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:
⑴. 化學反應速率的概念及表示方法:通過計算式:v =δc /δt來理解其概念:
①化學反應速率與反應消耗的時間(δt)和反應物濃度的變化(δc)有關;
②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乙個反應速率。因此,表示反應速率時,必須說明用哪種物質作為標準。
用不同物質來表示的反應速率時,其比值一定等於化學反應方程式中的化學計量數之比。
如:化學反應ma(g) + nb(g) pc(g) + qd(g) 的:v(a)∶v(b)∶v(c)∶v(d) = m∶n∶p∶q
③一般來說,化學反應速率隨反應進行而逐漸減慢。因此某一段時間內的化學反應速率,實際是這段時間內的平均速率,而不是瞬時速率。
【注意】
①化學反應速率的單位是由濃度的單位(mol·l-1)和時間的單位(s、min或h)決定的,可以是mol·l-1·
s-1、 mol·l-1·min-1或mol·l-1·h-1,在計算時要注意保持時間單位的一致性.
②對於某一具體的化學反應,可以用每一種反應物和每一種生成物的濃度變化來表示該反應的化學反
應速率,雖然得到的數值大小可能不同,但用各物質表示的化學反應速率之比等於化學方程式中相
應物質的化學計量數之比.
如對於下列反應: ma + nb = pc + qd
有:∶∶∶=m∶n∶p∶q
或: ③化學反應速率不取負值而只取正值.
④在整個反應過程中,反應不是以同樣的速率進行的,因此,化學反應速率是平均速率而不是瞬時速率.
⑵. 影響化學反應速率的因素:
[有效碰撞] 化學反應發生的先決條件是反應物分子(或離子)之間要相互接觸並發生碰撞,但並不是反應物分子(或離子)間的每一次碰撞都能發生化學反應.能夠發生化學反應的一類碰撞叫做有效碰撞.
[活化分子] 能量較高的、能夠發生有效碰撞的分子叫做活化分子.
說明 ①活化分子不一定能夠發生有效碰撞,活化分子在碰撞時必須要有合適的取向才能發生有效碰撞.②活化分子在反應物分子中所佔的百分數叫做活化分子百分數.當溫度一定時,對某一反應而言,活化分子百分數是一定的.活化分子百分數越
大,活化分子數越多,有效碰撞次數越多.
[影響化學反應速率的因素]
i. 決定因素(內因):反應物本身的性質。
ⅱ. 條件因素(外因)(也是我們研究的物件):
①. 濃度:其他條件不變時,增大反應物的濃度,可以增大活化分子總數,從而加快化學反應速率。值得注意的是,固態物質和純液態物質的濃度可視為常數;
②. 壓強:對於氣體而言,壓縮氣體體積,可以增大濃度,從而使化學反應速率加快。值得注意的是,如果增大氣體壓強時,不能改變反應氣體的濃度,則不影響化學反應速率。
③. 溫度:其他條件不變時,公升高溫度,能提高反應分子的能量,增加活化分子百分數,從而加快化學反應速率。
④. 催化劑:使用催化劑能等同地改變可逆反應的正、逆化學反應速率。
⑤. 其他因素:如固體反應物的表面積(顆粒大小)、光、不同溶劑、超聲波等。
圖表如下:
2. 化學平衡:
⑴ 前提——密閉容器中的可逆反應
⑵ 條件——一定條件的t、p、c ——影響化學平衡的因素
⑶ 本質——v正=v逆≠0
⑷ 特徵表現——各組分的質量分數不變
(5). 化學平衡的特徵:
逆:研究物件是可逆反應
動:動態平衡。平衡時v正=v逆 ≠0
等:v正=v逆
定:條件一定,平衡混合物中各組分的百分含量一定(不是相等);
變:條件改變,原平衡被破壞,發生移動,在新的條件下建立新的化學平衡。
【說明】
a.絕大多數化學反應都有一定程度的可逆性,但有的逆反應傾向較小,從整體看實際上是朝著同方向進行的,例如naoh + hcl = nacl + h2o.
b.有氣體參加或生成的反應,只有在密閉容器中進行時才可能是可逆反應.如caco3受熱分解時,若在敞口容器中進行,則反應不可逆,其反應的化學方程式應寫為:caco3cao + co2↑;若在密閉容器進行時,則反應是可逆的,其反應的化學方程式應寫為:caco3cao + co2
②可逆反應的特點:反應不能進行到底.可逆反應無論進行多長時間,反應物都不可能100%地全部轉化為生成物.
(2)化學平衡狀態.
①定義:一定條件(恆溫、恆容或恆壓)下的可逆反應裡,正反應和逆反應的速率相等,反應混合物(包括反應物和生成物)中各組分的質量分數(或體積分數)保持不變的狀態.
②化學平衡狀態的形成過程:在一定條件下的可逆反應裡,若開始時只有反應物而無生成物,根據濃度對化學反應速率的影響可知,此時ν正最大而ν逆為0.隨著反應的進行,反應物的濃度逐漸減小,生成物的濃度逐漸增大,則ν正越來越小而ν逆越來越大.當反應進行到某一時刻,ν正=ν逆,各物質的濃度不再發生改變,反應混合物中各組分的質量分數(或體積分數)也不再發生變化,這時就達到了化學平衡狀態.
⑷. 化學平衡的標誌:(處於化學平衡時):
①、速率標誌:v正=v逆≠0;
②、反應混合物中各組分的體積分數、物質的量分數、質量分數不再發生變化;
③、反應物的轉化率、生成物的產率不再發生變化;
④、反應物反應時破壞的化學鍵與逆反應得到的反應物形成的化學鍵種類和數量相同;
⑤、對於氣體體積數不同的可逆反應,達到化學平衡時,體積和壓強也不再發生變化。
【例1】在一定溫度下,反應a2(g) + b2(g) 2ab(g)達到平衡的標誌是 ( c )
a. 單位時間生成n mol的a2同時生成n mol的ab
b. 容器內的壓強不隨時間變化
c. 單位時間生成2n mol的ab同時生成n mol的b2
d. 單位時間生成n mol的a2同時生成n mol的b2
⑸. 化學平衡狀態的判斷:
舉例反應 ma(g) + nb(g) pc(g) + qd(g)
混合物體系中各成分的含量 ①各物質的物質的量或各物質的物質的量分數一定平衡
②各物質的質量或各物質的質量分數一定平衡③各氣體的體積或體積分數一定平衡
④總壓強、總體積、總物質的量一定不一定平衡
正、逆反應速率的關係
①在單位時間內消耗了m mola同時生成m mola,即v正=v逆平衡
②在單位時間內消耗了n molb同時生成p molc,均指v正不一定平衡
③va:vb:vc:vd=m:n:p:q,v正不一定等於v逆不一定平衡
④在單位時間內生成了n molb,同時消耗q mold,因均指v逆不一定平衡
壓強 ①m+n≠p+q時,總壓力一定(其他條件一定) 平衡
②m+n=p+q時, 總壓力一定(其他條件一定) 不一定平衡
混合氣體的平均分子量① 一定時,只有當m+n≠p+q時,平衡
② 一定,但m+n=p+q時,不一定平衡
溫度任何化學反應都伴隨著能量變化,在其他條件不變的條件下,體系溫度一定時平衡
體系的密度密度一定不一定平衡
3.化學平衡移動:
⑴勒沙持列原理:如果改變影響平衡的乙個條件(如濃度、壓強和溫度等),平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。其中包含:
①影響平衡的因素:濃度、壓強、溫度三種;
②原理的適用範圍:只適用於一項條件發生變化的情況(即溫度或壓強或一種物質的濃度),當多項條件同時發生變化時,情況比較複雜;
③平衡移動的結果:只能減弱(不可能抵消)外界條件的變化。
⑵、平衡移動:是乙個「平衡狀態→不平衡狀態→新的平衡狀態」的過程。一定條件下的平衡體系,條件改變後,可能發生平衡移動。即總結如下:
⑶、平衡移動與轉化率的關係:不要把平衡向正反應方向移動與反應物轉化率的增大等同起來。
⑷、影響化學平衡移動的條件:化學平衡移動:(強調乙個「變」字)
①濃度、溫度的改變,都能引起化學平衡移動。而改變壓強則不一定能引起化學平衡移動。強調:
氣體體積數發生變化的可逆反應,改變壓強則能引起化學平衡移動;氣體體積數不變的可逆反應,改變壓強則不會引起化學平衡移動。催化劑不影響化學平衡。
②速率與平衡移動的關係:
i. v正== v逆,平衡不移動;
ⅱ. v正 > v逆,平衡向正反應方向移動;
ⅲ. v正 < v逆,平衡向逆反應方向移動。
③平衡移動原理:(勒沙特列原理):
④分析化學平衡移動的一般思路:
速率不變:如容積不變時充入惰性氣體
強調:加快化學反應速率可以縮短到達化學平衡的時間,但不一定能使平衡發生移動。
⑸、反應物用量的改變對化學平衡影響的一般規律:
ⅰ、若反應物只有一種:aa(g)=bb(g) + cc(g),(保持容器體積,溫度不變)在不改變其他條件時,增加a的量平衡向正反應方向移動,但是a的轉化率與氣體物質的計量數有關:(可用等效平衡的方法分析)。
①若a = b + c : a的轉化率不變;
②若a > b + c : a的轉化率增大;
③若a < b + c a的轉化率減小。
ⅱ、若反應物不只一種:aa(g) + bb(g)=cc(g) + dd(g),(保持容器體積,溫度不變)
①在不改變其他條件時,只增加a的量,平衡向正反應方向移動,但是a的轉化率減小,而b的轉化率增大。
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...
化學反應速率與化學平衡知識點歸納
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乙個反應速率。因此,表示反應速率時,必須說明用哪種物質...
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...