化學反應速率 化學平衡知識點總結用

2021-09-08 14:25:49 字數 4331 閱讀 4979

化學反應速率和平化學衡

【命題規律】

化學反應速率和化學平衡是高考的必考內容,其主要命題內容有:①化學反應速率影響因素及計算;②化學平衡狀態的判斷及影響因素;③應用平衡原理判斷反應進行的方向;④化學反應速率和化學平衡的圖象分析;⑤轉化率、平衡常數的含義及簡單計算。

將化學反應速率和化學平衡移動的原理與化工生產、生活實際相結合的題目是最近幾年的高考命題的熱點。特別是化學平衡常數的影響因素及其計算是新教材增加的內容,應引起同學們的關注 。

【知識網路】

【重點知識梳理】

一物質狀態和濃度對反應速率的影響

1.對於有固體參加的化學反應而言,由於在一定條件下,固體的濃度是固定的,所以固體物質在化學反應中濃度不改變,因此在表示化學反應速率時,不能用固體物質。但因為固體物質的反應是在其表面進行的,故與其表面積有關,當固體顆粒變小時,會增大表面積,加快反應速率。

2.對於有氣體參加的反應而言,改變壓強,對化學反應速率產生影響的根本原因是引起濃度改變所致。所以,在討論壓強對反應速率的影響時,應區分引起壓強改變的原因,這種改變對反應體系的濃度產生何種影響,由此判斷出對反應速率產生何種影響。

對於氣體反應體系,有以下幾種情況:

(1)恆溫時:

增加壓強體積縮小濃度增大反應速率加快。

(2)恆容時:①充入氣體反應物濃度增大總壓增大速率加快

②充入「惰氣」總壓增大,但各分壓不變,即各物質的濃度不變,反應速率不變。

(3)恆壓時:

充入:「惰氣」體積增大各反應物濃度減少反應速率減慢。

二外界條件對化學反應速率的影響

三化學反應速率的圖象

圖象也是一種表達事物的語言符號,化學反應速率圖象是將化學反應速率變化的狀況在直角座標系中以圖的形式表達的結果,是化學反應速率變化規律的反映。認識和應用化學反應速率圖象時,要立足於化學方程式,應用化學反應速率變化的規律,分析直角座標系及其圖象的涵義。

1.化學反應caco3+2hcl===cacl2+co2↑+h2o

(1)其他條件一定,反應速率隨著c(hcl)的增大而增大,如圖①。

(2)其他條件一定,反應速率隨著溫度的公升高而增大,如圖②。

(3)隨著反應時間的延長,c(hcl)逐漸減小,化學反應速率逐漸減小,如圖③。

2.化學反應2h2s(g)+so2(g)===3s↓(s)+2h2o(g)

(1)其他條件一定,增大氣態反應物的壓強(縮小氣體容器的容積),反應速率隨著壓強的增大而增大。如圖①。

(2)其他條件一定,減小氣態反應物的壓強(擴大氣體容器的容積),反應速率隨著壓強的減小而減小,如圖②。

(3)溫度、氣體容器的容積都一定,隨著時間的增加,so2、h2s物質的量逐漸減少,氣體的壓強逐漸減小,反應速率逐漸減小,如圖③。

(4)分別在較低溫度t1和較高溫度t2下反應,氣態反應物的壓強都是逐漸增大(縮小容器容積),反應速率隨著壓強的增大而增大及隨著溫度的公升高而增大,如圖④。

四化學平衡狀態的特徵和判斷方法

1.化學平衡狀態的特徵

化學平衡狀態的特徵可以概括為:逆、等、動、定、變。

(1)「逆」——研究物件是可逆反應。

(2)「等」——化學平衡狀態建立的條件是正反應速率和逆反應速率相等,即v正=v逆,這是可逆反應達到平衡狀態的重要標誌。

(3)「動」——指化學反應已達到化學平衡狀態時,反應並沒有停止,實際上正反應與逆反應始終在進行,只是正反應速率等於逆反應速率,即v正=v逆≠0,所以化學平衡狀態是動態平衡狀態。

(4)「定」——在一定條件下可逆反應一旦達到平衡(可逆反應進行到最大的程度)狀態時,在平衡體系的混合物中,各組成成分的含量(即反應物與生成物的物質的量、物質的量濃度、質量分數、體積分數等)保持一定而不變(即不隨時間的改變而改變)。這是判斷體系是否處於化學平衡狀態的重要依據。

(5)「變」——任何化學平衡狀態均是暫時的、相對的、有條件的(與濃度、壓強、溫度等有關),而與達到平衡的過程無關(化學平衡狀態既可從正反應方向開始達到平衡,也可以從逆反應方向開始達到平衡)。當外界條件變化時,原來的化學平衡也會發生相應的變化。

2.化學平衡狀態的判斷方法

(1)直接判定:v正=v逆(實質)

①同一物質:該物質的生成速率等於它的消耗速率。

②不同的物質:速率之比等於方程式中的係數比,但必須是不同方向的速率。

(2)間接判定:

①各組成成分的質量、物質的量、分子數、體積(氣體)、物質的量濃度保持不變。

②各組成成分的質量分數、物質的量分數、氣體的體積分數保持不變。

③若反應前後的物質都是氣體,且係數不等,總物質的量、總壓強(恆溫、恆容)、平均摩爾質量、混合氣體的密度(恆溫、恆壓)保持不變。

④反應物的轉化率、產物的產率保持不變。

總之,能變的量保持不變說明已達平衡。(如下表所示)

特別提醒:①化學平衡的實質是v(正)=v(逆)≠0時,表現為平衡體系中各組分的物質的量或物質的量分數不再變化,因此v(正)=v(逆)>0是化學平衡判斷的充要條件。

②運用v(正)=v(逆)≠0時,注意方向和數量關係。

③學會「變」與「不變」判斷。「變」就是到達平衡過程中量「變」,而到達平衡後「不變」。否則,不一定平衡。

五等效平衡

1.等效平衡

在一定條件(恆溫恆容或恆溫恆壓)下,同一可逆反應體系,不管是從正反應開始,還是從逆反應開始,在達到化學平衡狀態時,任何相同組分的百分含量(體積分數、物質的量分數等)均相同,這樣的化學平衡互稱等效平衡(。

概念的理解:

(1)外界條件相同:通常可以是①恆溫、恆容,②恆溫、恆壓。

(2)「等效平衡」與「完全相同的平衡狀態」不同:「完全相同的平衡狀態」 是指在達到平衡狀態時,任何組分的物質的量分數(或體積分數)對應相等,並且反應的速率等也相同,但各組分的物質的量、濃度可能不同。而「等效平衡」只要求平衡混合物中各組分的物質的量分數(或體積分數)對應相同,反應的速率、壓強等可以不同

(3)平衡狀態只與始態有關,而與途徑無關,(如:①無論反應從正反應方向開始,還是從逆反應方向開始②投料是一次還是分成幾次③反應容器經過擴大—縮小或縮小—擴大的過程,)只要起始濃度相當,就達到相同的平衡狀態。

2.等效平衡的分類

在等效平衡中比較常見並且重要的型別主要有以下三種:

第一類:對於恆溫、恆容條件下反應前後氣體體積改變的可逆反應如果按方程式的化學計量關係轉化為方程式同一半邊的物質,其物質的量與對應組分的起始加入量相同,則建立的化學平衡狀態是等效的。

例如,恆溫恆容下的可逆反應:

2so2 + o2 2so3

①  2 mol  1 mol    0 mol

②  0 mol  0 mol    2 mol

③ 0.5 mol  0.25 mol   1.5 mol

上述三種配比,按方程式的計量關係均轉化為反應物,則so2均為2 mol 、o2均為1 mol,三者建立的平衡狀態完全相同。

第二類:對於恆溫、恆容條件下為反應前後氣體體積不變的可逆反應如果按方程式的化學計量關係轉化為方程式同一邊的物質,其物質的量比與對應組分的起始加入量比相同,則建立的化學平衡是等效的。

例如,恆溫恆容條件下,對於可逆反應:

h2(g) + i2(g) 2hi(g)

① 1 mol  1 mol   0 mol

② 2 mol  2 mol   1 mol

上述兩種配比,按方程式中化學計量關係均轉化為反應物,兩種情況下h2與i2(g)的物質的量比均為1:1,因此上述兩種情況建立的化學平衡狀態是等效的。

第三類:對於恆溫、恆壓條件下的任何氣體參加的可逆反應(無論反應前後氣體體積可變或不變)。如果按方程式的化學計量關係轉化為方程式同一邊的物質,其物質的量比與對應組分的起始加入量比相同,則建立的化學平衡是等效的。

例如,恆溫、恆壓條件下,對於可逆反應:

n2+ 3h2 2nh3

① 1 mol 3 mol  0 mol

② 2 mol 6 mol  1 mol

③ 0 mol 0 mol  0.5mol

上述三種配比,按方程式中化學計量關係均轉化為反應物,三種情況下,n2與h2的物質的量比均 1 ∶ 3,因此上述三種情況建立的化學平衡狀態是等效的。

3.化學平衡的思維方法:

(1)可逆反應「不為零」原則

可逆性是化學平衡的前提,達到平衡時,反應物和生成物共存,每種物質的物質的量不為零。

一般可用極限分析法推斷:假設反應不可逆,則最多生成產物多少,有無反應物剩餘,餘多少。這樣的極值點是不可能達到的,故可用確定某些範圍或在範圍中選擇合適的量。

(2)「一邊倒」原則

可逆反應,在條件相同時(如等溫等容),若達到等同平衡,其初始狀態必須能互變,從極限角度看,就是各物質的物質的量要相當。因此,可以採用「一邊倒」的原則來處理以下問題:化學平衡等同條件(等溫等容)

可逆反應aa(g) + bb(g) = cc(g)

①起始量a b0平衡態ⅰ

②起始量0 0c平衡態ⅱ

化學反應速率 化學平衡知識點

意義 表示化學反應進行快慢的量。定性 根據反應物消耗,生成物產生的快慢 用氣體 沉澱等可見現象 來粗略比較 定量 用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增大來表示。表示方法單位 mol l min 或mol l s 同一反應,速率用不同物質濃度變化表示時,數值可能不同,但數值之比等於方程式中各物...

化學反應速率 化學平衡知識點總結用

化學反應速率和平化學衡 命題規律 化學反應速率和化學平衡是高考的必考內容,其主要命題內容有 化學反應速率影響因素及計算 化學平衡狀態的判斷及影響因素 應用平衡原理判斷反應進行的方向 化學反應速率和化學平衡的圖象分析 轉化率 平衡常數的含義及簡單計算。將化學反應速率和化學平衡移動的原理與化工生產 生活...

化學反應速率與化學平衡知識點歸納

第二章化學平衡 考點梳理 考點一化學反應的速率與平衡 1.化學反應速率 化學反應速率的概念及表示方法 通過計算式 v c t來理解其概念 化學反應速率與反應消耗的時間 t 和反應物濃度的變化 c 有關 在同一反應中,用不同的物質來表示反應速率時,數值可以相同,也可以是不同的。但這些數值所表示的都是同...