化学反应速率化学平衡知识归纳

1、化学反应速率化学平衡知识体系一、化学反应速率.化学反应速率）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：丫=人”人1（m平均速率，Ac:浓度变化，At时间）单位： mol/ （L0）说明：反应速率为正值，是反应某一段时间间隔内的平均反应速率。要防止错误地用单位时间内物质的物质的量或质量的变化来计算化学反应速 率。在一个化学反应中，各物质的起始浓度、反应一定时间后的浓度和浓度 的变化三个量中，只有浓度的变化一定符合它们在化学方程式中的计量系数关 系。同一个化学反应的速率，可选用其中任何一种物质来表示，

2、其数值可能相同， 也可能不相同，但都是该反应的速率，且各物质表示的速率比等于它们在化学方 程式中的计量系数比。例如反应aA + bB f gG + hH,V（A）：V（B）：V（c）：V（D）= a：b：g：h因此只要已知一种物质表示的反应速率就可以求出其它物体表示的反应速率.影响化学反应速率的因素在相同的条件下不同化学反应的反应速率取决于反应物的结构和性质。 例如将表面积大小相同的镁片和铁片分别投入等体积等浓度的盐酸里，可以 观察到镁跟盐酸反应的速率比铁跟盐酸反应的速率快，这是由于镁的还原性 比铁的还原性强缘故。同一个化学反应在不同条件下，反应速率不同。影响反应速率的外界因素 主要有以下几点

3、：I浓度：当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大反应的速率；减少 反应物的浓度，可以减小反应的速率。注：对于固体和纯液体物质，它们的“浓度”可视为常数。因此上述“反应物” 系指气体物质或溶液。n压强：当其它条件不变时 对有气体参加的反应，增大压强（气体体积缩小， 使反应物的浓度增大），可以增大反应的速率；减小压强（气体体 积增大，使反应物的浓度减小），可以减小反应的速率。注：对于无气体（只有固体、液体或溶液）物质的化学反应，压强与其反应速率 无关。出温度：当其它条件不变时，升高温度，可以增大反应的速率；降低温度， 可以减小反应的速率。温度每升高10匕，反应速度可以增大到原来的 24倍。W

4、催化剂：当其它条件不变时，使用催化剂能够增大反应的速率。使用催化剂时，大大提高了活化分子的百分数，大大地增多了有效碰撞次数，使反 应速率大大加快。二、化学平衡.平衡体系分类：平衡体系主要有以下几种类型：(1)化学平衡：N2+3H2 - 2NH3 （2）溶解平衡：AgCl（固） Ag+Cl-(3)电离平衡：CH3COOHH+CH3COO-(4)水解平衡：C032TH2OHCO3-+OH-（5）络合平衡：Cu（NH）42+ CU2+4NH.化学平衡状态的特点33在一定条件下的某个可逆反应，在向一定体积的密闭容器中投入一定量反应物 时，反应物的浓度最大。反应开始后，反应物的浓度逐渐减小，生成物的浓度

5、则 由零开始逐渐增大。因此，反应开始时，最大，为零。随着反应的进行，逐 渐减小，逐渐增大。反应进行到某一时刻，该可逆反应达到了化学平衡状态。上述可逆反应中，随反应进行的时间仕的变化情况，可表示如右图。根据上述分析，可将化学平衡状态的特点归纳如下：含义是指某一可逆反应物，正反应消耗该物质的速率等于逆反应生成该物质 的速率；或指某一生成物，正反应生成该物质的速率等于逆反应消耗该物质的速 率。化学平衡是动态平衡。此时，正反应和逆反应并未停止，正、逆反应仍在进 行着有如右图水槽中，当进水的速率与出水的速率相等时水槽内的水量不变， 而进水和出水仍在进行着，处于动态平衡状态。反应混合物中各组成成分的百分含

6、量保持不变。因为=，所以各物质（反应 物或生成物）的消耗速率等于其生成的速率，可见此时各物质的浓度保持不变, 它们各自的百分含量也保持不变。在一定条件下所建立的化学平衡，如果改变外界条件，平衡状态就会被破坏, ，混合物中各组成成分的百分含量将发生变化。为便于记忆 可将化学平衡状态的特点概括成5个字：“逆”、“等”、“动”、.达到化学平衡状态的标志以mA+nB pC为例直接的标志：（VA耗为A物质消耗的速率，vA生指A物质生成的速率）反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变（2）间接的标志：混合气体的总压、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变。（当m+n娱p 时）各物质的物质的量浓度不随时间的

7、改变而改变。各物质的物质的量不随时间的改变而改变。各气体的分压、各气体的体积不随时间的改变而改变。可逆反应：A（气）+38（气）2c（气）在一定条件下达到平衡状态的标志有：C生成的速率与C分解的速率相等。单位时间内生成C的物质的量与C分解的物质的量相等。单位时间内生成n mol A,同时生成2n mol C;或单位时间内生成3n mol B, 同时生成2n mol CoA、B、C三种物质的浓度不再变化。A、B、C三种物质的物质的量之比不再变化。A、B两种反应物的转化率不再变化。A的生成速率（或消耗速率）与8的消耗速率（或生成速率）之比为1：3。刨 的消耗速率与C的消耗速率之比为1：2,或B的消

8、耗速率与C的消耗速率 之比为3 ：2o密闭容器内的压强不再变化。反应混合气体的平均分子量不再变化。等等。只要符合其中之一，该可逆反应就是达到了平衡状态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)混合物体系各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一平衡中各成分的含量定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mmolA，即丫（正）二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

9、):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 qmolD，因均指丫（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（其他条件一定）不一定平衡混合气体平 均相对分子 质量MrMr 一定时，只有当m+n4p+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.化学平衡的移动概括化学平衡状态特点的5个字中的“变”字，其含义是，如果一个可逆反应达 到平衡

10、状态以后，反应条件（如浓度、压强、温度等）改变了。平衡混合物里各 组成物质的百分含量也就随着改变面达到新的平衡状态。这种由原平衡状态向新 平衡状态的变化过程。就是化学平衡的移动。以上过程可归纳如下：各组分百分含量保持一定一各组分百分含量不一定-各组分百分含量保持 新的一定.勒夏特列原理在一定条件下可逆反应达到平衡状态mA（气）+nB（气）PC（气）+Q （m+nP、Q0 ）。如果改变浓度、压强、温度等条件中的一个条件， 就将发生化学平衡的移动。现将浓度、压强、温度对该化学平衡的影响概括于下 表中：条件改变平衡移动的方向平衡移动的结果图示增大（反应物）正反应（右）（反应物）减小减小（生成物）正反

11、应（右）（生成物）增大增大压强气体体积缩小 （右）体系压强减小升高温度吸热反应（左）体系温度降低如果条件改变是减小（反应物）、增大（生成物入减小压强、降低温度等的其中 之一，平衡移动的方向、平衡移动的结果及图示依次是什么？可参照上表由同学 们自己完成。从以上改变浓度、压强、温度等条件，对指定化学平衡状态的影响及结果，可以 概括出一条普遍的规律:如果改变影响平衡的一个条件（如浓度压摄温度等） 平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。这就是勒夏特列原理。.平衡移动的几个问题（1）在容积一定的密闭容器中，气体反应已达平衡，此时只要改变反应中的任 何一种气体的浓度，都会使压强增大，平衡就会发生移动。移动方

12、向应从浓度对 平衡的影响考虑，而不应从压强考虑。（2）在容积一定的密闭容器中，气体反应已达平衡，若同等程度地改变反应中 各气体的浓度可视为压强的改变平衡移动的方向应从压强对平衡的影响考虑（3）在气体反应已达平衡的体系中，此时加入和反应无关的“惰气”（广义）， 则应从定压和定容两种情况考虑：我们以1 + 3%2NH3为例讨论如下。(1)恒温、恒客下加N2(改变浓度)，平衡向正反应方向移动的结果是：C2(n) C (N), C(H)vC(H), C (NH)C (NH)o H 转化率增大，c(NH)增大是一致的， 疸N的转化率却下降了。2恒盆、也容卞加2H,平衡发生移动,3 c(NH)增大和N 转

13、化率增大一致，但H的转化率下降。232结论是：恒温、恒容下增大一种反应物浓度，可提高其他反应物的转化率，而这 种反应物本身的转化率下随或者说恒温恒容条件下改变一种反应物的浓度， 不可能出现所有反应物(若不止一种)转化率都升高或下降的情况。(2)恒温下加大总压，如使p-2p。在加压瞬间，N、H、NH的浓度或分压强都增 大1倍，平衡将向正反应方向移动。若和2cl相比：N、2 H2浓度或分压强减小，NH3 增大oKIC (NH)2C (NH)，2c (N)C (N)C (N)，H 同。平衡移动结果若和原先C 3相比，1N ： H、3 Nil浓底都增大工只是NH浓度或分压 强增大更多。即N、H转化率都

14、增大了。分压强都减半，平衡向逆反应方向移动。和Ci/2相比，N、H浓度均增大，NH 浓度减小oKC (N)C (N)/2(H同)，C (NH)C (NH)/2。2若平衡移动结果和原 先C比，N、H： NH浓度都减小，只是Nh减小更甚；恒温时，对以上三种平衡 移动1 讨论街区跑是：3(1)恒容，而(2)、(3)木是恒容。前者，若有A、B两种反应 物，增大A的浓度或分压，可提高8的转化率，A的转化率却下降。后者平衡移 动的结果是：气态反应物、生成物的浓度或分压都增大或下降，只是反应物或生 成物浓度或分压强改变更为显著(对于气态反应物物质的量和生成物物质的量不 同的反应)。这个结论具有普遍性。.转化

15、率(1)定义：转化率是指某反应物在一定条件下转化为生成物的程度。定义为反 应物转化率.(2)平衡转化率是指“化学反应达到平衡时已转化了的反应物的量占反应前反应物的总量的百 分数”。转化率中的量常用物质的量浓度或物质的量表示。如：在一定温度下达 平衡时是具有最大的转化率，所以，平衡转化率即是在指定的条件下的最大转化 率。平衡转化率是表明平衡时反应进行的程度。反应的转化率越高，也就表示反 应进行的更完全。生产上经常采用增加反应物的浓度，改变压强、温度的措施， 以提高反应物的转化率。(3)化学反应速率快转化率不一定高化学反应速率的快慢与某一反应物的平衡转化率的高低并无一定关系例如当我 们增大某一反应

16、物的浓度时，化学反应速率加快，另一反应物的转化率会提高。 当升高温度时，反应速率会增加，放热反应的转化率增加，但吸热反应的转化率 会下降。对于反应前后体积不发生改变的气态反应，在其他条件不变的情况下， 当增大压强时，反应速率会加快，但是平衡转化率不改变。总之，化学反应速率 快不一定转化率高。化学反应速率的快慢和平衡转化率的高低，即速率问题和平 衡问题是互相联系而性质又不同的两个问题。(4)“转化率”变化的几种情况所谓“转化率”是指在可逆反应达平衡时某反应物的浓度占其起始浓度的百分 率，即：转化率=(某反应物的起始浓度-某反应物的平衡浓度/某反应物起始浓 度)X100%。现对平衡体系中增加反应物

17、浓度，转化率的变化情况作分类例析。 2SO2(g) + 02(g)2SO3(g)型反应2SO (g)+O (g) 2SO (g)反应达到平衡以后，增大O的浓度，则平衡向右移动，SO 的转化率增大。住类反应的反应物有两种，反应达倒平衡以后，增大其中一种皮 应物的浓度，另一种反应物的转化率增大。2HI (气)H (气)十I (气)型反应2HI(g) I (g)+H (g)反应达到平衡以后增大HI的浓度HI的平衡转化率不变。 此类反应的反应物只有一种且反应前后气体分子数相等，反应达到平衡以后，增 大反应物浓度，平衡转比率不变。 PCl (g)PCl (g)+Cl (g)型反应PCl (g)5 PCl

18、 (g) +Cl (由反应达到平衡以后，增大PCl的浓度，虽然反应在一定 程度上是朝上反应方向进行PCl的物质的量有所增怔但达到新的平衡时PCl 在平衡混合物中的百分含量较原平衡时有所增加，所以d的转化率下降。此类 反应的反应物只有一种，且生成物的气体分子数大于反应物的气体分子数，反应 达到平衡以后增大反应物的浓度反应达到新的平衡时反应物的转化率降低。2NON O型反应此类反灌应舞种嚼麟体分鬻于反应物的爨缴反 应达到平衡以后 若增大反应物的浓度 达到新的平衡时 反应物的转化率增大。 以上四例是常见的反应类型，对于二、三、四例的判断，可以采用变换思维途径 的方法来解答，现以例4为例说明如下：按思

19、维途径1,要比较转化率2、b的大小是比较困难的。但要设计出途径U, 就很容易比较a、6的大小。.化学平衡计算中的几个基本关系量.分析化学平衡图像题应注意的问题(1)先弄清横坐标、纵坐标的含义(有时是判题坐标轴的含义)。(2)根据图像中曲线的变化趋势和特点，分析点(起点、终点、转折点)和线 (所在位置上下、升降、左右、走向等)的含义。(3再结合题目给出的条件，应用概念及规律进行推理判断。如能依据平衡移动 方向判断:反应物的聚集状态反应的热效瓯气体体积的增大或减小等。.化学平衡图像题的分析思路(1)看懂图象：一看面(横坐标和纵坐标)二看线(线的走向、变化趋势)三看点(原点、交点、转折点、终点)四看

20、辅助线(等温线、等压线等)五看量变(2)联想规律：外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。(3)作出判断下结论。.平衡混合气体的平均相对分子质量的计算 上式中M、MB分别为平衡混合气中各组分气体的相对分子质量a% b% 分别为各组分气体在平衡混合气中所占之体积分数或摩尔分数。式中m总为混合气体总质量，n总为平衡混合气体总的物质的量。上式有如下规 律：不变；量增大；量减小。.平均摩尔质量随平衡移动的变化时气体的总质量，平为平衡时气体的总物质的量。但是，当条件改变引起平衡 发生移动时，由于m总和n平因物质状态不同均可能发生变化，因物质状态的变化规律归纳于下：(1)反应中各物质均为气态平衡向体积

21、减小方向移动设在反应N+3H2 2NH3中，N2和q的物质的量各为1mol和3m01,其平均 摩尔质量为：当加压时，平衡向正反应方向移动，设有10%的N2转化为NH3,则平衡时各组分 的物质的量为：n (N2) =0. 9mo1, n (H2) =2.7 mol, n (NH3) =0.2 mol 此时：223可见，改变条件使平衡向体积减小的方向移动时，m总不变，n平减 平衡向体积增大的方向移动 设在反应2NH3 N2 + 3H2中有2mo1NH3,其相对分子质量为17。若NH3的转 化率为10%,则 n (NH)=1.8mo1, n (N)=0.1mo1, n (H)=0.3mo1o 3 即改变条件使平衡向体积增大的方向移动时，m总不变，。平增大，分子数相等的反应，改变条件平衡不移动如反应：方程式两端气体分子数相同，不论怎样改变条件(温度、压强等)，反应中既有固体(或液体)，也有气体方程式一端有气体、固体物质，另一端为气体物质如反应：2NH3 + CO2 CO (NH2) 2 (固)+H/ (气)反应中若增大压强，平衡向正反 应方向移动，若有2mo1施和1mo1C0 2(质量共2x7 + 1x44=78g)反应了，可 生成1mo1水(188),气状物质的物南的固体反应物完全分解为气体的反应如反应：完全分解，其平