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文档简介

1、学习必备欢迎下载高中化学学问点规律大全化学平稳1化学反应速率化学反应速率的概念及其运算公式 11 1 11概念:化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度,通常用单位时间内反应物浓度的削减或生成物浓度的增加来表示单位有mol· l· min或 mol · l· s 2运算公式:某物质x 的化学反应速率: x x的浓度变化量(moll 1)时间变化量( s或 min ) 11 1 1 11 1留意化学反应速率的单位是由浓度的单位mol · l和时间的单位s、min 或 h打算的,可以是mol · l· s、mol ·

2、; l· min或 mol · l· h,在运算时要留意保持时间单位 的一样性对于某一详细的化学反应,可以用每一种反应物和每一种生成物的浓度变化来表示该反应 的化学反应速率,虽然得到的数值大小可能不同,但用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比如对于以下反应:ma + nb pc + qd有: a 或: a m(b) bn(c) cp d m n p q(d)q化学反应速率不取负值而只取正值在整个反应过程中,反应不是以同样的速率进行的,因此, 化学反应速率是平均速率而不是瞬时速率有效碰撞 化学反应发生的先决条件是反应物分子或离子 之间

3、要相互接触并发生碰撞,但并不是反应物分子或离子 间的每一次碰撞都能发生化学反应能够发生化学反应的一类 碰撞叫做有效碰撞活化分子 能量较高的、能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子说明活化分子不肯定能够发生有效碰撞,活化分子在碰撞时必需要有合适的取向才能发生有效碰撞 活化分子在反应物分子中所占的百分数叫做活化分子百分数当温度肯定时,对某一反应而言,活化分子百分数是肯定的活化分子百分数越大,活化分子数越多,有效碰撞次数越多影响化学反应速率的因素影响因素对化学反应速率的影响说明或举例mg 粉和fc 粉分别投入等浓度的盐酸中反应物本身的性质浓度不同的化学反应有不同的反应速率其他条件不变时,增大 减小 反应

4、物的浓度,反应速率增 大减小 时, mg与盐酸的反应较猛烈,产生h2的速率较快增大 减小 反应物浓度,单位体积内活化分子数增多削减 ,有效碰撞次数增多削减 ,但活化分子百分数不变气、固反应或固、 固反应时, 固体的浓度可认为是常数,因此反应速率的大小只与反应物学习必备欢迎下载温度肯定时,对于有气体参 压强加的反应,增大减小 压强,反应速率增大减小 上升 降低 反应温度, 反应速温度率增大 减小 催化剂增大化学反应速率之间的接触面积有关,而与固体量的多少无关转变固体的量不影响反应速率转变压强, 实际是转变气体的体积,使气体的浓度转变, 从而使反应速率转变 转变压强, 不影响液体或固体之间的反应速

5、率通常每上升10,反应速率增大到原 来的 2 4 倍升温,使反应速率加快的缘由有两个方面:a升温后,反应物分子的能量增加, 部分原先能量较低的分子变为活化分子,增大了活化分子百分数, 使有效碰撞次数增多主要方面 ; b上升温度, 使分子运动加快,分子间的碰撞次数增多 次要方面 催化剂增大化学反应速率的缘由:降低了反应所需的能量这个能量叫做活化能,使更多的反应物分子成为活化分子,增大了活化分子百分数, 从而使有效碰撞次数增多光、反应物颗粒的大小等将反应混合物进行光照、将块状固体粉碎等均能增大化学反应速率agbr、hclo、浓 hno3 等见光分解加快, 与盐酸反应时, 大理石粉比大理石块的反应更

6、猛烈2化学平稳化学平稳 1化学平稳讨论的对象:可逆反应的规律可逆反应的概念:在同一条件下, 既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应可逆反应用可逆符号“”表示说明a绝大多数化学反应都有肯定程度的可逆性,但有的逆反应倾向较小,从整体看实际上是朝着同方向进行的,例如naoh + hcl nacl + h2ob有气体参与或生成的反应,只有在密闭容器中进行时才可能是可逆反应如caco3受热分解时, 如在敞口容器中进行,就反应不行逆, 其反应的化学方程式应写为:caco3cao+co2 ;如在密闭容器进行时,就反应是可逆的,其反应的化学方程式应写为:caco3cao + co2可

7、逆反应的特点: 反应不能进行到底 可逆反应无论进行多长时间,反应物都不行能100 地全部转化为生成物2化学平稳状态定义:肯定条件恒温、恒容或恒压下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物 包括反应物和生成物中各组分的质量分数或体积分数 保持不变的状态化学平稳状态的形成过程: 在肯定条件下的可逆反应里, 如开头时只有反应物而无生成物, 依据浓度对化学反应速率的影响可知,此时 正 最大而 逆为 0随着反应的进行,反应物的浓度逐步减小, 生成物的浓度逐步增大, 就 正越来越小而 逆越来越大 当反应进行到某一学习必备欢迎下载时刻, 正 逆,各物质的浓度不再发生转变,反应混合物中各组分的质量分

8、数或体积分数也不再发生变化,这时就达到了化学平稳状态3化学平稳的特点:“动”:化学平稳是动态平稳,正反应和逆反应仍在连续进行,即 正 逆 0“等”:达平稳状态时, 正 逆,这是一个可逆反应达平稳的本质 正 逆的详细含意包含两个方面:a用同一种物质来表示反应速率时,该物质的生成速率与消耗速率相等,即单位时间内消耗与生成某反应物或生成物的量相等;b用不同物质来表示时,某一反应 物的消耗速率与某一生成物的生成速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比“定”:达平稳时,混合物各组分的浓度肯定;质量比或物质的量之比、体积比肯定;各组分的质量分数或摩尔分数、 体积分数 肯定;对于有颜色的物质参与或生

9、成的可逆反应, 颜色不转变同时,反应物的转化率最大对于反应前后气体分子数不相等的可逆反应,达平稳时: 气体的总体积或总压强 肯定;气体的平均相对分子质量肯定;恒压时气体的密度肯定留意:反应前后气体体积不变的可逆反应,不能用这个结论判定是否达到平稳“变”一个可逆反应达平稳后,如外界条件 浓度、 温度、 压强 转变, 使各组分的质量体积、摩尔、压强分数也发生变化,平稳发生移动,直至在新的条件下达到新的平稳留意:如只是浓度或压强转变,而 正 仍等于 逆,就平稳不移动反之,平稳状态不同的同一个 可逆反应,也可通过转变外界条件使其达到同一平稳状态化学平稳的建立与建立化学平稳的途径无关对于一个可逆反应,在

10、肯定条件下,反应无论从正反应开头,仍是从逆反应开头,或是正、逆反应同时开头,最终都能达到同一平稳状 态详细包括:a当了 t、v 肯定时, 按化学方程式中各物质化学式前系数的相应量加入,并保持容器内的总质量不变,就不同起始状态最终可达到同一平稳状态b当 t、p 肯定 即 v 可变 时,只要保持反应混合物中各组分的组成比不变 此时在各种情形下各组分的浓度仍旧相等,但各组分的物质的量和容器内的总质量不肯定相等,就不同的起始状态最终也可达到同一平稳状态如在恒温、恒压时,对于可逆反应:n2 + 3h22nh3,在以下起始量不怜悯形下达 到的是同一平稳状态n2h2nh3a1 mol3 mol0b0.5 m

11、ol1.5 mol0c002 mold1 mol3 mol2 molc对于反应前后气体体积相等的可逆反应,不论是恒温、恒容或是恒温、恒压,在不同的起始状态下,将生成物“归零”后,只要反应物的物质的量之比不变,就会达到同一平稳状态如: h2g + i2 g2hig等判定化学平稳状态的依据mag + nbgpcg + qdg反应混合物中各组分的含量各组分的物质的量或各组分的摩尔分数肯定达平稳状态各组分的质量或各组分的质量分数肯定达平稳状态各组分的体积或体积分数肯定达平稳状态学习必备欢迎下载总体积、总压强或总物质的量肯定不肯定达平稳状态单位时间内消耗m mol a ,同时生成m mol a,达平稳状

12、态单位时间内消耗m mol a (或 n mol b ),同时 正与 逆的关消耗 p mol c(或 q mol d ),既 正 逆达平稳状态 a 系(b) (c) d m n p q,不肯定达平稳状此时 正不肯定等于 逆单位时间内生成了p mol c(或 q mol d )同时消耗了 m mol a (或 n mol b),此时均指 正态不肯定达平稳状态压强混合气体的平均相对分子质量 mr混合气体的密度 m+n p+q 时,总压强肯定达平稳状态 m+n p+q 时,总压强肯定不肯定达平稳状态当 m+n p+q 时, mr 肯定达平稳状态当 m+n p+q 时, mr 肯定不肯定达平稳状态恒温

13、、恒压或恒温、恒容时,密度肯定不肯定达平稳状态化学平稳常数在肯定温度下,当一个可逆反应达到平稳状态时,生成物的平稳浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积与反应物的平稳浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积的比值是一个常数,这个常数叫做化学平稳常数,简称平稳常数用符号k 表示1平稳常数k 的表达式:对于一般的可逆反应:mag + nbgpcg + qdg当在肯定温度下达到化学平稳时,该反应的平稳常数为: cc pk c a m cd q cb n留意: a在平稳常数表达式中,反应物a、b 和生成物c、d 的状态全是气态,ca、cb、cc、cd均为平稳时的浓度b 当反应混合物中有固体或

14、纯液体时,他们的浓度看做是一个常数,不写入平稳常数的表达式中例如,反应在高温下fe3o4s + 4h23fes + h2og的平稳常数表达式为:c h 2 o 4k4 c h 2 又如,在密闭容器中进行的可逆反应caco3 scaos + co2 的平稳常数表达式为: k cco2c平稳常数k 的表达式与化学方程式的书写方式有关例如:2n2 + 3h22nh3c nh 3 k 13 c h 2 c n 2 32nh3n2 + 3h2 c n 2 k 2 c h 2 213n22nh3c nh 3 k cnh 3 +h322 ch1 / 22 cn 23 / 2学习必备欢迎下载明显, k1、k2

15、 、k3 具有如下关系:k 22平稳常数k 值的特点:1, k3k 1 k 11 / 2k 值的大小与浓度、压强和是否使用催化剂无关即对于一个给定的反应,在肯定温度下,不论起始浓度或压强 和平稳浓度或压强 如何,也不论是否使用催化剂,达平稳时,平稳常数均相同k 值随温度的变化而变化对于一个给定的可逆反应,温度不变时,k 值不变 而不论反应体系的浓度或压强如何变化 ;温度不同时, k 值不同因此,在使用平稳常数 k 值时,必需指明反应温度3平稳表达式k 值的意义:判定可逆反应进行的方向对于可逆反应:mag + nbgpcg + qdg,假如知道在肯定温度下的平稳常数,并且知道某个时刻时反应物和生

16、成物的浓度,就可以判定该反应是否达到平稳状态,假如没有达到平稳状态,就可判定反应进行的方向将某一时刻时的生成物的浓度用化学方程式中相应的化学计量数为指数的乘积,与某一时刻时的反应物的浓度用化学方程式中相应的化学计量数为指数的乘积之比值,叫做浓度商,用 q 表示即:pq cc cdq c a m c b n当 q k 时,体系达平稳状态;当q k,为使 q 等于 k,就分子 生成物浓度的乘积应增大,分母 反应物浓度的乘积应减小,因此反应自左向右正反应方向进行,直至到达平衡状态;同理,当q k 时,就反应自右向左逆反应方向 进行,直至到达平稳状态表示可逆反应进行的程度k 值越大,正反应进行的程度越

17、大平稳时生成物的浓度大,反应物的浓度小,反应物的转化率越高;k 值越小,正反应进行的程度越小,逆反应进行的程度越大,反应物的转化率越低反应物平稳转化率的运算公式某一反应物的平稳转化率指定反应物的起始量- 指定反应物的平稳量100 指定反应物的起始量 指定反应物达平稳时的消耗量100 指定反应物的起始量说明运算式中反应物各个量的单位可以是mol· l 1”、mol ,对于气体来说仍可以是l 或ml,但必需留意保持分子、分母中单位的一样性3影响化学平稳移动的条件化学平稳的移动已达平稳状态的可逆反应,当外界条件浓度、温度、压强转变时由于对正、 逆反应速率的影响不同,致使 正 逆,就原有的化

18、学平稳被破坏,各组分的质量或体积 分数发生变化, 直至在新条件肯定的情形下 正 逆,而建立新的平稳状态这种可逆反应中旧化学平稳的破坏、新化学平稳的建立,由原平稳状态向新化学平稳状态的转 化过程,称为化学平稳的移动说明1如条件的转变使 正 逆 ,就平稳向正反应方向移动;如条件的转变使 正 逆,就平稳向逆反应方向移动但如条件转变时, 正仍旧等于 逆,就平稳没有发生移动2化学平稳能够发生移动,充分说明白化学平稳是肯定条件下的平稳状态,是一种动态平 衡3化学平稳发生移动而达到新的平稳状态时,新的平稳状态与原平稳状态主要的不同点是:学习必备欢迎下载新的平稳状态的 正或 逆与原平稳状态的 正或逆 不同;平

19、稳混合物里各组分的质量或体积 分数不同影响化学平稳的因素1浓度对化学平稳的影响一般规律:当其他条件不变时,对于已达平稳状态的可逆反应,如增加反应物浓度或削减生成物浓度,就平稳向正反应方向移动即向生成物方向移 动;如削减反应物浓度或增加生成物浓度,就平稳向逆反应方向移动即向反应物方向移动特别性: 对于气体与固体或固体与固体之间的反应,由于固体的浓度可认为是常数,因此转变固体的量平稳不发生移动如反应cs + h2ogcog + h2g达平稳状态后,再加入焦炭的量,平稳不发生移动说明浓度对化学平稳的影响,可用化学反应速率与浓度的关系来说明对于一个已达平 衡状态的可逆反应, 正 逆如增大反应物的浓度,

20、就 正增大,而, 逆增大得较慢,使平稳向正反应方向移动假如减小生成物的浓度,这时虽然, 正并未增大, 但 逆减小了,同样也使, 正 逆,使平稳向正反应方向移动同理可分析出:增大生成物的浓度或减小 反应物的浓度时,平稳向逆反应方向移动在生产上, 往往采纳增大简单取得的或成本较低的反应物浓度的方法,使成本较高的原料 得到充分利用例如, 在硫酸工业里,常用过量的空气使so2 充分氧化, 以生成更多的so3 2压强对化学平稳的影响一般规律:对于有气体参与且反应前后气体体积不相等的可逆反应,在其他条件不变的情形下,如增大压强即相当于缩小容器的体积,就平稳向气体总体积减小的方向移动,如减小压强即增大容器的

21、体积,就平稳向气体总体积增大的方向移动特别性: 对于反应前后气体总体积相等的可逆反应达平稳后,转变压强, 平稳不发生移动,但气体的浓度发生转变例如可逆反应h2g + i 2g2hig达平稳后,如加大压强,平 衡不会发生移动,但由于容器体积减小,使平稳混合气各组分的浓度增大,气体的颜色加深碘蒸气为紫红色对于非气态反应即无气体参与和生成的反应,转变压强,此时固、液体的浓度未转变,平稳不发生移动;恒温、 恒容时充入不参与反应的气体,此时虽然容器内的压强增大了,但平稳混合气中各组分的浓度并未转变,所以平稳不移动说明压强对平稳的影响实际上是通过转变容器的容积,使反应混合物的浓度转变,造成 正 逆;而使平

22、稳发生移动因此,有时虽然压强转变了,但 正仍等于 正,就平稳不会移动对于有气体参与且反应前后气体体积不相等的可逆反应,增大压强, 正、 逆都会增大,减小压强, 正 、 逆都会减小,但由于正 、 逆增大或减小的倍数不相同,从而导致平稳发生移动例如,可逆反应n2g + 3h2g2nh3g在肯定温度和压强下达到平稳后, 其平稳常数k 为:k2c nh 3 13 c h 2 c n 2 如将压强增至原先的2 倍,就各组分的浓度增至原先的2 倍此时:2232c nh 3 1 c nh 3 3 2c h 2 2c n 2 4 c h 2 c n 2 由于在肯定温度下,k 值为常数,要使上式的值仍等于k,就

23、必需使cnh3增大、 cn2和 ch2减小,即平稳向合成nh3 的方向 正反应方向 移动对于反应前后气体总体积相等的可逆反应,转变压强, 正与 逆的变化程度相同, 正仍旧等于 逆 ;,故平稳不发生移动例如,可逆反应h2g + i2g2hig在肯定温度和压强下达到平稳后,其平稳常数k 为:学习必备欢迎下载k2c hi 1 c h 2 c i 2 如将压强增至原先的2 倍,就各组分的浓度增至原先的2 倍此时:2 2c hi c hi23 k 2c h 2 2c i 2 c h 2 ci 2 上式的值仍与k 值相等,即平稳不发生移动3温度对化学平稳的影响一般规律:当其他条件不变时,上升温度,使平稳向

24、吸热方向移动;降低温度,就使平稳向放热反应方向移动说明化学反应过程均有热效应对于一个可逆反应来说,假如正反应是放热反应,就逆反应必为吸热反应当上升 降低 温度时, 正、 逆会同时增大 减小 ,但二者增大 减小 的倍数不相同,从而导致化学平稳发生移动化学平稳移动原理勒夏特列原理1原理内容:假如转变影响平稳的一个条件如温度、压强或温度等,平稳就向能够减弱这种转变的方向移动2勒夏特列原理适用的范畴:已达平稳的体系如溶解平稳、化学平稳、电离平稳、水解平稳等 勒夏特列原理不适用于未达平稳的体系,如对于一个刚从反应物开头进行的气相可逆反应来说,增大压强,反应总是朝着正反应方向进行的,由于未达平稳,也就无所

25、谓平稳移动,因而不听从勒夏特列原理3勒夏特列原理适用的条件:只限于转变影响平稳的一个条件当有两个或两个以上的条件同时转变时,假如这些条件对平稳移动的方向是一样的,就可增强平稳移动但假如这些条件对平稳移动的方向影响不一样,就需分析哪一个条件变化是影响平稳移动的打算因素4勒夏特列原理中“减弱这种转变”的说明:外界条件转变使平稳发生移动的结果,是减弱对这种条件的转变,而不是抵消这种转变也就是说: 外界因素对平稳体系的影响占主要 方面 催化剂与化学平稳的关系使用催化剂能同等程度地增大 正、 逆,因此,在一个可逆反应中使用催化剂时,能缩短反应达到平稳时所需的时间但由于 正仍等于 逆,所以, 使用催化剂对

26、化学平稳的移动没有影响,不能转变平稳混合物中各组分的百分比组成反应物用量对平稳转化率的影响 1如反应物只有一种,如aagbbg + ccg, 就 增加a 的量,平稳向正反应方向移动,但a 的平稳转化率到底如何变化,要详细分析反应前后气体体积的相对大小如:如 a b+c,就 a 的转化率不变;如a b+c,就 a 的转化率增大;如a b+c, 就 a 的转化 率 减 小 2如反应物不只一种,如aag + bbgccg + ddg就:如只增加反应物a 的量,平稳向正反应方向移动,就反应物b 的转化率增大,但由于外界因素占主要方面,故a 的转化率减小如按原比例同倍数地增加反应物a 与 b 的量, a

27、、b 的转化率的变化有以下三种情形:a当 a+b c+d 时, a、b 的转化率都不变; b当 a+b c+d 时, a、b 的转化率都减小; c当 a+b c+d 时, a、b 的转化率都增大化学反应速率与化学平稳的区分与联系化学反应速率化学平稳学习必备欢迎下载概念略略讨论对象全部化学反应只讨论可逆反应区分催化剂的影响使用催化剂能加快化学反应速率催化剂不能使化学平稳发生移动相互联系在肯定条件下,当 正 逆时,即说明该可逆反应达平稳状态在可逆反应中,反应速率大,达到平稳所需的时间短;反应速率小,达到平稳所需的时间长转变条件,如 正增大,平稳不肯定向正反应方向移动;同 样, 逆增大, 平稳也不肯

28、定向逆反应方向移动转变条件后,平稳到底向哪一个方向移动,只有比较出 正与 逆 哪个更大后,才能确定平稳移动的方向化学反应速率和化学平稳运算的基本关系式对于可逆反应:mag + nbgpcg + qdg1 用各物质表示的反应速率之比等于化学方程式中相应物质化学式前的化学计量数之比即: a b c dm n p q2各物质的变化量之比化学方程式中相应的化学计量数之比3反应物的平稳量起始量消耗量生成物的平稳量起始量增加量表示为:mag+nbgpcg+qdg起始量 molabcd变化量 molxnx mpxqxmm平稳量 molaxbxc px md qx m4达平稳时,反应物a或 b的平稳转化率 :

29、)1 a 或 ba(或b)的消耗浓度(moll× 100a(或b)的起始浓度(moll 1) a 或 b a 或 ba(或b)的消耗浓度( a(或b)的起始浓度( a(或b)的消耗浓度(a(或b)的起始浓度(mol)× 100mol)ml或l)× 100ml或l)5在肯定温度下,反应的平稳常数pqkcc c dc a m c b n6阿伏加德罗定律及其三个重要推论:恒温、恒容时:p1p2n1, bp 任何时刻时反应混合气体的总压强与其总物质的量成正比;n 2学习必备欢迎下载恒温、 恒压时: v1v2n1 ,即任何时刻时反应混合气体的总体积与其总的物质的量成正比;n2恒温、恒容时:12相对分子质量成正比7混合气体的密度:mr 1mr 2,即任何时刻时反应混合气体的密度与其反应混合气体的平均混合气体的总质量 m总混容器的体积 v8混合气体的平均相对分子质量mr 的运算:mr ma · a + mb· b +其 中 ma 、mb分别是气体a、b的相对分子质量;a、b分别是气体a、b的体积 或摩尔 分数 mr混合气体的总质量(混合气体总物质的量(g)mol)4合成氨条件的挑选合成氨条件的挑选 1合成氨反应的特点:反应物、生成物均为

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