基础梳理篇之化学反应速率

基础梳理之化学反应速率、化学平衡1、化学反应速率的定性分析与定量计算(1)对于化学反应速率，其考查点通常有三个方面：一是依据化学反应速率的定义进行有关计算，其模式是灵活运用“v＝Δc/Δt”；二是同一化学反应的速率以不同物质的浓度变化表示时，各速率值之间的关系及化学方程式的确定；三是考查外界条件对反应速率的影响，其模式是依据浓度、温度、压强、催化剂、接触面积以及形成原电池等因素对化学反应速率的影响进行分析判断。(2)涉及外界条件对速率的影响时，影响最大的是催化剂；其次是温度，温度越高，速率越快；然后是浓度和压强。若是可逆反应，外界条件对v正和v逆的影响趋势是一样的。即若升温或增大压强(有气体参与体系)，v正、v逆均加快；若增大反应物浓度，瞬时速率v逆不变。2、影响K的因素(1)化学平衡常数表达式中是各物质在平衡状态时的物质的量浓度，不是物质的量，尤其当m＋n≠p＋q时更应注意，化学平衡常数的单位应视表达式而定。(2)对于有固体、水参加或生成的反应来说，固体、水的浓度视为常数，不应包含在化学平衡常数的表达式中。(3)K只受温度影响，当温度不变时，K值不变；温度升高时，对ΔH<0的反应，K值变小；ΔH>0的反应，K值增大。如果由于浓度、压强的改变而引起化学平衡的移动，但温度恒定，则K值一定不变。3、可逆反应达到平衡状态的标志(1)直接标志(2)间接标志注意：对于反应前后气体物质分子数相等的可逆反应，不能用总物质的量、总压、平均相对分子质量等是否随时间变化来判断反应是否达到了平衡状态，因为这些物理量不随时间的变化而变化。4、外界条件对反应速率和化学平衡的影响(1)c：增大反应物的浓度(或减小生成物浓度)，使Q<K，此刻v正增大，而v逆不变，使v正>v逆，故平衡向正反应方向移动。注：增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，化学平衡不移动。(2)P：增大压强(缩小容器的体积)对v的影响是通过改变物质的浓度实现的，当改变压强使Q<K时，平衡则向正反应方向移动。(3)T：若升高温度，使吸热方向的K增大而放热方向的K减小(即升高温度虽然正逆反应速率均增大，但是v吸增大的程度更大，使v吸>v放，故平衡向吸热方向移动。)(4)催化剂：使用催化剂可降低活化能，使v正、v逆均增大，且两者增大的程度相同，故平衡不移动。(5)“惰性气体”对化学平衡的影响①恒温、恒容条件原平衡体系体系总压强增大→体系中各反应物、生成物浓度不变→平衡不移动②恒温、恒压条件原平衡体系容器容积增大→体系中各成分的浓度同倍数减小(等效于减压)5、等效平衡(1)等效平衡的含义在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同，这样的平衡称为等效平衡。(2)等效平衡的分类根据反应条件(恒温、恒压或恒温、恒容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等)，可将等效平衡问题分成三类：(1)恒温、恒容条件下，反应前后气体分子数不相等的可逆反应；(2)恒温、恒容条件下，反应前后气体分子数相等的可逆反应；(3)恒温、恒压条件下，反应前后气体分子数任意类型的可逆反应。以下是三类等效平衡的比较：等效类型(1)(2)(3)条件恒温、恒容恒温、恒容恒温、恒压起始投料换算为化学方程式同一边物质，其“量”相同换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例对反应要求任何可逆反应反应前后气体体积相等任何可逆反应注意：等效均指的是平衡混合物中各组分的百分含量相同。实际上三种等效是有差别的，第1种情况是完全相等(包括浓度、密度、相对分子质量等都相等)，而2、3种情况下，物质的量等存在倍数关系。6、化学平衡图象的解题步骤解图象题三步曲：“一看”、“二想”、“三判断”(1)“一看”——看图象①看面：弄清纵、横坐标的含义。②看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。③看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。④看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。⑤看要不要作辅助线：如等温线、等压线等。(2)“二想”——想规律看完线后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。(3)“三判断”通过对比分析，作出正确判断。7、解答化学平衡问题的重要原则和方法(1)三个“不要混同”①不要将平衡的移动和速率的变化混同起来。例如：别以为平衡正向移动一定是v正加快，v逆减慢等。②不要将平衡的移动和浓度的变化混同起来，例如：别以为平衡正向移动时，反应物浓度一定减小。③不要将平衡的移动和反应物的转化率提高混同起来，例如：别以为平衡正向移动，反应物的转化率一定提高。(2)可逆反应“不为零”原则可逆性是化学平衡的前提，达到平衡时是反应物和生成物共存的状态，每种物质的物质的量不为零。一般可用极限分析法推断：假设反应不可逆，则最多生成产物多少，有无反应物剩余，余多少。这样的极值点是不可能达到的，故可用于确定某些范围或在范围中选择合适的量。(3)“一边倒”原则可逆反应，在条件相同时(等温等容)，若达到等同平衡，其初始状态必须能互变，从极限角度看，就是各物质的物质的量要相当。因此，可以采用“一边倒”的原则来处理以下问题：化学平衡等同条件(等温、等容)aA(g)＋bB(g)cC(g)①始ab0平衡状态Ⅰ②始00c平衡状态Ⅱ③始xyz平衡状态Ⅲ为了使平衡Ⅲ＝Ⅱ＝Ⅰ根据“一边倒”原则，即可得x＋eq\f(a,c)z＝a⇒eq\f(x,a)＋eq\f(z,c)＝1y＋eq\f(b,c)z＝b⇒eq\f(y,b)＋eq\f(z,c)＝1(4)“过渡态”方法思路：各种反应物的浓度增加相同倍数时，相当于增大体系压强，根据平衡移动方向来确定转化率的变化情况。8、易错问题提醒(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或纯液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对平衡无影响。(2)由于压强的变化对非气态物质的浓度基本无影响，因此，当反应混合物中不存在气态物质时，压强的变化对平衡无影响。(3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度，应视为压强对平衡的影响，如某平衡体系中，c(N2)＝mol·L－1、c(H2)＝mol·L－1、c(NH3)＝mol·L－1，当浓度同时增大一倍时，即让c(N2)＝mol·L－1、c(H2)＝mol·L－1、c(NH3)＝mol·L－1，此时相当于压强增大一倍，平衡向生成NH3的方向移动。(4)在恒容的容器中，当改变其中一种物质的浓度时，必然同时引起压强改变，但判断平衡移动的方向时，应仍以浓度的影响去考虑。如2NO2