高二化学选修一第二章知识点总结

高二化学选修一第二章知识点总结化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量，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，表达式为\(v=\frac{\Deltac}{\Deltat}\)，单位为\(mol/(L·s)\)或\(mol/(L·min)\)。需注意，同一反应中各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，例如反应\(aA+bB=cC+dD\)中，\(v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d\)。影响化学反应速率的因素包括内因和外因。内因是反应物本身的性质，如金属与酸反应时，钠比镁更剧烈；外因主要有浓度、温度、压强、催化剂等。浓度增大时，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞次数增加，反应速率加快；但固体或纯液体的浓度视为常数，改变其用量不影响反应速率。温度升高时，分子能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞频率显著提高，反应速率加快，通常温度每升高10℃，反应速率增大2~4倍。压强仅对有气体参与的反应有影响，增大压强（减小体积）相当于增大气体浓度，反应速率加快；若压强变化但气体浓度不变（如充入无关气体），反应速率不变。催化剂能降低反应的活化能，使更多分子成为活化分子，活化分子百分数大幅增加，从而显著加快反应速率，且正、逆反应速率同等程度改变。可逆反应是指在同一条件下既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应，其特点是反应物不能完全转化为生成物，化学方程式中用“⇌”表示。化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。平衡状态的特征可概括为“逆”（可逆反应）、“等”（\(v_正=v_逆\neq0\)）、“动”（动态平衡，反应仍在进行）、“定”（各组分浓度、质量分数等保持不变）、“变”（条件改变时平衡可能移动）。判断平衡状态的标志需抓住“变量不变”。对于反应前后气体分子数改变的反应（如\(2SO_2+O_2\rightleftharpoons2SO_3\)），体系的总压强、平均摩尔质量（\(\overline{M}=\frac{m总}{n总}\)）、密度（恒容时\(\rho=\frac{m总}{V}\)不变，恒压时可能变化）等若为变量，当它们保持不变时可说明达到平衡；而对于反应前后气体分子数不变的反应（如\(H_2+I_2\rightleftharpoons2HI\)），总压强、平均摩尔质量等为恒量，不能作为平衡标志。此外，若某物质的颜色、浓度等可测量的物理量保持不变，也可说明平衡。化学平衡常数（\(K\)）是衡量反应进行程度的物理量，对于可逆反应\(aA(g)+bB(g)\rightleftharpoonscC(g)+dD(g)\)，其表达式为\(K=\frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b}\)，其中固体和纯液体的浓度不写入表达式。\(K\)只与温度有关，温度不变时\(K\)不变；\(K\)越大，反应正向进行的程度越大。通过比较浓度商\(Q_c\)（表达式与\(K\)相同，但用任意时刻的浓度计算）与\(K\)的大小可判断平衡移动方向：\(Q_c<K\)时，平衡正向移动；\(Q_c=K\)时，处于平衡状态；\(Q_c>K\)时，平衡逆向移动。化学平衡移动的本质是外界条件改变导致\(v_正\neqv_逆\)。勒夏特列原理指出，当改变影响平衡的一个条件（浓度、温度、压强等）时，平衡将向减弱这种改变的方向移动。浓度变化时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡正向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡逆向移动。温度变化时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动。压强变化时，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动；减小压强，平衡向气体分子数增大的方向移动（仅适用于有气体参与且反应前后气体分子数变化的反应）。催化剂能同等程度改变正、逆反应速率，因此不会影响平衡状态，但可缩短达到平衡的时间。工业合成氨（\(N_2+3H_2\rightleftharpoons2NH_3\)，ΔH<0）的条件选择综合考虑了反应速率和平衡转化率。采用高温（约500℃）是为了加快反应速率并兼顾催化剂活性（铁触媒在该温度下活性最高）；高压（10~30MPa）可增大反应速率并促进平衡正向移动，提高NH3产率；使用催化剂降低活化能，显著加快反应速率；实际生产中还通过及时分离NH3（减小生成物浓度）、补充N2和H2（增大反应物浓度）来提高原料利用率。转化率是衡量反应物转化程度的物理量，计算公式为\(\alpha=\frac{起始浓度平衡浓度}{起始浓度}\times100\%\)。改变外界条件时，转化率的变化与平衡移动方向一致：平衡正向移动时，反应物转化率可能增大（若增大一种反应物浓度，其自身