【知識要點】
一、化學反應速率
1、化學反應速率
(1)概念:化學反應速率是用來衡量化學反應進行的快慢的物理量。
通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示化學反應速率。
(2)表示方法: v=△c/△t 固體或純淨液體v=△n/△t
(用不同物質表示的化學反應速率之比等於化學方程式中的各物質的化學計量係數比。)
2、影響化學反應速率的因素
(1)內因(主要因素)是指參加反應的物質的性質。
(2)外界條件對化學反應速率的影響
1)濃度:其他條件相同時,增大反應物濃度反應速率增大,減小反應物濃度反應速率減小。
有關解釋:在其他條件不變時,對某一反應,活化分子在反應物中所佔的百分數是一定的。單位體積內活化分子的數目與單位體積內反應物分子的總數成正比。
當反應物濃度增大時,單位體積內分子數增多,活化分子數也相應增大,單位體積內的有效碰撞次數也相應增多,化學反應速率增大。
2)壓強:對有氣體參加的化學反應,若其他條件不變,增大壓強,反應速率加快,減小壓強,反應速率減慢。
有關解釋:當溫度一定時,一定物質的量的氣體的體積與其所受的壓強成反比。若氣體的壓強增大到原來的2倍,體積就縮小到原來的一半,單位體積內的分子數就增大到原來的2倍。
故增大壓強,就是增加單位體積裡反應物的物質的量,即增大反應物的濃度,反應速率相應增大;相反,減小壓強,氣體的體積就擴大,反應物濃度減小,反應速率隨之減小。
說明: ①若參加反應的物質為固體、液體或溶液,由於壓強的變化對它們的濃度幾乎無影響,可以認為反應速率不變。
②與化學反應無關的氣體對化學反應速率是否有影響,要分情況而定。在一定溫度下於密閉容器中進行的化學反應n2(g)+3h2(g) 2 nh3 (g):
a、充入he並保持容器的容積不變時,雖容器內氣體的總壓增大,但由於氣體的容積不變,反應物氣體的物質的量濃度不變,化學反應速率不變,平衡不移動。
b、充入he並保持容器內的總壓不變時,必然是容器的容積增大。而氣體容積的增大,引起反應物濃度的減小,化學反應速率減小,平衡左移。
3)溫度:當其他條件不變時,公升高溫度反應速率增大;降低溫度反應速率減小。
經驗規律:一般來說,溫度每公升高10℃,反應速率增大2~4倍。
有關解釋:在濃度一定時,公升高溫度,反應物分子的能量增加,使一部分原來能量較低的分子變成活化分子,從而增加了反應物分子中活化分子的百分數,使有效碰撞次數增多,反應速率增大。溫度公升高,分子的運動加快,單位時間裡反應物分子間碰撞次數增加,反應也相應地加快,前者是反應速率加快的主要原因。
說明:溫度對反應速率的影響規律,對吸熱、放熱反應都適用,且不受反應物狀態的限制。
4)催化劑:催化劑能參與反應,改變反應歷程,降低活化能,也就等於提高了活化分子的百分數,從而提高了有效碰撞頻率,加快了反應速率。
5)其他因素對化學反應速率的影響
例如,通過光輻照、放射線輻照、超聲波、電弧、強磁場、高速研磨等等。總之,向反應體系輸入能量,都有可能改變化學反應速率。
二、化學平衡移動原理(勒夏特列原理):如果改變影響化學平衡的乙個條件(如濃度、溫度、壓強等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。
1、濃度:增大反應物濃度或減小生成物濃度,平衡向正反應方向移動。減小反應物濃度或增大生成物濃度,平衡向逆反應方向移動。
2、壓強:對於有氣體參加的反應,增大壓強平衡向氣體體積減小的方向移動,減小壓強平衡向氣體體積增大的方向移動。
(對於沒有氣體參加的可逆反應及反應前後氣體體積不變的反應,改變壓強化學平衡不移動。)
3、溫度:公升高溫度平衡向吸熱方向移動,降低溫度平衡向放熱方向移動。
無論是吸熱反應還是放熱反應,公升高溫度反應速率都加快;降低溫度反應速率則減慢。
三、等效平衡:在一定條件(定溫、定容或定溫、定壓)下,只是起始加入情況不同的同一可逆反應達到平衡後,任何相同組分的分數(體積、物質的量)均相同,這樣的化學平衡互稱為等效平衡。
(1)定溫、定容:
①反應前後氣體體積改變:轉化成平衡式同一邊物質物質的量與原平衡數值相同。
②反應前後氣體體積不變:轉化成平衡式同一邊物質物質的量與原平衡比值相同。
(2)定溫、定壓:轉化成平衡式同一邊物質物質的量與原平衡比值相同。
四、化學平衡常數
1、定義:在一定溫度下,當乙個可逆反應達到化學平衡時,生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是乙個常數,這個常數就是該反應的化學平衡常數(簡稱平衡常數),用符號k表示。 如:
ma(g) + nb(g) pc(g) + qd(g)
(注意:①對於有固體或純液體參加的反應,它們的濃度不列入k的表示式。
②k值與濃度無關,只受溫度影響。不指明溫度,k值無意義。
③對於給定的化學反應,正、逆反應的平衡常數互為倒數。)
應用:①判斷反應進行的程度:k值越大,反應進行的程度越大,反應物轉化率越高。
②判斷反應熱效應:t公升高,k值增大,則正反應為吸熱反應。
t降低,k值減小,則正反應為放熱反應。
五、化學反應自發進行的方向的判斷
根據體系存在著力圖使自己的能量趨於「最低」和「有序」的自然規律,由焓變和熵變判據組合的復合判據適合於所有的過程。即
δg=δh-tδs <0, 反應能自發進行
δg=δh-tδs =0,反應處於平衡狀態
δg=δh-tδs <0,反應不能自發進行
【鞏固練習】
1、對於反應a(g)+3b(g) 2c(g),下列各資料表示不同條件下的反應速率,其中反應進行得最快的是( )
a、v(a)=0.01 mol/(lsb、v(b)=0.02 mol/(ls)
c、v(b)=0.60mol/(lmind、v(c)=1.0mol/(lmin)
2、在可逆反應中,改變下列條件一定能加快反應速率的是( )
a、增大反應物的量 b、公升高溫度 c、增大壓強 d、使用催化劑
3、在2l的密閉容器中發生下面反應:a(g)+2b(g) 3c(g),經過3min後a的物質由10mol變為7mol,則下面表示的反應速率正確的是( )
a、va=1mol·l-1·min-1b、vb=1mol·l-1·min-1
c、vc=2mol·l-1·min-1 d、vb=2mol·l-1·min-1
4、在氣體反應中,能使反應物中活化分子數和活化分子百分數同時增加的方法是( )
①增大反應物濃度 ②公升高溫度 ③增大壓強 ④移去生成物 ⑤加入催化劑
abcd、①⑤
5、合成氨所需的h2由炭和水蒸氣反應制得,其中一步反應為co+h2o(g)co2+h2
△h<0,欲使co的轉化率提高,同時提高h2的產率,可以採取的措施是( )
a、增大水蒸氣的濃度 b、公升高溫度 c、增大co濃度 d、增大壓強
6、在密閉容器中充入n2和h2,合成nh3,到2秒末測得,v (h2) ==0.45 mol / (l·s),則2秒末nh3的濃度為
a、0.5 mol / l b、0.45 mol / l c、 0.6 mol / l d、0.55 mol / l
7、在一定條件下,進入氨合成塔的混合氣體中含n2的體積分數為22%,含h2的體積分數為78%,經過合成反應達到平衡後,在相同的溫度和壓強下,氣體的體積縮小至原體積的95%,n2的轉化率與下面接近的數值是( )
a、12.5% b、1.4% c、11.3% d、9%
8、一定溫度下,下列敘述不是可逆反應a(g)+3b(g) 2c(g)達到平衡的標誌的是( )
①c的生成速率與c的分解速率相等;②單位時間內amol a生成,同時生成3amol b;
③a、b、c的濃度不再變化;④混合氣體的總壓強不再變化;⑤混合氣體的物質的量不再變化;⑥單位時間消耗amol a,同時生成3amol b;⑦a、b、c的分子數目比為1:3:2。
a、②⑤ b、①③) c、②⑦ d、⑤⑥
9、一定條件下將含1molnh3的體積不變的密閉容器加熱,發生反應2nh3n2+3h2,一段時間後達到平衡,此時nh3的體積分數為x%。若在該容器中再加入1molnh3後密封,加熱到相同溫度使反應達到平衡,設此時nh3的體積分數為y%,則x和y的關係正確的是( )
a、x<y b、x>y c、 x=y d、x≥y
10、在一定條件下,在容積為2l的密閉容器中,將2moll氣體和3molm氣體向混合,發生如下反應:2l(g)+3m(g) xq(g)+3r(g),4s後該反應達到平衡時,生成2.4molr,並測得q的反應速率為0.
1mol/(l·s),下列有關敘述正確的是( )
a、x的值為2b、混合氣體的密度變大
c、l的轉化率為80d、平衡時m的濃度為0.6mol/l
11、在密閉容器中的一定量混合氣體發生反應:xa(g)+yb(g)zc(g),平衡時測得a的濃度為0.50mol/l,保持溫度不變,將容器的體積擴大兩倍,測得a的濃度變為0.
35 mol/l,下列有關判斷正確的是( )
a、x+y<z b、平衡正向移動 c、a的轉化率降低 d、c的體積分數下降
12、按溫度每公升高10℃,化學反應速率增大2倍來計算,若某反應由50℃公升溫到80℃,反應速率比原來增大( )
第二章化學反應速率和化學平衡 一
一 化學反應速率及其影響因素 一 化學反應速率 1 化學反應速率的計算 1 表示方法 通常共用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加表示。2 表示式 v c t,單位 mol l 1 s 1或mol l 1 min 1。如在密閉容器中,合成氨的反應n2 3h2 2nh3,開始時c n2 8 m...
化學反應速率 化學平衡影象
一定條件下,通過下列反應可以製備特種陶瓷的原料mgo mgso4 s co g mgo s co2 g so2 g h 0 該反應在恆容的密閉容器中達到平衡後,若僅改變圖中橫座標x的值,重新達到平衡後,縱座標y隨x 變化趨勢合理的是 答案 a 命題意圖 本題從知識上考查了溫度和濃度對化學平衡的影響 ...
專題七化學反應速率和化學平衡B
專題限時集訓 七 b 專題七化學反應速率和化學平衡 時間 40分鐘 1 下列措施中,能減慢化學反應速率的是 a 食物存放在溫度低的地方 b 將塊狀固體藥品研細後再反應 c 用fecl3溶液作h2o2分解反應的催化劑 d 用4 mol l h2so4溶液代替1 mol l h2so4溶液與鋅粒反應 2...