化学计量数之比作为指数的乘积，与某一时间的反应物浓度与化学方程式中相应的化学计量数之比作为指数的乘积，称为浓度商，用q表示，即：当q=k时，系统达到平衡。当q k时，反应从右向左进行(反反应方向)，直到e(1)如果只有一种反应物，如aA(g) bB(g) cC(g)，则a的量将增加，平衡将向正反应方向移动。然而，a的平衡转化率如何变化取决于反应前后气体体积的相对大小。例如：如果a=b c，a的转化率不会改变；(2)如果a b c，a的转化率增加；如果a c d时，a和b的转化率都增加；C.当ab c d时，a和b的转化率都降低。4.顺差有两种类型的主动平衡：毫安(g)铌(g) pC(g) qD(g):第一类恒温恒容：如果m n p q等于“极限转化”后原始原料的量(或浓度)，则可达到相同的平衡状态。(2)如果m n=p q，在“极限转换”之后，只要相应物质的量的比率相等，就可以达到相同的平衡状态。第二类恒温恒压：只要“极限转换”后相应物质的量之比相等，就可以达到相同的平衡状态。二、典型案例研究例6。将X(g)和Y(g)装入一个10升定容密闭容器中，使x (g) y (g) m (g) n (g)反应。实验数据如下表所示：实验编号温度/开始时的物质量/摩尔平衡时的物质量/摩尔n(X)n(Y)n(M)7000.400.100.0908000.100.400.0808000.200.30a9000.100.15b以下陈述是正确的()A.在实验(1)中，如果在5分钟测量n (